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摘 要:甲钴胺(methylcobalamin)是维生素B12的天然形式,甲钴胺成品为深红色针状结晶或结晶性粉末,溶于水,不溶于丙酮。通过对CAD45、CAD40、DM118S、DM1180、D150共5种树脂对甲钴胺的静态吸附和解吸性能的比较,对照吸附量、吸附速度、选择吸附性、解吸率,筛选出分离性能较好的大孔树脂。
关键词:甲钴胺;大孔树脂;吸附分离;解吸
甲钴胺为抗周围神经病变药物,用于巨幼细胞性贫血及周围神经病,参与体内甲基转换及叶酸代谢,维持血细胞的正常形态与功能和神经纤维的功能完整。本文提纯对象是甲钴胺,是以钴离子为中心的咕啉环和5,6-二甲基苯并咪唑为碱基组成的核苷酸。其化学名为Coα-[2-(5,6-二甲基苯并咪唑基)]-Coβ甲钴酰胺,分子量为1344.38,分子式为C63H91CoN13O14P。
实验所选用试剂、设备选择
试剂:氰钴胺、乙醇、丙酮、氢氧化钠、盐酸;
设备:BT600-1J蠕动泵、UV-2700紫外可见光光度计、1290高效液相色谱仪、XSE电子分析天平;
树脂选型
将甲钴胺溶液定量稀释至10000单位备用。五中不同的树脂定量装柱1L。按照相同进料速度吸附甲钴胺,待树脂柱出口溶液出现甲钴胺颜色时UV检测甲钴胺单位,甲钴胺单位和进口一致视为饱和,计算剩余料液含有甲钴胺。实验结果表明CAD45树脂的饱和吸附量为19000ug/L、CAD45的为28000ug/L、DM118S的为28000ug/L、DM118S的为28000 ug/L、DM118S的为15000ug/L、D150的为22000ug/L、DM1180的为30500 ug/L,实验结果表明CAD45及DM1180树脂为最优树脂。
3 吸附温度选择
精确称量200ml CAD45树脂于500mL锥形瓶中,量取2000mL10000ug/L甲鈷胺水溶液,将其放于摇床中恒速不同温度下震荡,30小时后UV分光光度计检测。10℃的甲钴胺吸附量为25000ug/L、20℃的为26800ug/L、30℃的为28000ug/L、40℃的为32500ug/L、50℃的为32500ug/L,综合成本及吸附量考虑树脂柱采用20~30℃吸附。根据不同吸附流速下的动态吸附泄露数据选择吸附速度为100ml/h。
4 解吸剂、温度及流速选择
1)药典描述甲钴胺微溶于水,不溶于丙酮,因此可以用丙酮水溶液将甲钴胺从树脂上解吸下来。吸附率的计算:a=Co-CeCo100%,Co-Ce分别为树脂吸附前和吸附平衡以后甲钴胺的质量浓度,ug/ml。从实验数据中可以看出,30%以上丙酮水溶液中甲钴胺的吸附率小于10%,50%以上的丙酮水溶液甲钴胺的吸附率为0,故选用50%丙酮水溶液最为解吸剂。2)精确称量200ml吸附饱和甲钴胺溶液的CAD45树脂于500mL锥形瓶中配置50%丙酮-水溶液,量取200mL置锥形瓶中,将锥形瓶放于摇床中恒速不同温度下震荡,24小时后UV分光光度计检测甲钴胺浓度。实验数据为:10℃时解吸率为98.5%、20℃时为98.3%、30℃时为98.6%、40℃时为98.5%,以上实验数据表明解吸剂的温度为20~30℃进行解吸解吸率最佳。3)解吸流速的影响,解吸流速越快,拖尾现象越严重,达到完全解吸所用的解吸溶液越多。流速越慢,解吸溶液中的丙酮分子能充分地与树脂和甲钴胺分子产生作用,洗脱下甲钴胺分子。设定通入CAD45树脂的解吸溶液流速为100、150、200ml/h,每隔5分钟取样检测解吸液含有甲钴胺单位数并绘制折线图。
实验数据证明1:1丙酮水溶液解吸流速为100ml/h,且1:1丙酮水溶液解吸CAD45、DM1180型树脂后树脂均为白色解吸收率在93~95%较为理想。
5 树脂实验后再生处理
用2.0mol/L的氢氧化钠溶液洗涤树脂床层至出口pH为14,去离子水洗涤至中性;用2.0mol/L的盐酸溶料洗涤至出口pH为1,去离子水洗涤至中性备用。DM1180和CAD45树脂吸附甲钴胺至树脂色带层高度相当,正向去离子水洗涤去除杂质。1:1丙酮水溶液解吸,树脂解吸后解吸量及解吸率较第一次使用无差别。
6 结论
通过对照不同种类的大孔吸附树脂CAD45、CAD40、D150、DM118S、DM1180吸附量、吸附效果、解吸收率对照实验,优选出吸附甲钴胺良好的CAD45和DM1180型树脂。经过后续实验,试验了再生对树脂的吸附和解吸性能的影响。DM1180树脂和CAD45树脂均为甲钴胺的提取精制树脂,这两中树脂吸附容量差别不大,提取的解吸溶液收率、杂质相当。优化后的甲钴胺精制工艺为:甲钴胺吸附料液浓度为10000ug/ml,吸附、解吸温度均为20~30℃,解吸剂为50%的丙酮水溶液,吸附、解吸速度均为100ml/h。实验数据表明DM1180和CAD45树脂对于甲钴胺有良好的吸附和解吸性能,吸附量为30000ug/L湿树脂,产品质量纯度超过98.0%,对甲钴胺反应杂质能进行有效分离,能适应需要,保证质量,降低成本。
参考文献:
[1]宋思扬,楼士林.生物技术概论.科学出版社,2007(3).
[2]顾觉奋.离子交换与吸附树脂在制药工业上的应用.中国医药科技出版社,2008(1).
[3]刘学文.食品科学与工程导论.化学工业出版社,2013(3).
[4]古国榜,等.无机化学试验.化学工业出版社,2013(2).
作者简介:韩玉霞(1982-),女,汉族,河北藁城人,专科,主要从事生物制药研究。
关键词:甲钴胺;大孔树脂;吸附分离;解吸
甲钴胺为抗周围神经病变药物,用于巨幼细胞性贫血及周围神经病,参与体内甲基转换及叶酸代谢,维持血细胞的正常形态与功能和神经纤维的功能完整。本文提纯对象是甲钴胺,是以钴离子为中心的咕啉环和5,6-二甲基苯并咪唑为碱基组成的核苷酸。其化学名为Coα-[2-(5,6-二甲基苯并咪唑基)]-Coβ甲钴酰胺,分子量为1344.38,分子式为C63H91CoN13O14P。
实验所选用试剂、设备选择
试剂:氰钴胺、乙醇、丙酮、氢氧化钠、盐酸;
设备:BT600-1J蠕动泵、UV-2700紫外可见光光度计、1290高效液相色谱仪、XSE电子分析天平;
树脂选型
将甲钴胺溶液定量稀释至10000单位备用。五中不同的树脂定量装柱1L。按照相同进料速度吸附甲钴胺,待树脂柱出口溶液出现甲钴胺颜色时UV检测甲钴胺单位,甲钴胺单位和进口一致视为饱和,计算剩余料液含有甲钴胺。实验结果表明CAD45树脂的饱和吸附量为19000ug/L、CAD45的为28000ug/L、DM118S的为28000ug/L、DM118S的为28000 ug/L、DM118S的为15000ug/L、D150的为22000ug/L、DM1180的为30500 ug/L,实验结果表明CAD45及DM1180树脂为最优树脂。
3 吸附温度选择
精确称量200ml CAD45树脂于500mL锥形瓶中,量取2000mL10000ug/L甲鈷胺水溶液,将其放于摇床中恒速不同温度下震荡,30小时后UV分光光度计检测。10℃的甲钴胺吸附量为25000ug/L、20℃的为26800ug/L、30℃的为28000ug/L、40℃的为32500ug/L、50℃的为32500ug/L,综合成本及吸附量考虑树脂柱采用20~30℃吸附。根据不同吸附流速下的动态吸附泄露数据选择吸附速度为100ml/h。
4 解吸剂、温度及流速选择
1)药典描述甲钴胺微溶于水,不溶于丙酮,因此可以用丙酮水溶液将甲钴胺从树脂上解吸下来。吸附率的计算:a=Co-CeCo100%,Co-Ce分别为树脂吸附前和吸附平衡以后甲钴胺的质量浓度,ug/ml。从实验数据中可以看出,30%以上丙酮水溶液中甲钴胺的吸附率小于10%,50%以上的丙酮水溶液甲钴胺的吸附率为0,故选用50%丙酮水溶液最为解吸剂。2)精确称量200ml吸附饱和甲钴胺溶液的CAD45树脂于500mL锥形瓶中配置50%丙酮-水溶液,量取200mL置锥形瓶中,将锥形瓶放于摇床中恒速不同温度下震荡,24小时后UV分光光度计检测甲钴胺浓度。实验数据为:10℃时解吸率为98.5%、20℃时为98.3%、30℃时为98.6%、40℃时为98.5%,以上实验数据表明解吸剂的温度为20~30℃进行解吸解吸率最佳。3)解吸流速的影响,解吸流速越快,拖尾现象越严重,达到完全解吸所用的解吸溶液越多。流速越慢,解吸溶液中的丙酮分子能充分地与树脂和甲钴胺分子产生作用,洗脱下甲钴胺分子。设定通入CAD45树脂的解吸溶液流速为100、150、200ml/h,每隔5分钟取样检测解吸液含有甲钴胺单位数并绘制折线图。
实验数据证明1:1丙酮水溶液解吸流速为100ml/h,且1:1丙酮水溶液解吸CAD45、DM1180型树脂后树脂均为白色解吸收率在93~95%较为理想。
5 树脂实验后再生处理
用2.0mol/L的氢氧化钠溶液洗涤树脂床层至出口pH为14,去离子水洗涤至中性;用2.0mol/L的盐酸溶料洗涤至出口pH为1,去离子水洗涤至中性备用。DM1180和CAD45树脂吸附甲钴胺至树脂色带层高度相当,正向去离子水洗涤去除杂质。1:1丙酮水溶液解吸,树脂解吸后解吸量及解吸率较第一次使用无差别。
6 结论
通过对照不同种类的大孔吸附树脂CAD45、CAD40、D150、DM118S、DM1180吸附量、吸附效果、解吸收率对照实验,优选出吸附甲钴胺良好的CAD45和DM1180型树脂。经过后续实验,试验了再生对树脂的吸附和解吸性能的影响。DM1180树脂和CAD45树脂均为甲钴胺的提取精制树脂,这两中树脂吸附容量差别不大,提取的解吸溶液收率、杂质相当。优化后的甲钴胺精制工艺为:甲钴胺吸附料液浓度为10000ug/ml,吸附、解吸温度均为20~30℃,解吸剂为50%的丙酮水溶液,吸附、解吸速度均为100ml/h。实验数据表明DM1180和CAD45树脂对于甲钴胺有良好的吸附和解吸性能,吸附量为30000ug/L湿树脂,产品质量纯度超过98.0%,对甲钴胺反应杂质能进行有效分离,能适应需要,保证质量,降低成本。
参考文献:
[1]宋思扬,楼士林.生物技术概论.科学出版社,2007(3).
[2]顾觉奋.离子交换与吸附树脂在制药工业上的应用.中国医药科技出版社,2008(1).
[3]刘学文.食品科学与工程导论.化学工业出版社,2013(3).
[4]古国榜,等.无机化学试验.化学工业出版社,2013(2).
作者简介:韩玉霞(1982-),女,汉族,河北藁城人,专科,主要从事生物制药研究。