一种乳酸的晶胶吸附层析分离方法技术

本发明专利技术公开了一种乳酸的晶胶吸附层析分离方法，所述的方法以甲基丙烯酸羟乙酯为单体进行聚合而成的晶胶基质骨架，经化学修饰后得到晶胶介质，用去离子水稀释含有乳酸的溶液得到上样液，用去离子水冲洗晶胶介质，洗去未被吸附的杂质，用0.1~3 M的盐溶液洗脱，收集得到含有乳酸的洗脱液。通过此方法分离乳酸工艺简单、放大容易、能耗低、无二次污染，晶胶介质可以重复使用，有望在乳酸分离纯化工艺中得到广泛应用。泛应用。泛应用。

【技术实现步骤摘要】
一种乳酸的晶胶吸附层析分离方法


[0001]本专利技术属于生化分离领域，具体涉及一种乳酸的晶胶吸附层析分离方法。

技术介绍

[0002]乳酸作为三大有机酸之一，在食品、医药、化工和化妆品领域应用广泛。乳酸是合成生物可降解材料聚乳酸的重要原料，聚乳酸因其具有生物可分解性与生物相容性，有望成为替代石油基塑料的的环境友好材料。因此，近年来，乳酸的生产受到广泛的关注。
[0003]乳酸通常经微生物发酵合成，发酵原料获取方便且价格低廉，乳酸合成效率高。然而后续分离纯化难度大，工业上普遍采用结晶法、有机溶剂萃取法、膜过滤法、电渗析法等，需要消耗大量的酸或碱溶液，能耗高，同时产生大量的废液，分离效率低，影响下游产品的质量。
[0004]晶胶基质因其具有超大孔隙、高比表面积、高渗透率和等传质阻力小优良性能，在生物分离领域有广阔应用前景。晶胶基质经化学修饰后用于吸附乳酸，未见相关报道。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种乳酸的晶胶吸附层析分离方法。
[0006]本专利技术采用的技术方案为：所述的一种乳酸的晶胶吸附层析分离方法，包括以下步骤：S1制备晶胶层析柱：晶胶层析柱内填充的晶胶介质是以甲基丙烯酸羟乙酯为单体进行聚合而成的晶胶基质骨架，进一步经带有叔氨基功能基团的单体进行化学修饰而成的晶胶；S2上样吸附：以含乳酸溶液为上样液，以流速0.1~5 cm/min对步骤S1所得晶胶层析柱进行上样，直至晶胶层析柱吸附饱和；S3洗去杂质：用去离子水冲洗晶胶层析柱内的晶胶介质，洗去未被吸附的杂质；S4洗脱乳酸：用0.1~2 M的盐溶液洗脱，收集得到提纯后的含有乳酸的洗脱液；S5晶胶再生：依次用1~2 M的盐溶液和大量的去离子水对晶胶层析柱进行再生。
[0007]进一步地，步骤S1中所述晶胶层析柱的具体制备方法为：1）将甲基丙烯酸羟乙酯HEMA和聚乙二醇双丙烯酸酯PEG
‑
DA按质量比70~80 : 30~20分散至超纯水中制成单体溶液，单体溶液中HEMA与PEG
‑
DA两者的总质量分数为10~15%；2）向步骤1）的单体溶液中加入引发剂与加速剂，继续搅拌均匀，将反应液快速灌入已在
‑
5~
‑
10 ℃预冷好的微细管中，并将冷却系统温度设置为
‑
20~
‑
30 ℃，连续低温反应24~48 h得到晶胶基质；取出微细管，室温解冻，并用大量纯水冲洗复合晶胶基质，备用；3）将带有叔氨基功能基团的单体在催化剂的作用下，通过接枝反应，接枝到步骤2）所得晶胶基质上，得到阴离子型晶胶介质。
[0008]进一步地，步骤2）中引发剂与加速剂分别为过硫酸铵和四甲基乙二胺，它们两者
的用量均为HEMA与PEG
‑
DA两者总质量的0.5~1.5%，优选为1.0%。
[0009]进一步地，步骤3）中，接枝反应的带有叔氨基功能基团的单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。
[0010]进一步地，步骤3）中，接枝反应的具体过程为：将催化剂溶液上样流过制备好的晶胶基质，使催化剂溶液与晶胶基质充分接触，再将带有叔氨基功能基团的单体溶液上样流过晶胶基质，使所述带有叔氨基功能基团的单体与晶胶基质充分接触，在一定温度下，反应一定时间后，用纯水将未反应的溶液冲洗干净，得到阴离子型晶胶介质。带有叔氨基功能基团的单体溶液的用量为晶胶基质体积的3~5倍，其单体浓度为1~2 M，所述催化剂溶液为0.03~0.05 M Cu
3+
离子溶液，用量为晶胶基质体积的3~5倍，接枝反应温度为45~60 ℃，反应时间为1~3h。
[0011]进一步地，步骤S2中的上样流速为1~4 cm/min。
[0012]进一步地，步骤S4和步骤S5中所述的盐溶液均为NaCl盐溶液。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术提供的乳酸吸附层析分离方法工艺简单，没有二次污染，能耗低，分离效率高。
附图说明
[0014]图1为本申请实施例5中上样液的高效液相谱图；图2为本申请实施例5中洗脱液的高效液相谱图。
实施方式
[0015]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
实施例
[0016]将甲基丙烯酸羟乙酯和聚乙二醇双丙烯酸酯按77:23的质量比例加入纯水制成单体溶液，其中甲基丙烯酸羟乙酯和聚乙二醇双丙烯酸酯混合液的总质量浓度为10 %（w/w）。在搅拌均匀的单体溶液中，加入引发剂与加速剂，引发剂与加速剂分别为过硫酸铵和四甲基乙二胺，其中，引发剂与加速剂分别占单体（HEMA与PEG
‑
DA）总量的1.0%（w/w），继续搅拌1 min，将反应液快速灌入已在
‑
10 ℃预冷好的微细管中，并将冷却系统温度设置为
‑
20 ℃，连续低温反应24 h；取出微细管，室温解冻，并用大量纯水冲洗晶胶基质。对晶胶基质进行接枝反应，先将催化剂溶液上样流过制备好的晶胶基质，再将单体溶液上样流过晶胶基质，接枝单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，单体水溶液用量为晶胶基质的3倍，接枝反应催化剂为0.03 M Cu
3+
离子溶液，催化剂用量为晶胶基质体积的3倍，接枝反应温度为45 ℃，反应时间为3 h。反应结束后将晶胶介质用大量纯水冲洗干净，测得晶胶介质直径为1.1cm，长度为4.4cm，孔隙率为89%。
[0017]用100 mg/ml的乳酸溶液作为上样液，以流速1.0 cm/min上样，上样饱和；用纯水，流速1.0 cm/min冲洗晶胶柱，洗去未被吸附的杂质；用11.7mL 1M的NaCl盐溶液洗脱，洗脱流速为1.0cm/min，收集得到含有乳酸的洗脱液。整个实验过程在波长为220nm的紫外检测仪监测下进行，收集的洗脱液用紫外分光光度计在210 nm波长下对乳酸浓度进行测定，下同。检测得到洗脱液乳酸含量为10.4 mg/mL，晶胶的吸附量为29.6 mg/mL（湿晶胶）。
实施例
[0018]将甲基丙烯酸羟乙酯和聚乙二醇双丙烯酸酯按77:23的质量比例加入纯水制成单体溶液，其中甲基丙烯酸羟乙酯和聚乙二醇双丙烯酸酯混合液的总质量浓度为10 %（w/w）。在搅拌均匀的单体溶液中，加入引发剂与加速剂，引发剂与加速剂分别为过硫酸铵和四甲基乙二胺，其中，引发剂与加速剂分别占单体（HEMA与PEG
‑
DA）总量的1.0%（w/w），继续搅拌1 min，将反应液快速灌入已在
‑
5 ℃预冷好的微细管中，并将冷却系统温度设置为
‑
30 ℃，连续低温反应24 h；取出微细管，室温解冻，并用大量纯水冲洗晶胶基质。对晶胶基质进行接枝反应，先将催化剂溶液上样流过制备好的晶胶基质，再将单体溶液上样流过晶胶基质，接枝单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，单体水溶液用量为晶胶基质的5倍，接枝反应催化剂为0.03 M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乳酸的晶胶吸附层析分离方法，其特征在于，包括以下步骤：S1制备晶胶层析柱：晶胶层析柱内填充的晶胶介质是以甲基丙烯酸羟乙酯为单体进行聚合而成的晶胶基质骨架，进一步经带有叔氨基功能基团的单体进行化学修饰而成的晶胶；S2上样吸附：以含乳酸溶液为上样液，以流速0.1~5 cm/min对步骤S1所得晶胶层析柱进行上样，直至晶胶层析柱吸附饱和；S3洗去杂质：用去离子水冲洗晶胶层析柱内的晶胶介质，洗去未被吸附的杂质；S4洗脱乳酸：用0.1~2 M的盐溶液洗脱，收集得到提纯后的含有乳酸的洗脱液；S5晶胶再生：依次用1~2 M的盐溶液和大量的去离子水对晶胶层析柱进行再生。2.如权利要求1所述的一种乳酸的晶胶吸附层析分离方法，其特征在于，步骤S1中所述晶胶层析柱的具体制备方法为：1）将甲基丙烯酸羟乙酯HEMA和聚乙二醇双丙烯酸酯PEG
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DA按质量比70~80 : 30~20分散至超纯水中制成单体溶液，单体溶液中HEMA与PEG
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DA两者的总质量分数为10~15%；2）向步骤1）的单体溶液中加入引发剂与加速剂，继续搅拌均匀，将反应液快速灌入已在
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5~
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10 ℃预冷好的微细管中，并将冷却系统温度设置为
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20~
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30 ℃，连续低温反应24~48 h得到晶胶基质；取出微细管，室温解冻，并用大量纯水冲洗复合晶胶基质，备用；3）将带有叔氨基功能基团的单体在催化剂的作用下，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：贠军贤，李晓彬，张颂红，楼小玲，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：