一种利用磁性树脂分离提纯赤霉素ga3的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种分离提纯赤霉素GA3的工艺，尤其涉及一种利用磁性树脂分离提 纯赤霉素GA3的工艺，属于生物分离领域。 技术背景
[0002] 赤霉素&;[1^6^11;[118，简称648)是一种天然的植物生长调节剂，是六大植物激素 之一，对植物类种子的萌发有很好的促进作用，还可以控制茎的长度、花朵的诱导期以及种 子发育等植物生长和发育的关键时期，加速生长发育，促进早熟，增加产量，在农业生产中 有广泛应用。赤霉素种类繁多，目前已发现和鉴定就达136种，实现商用的赤霉素种类主要 有GA3、GA4和GA7,其中GA3以其高活性成为目前国内外使用最多的赤霉素产品，广泛应用于 杂交水稻、棉花保铃、蔬菜以及园林苗圃的栽培与移植，并且能够促进农林的生产（其中以 粮食生产为主），具有极大的经济及社会效益。
[0003]农业生产中使用的赤霉素GA3均是采用微生物发酵生产的，其提取工艺有减压浓 缩-萃取法、活性炭法、树脂吸附法、膜分离法等。虽然提取赤霉素GA3的方法繁多，但在提取 过程中均存在不同程度的损耗，以最常用的减压浓缩-萃取法为例，提取率只有80%左右， 使得在提取过程中，产生了大量含低浓度赤霉素GA3的分离残液。从成本角度考虑，对分离 残液的再提取往往得不偿失，在工业生产过程对这部分的赤霉素GA3-般采用废弃处理，造 成了极大的资源浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了改进现有技术的不足，而提供了一种利用磁性树脂分离提纯 赤霉素GA3的工艺。
[0005]本发明的技术方案为:本发明利用磁性树脂，外加磁场作用下，从低丰度的复杂溶 液中实现对赤霉素GA3的高效富集，而后通过梯度洗脱，在物理吸附和磁场力的共同作用 下，实现对赤霉素GA3的尽可能分离，通过浓缩干燥，得到高纯度的赤霉素GA3产品。
[0006]本发明的具体技术方案如下:一种利用磁性树脂分离提纯赤霉素GA3的工艺，其具 体步骤如下：
[0007] (1)将含赤霉素GA3的溶液用酸调节pH至2.0~5.0，加入助滤剂过滤，得滤液备用； 其中含赤霉素GA3的溶液为赤霉素工业生产中含赤霉素GA3的分离残液；
[0008] (2)将磁性树脂装入垂直安置的树脂柱，置于可调磁场中，磁感应强度为1.3~ 1.8T，将步骤(1)得到的滤液以2~5BV/h的流速流过树脂柱；
[0009] (3)吸附结束后，改变外加磁场，先用体积浓度为15 %~20 %的乙醇溶液以0.5~ 1.2BV/h的流速流过树脂柱，解吸除杂，弃去解吸液;再用体积浓度为70 %~75 %的乙醇溶 液以2~3BV/h的流速对树脂柱进行解吸，得解吸液；
[0010] (4)将步骤(3)得到的解吸液浓缩结晶。
[0011]优选步骤（1)中所述的含赤霉素GA3的溶液中赤霉素GA3的质量百分含量为5%~ 25 %。优选步骤(1)中调节溶液pH的酸为盐酸或磷酸。
[0012] 优选步骤（1)中所述的助滤剂为珍珠岩或硅藻土中的任意一种或两种;优选助滤 剂与溶液的质量比为1: (10~20)。
[0013]优选步骤（2)中所述的磁性树脂为磁性聚丙烯季胺型离子交换树脂；更优选 IV1IEX?DW1101磁性聚丙烯季胺型离子交换树脂;树脂柱的径高比为1:(5~10);步骤(2)中 所述的可调磁场为纵向外加磁场。
[0014] 步骤(3)中所述的改变外加磁场为：保持外加磁场的方向不变，磁感应强度调为 0.6 ~1·0Τ〇
[0015] 优选步骤(3)中所述的体积浓度为15 %~20 %的乙醇溶液解吸时间为2~3h;体积 浓度为70 %~75 %的乙醇溶液解吸时间为2~5h。
[0016] 优选步骤(4)中所述的解吸液浓缩结晶的工艺条件为:0.OIMPa~0 .IMPa，30°C~ 40〇C〇
[0017] 有益效果：
[0018]本发明改进了现有技术的不足，实现对低浓度分离残液的再利用，极大简化工艺 流程，产品纯度明显高于现有技术水平，使其满足工业化生产的要求。本工艺不需额外添加 特殊设备，在不为企业增加太多成本的前提下，实现了资源的充分利用，同时提取过程中避 免大量的有机溶剂的使用，有效保护生态环境和操作人员的健康。
【具体实施方式】
[0019]以下结合实例来进一步解释本发明，但实施案例并不对本发明做任何形式的限 定。
[0020] 实施例1
[0021] 将含25 %赤霉素GA3的分离残液用磷酸调节pH至2.0,加入与25 %赤霉素GA3分离 残液质量比为1:1 〇的硅藻土混匀过滤，收集滤液;把MIEX?DW1101磁性聚丙烯季胺型离子 交换树脂装入径高比为1:7的树脂柱，垂直安置于磁应强度为1.8T的外加纵向磁场中，将滤 液以2BV/h的流速流过树脂柱；吸附结束后，保持磁场方向不变，磁感应强度调为0.9T，用 15%的乙醇溶液以1.2BV/h的流速解吸树脂柱，解吸时间3h，弃去解吸液;再用75 %的乙醇 溶液以2BV/h的流速解吸树脂柱，时间为5h，解吸除杂，在0.OIMPa，30°C条件下浓缩结晶，得 赤霉素GA3成品，经检测回收率为92%，产品纯度为96%。
[0022] 实施例2
[0023] 将含5 %赤霉素GA3的分离残液用盐酸调节pH至5.0,加入与5 %赤霉素GA3的分离 残液质量比为1: 20的珍珠岩混匀过滤，收集滤液;把M:IEX?DW1101磁性聚丙烯季胺型离子 交换树脂装入径高比为1:5的树脂柱，垂直安置于磁应强度为1.4T的外加纵向磁场中，将滤 液以3BV/h的流速流过树脂柱；吸附结束后，保持磁场方向不变，磁感应强度调为0.7T，用 18%的乙醇溶液以0.5BV/h的流速解吸树脂柱，解吸时间2h，弃去解吸液;再用70 %的乙醇 溶液以3BV/h的流速解吸树脂柱，时间为2h，解吸除杂，在0.05MPa，40°C条件下浓缩结晶，得 赤霉素GA3成品，经检测回收率为91 %，产品纯度为95%。
[0024] 实施例3
[0025] 将含18 %赤霉素GA3的分离残液用盐酸调节pH至3.0,加入与18 %赤霉素GA3的分 离残液质量比为1:15的硅藻土和珍珠岩混合物(硅藻土和珍珠岩质量比1:1)，混匀过滤，收 集滤液;把_EX?DW1101磁性聚丙烯季胺型离子交换树脂装入径高比为1:10的树脂柱，垂 直安置于磁应强度为1.3T的外加纵向磁场中，将滤液以5BV/h的流速流过树脂柱;吸附结束 后，保持磁场方向不变，磁感应强度调为0.6T，用20 %的乙醇溶液以0.9BV/h的流速解吸树 脂柱，解吸时间2.5h，解吸除杂;再用73 %的乙醇溶液以2.5BV/h的流速解吸树脂柱，时间为 4h，收集该解吸液，在0.1MPa，36°C条件下浓缩结晶，得赤霉素GA3成品，经检测回收率为 87%，产品纯度为95 %。
[0026] 实施例4
[0027] 将含11 %赤霉素GA3的分离残液用磷酸调节pH至4.0,加入与11 %赤霉素GA3的分 离残液质量比为1:15的硅藻土混匀过滤，收集滤液;把MIEX?DW1101磁性聚丙烯季胺型离 子交换树脂装入径高比为1:8的树脂柱，垂直安置于磁应强度为1.5T的外加纵向磁场中，将 滤液以4BV/h的流速流过树脂柱;吸附结束后，保持磁场方向不变，磁感应强度调为1.0T，用 15 %的乙醇溶液以1.OBV/h的流速解吸树脂柱，解吸时间2h，解吸除杂;再用75 %的乙醇溶 液以2BV/h的流速解吸树脂柱，时间为3h，收集该解吸液，在0.0IMPa，30°C条件下浓缩结晶， 得赤霉素GA3成品，经检测回收率为89%，产品纯度为97%。
【主权项】
1. 一种利用磁性树脂分离提纯赤霉素GA3的工艺，其具体步骤如下： (1) 将含赤霉素GA3的溶液用酸调节pH至2.0~5.0,加入助滤剂过滤，得滤液备用;其中 含赤霉素GA3的溶液为赤霉素工业生产中含赤霉素GA3的分离残液； (2) 将磁性树脂装入垂直安置的树脂柱，置于可调磁场中，磁感应强度为1.3~1.8T，将 步骤(1)得到的滤液以2~5BV/h的流速流过树脂柱； (3) 吸附结束后，改变外加磁场，先用体积浓度为15 %~20 %的乙醇溶液以0.5~ 1.2BV/h的流速流过树脂柱，解吸除杂;再用体积浓度为70 %~75 %的乙醇溶液以2~3BV/h 的流速对树脂柱进行解吸，得解吸液； (4) 将步骤(3)得到的解吸液浓缩结晶。2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤（1)中所述的含赤霉素GA3的溶液中赤 霉素GA3的质量百分含量为5%~25%。3. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤(1)中调节溶液pH的酸为盐酸或磷酸。4. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤（1)中所述的助滤剂为珍珠岩或硅藻 土中的任意一种或两种;助滤剂与溶液的质量比为1: (10~20)。5. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(2)中所述的磁性树脂为磁性聚丙烯 季胺型离子交换树脂;树脂柱的径高比为1: (5~10);步骤(2)中所述的可调磁场为纵向外 加磁场。6. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤(3)中所述的改变外加磁场为:保持外 加磁场的方向不变，磁感应强度调为0.6~1.0T。7. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤(3)中所述的体积浓度为15%~20% 的乙醇溶液解吸时间为2~3h;体积浓度为70 %~75 %的乙醇溶液解吸时间为2~5h。8. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(4)中所述的解吸液浓缩结晶的工艺 条件为：0.01MPa~0.1MPa，30°C~40°C。
【专利摘要】本发明涉及一种利用磁性树脂分离提纯赤霉素GA3的工艺，属于生物分离领域。其步骤是将酸化的含低浓度赤霉素GA3的分离残液，经助滤剂过滤后，在外加纵向磁场作用下，通过磁性树脂柱；吸附结束后，改变外加磁场，用不同浓度的有机溶液将赤霉素GA3解吸下来，浓缩结晶。本发明利用外加磁场辅助磁性树脂，实现对低浓度溶液中赤霉素GA3的高效分离提纯，减少以往提取工艺中有机溶剂的大量使用，简化工艺流程，避免资源浪费同时有效保护生态环境。
【IPC分类】C07D307/93
【公开号】CN105418568
【申请号】CN201510864578
【发明人】胡永红, 顾鹏飞, 杨文革, 洪厚胜, 钱永根, 马小平, 华文, 欧阳平凯
【申请人】南京工业大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月30日