[发明专利]一种聚羟基脂肪酸酯的分子量分级和提纯方法

说明书

本发明涉及生物医药领域，更具体地，涉及一种聚羟基脂肪酸酯的分子量分级和提纯方法，包括以下步骤：S1将聚羟基脂肪酸酯原料溶于良溶剂后，加入催化剂进行加热降解；S2将步骤S1加热降解后的溶液冷却至室温后与不良溶剂混合，降解产物沉淀析出，待沉降后收集降解产物；S3将步骤S2收集的降解产物进行离心后，对所述降解产物进行洗涤和干燥，即对聚羟基脂肪酸酯完成分子量分级及提纯。本发明步骤简单，操作方便，对聚羟基脂肪酸酯进行提纯的同时，可以对其进行分子量分级，经此法分级提纯后获得的聚羟基脂肪酸酯纯度高、分子量均一精确、分子量分布较窄，且具有更高活性末端。

技术领域

本发明涉及生物医药领域，更具体地，涉及一种聚羟基脂肪酸酯的分子量分级和提纯方法。

背景技术

由生物发酵获得的生物聚合物材料是近年来发展最为迅速的生物医用友好材料之一。在这些生物材料当中，聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoate,PHA)因其性能尤为优异，使用其制成的神经导管、促进软骨材料和食管再生辅助功能材料的报道诸多，这也证明其良好的生物相容性和优异的理化、力学性能，在PHA家族中的聚4-羟基丁酸酯(P4HB)已经作为补片用于人体腹壁缺损的修复，这种补片相较于传统的聚丙烯(PP)补片，具有更好的生物相容性，但是缺点是非常昂贵，且国内并没有相关产品，其主要原因是医用级聚酯制备上的困难，即分子量要求较为精确，纯度要求高，聚3-羟基丁酸-co-4羟基丁酸酯(P34HB)作为PHA第四代产品，是PHA家族中性能最为出色的一种，由于其降解产物中包含3-羟基丁酸，有助于生物组织的修复。且改变3-羟基丁酸和4-羟基丁酸的比例，可大大优化生物树脂的理化、力学性能。

近些年微生物代谢生物塑料来获得较大研究与发展成果，国内对于聚羟基脂肪酸酯(PHA)基础研究已经从生物发酵获得PHA再到收集与提纯PHA，再到加工PHA器件，已基本完成了产业链的构建，如国内清华大学的陈国强团队已经经过严格筛选成功获得两种耐盐细菌，通过微生物发酵实现了一系列PHA的大规模生产，并通过改善提纯方法获得了医用级PHA，如果实现对传统聚烯烃塑料的替代，可有效的解决化工塑料带来的白色污染，然而，由于生物发酵相对化学过程还存在诸多不足，其产物分子量等基础化学参数难以控制，后续提纯过程常常含有细胞膜、细胞质的残留，也会含有一定的细胞内毒素，获得的PHA原料不够纯净，难以实现产业化。因此主要问题是，大多数PHA原料的纯度不高，分子量分布较宽，严重地限制了其精细化、功能化应用，进而缺少对PHA原料的进一步的精细加工。

针对PHA纯度低的问题，中国专利“一种聚羟基脂肪酸酯的纯化方法”(申请号：201910001260.3，公布日：2019.03.26)公开了一种聚羟基脂肪酸酯的纯化方法，包括如下步骤：(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，该法可提高PHA的纯度，但是提纯后的PHA分子量分布依然较宽，仍然无法将其进行精细化、功能化的应用。然而对PHA理化性质，如分子量与分布调控的相关专利并不多见。

获得高纯度、窄分子量分布的聚酯的技术难点在于，生物发酵获得的聚酯的化学成分较为复杂，分子量分布较宽，且提纯难度较大，这其中最大的挑战是如何可控的获得不同分子量与分子量分布的PHA分子。因此，需要提供一种可对PHA同时进行分子量分级及提纯的方法，以实现分子量调控与纯化一体化。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种聚羟基脂肪酸酯的分子量分级和提纯方法，步骤简单，操作方便，对聚羟基脂肪酸酯进行提纯的同时，可以对其进行分子量分级，经此法分级提纯后获得的聚羟基脂肪酸酯纯度高、分子量均一精确、分子量分布较窄，且具有更高活性末端。

本发明采取的技术方案是，一种聚羟基脂肪酸酯的分子量分级和提纯方法，包括以下步骤：

S1将聚羟基脂肪酸酯原料溶于良溶剂后，加入催化剂进行加热降解；