Способ получения силикагеля

 

Использование: в ионообменных и сорбционных технологиях, биотехнологии , преимущественно при разделении, очистке и выделении белков и других биосубстратов. Сущность изобретения: в реакционную смесь - раствор силиката щелочного металла в неполярной органической среде, вводят белок, диспергируют , затем вводят полифункциональное вещество, сшивающее белок, и ведут поликонденсацию в присутствии вещества слабокислотного характера. Вещество , сшивающее белок, берут из ряда: глиоксаль, глутаровый альдегид, хинон. В качестве вещества слабокислотного характера используют углекислый газ или сероводород. 2 з.п ф-лы

COt03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 01 В 33/152

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ pj s j1: j г Г!l

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728611/26 (22) l4.08.89 (46) 07.11.92, Бюл. N 41 (71) Центр научно-технического творчества молодежи "Внедрение" (72) О.Н.Новиков и А.А.Стрельцов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 887462, кл. С 01 В 33/16, 1980.

Заявка Японии ¹ 57 — 17417 (А), кл. С 01 В 33/152, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1664746, кл. С Oi В 33/16, 1989, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАГЕЛЯ (57) Использование: в ионообменных и сорбционных технологиях, биотехнолоИзобретение относится к области химии и может быть использовано при получении силикагелей, применяемых в ионообменных и сорбционных технологиях, биотехнологии, преимущественно при разделении очистке и выделении белков и других биосубстратов.

Известен способ получения сорбента для выделения биосубстратов на основе фосфорсодержащего силикагеля, заключающийся в том, что силикагель соединяют с органотрихлорсиланом и обрабатывают трехвалентным фосфором в среде органического растворителя после конденсации.

Также известен способ приготовления мелких сферических гранул силикагеля, по которому водный раствор силиката натрия эмульгируют в дисперсионной среде, состоящей из смеси полярного и неполярного

„„. Ж„„1773868 А1 гии, преимущественно при разделении, очистке и выделении белков и других биосубстратов. Сущность изобретения: в реакционную смесь — раствор силиката щелочного металла в неполярной органической среде, вводят белок, диспергируют, затем вводят полифункциональное вещество, сшивающее белок. и ведут поликонденсацию в присутствии вещества слабокислотного характера. Вещество, сшивающее белок, берут из ряда: глиоксаль, глутаровый альдегид, хинон.

В качестве вещества слабокислотного характера используют углекислый газ или сероводород. 2 з.п.ф-лы. растворителя, а затем вводят кислоту, проводят. поликонденсацию при интенсивном перемешивании в смесителе закрытого типа.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения микросферического силикагеля, включающий диспергирование раствора силиката щелочного металла в дисперсионной среде, состоящей из двух растворителей, при этом суммарная плотность дисперсионной среды равняется плотности раствора силиката щелочного металла, в дисперсионной среде дополнительно растворен полимер, с последующим добавлением к смеси органической кислоты, поликонденсацией силиката щелочного металла и отделением силикагеля, 1773868

50

Однако получаемые данным способом гранулированные силикагели поглощают биосубстраты и белки неизбирательно.

Цель изобретения — повышение селективности к биосубстратам и Расширение функциональных возможностей за счет регулирования избирательности.

В способе получения силикагеля, выключающем диспергирование раствора силиката щелочного металла в неполярной органической среде и последующую поликонденсацию, перед диспергированием в реакционную смесь вводят белок, а после диспергирования полифункциональное вещество, сшивающее белок, и поликонденсацию ведут в присутствии вещества слэбокислотного характера, Используют вещества, сшивающие белок, из ряда: глиоксаль, глутаровый альдегид, хинон. В качестве вещества слабокислотного характера используют углекислый газ или сероводород. Количество вводимых полифункциональных веществ, сшивающих белок, определяется химической структурой белка и равняется не менее 2 моль на 1 моль белка и не более количества, нарушающего вторичную структуру белка, активные центры в белке, используемые для конкретного применения силикагеля. Расчет количества ðåагентов производится следующим образом: количество белка выбирают в соответствии с функциональным назначением сорбента, в частности для силикагеля хроматографического назначения 1 — 1, мас.%, при использовании для иммобилизации белка от 10 до

67 об.%.

Пример 1. В трехгорлый стеклянный реактор, снабженный трубкой для подачи газа и делительной воронкой, помещают 200 мл 1%-ного раствора сополимера стирола и метилметакрилэта в соотношении 67:33 в бензоле (мол.масса 50 тыс.). Вводят в реактор смесь из 10 r силиката натрия, 15 г воды, 1 г,фибрина, диспергируют ее при скорости оборотов мешалки 500 об./мин до размера капель 80 мкм. Добавляют 0,01 r тонкоизмельченного хинона, перемешивают 30 мин и вводят углекислый газ со скоростью 1,3

cM/ìèí в течении 2 ч, Получают гранульный сорбент с размерами гранул 70-10 мкм, аффинно селективный к белкам крови, т.е, селективно извлекающий белки крови.

Пример 2. В реактор вводят 200 мл вазелинового масла, раствор, состоящий из

10 r силиката натрия, 20 г воды, 5 r трипсина, Диспергируют раствор до размера капель

30 — 60 мкм, добавляют 0,1 г глутарового альдегида, перемешивают 30 мин. затем пропускают углекислый газ до полного отверждения гранул со скоростью газа 2 смlмин в течении 4 ч. Получают гранулы 30 — 60 мкм, добавляют 0,1 г с иммобилизованным трипсином в количестве 32 мас.% от сухой массы с ферментативной активностью, сохраняющейся при обработке автолизата дрожжей в реакторе колоночного типа при ламинарном течении со скоростью 1 ммlмин в течение

108 ч непрерывной работы при 37 С.

Пример 3, Отличающийся от примера

1 тем, что в качестве полифункционального вещества используют глиоксаль в количестве 0,1 г.

Пример 4, Отличающийся от примера

1 тем, что вместо углекислого газа используют сероводород, получают сорбент с аналогичными примеру 1 свойствами.

Пример 5, Отличающийся от примера

1 тем, что вместо углекислого газа вводят карбонат аммония в количестве 1,3 г, Получают грэнульный сорбент с размерами гранул 80-12 мкм, аффинно селективный к белкам крови.

Пример 6, В плоскодонный термостатированный сосуд вносят 1 г силикагеля, полученного по примеру 2, 10 мл 0,1%-ного раствора неочищенного желатина со средней мол.массой 50 тыс, и фракционным составом от 470 до 150 тыс„обрабатывают при температуре 36,6 С в течение 5 ч, получают фракцию 10 тыс.— 150 тыс., средняя мол,масса 70 тыс„в смеси с аминокислотами как продуктами разрушения, низкомолекулярной фракции 470 — 10 тыс. Отделяют очищенный белок от аминокислот осаждением в этанол после отделения от силикагеля.

Пример 7 (контрольный). Вносят 0,32 г нативного трипсина и обрабатывают, как в примере 6, получают раствор аминокислот и пептидов, белок отсутствует, Эти вышеприведенные два примера иллюстрируют возможность избирательного гидролиэа субстрата путем повышения селективности взаимодействия фермент — субстрат эа счет наличия силикагеля как матрицы, избирательно пропускается низкомолекулярные фракции биосубстрата.

П ример 8. Попримеру2и 6, носкорость углекислого газа 1 смlмин, время 8 ч. При гидролизе избирательно гидролиэуется фракция 470-5000, получается очищенный препарат белка с мол.массой 62 тыс., с разбросом по размеру молекул от 50 тыс, до 15 тыс.

Заявляемый способ получения силикагеля по сравнению с прототипом: повышает селективность, так как в структуре сорбента присутствует белок, обладающий высокой избирательностью;

1773868

Составитель О. Новиков

Редактор Т. Федотов Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 3904 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 увеличивает прочность соединения белка с силикагелем так, что унос белка с раствором исключается; увеличивается избирательность взаимодействия с биосубстратами самого белка за счет его жесткой фиксации в структуре силикагеля и снижения конформационной адаптивности белка; позволяет проводить введение белка в структуру силикагеля в щелочной среде, в которой белок более устойчив, чем в кислотной; позволяет иммобилизовать высокомолекулярные белки, что нельзя сделать другими способами; позволяет иммобилизовать белок с разветвленной его конформации в матрицу сили кагеля; позволяет регулировать селективность взаимодействия белка с биосубстратом за счет наличия избирательно пропускающей матрицы.

Формула изобретения

1, Способ получения силикагеля, включающий диспергирование раствора силикагеля щелочного металла в неполярной

5 органической среде и последующую поликонденсацию, отл ича ющийся тем, что, с целью повышения селективности и биосубстратам и расширения функциональных возможностей за счет регулирования

10 избирательности, перед диспергированием в реакционную смесь вводят белок, а после диспергирования — полифункциональное вещество, сшивающее белок. поликонденсацию ведут в присутствии вещества слабо15 кислотного характера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вещество, сшивающее белок, берут из ряда: глиоксаль, глутаровый альдегид, хинон.

3, Способ по п,1, отличающийся

20 тем, что в качестве вещества слабокислотного характера используют углекислый газ или сероводород.