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分离纯化多肽和氨基酸的纳滤膜分离技术

作者:膜分离技术发表时间:2017-12-21 14:30

  膜分离技术具有分离过程不发生相变、常温操作、步骤简单、选择性高、能耗低等特点,特别适合热敏性物质,如果汁、蛋白质、多肽、氨基酸、药品等的分级分离和浓缩。纳滤膜是分离性能介于反渗透膜和超滤膜之间的一种新型液体分离膜,膜上常带电荷,可分离低分子量有机物和多价离子。
 


 

  氨基酸和一些包含特殊氨基酸序列的小分子多肽具有特殊的生物功能,可为人体提供每日必需的氨基酸,协助体内营养物质的输送,调节人体免疫功能以及抗高血压、抗凝血等。因此,可以制成天然营养品、药品、或者作为食品和化妆品的天然营养添加剂。目前,工业上多肽和氨基酸主要采用酶生化反应器对蛋白质进行水解或利用微生物发酵法制取。

  蛋白质水解液和发酵液中成分相当复杂,其中很多多肽或氨基酸分子量相近、性质相似,有的仅是净电荷数的不同。分离这些多肽和氨基酸难度较大,通常采用离心、沉淀、吸附、萃取、离子交换和色谱等方法。这些方法普遍存在工艺复杂、操作时间长、原料需求量大、能耗高、收率低、污染严重等问题,而且产品在长时间提取过程中容易变性失活。这将不可避免地给大规模工业化生产带来一系列问题。

  纳滤膜分离技术则对多肽和氨基酸的分级分离具有明显的优势。纳滤膜具有纳米级孔径,截留分子量在100-1000Da之间,主要特征是表面带(正或负)电荷,小分子多肽和氨基酸相对分子量在100-1000Da都是两性电解质,分子中既带有碱性基团(氨基),有带有酸性基团(羟基)。在溶液pH等于它们的等电点时,分子呈现电中性,净电荷为零;在pH偏离等电点时,分子成为带负电荷或正电荷的离子。因此,纳滤膜通过空间位阻和电荷效应的共同作用就可对溶液中的多肽和氨基酸进行分离。

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