CN114736892A - 一种改性硅胶提取尿激酶的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，具体包括以下步骤：步骤一：硅胶原料的选取；步骤二：硅胶的HF处理；步骤三：硅胶磺酸化处理；步骤四：硅胶羧基化处理；步骤五：磺酸化硅胶和羧基化硅胶的混合；步骤六：硅胶混合液与尿液的混合；步骤七：混合液的滴虑吸附；步骤八：尿激酶的洗脱获取。本发明改性硅胶提取，利用柱层析技术进行过柱子操作，此过程循环往复3‑5次，收集的硅胶混合物用平衡缓冲液洗三遍，用无离子水再洗三遍，洗脱即可得到尿激酶，操并且可以减少尿激酶的损失；能够使尿激酶更好的分离，可以有效提高尿激酶的含量，液体尿激酶的收率可达到80‑92％，从而得到纯度较高的尿激酶，收集得到的尿激酶的纯度为45％以上。
Description
技术领域
本发明属于分离提取技术领域，尤其涉及一种改性硅胶提取尿激酶的工艺。
背景技术
尿激酶是一种碱性蛋白酶，由肾脏产生，主要存在于人体及哺乳动物的尿液中，血液凝固时人体的正常机能，但是某些病理状态下，在血管内形成血酸，堵塞血液流通时就会造成严重后果，尿激酶是溶血栓药物，但它并不直接用于血块本身，而是首先激活体内的纤溶酶脘，成为有活性的纤溶酶，纤溶酶作用于纤维蛋白酶凝块，使其分解成可溶性多碳。
尿激酶是一种专一性很强的蛋白水解酶，也具有酯酶活力，无抗原性，无毒性和其他副作用，可临床用于肺血栓、冠心病、脑血栓、心肌梗塞、玻璃体浑浊、眼底出血、颅内出血、静脉栓塞以及急(慢)性肾小球肾炎等疾病的治疗，还可以用于治疗纤维蛋白沉着引起的疾病，并可用于作抗癌的辅助药物。
尿激酶为从健康人尿中分离的，或从人肾组织培养中获得的一种酶蛋白。由分子量分别为33000(LMW-tcu-PA)和54000(HMW-tcu-PA)两部分组成。尿激酶直接作用于内源性纤维蛋白溶解***，能催化裂解纤溶酶原成纤溶酶，后者不仅能降解纤维蛋白凝块，亦能降解血循环中的纤维蛋白原、凝血因子Ⅴ和凝血因子Ⅷ等，从而发挥溶栓作用。对新形成的血栓起效快、效果好。还能提高血管ADP酶活性，抑制ADP诱导的血小板聚集，预防血栓形成。尿激酶在静脉滴注后，患者体内纤溶酶活性明显提高；停药几小时后，纤溶酶活性恢复原水平。
另外，中国专利公开号为CN111647586A，发明创造名称为一种使用树脂吸附尿液中尿激酶的方法，属于分离提取技术领域。包括以下步骤：(1)、制备尿激酶溶液；(2)、制备尿激酶冻干粉；在尿激酶制备过程中使用D6246树脂袋吸附尿液中尿激酶无需对尿液进行其他处理，然后将树脂袋装入层析柱中，洗脱即可得到尿激酶。
但是现有的尿激酶的制备工艺还存在着尿液利用率较低导致尿激酶提取率较低，以及所提取的尿激酶纯度活性较低的问题。
由鉴于此，发明一种改性硅胶提取尿激酶的工艺是非常必要的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，以解决现有的尿激酶的制备工艺还存在着尿液利用率较低导致尿激酶提取率较低，以及所提取的尿激酶纯度活性较低的问题。
一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：硅胶原料的选取；
步骤二：硅胶的HF处理；
步骤三：硅胶磺酸化处理；
步骤四：硅胶羧基化处理；
步骤五：磺酸化硅胶和羧基化硅胶的混合；
步骤六：硅胶混合液与尿液的混合；
步骤七：混合液的滴虑吸附；
步骤八：尿激酶的洗脱获取。
优选的，在步骤一中，选择不同比表面积、粒径范围的硅胶用于磺酸改性、选取选择不同比表面积的硅胶用于羧基化改性。
优选的，在步骤一中，所述的硅胶原料的硅胶比表面积为400-800㎡/g，所述硅胶粒径范围为38-1000um；所述的用于羧基化的硅胶原料的硅胶比表面积200-400㎡/g，粒径范围为200-400um。
优选的，在步骤二中，硅胶HF处理工艺将1kg硅胶于5L反应釜中，20-1000ppm的HF水溶液45L，回流反应10-30小时，反应结束后砂芯过滤，水洗涤至近中性，100℃-200℃干燥。
优选的，在步骤三中，所述的磺化所用的磺化试剂为SO3或H2SO4或发烟硫酸或ClSO2OH，将硅胶和的磺化试剂加入反应釜内进行混合磺化，所述的磺化时间为30-40分钟。
优选的，在步骤四中，硅胶羧基化工艺：将180ml乙醇和420ml水置于1000ml三口瓶中，加入100g硅胶，24ml浓度为50％的羧酸钠乙基硅酸钠搅拌反应1-10小时，后砂芯过滤，于90-120℃真空干燥器中干燥10-20小时。
优选的，在步骤五中，将步骤三和步骤四的磺酸化硅胶和羧基化硅胶按照比例混合，比例为1:1～3:1，从而得到改性硅胶混合体。
优选的，在步骤六中，将男性尿液和步骤五中的硅胶混合液进行混合，混合比例为1:5，搅拌均匀得到含尿激酶硅胶物。
优选的，在步骤七中，将步骤六中的含尿激酶硅胶利用柱层析技术进行过柱子操作，此过程循环往复3-5次，收集的硅胶混合物用平衡缓冲液洗三遍，然后用无离子水再洗三遍，至尿液无色为止，从而得到尿激酶粗品，所述的尿激酶粗品溶液的pH为4.5-7.5；更进一步地，pH为4.5-6.5；所述的阳离子交换层析柱中充填的填料为高分辨率离子色谱填料，可选自Capto SimpAct、SPsepharose HP、source 30S中的一种；所述的平衡缓冲液选自：醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液和Tris-HCl缓冲液中的一种；且所述平衡缓冲液中含有150-500mM氯化钠。
优选的，在步骤八中，所述的尿激酶粗品的洗脱工艺共分两次：第一次洗脱，用2％氢氧化铵和1M氯化钠洗脱液，按35％体积搅拌洗脱1小时，第二次洗脱，用同样洗脱液同样体积洗脱30分钟，开始收集尿激酶。
另外，该改性硅胶提取尿激酶的工艺，在步骤三中，所用到的磺酸化使用元素分析仪测定硫元素，羧基化，使用COOH取代度测试，具体操作如下：
COOH取代度测试
1.适用范围：本方法适用于COOH填料取代度的测试。
2.内容：
2.1准备试剂：
0.1mol/l NaOH标液、甲基红指示剂(0.1g甲基红溶于60ml乙醇中，加水至100ml)、0.1mol/lHCl标液
2.2测试原理：
用NaOH与填料中的羧基反应，，置换H+，用水清洗填料，并用HCl滴定过量的OH-的量，即可计算出填料的取代度
2.3测试方法：
称量瓶称取约3.5g填料，用减量法称约1.5g于离子交换柱中并记录重量(精确至0.0001g)，余下的填料在105℃烘箱中烘干2h后计算干燥失重。
用移液管移取50ml 0.1mol/l NaOH标准溶液加至交换柱管中(控制流速至3-5ml/min)，用纯水分3次，每次10ml清洗离子柱管并收集淋洗液，在淋洗液中加入甲基红指示剂，用0.1mol/ml HCl标液滴定至橙色且保持15s不变色即为终点。
2.4计算方法：
V1---加入离子交换柱中NaOH的体积
C1---加入离子交换柱中NaOH的浓度
V2---滴定至终点所用HCl的体积
C2---滴定所用HCl的浓度
W---离子交换柱中被交换的填料重量
X---填料的干燥失重
取两次平行测定的算术平均值为分析结果，两次平行测定结果的平均偏差≤5％，结果保留两位有效数字。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
尿激酶呈现出特异性吸附；选择性好载样量高；提取的尿激酶具有纯度高，提取方法简便；
采用本发明改性硅胶提取尿激酶的工艺得到的尿激酶制品，大分子尿激酶含量高，且活性收率高，临床使用效果更好；
采用本发明改性硅胶提取尿激酶的工艺无需对尿液进行处理，利用柱层析技术进行过柱子操作，此过程循环往复3-5次，收集的硅胶混合物用平衡缓冲液洗三遍，然后用无离子水再洗三遍，洗脱即可得到尿激酶，操作简单，并且可以减少尿激酶的损失。
所述的尿激酶粗品的洗脱工艺共分两次：第一次洗脱，用2％氢氧化铵和1M氯化钠洗脱液，按35％体积搅拌洗脱1小时，第二次洗脱，用同样洗脱液同样体积洗脱30分钟，开始收集尿激酶；能够使尿激酶更好的分离，可以有效提高尿激酶的含量，液体尿激酶的收率可达到80-92％，从而得到纯度较高的尿激酶，收集得到的尿激酶的纯度为45％以上。
附图说明
图1是本发明的一种改性硅胶提取尿激酶的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1：
如附图1所示，本发明提供一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，具体包括以下步骤：
一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，具体包括以下步骤：
S101：硅胶原料的选取：选择不同比表面积、粒径范围的硅胶用于磺酸改性、选取选择不同比表面积的硅胶用于羧基化改性；所述的硅胶原料的硅胶比表面积为400㎡/g，所述硅胶粒径范围为200um；所述的用于羧基化的硅胶原料的硅胶比表面积200㎡/g，粒径范围为200um。
S102：硅胶的HF处理：硅胶HF处理工艺将1kg硅胶于5L反应釜中，500ppm的HF水溶液45L，回流反应10小时，反应结束后砂芯过滤，水洗涤至近中性，100℃干燥。
S103：硅胶磺酸化处理：所述的磺化所用的磺化试剂为SO3或H2SO4或发烟硫酸或ClSO2OH，将硅胶和的磺化试剂加入反应釜内进行混合磺化，所述的磺化时间为30分钟。
S104：硅胶羧基化处理：硅胶羧基化工艺：将180ml乙醇和420ml水置于1000ml三口瓶中，加入100g硅胶，24ml浓度为50％的羧酸钠乙基硅酸钠搅拌反应2小时，后砂芯过滤，于90℃真空干燥器中干燥15小时。
S105：磺酸化硅胶和羧基化硅胶的混合：
S106：硅胶混合液与尿液的混合：将男性尿液和步骤五中的硅胶混合液进行混合，混合比例为1:5，搅拌均匀得到含尿激酶硅胶物。
S107：混合液的滴虑吸附：将步骤六中的含尿激酶硅胶利用柱层析技术进行过柱子操作，此过程循环往复3-5次，收集的硅胶混合物用平衡缓冲液洗三遍，然后用无离子水再洗三遍，至尿液无色为止，从而得到尿激酶粗品，所述的尿激酶粗品溶液的pH为4.5；更进一步地，pH为4.5；所述的阳离子交换层析柱中充填的填料为高分辨率离子色谱填料，可选自Capto SimpAct、SP sepharose HP、source 30S中的一种；所述的平衡缓冲液选自：醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液和Tris-HCl缓冲液中的一种；且所述平衡缓冲液中含有150-500mM氯化钠。
S108：尿激酶的洗脱获取：所述的尿激酶粗品的洗脱工艺共分两次：第一次洗脱，用2％氢氧化铵和1M氯化钠洗脱液，按35％体积搅拌洗脱1小时，第二次洗脱，用同样洗脱液同样体积洗脱30分钟，开始收集尿激酶。
实施例2：
如附图1所示，本发明提供一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，具体包括以下步骤：
一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，具体包括以下步骤：
S101：硅胶原料的选取：选择不同比表面积、粒径范围的硅胶用于磺酸改性、选取选择不同比表面积的硅胶用于羧基化改性；所述的硅胶原料的硅胶比表面积为500㎡/g，所述硅胶粒径范围为800um；所述的用于羧基化的硅胶原料的硅胶比表面积250㎡/g，粒径范围为220um。
S102：硅胶的HF处理：硅胶HF处理工艺将1kg硅胶于5L反应釜中，600ppm的HF水溶液45L，回流反应12小时，反应结束后砂芯过滤，水洗涤至近中性，110℃干燥。
S103：硅胶磺酸化处理：所述的磺化所用的磺化试剂为SO3或H2SO4或发烟硫酸或ClSO2OH，将硅胶和的磺化试剂加入反应釜内进行混合磺化，所述的磺化时间为35分钟。
S104：硅胶羧基化处理：硅胶羧基化工艺：将180ml乙醇和420ml水置于1000ml三口瓶中，加入100g硅胶，24ml浓度为50％的羧酸钠乙基硅酸钠搅拌反应2小时，后砂芯过滤，于90℃真空干燥器中干燥15小时。
S105：磺酸化硅胶和羧基化硅胶的混合：
S106：硅胶混合液与尿液的混合：将男性尿液和步骤五中的硅胶混合液进行混合，混合比例为1:5，搅拌均匀得到含尿激酶硅胶物。
S107：混合液的滴虑吸附：将步骤六中的含尿激酶硅胶利用柱层析技术进行过柱子操作，此过程循环往复3-5次，收集的硅胶混合物用平衡缓冲液洗三遍，然后用无离子水再洗三遍，至尿液无色为止，从而得到尿激酶粗品，所述的尿激酶粗品溶液的pH为5；更进一步地，pH为5.5；所述的阳离子交换层析柱中充填的填料为高分辨率离子色谱填料，可选自Capto SimpAct、SP sepharose HP、source 30S中的一种；所述的平衡缓冲液选自：醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液和Tris-HCl缓冲液中的一种；且所述平衡缓冲液中含有150-500mM氯化钠。
S108：尿激酶的洗脱获取：所述的尿激酶粗品的洗脱工艺共分两次：第一次洗脱，用2％氢氧化铵和1M氯化钠洗脱液，按35％体积搅拌洗脱1小时，第二次洗脱，用同样洗脱液同样体积洗脱40分钟，开始收集尿激酶。
实施例3：
如附图1所示，本发明提供一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，具体包括以下步骤：
一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，具体包括以下步骤：
S101：硅胶原料的选取：选择不同比表面积、粒径范围的硅胶用于磺酸改性、选取选择不同比表面积的硅胶用于羧基化改性；所述的硅胶原料的硅胶比表面积为800㎡/g，所述硅胶粒径范围为600um；所述的用于羧基化的硅胶原料的硅胶比表面积300㎡/g，粒径范围为300um。
S102：硅胶的HF处理：硅胶HF处理工艺将1kg硅胶于5L反应釜中，500ppm的HF水溶液45L，回流反应25小时，反应结束后砂芯过滤，水洗涤至近中性，160℃干燥。
S103：硅胶磺酸化处理：所述的磺化所用的磺化试剂为SO3或H2SO4或发烟硫酸或ClSO2OH，将硅胶和的磺化试剂加入反应釜内进行混合磺化，所述的磺化时间为35分钟。
S104：硅胶羧基化处理：硅胶羧基化工艺：将180ml乙醇和420ml水置于1000ml三口瓶中，加入100g硅胶，24ml浓度为50％的羧酸钠乙基硅酸钠搅拌反应2小时，后砂芯过滤，于90℃真空干燥器中干燥12小时。
S105：磺酸化硅胶和羧基化硅胶的混合：
S106：硅胶混合液与尿液的混合：将男性尿液和步骤五中的硅胶混合液进行混合，混合比例为1:5，搅拌均匀得到含尿激酶硅胶物。
S107：混合液的滴虑吸附：将步骤六中的含尿激酶硅胶利用柱层析技术进行过柱子操作，此过程循环往复3-5次，收集的硅胶混合物用平衡缓冲液洗三遍，然后用无离子水再洗三遍，至尿液无色为止，从而得到尿激酶粗品，所述的尿激酶粗品溶液的pH为4.5；更进一步地，pH为5；所述的阳离子交换层析柱中充填的填料为高分辨率离子色谱填料，可选自Capto SimpAct、SP sepharose HP、source 30S中的一种；所述的平衡缓冲液选自：醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液和Tris-HCl缓冲液中的一种；且所述平衡缓冲液中含有150-500mM氯化钠。
S108：尿激酶的洗脱获取：所述的尿激酶粗品的洗脱工艺共分两次：第一次洗脱，用2％氢氧化铵和1M氯化钠洗脱液，按35％体积搅拌洗脱1小时，第二次洗脱，用同样洗脱液同样体积洗脱40分钟，开始收集尿激酶。
结合本领域其他工艺得到的尿激酶的生产效率和尿激酶的纯度，对比如下表所示。
表1前处理工艺对于改性的影响
表2
对比数据2
不同硅胶对于尿激酶吸附的影响
100克硅胶吸附的尿激酶的重量计平均能够达到10％以上，有效的提高了提取效率。
由表中数据，可以看出磺酸化和羧基化改性后的硅胶，对于尿激酶的吸附量远高于未改性的硅胶；同时，在试验中发现，未改性的硅胶吸附的尿激酶，很难将其洗脱，需要增加洗脱次数。本技术方案得到的混合改性硅胶吸附尿激酶相对于单一改性硅胶吸附尿激酶，吸收效率更高。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，该改性硅胶提取尿激酶的工艺的生产工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：硅胶原料的选取；
步骤二：硅胶的HF处理；
步骤三：硅胶磺酸化处理；
步骤四：硅胶羧基化处理；
步骤五：磺酸化硅胶和羧基化硅胶的混合；
步骤六：硅胶混合液与尿液的混合；
步骤七：混合液的滴虑吸附；
步骤八：尿激酶的洗脱获取。
2.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤一中，选择不同比表面积、粒径范围的硅胶用于磺酸改性、选取选择不同比表面积的硅胶用于羧基化改性。
3.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤一中，所述的用于磺酸化硅胶原料的硅胶比表面积为400-800m2/g，所述硅胶粒径范围为38-1000um；所述的用于羧基化的硅胶原料的硅胶比表面积200-400m2/g，粒径范围为200-400um。
4.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤二中，硅胶HF处理工艺将1kg硅胶于5L反应釜中，20-1000ppm的HF水溶液45L，回流反应10-30小时，反应结束后砂芯过滤，水洗涤至近中性，100℃-200℃干燥。
5.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤三中，所述的磺化所用的磺化试剂为SO3或H2SO4或发烟硫酸或ClSO2OH，将硅胶和的磺化试剂加入反应釜内进行混合磺化，所述的磺化时间为30-40分钟。
6.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤四中，硅胶羧基化工艺：将180ml乙醇和420ml水置于1000ml三口瓶中，加入100g硅胶，24ml浓度为50％的羧酸钠乙基硅酸钠搅拌反应1-10小时，后砂芯过滤，于90-120℃真空干燥器中干燥10-20小时。
7.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤五中，将步骤三和步骤四的磺酸化硅胶和羧基化硅胶按照比例混合，比例为1:1～3:1，从而得到改性硅胶混合体。
8.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤六中，将男性尿液和步骤五中的硅胶混合物进行混合，重量混合比例为1:5，搅拌均匀得到含尿激酶硅胶物。
9.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤七中，将步骤六中的含尿激酶硅胶利用柱层析技术进行过柱子操作，此过程循环往复3-5次，收集的硅胶混合物用平衡缓冲液洗三遍，然后用无离子水再洗三遍，至尿液无色为止，从而得到尿激酶粗品，所述的尿激酶粗品溶液的pH为4.5-7.5；更进一步地，pH为4.5-6.5；所述的阳离子交换层析柱中充填的填料为高分辨率离子色谱填料，可选自Capto SimpAct、SP sepharoseHP、source 30S中的一种；所述的平衡缓冲液选自：醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液和Tris-HCl缓冲液中的一种；且所述平衡缓冲液中含有150-500mM氯化钠。
10.如权利要求1所述的改性硅胶提取尿激酶的工艺，其特征在于，在步骤八中，所述的尿激酶粗品的洗脱工艺共分两次：第一次洗脱，用2％氢氧化铵和1M氯化钠洗脱液，按35％体积搅拌洗脱1小时，第二次洗脱，用同样洗脱液同样体积洗脱30分钟，开始收集尿激酶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220712 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |