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S-腺苷-L-甲硫氨酸分离纯化工艺研究

姚进孝  
【摘要】:S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM)是生物体内重要的小分子,在治疗肝病和抑郁症方面有着很好的疗效。而我国作为一个肝炎和抑郁症的多发性国家,有着广阔的市场需求。 本文将高密度发酵技术应用于SAM的生产,5L发酵罐,添加40g前体L-蛋氨酸,发酵58小时,SAM产量可以达到10.0g·L-1以上,初步具备了工业化生产的条件。 本文研究了两种不同的破碎酵母释放SAM的方法,乙酸乙酯法和热水抽提法。100g湿菌体用体积浓度为50%乙酸乙酯50ml,萃取40min,然后加入100ml浓度为0.4mol/L的硫酸萃取80min,总回收率可以达到92.0%左右。温度70℃、每30g湿菌体加入热水100ml、硫酸浓度0.25mol/L搅拌转速160r/min, SAM的抽提率可达91.5%。 筛选了一种效果较好的弱酸性阳离子交换树脂南开110,并研究了其静态吸附动力学和吸附平衡曲线,得出南开110对SAM吸附符合离子交换平衡模型的Langmuir吸附。通过研究发现,南开110对SAM静态吸附的最佳pH=5.0,吸附量可达162.6mg/g,静态解吸的硫酸浓度为0.5mol/L,解吸率可达97.4%。通过对不同浓度下静态吸附的研究得出了静态吸附的最佳浓度在5-8g/L之间。对影响SAM在南开110弱酸阳离子交换树脂上动态吸附的流速、pH、初始浓度、床高等,进行了考察,得出对于内径(?)=1.3cm的固定床吸附最佳流速为0.6ml/min、最佳pH=5.0、最佳初始浓度为5-8g/L之间,比较好的固定床的高径比约为7.5:1。尝试了按等设备负荷和等高径比的原则进行放大,放大固定床吸附柱的内径(?)=5cm,其吸附收率可达86%、洗脱收率约为87%。采用了分布洗脱和丙酮沉淀的方法,制得了纯度为95%(HPLC)的SAM硫酸盐,制备硫酸盐的总收率为58.3%。采用了文献报道得硫酸盐中添加质量浓度为30%的对甲苯磺酸的方法,制备了SAM的硫酸对甲苯磺酸双盐,其纯度为97.0%(HPLC),收率81.2%,制备双盐的总收率为47.4%。对自制的SAM硫酸盐进行了质谱分析,证明了制得的产品为SAM和硫酸的结合物,分子式为SAM+·HSO4-·H2SO4·1.54(H2O)。 最后研究了聚天门冬氨酸-SAM盐的制备原理,以及影响制备的因素。制备条件为pH2.5,乙醇的用量为3.5倍反应液体积,聚天门冬氨酸用量和SAM用量的摩尔比3:1,制备收率可达到90%。聚天门冬氨酸-SAM盐水溶液溶液的稳定性,比SAM硫酸盐水溶液的稳定性提高了约11%。通过紫外可见全波段扫描、红外光谱、核磁共振氢谱的研究,得出聚天门冬氨酸和SAM确实是发生了反应,并不是简单的混合。制备过程中SAM的性质没有发生改变,仍然保持了其生物活性形式。


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