离子交换树脂在天然产物提取分离应用.pdfVIP

离子交换树脂在天然产物提取分离中的应用 张东刘建华韩林宇陈晨王逸君冯自立 陕西理工学院生物科学与工程学院 【摘要】综述了离子交换树脂在核苷酸、核酸、抗生素等天然产物分离纯化中应用的 研究现状，展望了离子交换树脂在天然产物提取分离中的应用前景。 【关键词】离子交换树脂天然产物分离提纯 离子交换树脂自1933年开始合成以来，至今已获得了长足发展。目前交换树 脂的商品品种已达2000余种，广泛应用于化工生产、食品工业、医药工业、环 境保护等许多领域。用离子交换树脂进行交换、吸附、络合，从而达到分离、提 纯、富集等效果。而动物、植物、微生物及其代谢产物中的某种化学成分是天然 药物和天然食品添加剂的重要来源。由于这些有用的成分往往含量较低，并与许 多其他化学成分共存，其提取分离是一项非常烦琐而艰巨的工作。溶剂提取分离 技术是天然产物提取分离的经典技术，但溶剂耗量大，分离效率低，环境污染严 重，操作安全性差，因此一般仅适用于实验室小量样品的制备，而不适用于大批 量工业生产。随着分离科学与技术的进步，树脂提取分离技术在天然产物提取分 离中的应用日渐增加。 一、离子交换树脂法提取分离氨基酸 氨基酸为两性化合物，含有可形成正离子的氨 基和可形成负离子的羧基。 因此，应用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂均可对其进行分离和纯化。天然氨 基酸主要来源于蛋白质水解液或微生物发酵液，随其来源不同，体系中氨基酸的 含量与半生杂质的类型也有所区别，因而提取分离工艺也不尽相同。用于离子交 换树脂从蛋白质水解液中提取分离氨基酸的工艺如下图： 水解 脱酸—◆脱色 天然蛋白质原料—_水解液————————◆清夜 吸附或沉淀 离子交换 ———◆ 滤液——————_-饱和树脂 除酪氨酸等 分步解吸 酸性氨基酸 分步解离 ———_中性氨基酸—————◆ 纯氨基酸 碱性氨基酸 85 而自然界中尚存在大量的非蛋白氨酸，具有药用价值的就有40余种。如美 舌藻中的海人草酸、使君子种子中的使君子氨酸和南瓜子中的南瓜子氨酸，均具 有驱蛔虫作用的中草药有效成分，均可用温水、乙醇或乙酸的水溶液提取，再用 强酸性阳离子交换树脂进行富集和纯化而得到高纯度的产品。 混合氨基酸一般在阳离子交换树脂上分离纯氨基酸组分，其分离原理是基于 树脂对不同氨基酸的选择性。选择性大小的顺序为：碱性氨基酸中性氨基酸 酸性氨基酸。当解吸时，氨基酸流出顺序正好相反，酸性氨基酸最先流出树脂柱。 决定氨基酸流出顺序的另外一个因素是氨基酸侧链的疏水性。 疏水性越大其在树脂上的保留时间越长。例如：中性氨基酸从阳离子交换树 脂流出顺序为丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。因为其疏 水性依次增强。用离子交换树脂分离混合氨基酸的一些实例如表l。 表1离子交换树脂从蛋白质水解 液中提取分离氨基酸 原料 树脂类型 分离得到的氨基酸 猪血粉 S． #001×7阳树脂 Asp．Glue．Leu．Hi Lys．Arg #110，#001×7，D371 Arg．Lys．His．Phe． Tyr等 含COOHS03H的 His．Lys．Arg等 阳树脂 猪血母液 #732阳树脂 Try．Phe及混合氨基酸 低档明胶 #001X7／#201X7 Glue．Asp．Pro．hla．