[发明专利]一种高效全自动二次纯化PHA的工艺

说明书

本发明涉及生物工程下游后处理领域，尤其涉及一种高效全自动二次纯化PHA的工艺。为了对市售的低纯度PHA材料进行高效二次纯化，获得医药级别PHA材料，本发明提供一种高效全自动二次纯化PHA的工艺，通过三级自由沉降与逆流水洗等多种方式相结合，获得了纯度达到医用材料级别的高纯度PHA材料，本发明的高效全自动二次纯化PHA的工艺实现了自动化，纯化步骤简易、操作方便、对环境污染较小、纯化步骤可以循环使用，具有良好的商业应用前景。

技术领域

本发明涉及生物工程下游后处理领域，尤其涉及一种高效全自动二次纯化PHA的工艺。

背景技术

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类完全由微生物合成高分子聚酯的统称(Chen GQ,Patel MK.Plastics derived frombiological sources:present and future:atechnicaland environmental review.Chem Rev,2012,112(4):2082–2099.)。人体植入材料主要是高分子聚合物材料，又分为生物可降解材料和生物不可降解材料。前期使用的植入材料多为生物不可降解材料，如聚乙烯、聚氯乙烯等，这些材料植入体内后，会产生一系列不良反应，有时需要二次手术取出。用的较多的生物可降解植入材料包括聚乙醇酸、聚乳酸、聚乳酸和聚乙醇酸的共聚物、PHA。但是与PHA相比，其他几种生物可降解材料的降解速度过快，应用前景在一些领域受到一定限制。

目前市面上大规模生产得到的PHA材料大部分是由微生物发酵生产得到的，纯度只能达到95-98％，含有少量细胞碎片、蛋白质等杂质，未能达到医用材料应用的要求(≥98.5％)，如果将其直接应用于人体医学，很容易引起机体的不良反应，比如导致机体炎症发生，大大限制了其在医疗健康产业的大规模应用。因此，大多数市售的PHA材料均需要进一步纯化后，才能作为医学材料加以应用。

然而，将低纯度的PHA粗提物二次纯化，获得医药级别PHA材料的技术鲜有报道，中国发明专利CN109517156公开了一种聚羟基脂肪酸酯的纯化方法：(1)将PHA粗品溶于有机溶剂中，升温并同时搅拌降温后进行离心分离；所述有机溶剂与水互溶；(2)向所述分离后的溶液中加入水，离心后收集析出物；(3)采用水清洗所述析出物，即实现对所述聚羟基脂肪酸酯的纯化。该专利在70-150℃下通过搅拌2-10h的方式将PHA粗提物溶解于有机溶剂中，然后通过离心的方式提纯得到高纯度PHA，该专利提纯PHA的工艺均是人工操作，耗时耗力，生产效率低且不能保证回收率，针对少量PHA提纯的质量和效率是可以接受的，例如该专利是将1g PHA粗提物溶解于30-50mL的有机溶剂，经过30-40h得到纯度达到99％以上的PHA；但是，该专利方法目前仅适用于实验室研究阶段，不适用于大批量PHA粗提物的提纯，因此寻找一种回收率高、纯度高、省时省力且适用于大批量PHA提纯的方法是一件值得研究的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：如何对市售的低纯度PHA材料进行高效二次纯化，获得医药级别PHA材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种高效全自动二次纯化PHA的工艺，其特征在于，以重量份数计，按照以下步骤进行：

(1)将1重量份PHA粗提物溶解于8-10重量份的溶剂中，搅拌均匀，得到PHA粗提物的溶解液；

(2)将PHA粗提物的溶解液以150-250L/h的流量泵入溶出套管的内管中，溶出套管的长度为2000m，溶出套管的内管内径为2cm，溶出套管的内管厚度为5mm，溶出套管的外管内径为4cm，套管外管中水流的温度为80±5℃，水流量为200-300L/h，PHA粗提物的溶解液离开溶出套管的时间为45-80min；

(3)PHA粗提物的溶解液自溶出套管流出后进入3级自由沉降槽，在沉降槽中经三级自由沉降去除杂质后，在得到的上清液中加入3-5重量份的超纯水，机械搅拌均匀，静置后，得到PHA沉降物；