Способ получения адсорбента для препаративной хроматографии белков


 


Владельцы патента RU 2405623:

Учреждение Российской академии наук Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН (RU)

Изобретение относится к области хроматографии белков. Предложенный способ получения адсорбента включает взаимодействие твердого фосфата кальция с раствором ортофосфорной кислотой, получение нейтрализованной суспензии брушита, введение в суспензию, содержащую брушит, раствора щелочи и выдержку полученной суспензии до образования суспензии гидроксиапатита, при этом на взаимодействие фосфата кальция с ортофосфорной кислотой подают 3М ортофосфорную кислоту в эквимолярном количестве при гидромодуле, равном 1:1,2, обработку брушита раствором щелочи проводят при гидромодуле, равном 1:3. Изобретение позволяет упростить процесс получения гидроксиапатита и увеличить сорбционную емкость целевого продукта.

 

Изобретение относится к области хроматографии белков, может быть использовано в биотехнологии для очистки и фракционирования ферментов и касается способа получения адсорбента - гидроксиапатит.

Известен способ получения гидроксиапатита (RU 2349377, МПК B01Y 20/04, опубл. 20.03.2009), включающий стадию получения брушита (СаНРО4) из карбоната кальция путем обработки эквимолярным количеством ортофосфорной кислоты при рН 1.0, комнатной температуре и при самопроизвольном перемешивании суспензии в результате выделения углекислого газа. Далее суспензию нейтрализуют, брушит отфильтровывают, промывают и обрабатывают щелочью при комнатной температуре.

Недостатком способа является разрушение частиц брушита в результате выделения углекислого газа, что снижает сорбционную емкость сорбента. Это ограничивает его использование для очистки белков методом твердофазной экстракции на концентрирующих патронах и для препаративной хроматографии.

Известен способ получения гидроксиапатита (RU 2209665, МПК B01J 20/04, опубл. 10.08.2003), выбранный за прототип, включающий стадию получения брушита из фосфата кальция путем его обработки 1 М ортофосфорной кислотой при кипячении и гидромодуле реакции 1:3.5. Далее суспензию нейтрализуют, брушит отфильтровывают, промывают и обрабатывают щелочью при 100°С и гидромодуле 1:6.

Недостатком способа является низкая сорбционная емкость, обусловленная образованием микропористой структуры сорбента в результате жестких (100°С) условий обработки. Это затрудняет его использование для препаративной хроматографии и для очистки белков методом твердофазной экстракции на концентрирующих патронах.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение сорбционной емкости целевого продукта, упрощение и удешевление способа его получения.

Технический результат достигается тем, что брушит получают из фосфата кальция путем обработки 3 М раствором ортофосфорной кислоты при комнатной температуре и гидромодуле реакции 1:1.2, а получение гидроксиапатита осуществляют посредством обработки брушита щелочью при комнатной температуре и гидромодуле 1:3.

Способ осуществляют следующим образом.

Получение брушита проводят согласно реакции 1:

Фосфат кальция с размерами частиц 50-250 мкм добавляют при перемешивании к раствору, содержащему эквимолярное количество ортофосфорной кислоты. При этом используют гидромодуль реакции 1:1.2 (вес Са3(РO4)2/объем Н3РO4). После этого суспензию оставляют на несколько часов при комнатной температуре 20-25°С для завершения реакции. Образование брушита происходит на поверхности твердых частиц фосфата кальция, что способствует получению более крупных фракций брушита. В ходе реакции происходит увеличение объема твердой фазы на 40-50% от исходного, в результате чего брушит занимает весь объем реакционной смеси. При этом получение брушита в указанных условиях не требует перемешивания и способствует образованию более пористого материала. После установления рН суспензии в диапазоне от 3.0 до 4.0 ее нейтрализуют до рН 6.8-7.2 добавлением раствора щелочи. Для получения гидроксиапатита брушит отфильтровывают, промывают на фильтре 2 литрами воды и обрабатывают гидроксидом натрия при комнатной температуре 20-25°С и гидромодуле 1:3.

Сорбционную емкость целевого продукта (мг/г) определяют по связыванию бычьего сывороточного альбумина (БСА) в растворе с рН 6.0 при комнатной температуре. Концентрацию БСА определяют по поглощению (оптической плотности) раствора при λ=280 нм.

Пример 1 (прототип). К 100 г Са3(РO4)2 приливают 350 мл 1 М раствора Н3РO4 (гидромодуль 1:3.5), помещают суспензию в кипящую водяную баню и выдерживают при периодическом перемешивании, пока не установится рН среды в пределах 2.5-3.5. Суспензию нейтрализуют до рН 6.8-7.2 добавлением 50%-ного NaOH и дают медленно остыть до комнатной температуры. Брушит отфильтровывают, промывают на фильтре 2 л воды и суспендируют в 500 мл воды, после чего добавляют 100 мл 50%-ного NaOH (гидромодуль 1:6) помещают в кипящую водяную баню, периодически перемешивая суспензию. По истечении 2-х часов гидроксиапатит отфильтровывают и промывают на фильтре водой до нейтральной реакции фильтрата.

Сорбционная емкость гидроксиапатита составляет 25-29 мг БСА/г сорбента.

Пример 2. К 120 мл 3 М раствора ортофосфорной кислоты добавляют при перемешивании 100 г Са3(РO4)2 (гидромодуль 1:1.2). После этого суспензию оставляют на несколько часов при комнатной температуре 22.5°С для завершения реакции и установления рН суспензии в диапазоне от 3.5 до 4.0 Далее суспензию нейтрализуют до рН 6.8-7.2 добавлением 50%-ного NaOH. Брушит отфильтровывают, промывают на фильтре 2 л воды и суспендируют в 200 мл воды, после чего добавляют 100 мл 50%-ного NaOH (гидромодуль 1:3) и выдерживают 1 час при комнатной температуре 22.5°С. В случае кристаллизации суспензии ее подвергают слабому нагреву (до 40°С) или добавляют равный объем воды. Гидроксиапатит отфильтровывают и промывают на фильтре водой до нейтральной реакции фильтрата. Сорбционная емкость гидроксиапатита составляет 68-72 мг БСА/г сорбента.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить сорбционную емкость целевого продукта по сравнению прототипом, а также упростить процесс получения гидроксиапатита за счет исключения операции кипячения.

Способ получения адсорбента для препаративной хроматографии белков, включающий взаимодействие твердого фосфата кальция с раствором ортофосфорной кислоты, получение нейтрализованной суспензии брушита, введение в суспензию, содержащую брушит, раствора щелочи и выдержку полученной суспензии до образования суспензии гидроксиапатита, отличающийся тем, что на взаимодействие фосфата кальция с ортофосфорной кислотой подают 3М ортофосфорную кислоту в эквимолярном количестве при гидромодуле, равном 1:1,2, обработку брушита раствором щелочи проводят при гидромодуле, равном 1:3, и процесс осуществляют при комнатной температуре.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке минерализованных водных растворов производства капролактама от органических веществ и может быть использовано при реализации технологических процессов с локальной очисткой жидких отходов, обеспечивающих повторное использование органических веществ и водных растворов.

Изобретение относится к области хроматографии. .
Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений и может найти применение в области биоанализа, биосепарации и биоконверсии. .

Изобретение относится к области защиты окружающей среды, конкретно к дезактивации почв, грунтов, песка, ионообменных смол, шлаков и других твердых сыпучих отходов, загрязненных радионуклидами, и может применяться на АЭС, радиохимических производствах, в зонах техногенных катастроф и аварийных разливов ЖРО.

Изобретение относится к иммунологии, в частности к сорбенту для удаления иммуноглобулинов класса G из биологических жидкостей и растворов, содержащих иммуноглобулины, в том числе из плазмы и крови человека.

Изобретение относится к способам получения сорбентов для хроматографии, преимущественно для сорбционного концентрирования витамина Е. .

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для хроматографического разделения фуллеренов. .

Изобретение относится к области органической и аналитической химии, а также материаловедению и может быть использовано как в хроматографии для разделения рацематов оптически активных соединений, так и для выделения индивидуальных изомеров и контроля энантиомерной чистоты (например, аминокислот, пестицидов и биологически активных соединений).

Изобретение относится к способам получения сорбентов на основе хелатов металлов, используемых для разделения энантиомеров. .

Изобретение относится к технологии изготовления поглотителей кислых газов на основе оксидов и гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов, наносимых на пористую подложку и предназначенных для снаряжения поглотительных патронов.
Изобретение относится к способам получения адсорбента диоксида углерода на основе гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания.
Изобретение относится к области очистки газовых смесей от углекислого газа, в том числе решает задачу очистки анодного газа для щелочного топливного элемента. .
Изобретение относится к области химии и может быть использовано при очистке газов регенерации от оксидов серы в присутствии катализатора. .

Изобретение относится к технологии изготовления регенеративных продуктов и поглотителей кислых газов на основе оксидов, пероксидов и гидроксидов щелочных металлов на пористой матрице, предназначенных для снаряжения регенеративных и поглотительных патронов средств защиты органов дыхания.

Изобретение относится к области хроматографии белков, может быть использовано для очистки и фракционирования ферментов с использованием адсорбента - гидроксиапатита, который получают из брушита путем обработки гидроксидом натрия при комнатной температуре с последующей выдержкой.
Изобретение относится к влагопоглощающим материалам на основе одного или более галогенидов щелочных или щелочноземельных металлов, в особенности хлорида кальция, которые предназначены, в частности, для поглощения водяного пара.

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод гальванических или других аналогичных производств, содержащих гексацианоферраты.

Изобретение относится к способам водоподготовки путем фильтрации через гранулированные природные материалы и может быть использовано в системе хозяйственно-бытового и питьевого водоснабжения, в том числе для производства питьевой воды высшей категории качества.
Наверх