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分離純化多肽和氨基酸的納濾膜分離技術

作者:膜分離技術發表時間:2017-12-21 14:30

  膜分離技術具有分離過程不發生相變、常溫操作、步驟簡單、選擇性高、能耗低等特點,特別適合熱敏性物質,如果汁、蛋白質、多肽、氨基酸、藥品等的分級分離和濃縮。納濾膜是分離性能介于反滲透膜和超濾膜之間的一種新型液體分離膜,膜上常帶電荷,可分離低分子量有機物和多價離子。
 


 

  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,可為人體提供每日必需的氨基酸,協助體內營養物質的輸送,調節人體免疫功能以及抗高血壓、抗凝血等。因此,可以制成天然營養品、藥品、或者作為食品和化妝品的天然營養添加劑。目前,工業上多肽和氨基酸主要采用酶生化反應器對蛋白質進行水解或利用微生物發酵法制取。

  蛋白質水解液和發酵液中成分相當復雜,其中很多多肽或氨基酸分子量相近、性質相似,有的僅是凈電荷數的不同。分離這些多肽和氨基酸難度較大,通常采用離心、沉淀、吸附、萃取、離子交換和色譜等方法。這些方法普遍存在工藝復雜、操作時間長、原料需求量大、能耗高、收率低、污染嚴重等問題,而且產品在長時間提取過程中容易變性失活。這將不可避免地給大規模工業化生產帶來一系列問題。

  納濾膜分離技術則對多肽和氨基酸的分級分離具有明顯的優勢。納濾膜具有納米級孔徑,截留分子量在100-1000Da之間,主要特征是表面帶(正或負)電荷,小分子多肽和氨基酸相對分子量在100-1000Da都是兩性電解質,分子中既帶有堿性基團(氨基),有帶有酸性基團(羥基)。在溶液pH等于它們的等電點時,分子呈現電中性,凈電荷為零;在pH偏離等電點時,分子成為帶負電荷或正電荷的離子。因此,納濾膜通過空間位阻和電荷效應的共同作用就可對溶液中的多肽和氨基酸進行分離。

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