一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法，包括：(1)将辅酶Q10和辅酶Q11的混合物溶解在有机溶剂中配成进料液；(2)将进料液和洗脱剂连续通入模拟移动床色谱系统中，从模拟移动床色谱系统的萃取口连续收集富含Q11的萃取液，从萃余口连续收集富含辅酶Q10的萃余液；(3)萃余液经后处理后得到辅酶Q10单体；萃取液经后处理后得到辅酶Q11单体。本方法制备工艺简单，分离度高、制备量大，回收率高、溶剂消耗少、生产成本低，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法
本专利技术属于化工分离
，具体涉及一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法。
技术介绍
辅酶Q10主要存在于植物种子、鱼类、动物肝脏、肾脏和心脏中，是一种脂溶性的醌类化合物，它的化学名称为2-(3,7,11,15,19,23,27,31,35,39-十甲基-2,6,10,14,18,22,26,30,34,38-四十癸烯基)-5,6-二甲氧基-3-甲基-p-苯醌，分子式为C59H90O4，分子量863.34。辅酶Q10在细胞能量的产生和清除人体自由基方面有着非常重要的作用，近来的研究表明，辅酶Q10在人体内的含量随着年龄的增长明显减少，这与许多伴随衰老出现的疾病如帕金森病等密切相关；随着对辅酶Q10功能的深入研究，其在医药品、化妆品和食品添加剂领域都将有更为广泛的应用。辅酶Q10的生产工艺主要包括动物组织提取法，植物细胞培养法、微生物发酵法和化学合成法，前三种方法均需要复杂的分离纯化过程才能获得高纯度的辅酶Q10，常用的分离纯化方法包括有机溶剂浸提、碱醇皂化提取、硅胶柱层析和重结晶等。公开号为CN103819326A的专利申请公开了一种依次用超声波破碎、有机溶剂提取、硅胶柱层析和结晶来精制辅酶Q10的方法；CN101429108A公开了一种依次用无水乙醇提取、水和正己烷萃取、硅胶柱层析和结晶来提纯辅酶Q10的方法；CN102391092A公开了一种用超临界二氧化碳萃取菌渣，然后用硅胶柱层析和结晶，得到纯度大于99.5％的辅酶Q10；CN101987815A公开了一种吸附树脂和硅胶柱层析结合的方法制备得到纯度大于98％的辅酶Q10；上述方法均用到了硅胶柱层析，然而硅胶柱对于辅酶Q10粗提物中的主要杂质之一的辅酶Q11的分离能力较弱，需要再经重结晶才能将辅酶Q11完全脱除，工艺路线长，总回收率低。辅酶Q10和辅酶Q11同为辅酶Q类化合物，分子结构上仅在侧链相差一个异戊烯单元，因而分离困难，实现两者高效分离的关键在于寻找合适的分离介质和分离技术。模拟移动床色谱是化工分离领域十分成熟的制备技术，它由4根以上的色谱柱串联而成，首尾相接成一个闭合的系统。洗脱剂入口、进料液入口、萃取液出口、萃余液出口等四个进出口将所有色谱柱分成流速不同的四个区，分别承担不同的功能。通过定期切换四个进出口来实现流动相与固定相的模拟逆流。在萃取液出口连续收集含强吸附组分和洗脱剂的混合溶液，而在萃余液出口连续收集含弱吸附组分和洗脱剂的混合溶液。一方面，它适合两组分混合物的分离，且对目标混合物的分离度要求不高；另一方面，它实现了生产的连续化，提高了固定相的利用率，减少了溶剂消耗，降低了生产成本。
技术实现思路
针对现有方法存在的不足，本专利技术提供一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法，本方法制备工艺简单，分离度高、制备量大，回收率高、溶剂消耗少、生产成本低。根据“相似相溶”原理，C18等表面富含非极性基团的填料可与辅酶Q10和辅酶Q11中的长碳链和苯环发生疏水相互作用，从而识别辅酶Q10和Q11在双键数和碳链长度上的差异。以这类填料作为固定相，调节洗脱剂的种类和比例，设计合适的各区流速和切换时间，采用模拟移动床色谱可以实现辅酶Q10与杂质的连续分离。为实现本专利技术目的采用以下技术方案：一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法，其操作示意图如图1所示，具体包括以下步骤：(1)将辅酶Q10和辅酶Q11的混合物溶解在有机溶剂中配成进料液；(2)将进料液和洗脱剂连续通入模拟移动床色谱系统中，从模拟移动床色谱系统的萃取口连续收集富含Q11的萃取液，从萃余口连续收集富含辅酶Q10的萃余液；所述的模拟移动床色谱系统由4～32根装有固定相的色谱柱组成，共四个区，每区由1～8根色谱柱串联而成。各区之间可以串联也可以断开，可以采用等度操作模式也可以采用梯度操作模式。预先设置各区流量、切换时间、切换次数和柱温等操作参数，连续泵入进料液和洗脱剂，待系统达到稳态后，从萃余口连续收集富含辅酶Q10的萃余液。在模拟移动床色谱系统运行前，采用湿法装柱法将固定相颗粒填装到色谱柱中，装柱溶剂为甲醇或乙醇，对各柱的压力、柱效、溶质保留时间、分离度、总孔隙率进行对称性实验，确保每根色谱柱的性能指标一致。依据“三角理论”初步确定可分离区，调节各区流量和切换时间，直到辅酶Q10与杂质达到完全分离。(3)萃余液经后处理后得到辅酶Q10单体；萃取液经后处理后得到辅酶Q11单体。所述的有机溶剂为碳原子数为1～4的一元醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯和四氢呋喃中的一种或任意两种的混合物。所述进料液的浓度为5～500g/L，进一步优选为20～200g/L。若进料浓度过低，则生产能力降低，工艺经济性降低；若进料浓度过高，则完全分离区显著缩小，设计操作条件的难度加大，分离难度增大。所述的洗脱剂与进料液溶剂的组成相同。所述的模拟移动床色谱系统的固定相为聚苯乙烯/二乙烯苯型树脂、苯基键合硅胶、C8键合硅胶或C18键合硅胶。所述固定相的粒径控制在5～200μm，进一步优选为10～100μm。若粒径太大，则柱效降低，不利于辅酶Q10与Q11的分离；若粒径太小，则柱压太高，不利于操作。所述固定相的孔径控制在5～100nm，进一步优选为10～50nm。若填料孔径太小，则目标分子不容易进入孔道内部，降低分离效果；若填料孔径太大，则孔内扩散慢，传质阻力大。所述色谱柱的直径为5～500mm，长度为50～1000mm，进一步优选为直径10～100mm，长度100～500mm。若色谱柱尺寸过小，则生产能力较低；若色谱柱尺寸过大，则填料填装困难，壁面效应明显，色谱柱的分离能力下降。所述的操作参数控制为：洗脱剂流速1～1000mL/min，进料液流速1～100mL/min，萃取液流速1～100mL/min，萃余液流速1～100mL/min，切换时间1～50min。切换时间进一步优选为3～10min，若切换时间过短，则切换阀容易损坏；若切换时间过长，则系统难以达到稳态。所述的模拟移动床色谱的分离温度为0～60℃，进一步优选为20～50℃。若温度过低，则辅酶Q10在溶剂中的溶解度明显降低，进料液的浓度受到限制；若温度过高，则辅酶Q10在分离过程中容易氧化变质。所述的后处理为将萃余液和萃取液减压浓缩，然后用少量乙醇洗涤，再经真空干燥后分别得到高纯度的辅酶Q10单体和辅酶Q11单体。所述的减压浓缩，洗涤和真空干燥均为常规操作。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1.本专利技术采用C18等表面富含非极性基团的填料作为固定相对于辅酶Q10和辅酶Q11具有较高的选择性分离能力，相比常用的硅胶填料，显著提高了两者的分离效率。2.制得的辅酶Q10和辅酶Q11单体纯度高，回收率高。3.采用模拟移动床色谱技术实现生产的连续化，产率高、溶剂消耗少、生产成本低。附图说明图1为本专利技术模拟移动床色谱的操作示意图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法进行具体描述，但本专利技术并不限于这些实施例，该领域技术人员在本专利技术核心指导思想下做出的非本质改进和调整，仍然属于本专利技术的保护范围。以下实施例中模拟移动床装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法，包括：(1)将辅酶Q10和辅酶Q11的混合物溶解在有机溶剂中配成进料液；(2)将进料液和洗脱剂连续通入模拟移动床色谱系统中，从模拟移动床色谱系统的萃取口连续收集富含Q11的萃取液，从萃余口连续收集富含辅酶Q10的萃余液；(3)萃余液经后处理后得到辅酶Q10单体；萃取液经后处理后得到辅酶Q11单体。

【技术特征摘要】
1.一种模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法，包括：(1)将辅酶Q10和辅酶Q11的混合物溶解在有机溶剂中配成进料液；(2)将进料液和洗脱剂连续通入模拟移动床色谱系统中，从模拟移动床色谱系统的萃取口连续收集富含Q11的萃取液，从萃余口连续收集富含辅酶Q10的萃余液；(3)萃余液经后处理后得到辅酶Q10单体；萃取液经后处理后得到辅酶Q11单体。2.根据权利要求1所述的模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法，其特征在于，所述的有机溶剂为碳原子数为1～4的一元醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯和四氢呋喃中的一种或任意两种的混合物。3.根据权利要求1所述的模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法，其特征在于，所述进料液的浓度为5～500g/L。4.根据权利要求1所述的模拟移动床色谱分离辅酶Q10和辅酶Q11的方法，其特征在于，所述的模拟移动床色谱系统的固定相为聚苯乙烯/二乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍宗必，李敏，杨启炜，张治国，杨亦文，任其龙，邢华斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33