一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法，利用不同类型的大孔吸附树脂对不同规格的葡聚糖进行静态吸附实验从而进行数据收集，然后依次进行数据处理、数据分析、方法构建和方法验证。该模型高效节能、环保便捷、运行成本低，可以避免分离纯化多糖时筛选大孔吸附树脂的盲目性。

【技术实现步骤摘要】
一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法
本专利技术涉及一种预测树脂类型的方法，具体涉及一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法，属于化合物分离纯化

技术介绍
多糖是中药中重要的一类有效成分，在免疫调节、抗氧化、抗病毒、抗衰老、抗肿瘤、降血糖、降血脂等方面展示出显著而独特的生理、药理活性，已成为中药研究的重要方向之一。多糖的分离纯化是开展多糖研究与开发的重要基础，目前用于大分子分离纯化的色谱填料和层析介质主要是天然多糖类和高分子聚合物类。基于吸附和解吸附分离纯化机制的大孔吸附树脂是一类重要的高分子聚合物分离材料，大孔吸附树脂在分离纯化中药中小分子有效成分方面取得重要的进展，但在分离纯化中药多糖方面尚处于起步阶段。近年来，大孔吸附树脂在多糖分离中的研究与应用逐渐引起国内外研究者的关注。大孔吸附树脂是一种不含交换基团、具有孔结构的有机高聚物，具有不溶于酸、碱及各种有机溶剂，比表面积大、吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方便、使用周期长、节省费用等诸多优点。大孔吸附树脂技术分离纯化南瓜渣中的多糖成分，发现经大孔吸附树脂处理后，色素和蛋白质的吸附率分别为84.3％和75.9％，多糖的回收率为84.7％，为更高效利用南瓜多糖资源提供了理论依据。大孔吸附树脂技术由于其独特的吸附性质和物理化学性质，已在分离纯化中药有效成分方面被广泛应用，但由于在大孔吸附树脂与目标分子的构效关系及其分离规律的基础研究方面比较薄弱，导致无法在理论指导下进行大孔吸附树脂精准选择。面对种类繁多的大孔吸附树脂，在预测和筛选对多糖具有最佳分离效能的大孔吸附树脂时，工作量巨大，且往往出现漏筛、误筛。因此，构建一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法，将其用于分离食品、保健食品、特殊医疗用途食品和药品的主要原料，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法；本专利技术的方法，经验证准确、可靠，从而弥补现有技术的缺陷和不足。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法，包括以下步骤：利用不同类型的大孔吸附树脂对不同规格的葡聚糖进行静态吸附实验从而进行数据收集，然后依次进行数据处理、数据分析、构建预测用的模型方程和准确性验证。上述技术方案中，所述的方法，具体包括以下步骤：(1)数据收集：准备不同类型的大孔吸附树脂，每种类型大孔吸附树脂准备N份，每份0.5g；准备不同分子量的葡聚糖对照品的多糖溶液，每种分子量的葡聚糖对照品的多糖溶液准备M份，每份40mL、多糖浓度4mg·mL-1；将0.5g大孔吸附树脂加入到40mL葡聚糖对照品的多糖溶液中，于30℃、100r·min-1条件下恒温振荡吸附24h，然后测定滤液中的多糖含量，得到不同类型的大孔吸附树脂对不同分子量的葡聚糖对照品的吸附量；(2)数据处理：分别计算出一种分子量的葡聚糖对照品、一种类型的大孔吸附树脂的分子量/孔隙率、分子量/比表面积、分子量/孔容、分子量/孔径后得到的数值；一种类型的大孔吸附树脂对一种分子量葡聚糖对照品的吸附量，以及该种分子量葡聚糖对照品和该种类型的大孔吸附树脂的分子量/孔隙率、分子量/比表面积、分子量/孔容、分子量/孔径，这五个参数构成一组数据，对每组数据进行处理，取自然对数，得到W组数据；W组数据中，吸附量作为因变量参数待用，其他参数的自然对数作为自变量参数待用；(3)数据分析：采取随机不放回抽样模式，从W组数据中依次抽取几组数据作为训练集建立模型，其余数据作为测试集验证；随机重复W次，计算不同模型的R2和均方根误差RMSE，综合考虑R2和RMSE值，筛选出训练集和测试集的组数；(4)构建预测用的模型方程：利用步骤(3)筛选出的训练集数据建立多源信息模型方程，依次重复，计算每次模型的拟合方程参数，综合考虑P值和R2值，筛选预测模型方程；利用步骤(3)筛选出的测试集数据对预测模型进行验证，预测效果准确则应用该预测模型方程；(5)准确性验证：利用步骤(4)得到的预测模型方程预测某一种多糖的吸附量，同时按照步骤(1)的操作利用静态吸附实验进行验证，静态吸附实验的结果与预测值基本吻合，表明该方法可以应用于大孔吸附树脂分离多糖的研究。上述技术方案中，所述的N为整数，≥2；所述的M为整数，≥2，所述的W为整数，≥2。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的不同类型的大孔吸附树脂，指的是LX-1180大孔吸附树脂、LX-20大孔吸附树脂、LX-T81大孔吸附树脂、LX-T19大孔吸附树脂和D101大孔吸附树脂。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的不同规格的葡聚糖对照品，指的是分子量1000、5000、10000、40000和100000的葡聚糖对照品。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的测定滤液中的多糖含量，采用高效液相色谱法(HPLC)进行测定，操作条件为：TSKgelG3000PWxl色谱柱(7.8mmi.d.×30cm，7μm)；流动相：100％水；流速：1mL·min-1；检测器：蒸发光检测器；检测温度：80℃；进样量：20μL。上述技术方案中，步骤(3)中，所述的数据分析，具体操作为：Rstudio软件，采取随机不放回抽样模式，从W组数据中依次抽取几组数据作为训练集建立模型，其余数据作为测试集验证；随机重复W次，计算不同模型的R2和均方根误差RMSE，综合考虑因变量受到不同自变量之间的交互作用，利用Rstudio软件进行拟合方程，综合考虑R2和RMSE值，筛选出训练集和测试集的组数。上述技术方案中，步骤(3)中，综合考虑R2和RMSE值时，RMSE值越小越好，R2越接近1越好。上述技术方案中，步骤(4)中，所述的构建多源信息模型，具体操作为：利用Rstudio软件将训练集数据建立多源信息模型方程，依次重复，计算每次模型的拟合方程参数，综合考虑P值和R2值，筛选预测模型方程；利用Rstudio软件将测试集数据对预测模型进行验证，预测效果准确则应用该预测模型方程。上述技术方案中，步骤(4)中，综合考虑P值和R2值时，P值越小越好，R2值越接近1越好。上述技术方案中，步骤(5)中，所述的某一种多糖，指的是中药材或天然植物中的某一种多糖；优选枸杞多糖LBP-009。本专利技术的技术优点在于：中药多糖具有修复肝损伤、降血糖、抗凝血、抗肿瘤、抗氧化、抗病毒和免疫调节等多种生物活性，不同分子量段的多糖，生物活性有所差异。本专利技术以收集数据中的变量为基础，通过考察因变量受不同自变量之间的交互作用，构建MAR吸附多糖的多源信息融合模型，本专利技术的模型经验证准确、可靠，利用该模型预测MAR对中药多糖的吸附作用，可避免多糖分离过程中树脂选择的盲目性。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2为本专利技术实施例1中划分训练集和测试集时的R2值。图3为本专利技术实施例1中划分训练集和测试集时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法，其特征在于，包括以下步骤：利用不同类型的大孔吸附树脂对不同规格的葡聚糖进行静态吸附实验从而进行数据收集，然后依次进行数据处理、数据分析、构建预测用的模型方程和准确性验证。/n

【技术特征摘要】
1.一种预测用于多糖分离的大孔吸附树脂类型的方法，其特征在于，包括以下步骤：利用不同类型的大孔吸附树脂对不同规格的葡聚糖进行静态吸附实验从而进行数据收集，然后依次进行数据处理、数据分析、构建预测用的模型方程和准确性验证。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法，具体包括以下步骤：
(1)数据收集：准备不同类型的大孔吸附树脂，每种类型大孔吸附树脂准备N份，每份0.5g；准备不同分子量的葡聚糖对照品的多糖溶液，每种分子量的葡聚糖对照品的多糖溶液准备M份，每份40mL、多糖浓度4mg·mL-1；将0.5g大孔吸附树脂加入到40mL葡聚糖对照品的多糖溶液中，于30℃、100r·min-1条件下恒温振荡吸附24h，然后测定滤液中的多糖含量，得到不同类型的大孔吸附树脂对不同分子量的葡聚糖对照品的吸附量；
(2)数据处理：分别计算出一种分子量的葡聚糖对照品、一种类型的大孔吸附树脂的分子量/孔隙率、分子量/比表面积、分子量/孔容、分子量/孔径后得到的数值；一种类型的大孔吸附树脂对一种分子量葡聚糖对照品的吸附量，以及该种分子量葡聚糖对照品和该种类型的大孔吸附树脂的分子量/孔隙率、分子量/比表面积、分子量/孔容、分子量/孔径，这五个参数构成一组数据，对每组数据进行处理，取自然对数，得到W组数据；W组数据中，吸附量作为因变量参数待用，其他参数的自然对数作为自变量参数待用；
(3)数据分析：采取随机不放回抽样模式，从W组数据中依次抽取几组数据作为训练集建立模型，其余数据作为测试集验证；随机重复W次，计算不同模型的R2和均方根误差RMSE，综合考虑R2和RMSE值，筛选出训练集和测试集的组数；
(4)构建预测用的模型方程：利用步骤(3)筛选出的训练集数据建立多源信息模型方程，依次重复，计算每次模型的拟合方程参数，综合考虑P值和R2值，筛选预测模型方程；利用步骤(3)筛选出的测试集数据对预测模型进行验证...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸多隆，孙艳艳，刘建飞，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62