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5\'-三磷酸腺苷的分离与提纯研究

作　者: 王龙耀
导　师: 雷爱祖；童张法
学　校: 广西大学
专　业: 化学工艺
关键词: 5’-三磷酸腺苷生物合成色谱分析离子交换结晶经济核算
分类号: O629
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

在5′-三磷酸腺苷(ATP)生产过程中，开发出高效合理的ATP合成方法、ATP的检测方法与ATP的分离提纯方法是获得高质量、低成本ATP产品的关键。本文针对以上三个问题分别进行了理论探讨和实验研究，系统地总结了固定化酶／细胞法合成ATP的方法，建立了ATP的分析方法和ATP的分离与提纯方法。固定化酶／细胞法具有反应器效能高、主要原材料成本低、收率高及产品的后处理简单等显著优点，并且可以实现连续生产，因此近年来得到较快发展，并成为ATP生产的主要方法。该方法的中心内容包括：适宜的生物催化活性物质；适宜的固定化形式；适宜的反应器及反应操作条件。本文分别对上述内容进行了分析和总结，并对今后的研究开发提出了建议。 ATP的制备、存储过程中，易混入或产生—磷酸腺苷(AMP)、二磷酸腺苷(ADP)等杂质。由于AMP，ADP和ATP的结构相似，许多理化性质相近，因此对三者的分离或选择性检出成为建立ATP分析方法的关键。本文建立了色谱层析法来测定ATP含量，色谱条件为：自制色谱柱(6×500mm，D201树脂)，流动相为pH3.0的乙酸缓冲液，检测波长254nm，流速10ml／min，柱温23±2℃。检测重复性较好，在0.1～8g／L范围内，ATP浓度与峰面积呈良好线性关系，相关系数r=0.9977；平均回收率为98.6％，整个色谱过程可在30min内完成。该方法也可用于AOp和AMp的分离检测。通过对多种吸附剂和离子交换树脂进行筛选，获得了一种对5’-三磷酸腺昔具有优良交换解析性能的大孔强碱性阴离子交换树脂D201，测定了ATP在该树脂上的离子交换平衡数据，并研究了其对ATp的离子交换特性。在应用0201树脂分离ATP的过程中，cI一型0201树脂具有比较高的吸附容量;洗脱时以PH3.0、lmol/L的Nacl一溶液作为洗脱剂较为合适;并且树脂的ATP高装载量有利于ATP的解吸分离及浓缩。该离子交换树脂对ATP的交换容量达到0.3269/g湿树脂，整个工艺路线对ATP的洗脱收率达到92.1%。通过对ATP模拟液在丙酮一水、乙醇一水体系中的溶析性能研究，获得了ATP的结晶工艺条件.在3:1(V/V)乙醇一水体系、10℃、ATp浓度409/L条件下，可获得ATP晶体，收率95%。最后，对ATp生产过程进行了成本与经济核算，对ATP的工业化生产进行了展望。

全文目录

符号说明  11-12
第一章 ATP的合成方法  12-25
  1.1 生物催化活性物质  12-16
    1.1.1 单一酶  12-13
    1.1.2 偶联酶  13-14
    1.1.3 细胞酶系  14-16
  1.2 酶／细胞酶系的固定化形式  16-18
    1.2.1 固定化载体  16-17
    1.2.2 固定化方法  17-18
  1.3 固定化酶／细胞反应器  18-20
    1.3.1 膜反应器(Membrane Reactor，MR)  19
    1.3.2 流化床反应器(Fluidized Bed Reactor，FBR)  19-20
  1.4 工业化现状与研究展望  20-21
  参考文献  21-25
第二章 ATP的分析方法  25-40
  2.1 ATP的理化性质  25-26
  2.2 ATP的分析方法  26-30
    2.2.1 层析法  26-27
    2.2.2 电泳法  27-29
    2.2.3 光学分析法  29-30
  2.3 ATP分析方法的比较  30-31
  2.4 离子交换树脂柱色谱法分析ATP  31-37
    2.4.1 实验原理  31-32
    2.4.2 仪器和试剂  32-33
    2.4.3 波长选择及标准曲线考察  33-35
    2.4.4 色谱条件与结果  35-37
  2.5 小结  37
  参考文献  37-40
第三章 ATP的树脂分离与提纯研究  40-53
  3.1 实验部分  40-41
    3.1.1 试剂  40
    3.1.2 分析方法  40
    3.1.3 实验过程  40-41
  3.2 结果与讨论  41-52
    3.2.1 静态实验  41-49
    3.2.2 动态实验  49-52
  3.3 结论  52
  参考文献  52-53
第四章 ATP结晶  53-58
  4.1 工业上采用的新型结晶方法  53
  4.2 用于ATP生产的结晶方法  53-54
    4.2.1 溶析法  53
    4.2.2 重金属沉淀法  53
    4.2.3 溶析-反应／盐析结合法  53-54
  4.3 ATP最佳结晶工艺研究  54-57
    4.3.1 ATP溶解度曲线  54-55
    4.3.2 温度的选择  55
    4.3.3 ATP生长速度曲线  55-56
    4.3.4 干燥  56
    4.3.5 含量检测  56-57
  4.4 小结  57
  参考文献  57-58
第五章成本与经济核算  58-66
  5.1 生产工艺路线概述  59-60
  5.2 主要生产设备  60
  5.3 公用工程及辅助设备  60
  5.4 生产定员  60-61
    5.4.1 工作制度  60-61
    5.4.2 定员分配  61
  5.5 投资规模及资金筹措  61
  5.6 生产成本  61-62
    5.6.1 可变成本  61
    5.6.2 固定成本  61-62
    5.6.3 销售成本  62
  5.7 经济效益分析  62-63
  5.8 企业风险分析  63
    5.8.1 以总产量表示的盈亏平衡点  63
    5.8.2 以销售价格表示的盈亏平衡点  63
  5.9 环境保护与劳动安全  63-64
    5.9.1 环境保护  63-64
    5.9.2 劳动安全  64
  5.10 项目实施计划  64-65
  参考文献  65-66
附录1 ATP标准曲线  66-67
附录2 AMP标准曲线  67-68
附录3 吸光度值-透过率值函数关系  68-70
附录4 抗坏血酸钼蓝比色定磷法标准曲线  70-72
附录5 还原糖测定---斐林试剂比色法标准曲线  72-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间发表论文清单  76

5\'-三磷酸腺苷的分离与提纯研究

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