[發明專利]一種采用膜蒸餾結晶精制核苷酸的方法

在審

• 申請號: 202010599196.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111704637A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 陳曉春;李梓陽;張磊;湯亦文
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京同凱兆業生物技術有限責任公司
• 主分類號: C07H1/06
• 分類號: C07H1/06;C07H21/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 肖明芳

本發明公開了一種采用膜蒸餾結晶精制核苷酸的方法，包括如下步驟：(1)將核苷酸料液通過一級膜蒸餾組件的料液側，進行第一膜蒸餾，得到第一濃縮液；(2)當第一濃縮液的濃度為150～200g/L時，將其通入二級膜蒸餾組件的料液側，進行第二膜蒸餾，得到第二濃縮液；(3)將第二濃縮液的濃度為200～300g/L時，將其導入結晶罐中結晶，即得到精制的核苷酸晶體。與現有技術相比，本發明采用分級膜蒸餾，可最大程度保證料液在溫和狀態下達到飽和狀態，而得到所需要的晶體尺寸，保證產品質量，同時可大大減少溶質在膜組件內發生結晶的概率，從而保證設備運行的穩定性提高設備使用壽命。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種采用膜蒸餾結晶精制核苷酸的方法。

背景技術

作為生物體內的一種重要的低分子化合物，核苷酸在機體內發揮著重要的生理生化功能，它能夠合成遺傳物質、傳遞細胞信號、參與能量代謝及作為輔酶等。

膜蒸餾結晶的原理是通過膜蒸餾去除料液中的溶劑，并將料液濃縮至過飽和狀態，其后在結晶器內結晶分離晶體。相較于目前核苷酸結晶中廣泛使用的溶析結晶，膜蒸餾結晶簡化縮短了工藝流程，減少設備占地面積，操作條件溫和，對于膜和設備的機械性能要求較低。節約了場地設備投資維護成本的同時大大減少了污水排放，使生產成本有所降低的同時避免了對環境的污染。同時，膜蒸餾過程中無需將溶液加熱至沸點，只需在膜兩側維持一定的溫差即可，可以利用上游生產余熱、太陽能等低值熱能，進一步節約能耗。

膜蒸餾蒸發結晶技術已經被廣泛開發，通常用于膜蒸餾的疏水膜是PP(聚丙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)和PVDF(聚偏氟乙烯)等的膜。膜蒸餾-結晶過程在溫和的操作條件下，完成溶質和溶劑的回收或回用，可以實現零排放、全密封操作，不僅可以用于化工工藝中物質的結晶，而且是一種環境友好的水處理工藝。對于有毒、有害的重金屬或放射性物質尤其有意義，具有很好的應用前景。而且由于能夠利用低位熱能處理濃度極高的廢水，及中空纖維組件巨大的比表面積，使其具有其他膜分離工藝和傳統結晶過程無可比擬的優勢。

膜蒸餾結晶技術具有廣闊的應用前景，然而目前仍存在一些亟待解決的問題：(1)性能穩定的膜材料較為缺乏。近幾年，超疏水膜材料有了較快發展，制備方法也有了很大提高，但是仍然缺乏高通量高效率的超疏水膜。膜蒸餾在運行過程中，膜材料長期接觸高溫原料液，其穩定性是否可以長期保持，是膜蒸餾規模化應用上必須解決的一個重要問題。另外，膜材料的性能如導熱系數和厚度等對質量傳遞和熱量傳遞都有較大影響。因此，合適的膜材料是膜蒸餾結晶工藝運行的關鍵。(2)膜蒸餾運行穩定性有待提高。膜蒸餾使用過程中，在一定條件下會出現濃差極化、溫差極化、膜污染和膜潤濕等現象，導致傳輸阻力增加和膜通量降低。濃差極化和溫差極化涉及流體動力學，降低極化現象的方法是使液體產生一定程度的混合和湍流，以降低液體邊界層厚度。膜污染和膜潤濕是影響膜蒸餾運行的關鍵因素，膜污染降低膜通量，改變膜表面性質，引起膜潤濕。當膜潤濕發生時，液體進入膜孔，阻止氣體通過膜孔，這使得膜通量降低，并最終導致疏水膜失去疏水效果。因此，優化膜蒸餾運行條件，開發高效反應器，是膜蒸餾結晶工藝運行的重要保證。(3)膜蒸餾和結晶耦合方案不夠成熟。雖然膜蒸餾結晶在廢水處理和礦物鹽結晶等方面已經取得了一定的研究成果，但是研究處于起步階段，耦合方案還有較多問題，如晶體品質控制、能量回收、潛熱利用等，離規模化應用還有一定的距離。因此，膜蒸餾結晶技術還需要工業化裝置對系統進行綜合優化。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種采用膜蒸餾結晶精制核苷酸的方法。