生物材料β-聚蘋果酸的膜分離純化工藝研究.pdf

1、classi6edIndex：Q苧!墨UDC：579SecrecyRate：PublicizedUniVersityCode：10082Hebei眥Vers毋ofScienceandTechn0109yDissertationfortheMasterDegreeTheSeparationandPuri丘cationofBi0109icalMat耐alsPMLAbyMembraneTechnologyCandidate：SuperVisO

2、r：EnterpriseSupervisor：AcadenlicDe掣eeApppliedfor3Spedali夠：Employer：Dateof(ralExaminaaon：LihonQbaoProfCuiJiandongProfCaoWeifen2MasterofEnginee血gBiologyEngineeringC01legeofBiologicalScienceandEngineeringDec2016摘要摘要聚蘋果酸[P01

3、y(malicacid)或P01ymalate，PMLA]是以蘋果酸為唯一單體的均聚高分子聚合物。PMLA及其衍生物是一類新型的生物高分子材料，可以作為可降解材料，手術(shù)縫合線、組織工程支架材料、藥物控釋體等，目前，微生物發(fā)酵法是生產(chǎn)PMLA的主要方法，但是因發(fā)酵液成分復(fù)雜，造成PMLA分離提取較為困難，本研究通過將膜技術(shù)與生物分離相結(jié)合，期望能高效率的分離出發(fā)酵液中的PMLA，為今后發(fā)酵與分離耦合提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。1)發(fā)酵過程與膜

4、的選擇通過利用已優(yōu)化的聚蘋果酸發(fā)酵方法，得到過濾除菌體的原料液，分析測定發(fā)酵液的參數(shù)得到，發(fā)酵液中菌體含量為80∥L，聚蘋果酸產(chǎn)量為4821∥L，聚蘋果酸重均分子量為9760，分散系數(shù)為116，葡萄糖消耗率為86875％，產(chǎn)生多糖約17g／L，為下一步膜分離過程奠定基礎(chǔ)。確定合適的膜孔，分別利用孔徑14岬，O2陋，O14岫的微濾膜和截留分子量300KDa，150KDa，50KDa的超濾膜，在同條件下過濾料液，結(jié)果表明，300KDa和15

5、0KDa的超濾膜細胞去除率和PMLA都較高，二者膜污染相近，但300KDa的平均通量是919lLm。2h。1而150KDa的平均通量是8264Lm。2h～，所以綜合多因素最終得出截留分子量300KDa的超濾膜更適合用來發(fā)酵液除菌過程。2)膜過濾除菌條件的優(yōu)化及膜污染的分析在確定了去除菌體的合適截留分子量的膜的基礎(chǔ)上，對膜過濾的操作條件進行了優(yōu)化，獲得的優(yōu)化條件如下：迸料體積1300mL，濃縮倍數(shù)72，錯流速度6nl／s，跨膜壓力02MP

6、a，溫度40℃，發(fā)現(xiàn)造成膜污染的主要由一些大分子(細胞碎片，多糖，蛋白等)造成的，而且污染機理主要是堵塞膜孔，直接導(dǎo)致膜通量下降。3)PMLA的分級和產(chǎn)品分析進一步利用膜技術(shù)對發(fā)酵所得PMLA進行二次分離純化，并驗證了用雙膜夾心的方法可以逐級分離，并且得到的PMLA分散系數(shù)很接近1，達到了很好的效果；采用離子交換樹脂吸附的方法進一步除去PMLA里面的小分子糖，其中發(fā)現(xiàn)樹脂D296的吸附量最大，達到近160m∥g，可去除7086％的糖；通