一種利用磁性樹脂分離提純赤霉素ga3的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種分離提純赤霉素GA3的工藝，尤其涉及一種利用磁性樹脂分離提 純赤霉素GA3的工藝，屬于生物分離領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 赤霉素&;[1^6^11;[118，簡稱648)是一種天然的植物生長調(diào)節(jié)劑，是六大植物激素 之一，對植物類種子的萌發(fā)有很好的促進(jìn)作用，還可以控制莖的長度、花朵的誘導(dǎo)期以及種 子發(fā)育等植物生長和發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，加速生長發(fā)育，促進(jìn)早熟，增加產(chǎn)量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 有廣泛應(yīng)用。赤霉素種類繁多，目前已發(fā)現(xiàn)和鑒定就達(dá)136種，實(shí)現(xiàn)商用的赤霉素種類主要 有GA3、GA4和GA7,其中GA3以其高活性成為目前國內(nèi)外使用最多的赤霉素產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于 雜交水稻、棉花保鈴、蔬菜以及園林苗圃的栽培與移植，并且能夠促進(jìn)農(nóng)林的生產(chǎn)（其中以 糧食生產(chǎn)為主），具有極大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
[0003]農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的赤霉素GA3均是采用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的，其提取工藝有減壓濃 縮-萃取法、活性炭法、樹脂吸附法、膜分離法等。雖然提取赤霉素GA3的方法繁多，但在提取 過程中均存在不同程度的損耗，以最常用的減壓濃縮-萃取法為例，提取率只有80%左右， 使得在提取過程中，產(chǎn)生了大量含低濃度赤霉素GA3的分離殘液。從成本角度考慮，對分離 殘液的再提取往往得不償失，在工業(yè)生產(chǎn)過程對這部分的赤霉素GA3-般采用廢棄處理，造 成了極大的資源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供了一種利用磁性樹脂分離提純 赤霉素GA3的工藝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:本發(fā)明利用磁性樹脂，外加磁場作用下，從低豐度的復(fù)雜溶 液中實(shí)現(xiàn)對赤霉素GA3的高效富集，而后通過梯度洗脫，在物理吸附和磁場力的共同作用 下，實(shí)現(xiàn)對赤霉素GA3的盡可能分離，通過濃縮干燥，得到高純度的赤霉素GA3產(chǎn)品。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:一種利用磁性樹脂分離提純赤霉素GA3的工藝，其具 體步驟如下：
[0007] (1)將含赤霉素GA3的溶液用酸調(diào)節(jié)pH至2.0~5.0，加入助濾劑過濾，得濾液備用； 其中含赤霉素GA3的溶液為赤霉素工業(yè)生產(chǎn)中含赤霉素GA3的分離殘液；
[0008] (2)將磁性樹脂裝入垂直安置的樹脂柱，置于可調(diào)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.3~ 1.8T，將步驟(1)得到的濾液以2~5BV/h的流速流過樹脂柱；
[0009] (3)吸附結(jié)束后，改變外加磁場，先用體積濃度為15 %~20 %的乙醇溶液以0.5~ 1.2BV/h的流速流過樹脂柱，解吸除雜，棄去解吸液;再用體積濃度為70 %~75 %的乙醇溶 液以2~3BV/h的流速對樹脂柱進(jìn)行解吸，得解吸液；
[0010] (4)將步驟(3)得到的解吸液濃縮結(jié)晶。
[0011]優(yōu)選步驟（1)中所述的含赤霉素GA3的溶液中赤霉素GA3的質(zhì)量百分含量為5%~ 25 %。優(yōu)選步驟(1)中調(diào)節(jié)溶液pH的酸為鹽酸或磷酸。
[0012] 優(yōu)選步驟（1)中所述的助濾劑為珍珠巖或硅藻土中的任意一種或兩種;優(yōu)選助濾 劑與溶液的質(zhì)量比為1: (10~20)。
[0013]優(yōu)選步驟（2)中所述的磁性樹脂為磁性聚丙烯季胺型離子交換樹脂；更優(yōu)選 IV1IEX?DW1101磁性聚丙烯季胺型離子交換樹脂;樹脂柱的徑高比為1:(5~10);步驟(2)中 所述的可調(diào)磁場為縱向外加磁場。
[0014] 步驟(3)中所述的改變外加磁場為：保持外加磁場的方向不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)為 0.6 ~1·0Τ〇
[0015] 優(yōu)選步驟(3)中所述的體積濃度為15 %~20 %的乙醇溶液解吸時(shí)間為2~3h;體積 濃度為70 %~75 %的乙醇溶液解吸時(shí)間為2~5h。
[0016] 優(yōu)選步驟(4)中所述的解吸液濃縮結(jié)晶的工藝條件為:0.OIMPa~0 .IMPa，30°C~ 40〇C〇
[0017] 有益效果：
[0018]本發(fā)明改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)對低濃度分離殘液的再利用，極大簡化工藝 流程，產(chǎn)品純度明顯高于現(xiàn)有技術(shù)水平，使其滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。本工藝不需額外添加 特殊設(shè)備，在不為企業(yè)增加太多成本的前提下，實(shí)現(xiàn)了資源的充分利用，同時(shí)提取過程中避 免大量的有機(jī)溶劑的使用，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境和操作人員的健康。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合實(shí)例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施案例并不對本發(fā)明做任何形式的限 定。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 將含25 %赤霉素GA3的分離殘液用磷酸調(diào)節(jié)pH至2.0,加入與25 %赤霉素GA3分離 殘液質(zhì)量比為1:1 〇的硅藻土混勻過濾，收集濾液;把MIEX?DW1101磁性聚丙烯季胺型離子 交換樹脂裝入徑高比為1:7的樹脂柱，垂直安置于磁應(yīng)強(qiáng)度為1.8T的外加縱向磁場中，將濾 液以2BV/h的流速流過樹脂柱；吸附結(jié)束后，保持磁場方向不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)為0.9T，用 15%的乙醇溶液以1.2BV/h的流速解吸樹脂柱，解吸時(shí)間3h，棄去解吸液;再用75 %的乙醇 溶液以2BV/h的流速解吸樹脂柱，時(shí)間為5h，解吸除雜，在0.OIMPa，30°C條件下濃縮結(jié)晶，得 赤霉素GA3成品，經(jīng)檢測回收率為92%，產(chǎn)品純度為96%。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 將含5 %赤霉素GA3的分離殘液用鹽酸調(diào)節(jié)pH至5.0,加入與5 %赤霉素GA3的分離 殘液質(zhì)量比為1: 20的珍珠巖混勻過濾，收集濾液;把M:IEX?DW1101磁性聚丙烯季胺型離子 交換樹脂裝入徑高比為1:5的樹脂柱，垂直安置于磁應(yīng)強(qiáng)度為1.4T的外加縱向磁場中，將濾 液以3BV/h的流速流過樹脂柱；吸附結(jié)束后，保持磁場方向不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)為0.7T，用 18%的乙醇溶液以0.5BV/h的流速解吸樹脂柱，解吸時(shí)間2h，棄去解吸液;再用70 %的乙醇 溶液以3BV/h的流速解吸樹脂柱，時(shí)間為2h，解吸除雜，在0.05MPa，40°C條件下濃縮結(jié)晶，得 赤霉素GA3成品，經(jīng)檢測回收率為91 %，產(chǎn)品純度為95%。
[0024] 實(shí)施例3
[0025] 將含18 %赤霉素GA3的分離殘液用鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.0,加入與18 %赤霉素GA3的分 離殘液質(zhì)量比為1:15的硅藻土和珍珠巖混合物(硅藻土和珍珠巖質(zhì)量比1:1)，混勻過濾，收 集濾液;把_EX?DW1101磁性聚丙烯季胺型離子交換樹脂裝入徑高比為1:10的樹脂柱，垂 直安置于磁應(yīng)強(qiáng)度為1.3T的外加縱向磁場中，將濾液以5BV/h的流速流過樹脂柱;吸附結(jié)束 后，保持磁場方向不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)為0.6T，用20 %的乙醇溶液以0.9BV/h的流速解吸樹 脂柱，解吸時(shí)間2.5h，解吸除雜;再用73 %的乙醇溶液以2.5BV/h的流速解吸樹脂柱，時(shí)間為 4h，收集該解吸液，在0.1MPa，36°C條件下濃縮結(jié)晶，得赤霉素GA3成品，經(jīng)檢測回收率為 87%，產(chǎn)品純度為95 %。
[0026] 實(shí)施例4
[0027] 將含11 %赤霉素GA3的分離殘液用磷酸調(diào)節(jié)pH至4.0,加入與11 %赤霉素GA3的分 離殘液質(zhì)量比為1:15的硅藻土混勻過濾，收集濾液;把MIEX?DW1101磁性聚丙烯季胺型離 子交換樹脂裝入徑高比為1:8的樹脂柱，垂直安置于磁應(yīng)強(qiáng)度為1.5T的外加縱向磁場中，將 濾液以4BV/h的流速流過樹脂柱;吸附結(jié)束后，保持磁場方向不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)為1.0T，用 15 %的乙醇溶液以1.OBV/h的流速解吸樹脂柱，解吸時(shí)間2h，解吸除雜;再用75 %的乙醇溶 液以2BV/h的流速解吸樹脂柱，時(shí)間為3h，收集該解吸液，在0.0IMPa，30°C條件下濃縮結(jié)晶， 得赤霉素GA3成品，經(jīng)檢測回收率為89%，產(chǎn)品純度為97%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用磁性樹脂分離提純赤霉素GA3的工藝，其具體步驟如下： (1) 將含赤霉素GA3的溶液用酸調(diào)節(jié)pH至2.0~5.0,加入助濾劑過濾，得濾液備用;其中 含赤霉素GA3的溶液為赤霉素工業(yè)生產(chǎn)中含赤霉素GA3的分離殘液； (2) 將磁性樹脂裝入垂直安置的樹脂柱，置于可調(diào)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.3~1.8T，將 步驟(1)得到的濾液以2~5BV/h的流速流過樹脂柱； (3) 吸附結(jié)束后，改變外加磁場，先用體積濃度為15 %~20 %的乙醇溶液以0.5~ 1.2BV/h的流速流過樹脂柱，解吸除雜;再用體積濃度為70 %~75 %的乙醇溶液以2~3BV/h 的流速對樹脂柱進(jìn)行解吸，得解吸液； (4) 將步驟(3)得到的解吸液濃縮結(jié)晶。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:步驟（1)中所述的含赤霉素GA3的溶液中赤 霉素GA3的質(zhì)量百分含量為5%~25%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:步驟(1)中調(diào)節(jié)溶液pH的酸為鹽酸或磷酸。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟（1)中所述的助濾劑為珍珠巖或硅藻 土中的任意一種或兩種;助濾劑與溶液的質(zhì)量比為1: (10~20)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟(2)中所述的磁性樹脂為磁性聚丙烯 季胺型離子交換樹脂;樹脂柱的徑高比為1: (5~10);步驟(2)中所述的可調(diào)磁場為縱向外 加磁場。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:步驟(3)中所述的改變外加磁場為:保持外 加磁場的方向不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)為0.6~1.0T。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于:步驟(3)中所述的體積濃度為15%~20% 的乙醇溶液解吸時(shí)間為2~3h;體積濃度為70 %~75 %的乙醇溶液解吸時(shí)間為2~5h。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟(4)中所述的解吸液濃縮結(jié)晶的工藝 條件為：0.01MPa~0.1MPa，30°C~40°C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用磁性樹脂分離提純赤霉素GA3的工藝，屬于生物分離領(lǐng)域。其步驟是將酸化的含低濃度赤霉素GA3的分離殘液，經(jīng)助濾劑過濾后，在外加縱向磁場作用下，通過磁性樹脂柱；吸附結(jié)束后，改變外加磁場，用不同濃度的有機(jī)溶液將赤霉素GA3解吸下來，濃縮結(jié)晶。本發(fā)明利用外加磁場輔助磁性樹脂，實(shí)現(xiàn)對低濃度溶液中赤霉素GA3的高效分離提純，減少以往提取工藝中有機(jī)溶劑的大量使用，簡化工藝流程，避免資源浪費(fèi)同時(shí)有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
【IPC分類】C07D307/93
【公開號(hào)】CN105418568
【申請?zhí)枴緾N201510864578
【發(fā)明人】胡永紅, 顧鵬飛, 楊文革, 洪厚勝, 錢永根, 馬小平, 華文, 歐陽平凱
【申請人】南京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月30日