Способ получения неорганического сорбента для хроматографии биополимеров

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО СОРБЕНТА ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИИ БИОПОЛИМЕРОВ, включающий осаж .дение нерастворимой соли кальция из его хлоридных растворов в виде кристаллического осадка, его последующее кипячение в растворе реагента и промывку натрий-фосфатным буфером, отличающийся тем, что, с целью улучшения гидродинамических характеристик сорбента, процесс ве- i дут путем взаимодействия хлорида кальция с раствором калия - натрия или натрия виннокислого, перед кипячением полученный продукт обрабатывают раствором фосфата калия и кипячение ведут в растворе:фосфата калия. 2. Способ по п.1,о тл и ча ющ и и с я тем, что взаимодействие хлорида кальция с раствором калия натрия или натрия виннокислого ведут г при молярном соотношении кальция и (Л калия - натрия или натрия, равном 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ИЛ

РЕСПУБЛИК..SU„„

А (у) у В 01 J 20/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЯТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

:(21) 3722977/23-26 (22) 09.04.84 (46) 15. 12.85. Бюл. Ф 46 (71) Институт биооргаиической химии

АН Белорусской CCP (72) А.А. Ахрем, А.П. Дрожденюк, Л.Н. Кулинкович и Д.I0 ° Ландо (53) 661.183.12(088.8) (56) Spencer M. Hydroxylapatite fon

chromatography. VI Sources of чаг»ability and imroved methods of preparation.-J. qf Chromatogr., 1979, 166, 2,, р. 435-446.

Tiselius А., Hj erten S., Levin Q.

Protein chromatography on Calcium

Phosphate Columns. — Arch. Biochem.

Biophys. 1956, 65, 1, р. 132-155. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО СОРБЕН».А ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИИ БИОПОЛИИЕРОВ, включающий осаж,дение нерастворимой соли кальция из его хлоридных растворов в виде кристаллического осадка, его последующее кипячение в растворе реагента и промывку натрий-фосфатным буфером, отличающийся тем, что, с целью улучшения гидродинамических характеристик сорбента, процесс ве-, дут путем взаимодействия хлорида кальция с раствором калия — натрия или натрия виннокислого, перед кипячением полученный продукт обрабатывают раствором фосфата калия и кипячение ведут в растворе фосфата калия.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что взаимодействие хлорида. кальция с раствором калиянатрия или натрия виннокислого ведут при молярном соотношении кальция и калия — натрия или натрия,.равном

1:(1,15-1,50), обработку образовавшегося кристаллического осадка ведут 0,075-0, 15 моль/л раствором фосфата калия при 70-85 С в течение

10-15 мин, а кипячение — в 1 01,5 моль/л растворе фосфата калия в течение 20-30 мин.

1197725

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к получению неорганических сорбентов, и может быть использовано для синтеза сорбентов, применяемых в хроматографии биополимеров.

Целью изобретения является улучшение гидродинамических характерис-: тик неорганического сорбента для хроматографии биополимеров в хроматографических колонках.

Технология способа заключается в том, что к 0,3-2,5 М раствору калия-натрия виннокислого или натрия виннокислого приливают равный объем

0,4-3,0 M раствора хлористого кальция при 10-65 C и мольном соотношении Са/К-Na или Са-2 Na-1.(1,15-1,50), полученные кристаллы виннокислого кальция после промывки дистиллированной водой обрабатывают 0,075-0, 15М раствором фосфата калия (рН 8-9) при 70-85ОС в течение 10-15 мин, затем обрабатывают этим же раствором с концентрацией 1,0-1,5М при кипячении в течение 20-30 мин. Полученные кристаллы сорбента промывают

0 01М натрий-фосфатным буфером (рН

6,8-7,4) при 40-50 С. Длительность синтеза составляет 3-4 ч. Приведенные условия являются оптимальными, так как в отличие от известных способов синтеза оксиапатита в предлагаемом способе в качестве исходной солей используют растворы .калия-натрия или натрия виннокислого и хлористого кальция для получения кристаллов промежуточного виннокислого кальция °

Это позволяет регулировать получение кристаллов сорбента заданного размера с различными хроматографическими характеристиками путем изменения концентраций исходных солей и температуры синтеза. Вместо крепких растворов щелочей в предложенном способе используют раствор фосфата калия (рН 8-9) (для обработки кристаллов виннокислого кальция). Интервал концентраций исходных реагентов и их соотношение выбран с учетом того, что при выходе за нижние пределы происходит нерегулируемое кристаллообразование, а также снижает выход сорбента, а при выходе за верхние пределы соотношений происходит неполное растворение тартратов калиянатрия или натрия. Интервал концентраций раствора фосфата калия, темпе55

1О

50 ратуру и время его обработки тартрата кальция выбирают исходя из условий полного протекания реакции образования фосфата кальция, а условия кипячения выбирают необходимыми и достаточными для окончательного формирования кристаллической структуры оксиапатита в готовом продукте.

При меньших времени и температуре данные процессы будут проходить не полностью, а их увеличение не приводит к улучшению свойств сорбента, а только удорожает и удлиняет синтез.

Пример 1. К 1 л 0,33 М раствора калия-натрия виннокислого приливают 1 л 0,5М раствора хлористого кальция при 19 С. После образования кристаллов (50-60 циклов перемеши вания) осадку полученного виннокислого кальция дают осесть (время оседания частиц 3 мин), их промывают дважды дистиллированной водой, заливают 1 л нагретого до 80 С 0,1М раствора фосфата калия (рН 8,5) и вы- держивают прн этой температуре в течение 10 мин при перемешивании.

Затем раствору дают остыть до 40 С и декантируют. Осадок суспендируют в 1 л 1,5 М фосфата калия (рН 9), нагревают до кипения и выдерживают при перемешивании в течение 20 мин.

После кипячения суспензию медленно охлаждают до 50 С и дважды промывают

0,01 M натрий-фосфатным буфером (рН 6,8) при этой температуре в течение 10 мин. Буфер сливают, à осадок суспендируют в 0,001 М натрийфосфатном буфере и хранят на холоде.

Выход 100 мл суспензии сорбента.

Размер кристаллов 35-40 мкм. Хроматографические характеристики готового продукта следующие: ОЕ по БСА—

30 мг/г (по БСА — по белку — бычьему сывороточному альбумину) PHK 35 мг/г, ДНК 2,0 мг/г, V 90 мл/ч.

Пример 2. К1л0,33М раствора калия-натрия виннокислого приливают 1 л 0,5 M раствора хлорисо того кальция при 10 С. Дальнейшую обработку ведут как в примере 1, используя для обработки осадка тартрата кальция 0,075 М раствор фосфата о калия при 85 С, а для кипячения его

1,0 М раствор и проводя эти операции соответственно 15 и 30 мин. Выход

100 мл сорбента. Размер кристаллов 20-25 мкм. Хроматограгифические характеристики готового продукта: ОЕ

1197

Составитель P. Пензин Редактор А. Долинич Техред И.Асталош Корректор С. Черни

Заказ 765 1/8 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул,. Проектная, 4

3 по БСА 35 мг/г PHK — 40 мг/г, ДНК 2,8 мг/г, Ч 25 мл/ч.

Пример 3. К 1 л 0,33М раствора виннокислого натрия приливают

1л 0,5 М раствора хлористого кальция при 25 С. Дальнейшую обработку ведут как в примере 1. Выход 120 мл суспензии сорбента. Размер кристаллов 50-55 мкм. Хроматографические характеристики готового сорбента:

ОЕ (мг/г) по БСА 16 мг/г, PHK 27, по ДНК 1,6, Ч 150 мл/ч..

Пример 4. К 50 мл 1 25 М раствора калия-натрия виннокислого приливают 50 мл 1,5 М раствора хло-.. 15 ристого кальция при 55 С. B результате смешивания образуется гелеобраэный осадок, который после тщательного.перемешивания стеклянной палочкой или на механической мешалке пре- .: 20 вращается в суспензию полидисперсных частиц (размер 10-30, мкм). Дальнейшую обработку осуществляют как в примере 1. Выход 30 мл суспензии сорбента. OE (мг/г) по БСА 40 мг/г, 25

РНК 50, по ДНК 2,0, Ч 40 мл/ч, Пример 5. К 50 мл 2,5 М, раствора калия-натрия виннокислого приливают 50 мл 3 M раствора хлористого кальция при 65 С. Дальнейшую 30 обработку осуществляют как в примере 4, используя для обработки .осадка тартрата кальция 0,15 М раствор фосфата калия при 70 С, а для кипячения его 1,2 М раствор и прОвОдя эти операции соответственно 12 и

725 4

25 мин. Получают выход суспензии сорбента 60 мл (в два раза больше, чем в примере 4) .с теми же хроматографическими характеристиками.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет получить сорбенты, обладающие в 2-15 раэ лучшими гидродинамическими xapazneристиками (критериями. которых является величина Ч ) в сравнении со способом-прототипом при сохранении достаточно высоких значений сорбционной емкости по биополимерам.

Технико-экономические преимущества данного способа состоят в том, что по нему можно получать .сорбент с кристаллами шаровидной формы, которые характеризуются высокой прочностью и незначительным уплотнением в колонке, в отличие от сорбентов, полученных по способам 1) и $2);

Кроме того, изменяя исходные параметры: температуру синтеза и концентрацию исходной солей, можно получать кристаллы сорбента заданного размера с различными хроматографическими характеристиками, которые могут быть использованы для фракционирования определенного класса биополимеров.

Сорбент можно использовать многократно (не менее 5 циклов хроматографии).

Предлагаемый способ прост, не требу- ет сложного аппаратурного оформления. Длительность синтеза в сравнении с известными способами P1)m(23 сокращается в 5-7 раз.