叶祥山--现代生物技术在多糖分离中的研究发展

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1、现代生物技术在多糖分离中的研宄发展叶祥山摘要：近年来，多糖的研宂引起了国内外许多学者极大的兴趣。由于膜技术的发展带动了超滤技术的发展，在多糖的分离提取上，使用膜超滤对多糖进行分离提取，结果表明能够达到很好的分离效果。文章简要介绍了天然多糖在医疗保健上的应用现状及超滤膜分离技术的发展现状，并就超滤膜分离法在儿种多糖分离提取屮的应用及技术工艺进行了综述。关键词：多糖，超滤，膜分离多糖类化合物广泛存在丁•动物细胞膜和植物、微生物的细胞壁中，是巾醛基和酮基通过苷键连接的商分子聚合物，也是构成生命的四大基本物质之一。近20年来，随着天然药物化学、药理研究的不断深入即分析手段突飞猛

2、进的发展，多糖的研究引起了国内外许多学者极大的兴趣。研究表明，天然多糖类化合物具有抗肿瘤和免疫增强作用。因而，天然动祖物中免疫多糖的重要生物学效应已越来越受到人们的重视，成为当今研宄的热点。超滤是一种膜分离技术，所采用的超滤膜能够从水和其他液体中分离出很小的胶体和大分子。由于超滤膜具有不对称微孔结构，且采用磨擦流道和湍流促进结构，减少膜污染，使得在分离过程屮大分子溶质和微粒（如胶体，淀粉等）随溶液切向流经膜表面，而小分子物质和溶剂则在压力驱动下穿过致密层上的微孔而进入膜另一侧，因而超滤膜可以长期连续使川并保持较恒定的产量和分离效果。将超滤膜川于多糖这种生物活性物质的分离

3、，具有不损害活性、分离效率高、能耗低、设备简单、可连续生产、无污染等优点。1多糖的应用现状和分离方法1.1天然多糖应用研究现状多糖作为药物始于1943年，50年代发现真菌多糖具有抗癌作用，后来又发现地衣、花粉及许多植物均含有多糖类化合物，并进行分离提纯，确定了其化学结构、物理化学性质、药理作用，尤其对多糖类化合物的抗肿瘤和免疫增强作用进行深入研究，到了6o年代作为广谱免疫促进剂而引起了医药界的广泛关注，并逐渐汄识到多糖及复合物分子具有极其重要的生物功能。越来越多的研究证明，多糖不但能治疗机体免疫系统受到严重损伤的癌症，还能治疗多种免疫缺损疾病，如慢性病毒性肝炎和某些耐药

4、细菌和病毒引起的慢性疾病，以及诸如风湿病之类的A身免疫疾病，有的还能诱导干扰素的产生。同时，作为药物的多糖在治疗肿瘤时，不像一般化疗药物直接杀死生长着的肿瘤细胞，而是促进细胞和体液免疫反应，如激活补体、5噬细胞、T一淋巴细胞、B—淋巴细胞或加强抗体生成等，以达到抑制和消灭肿瘤细胞的作用，对正常细胞影响很小。目前，己有部分天然多糖类化合物用于临床，显示出良好疗效，且无骨髓抑制等不良反应，可长期应用，预示了它抗肿瘤方面的良好发展前景。同时，多糖在治疗肿瘤、代谢及感染性疾病等方而的应用仍在不断扩大，给近代肿瘤、艾滋病及其它疾病的治疗开辟了新的方向。1.2天然多糖的分离提纯1.

5、21多糖从其它物质中的分离将多糖同低分子有机物、无机盐等成分分离，或是同蛋白质、酯类、木质素等其它高分子量的自然产物分离。这样提取的多糖通常具有多分散性，表现在化学组成、聚合度、分子形状等分布不均一。因此，还要将这种多分散的多糖混合物分离纯化成分布均一的单个多糖组分。这种分离具有相当大的困难，但意义重大。因为初步研究表明，某种多糖的药效活性与其组成、分子结构及分子量水平都密切相关。免疫应答对单糖的化学结构是非特异性的,它主要由分子大小决定而不是单糖的化学结构。由于不同的植物中所含成分不同，从其中提取多糖成分的具体方法有很大差异，但通常都包括水提、醇沉、除脂、除蛋白、脱色

6、、柱分离这些基本步骤。具体的提取工艺则根据子实体的种类及多糖的存在部位有所不同。1.22单一多糖的分离提纯按分子大小和形状进行分级（如分级沉淀，分子筛，层析等），也可按分子所带基因的性质进行分级（如按电荷性质分级的电泳，离子交换层析等），可分为：①分级沉淀②柱层析法③透析、超滤及超速离心④区带电泳法。其巾近來发展起来的超滤膜分离技术不耑加热和化学物质处理，不仅节约能源、无环境污染。且保留生物活性成分的高效价，因而得到愈来愈广泛的应用。2超滤膜分离技术的应用2.1超滤膜分离法的发展现状膜分离是指以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力（如压差、浓度差、电位差等）时

7、，原料侧组分讨选择透过膜，从而达到分离提纯的过程。膜分离过程作为一种新型的分离方法，与传统的分离过程如精馏、萃取、重结晶、吸附等相比，具有能耗低、单级分离效率高、设备简单、元污染等优点。因此，自20世纪50年代以来，膜分离技术己迅速发展成为新的单元操作，其应用也从早期的脱盐发展到化工、食品、医药、生物、电子等工业，并将对21世纪的工业技术改造产生深远的影响。目前所用超滤膜较多由高分子材料制成，如纤维素膜和聚砜膜。随着工业上超滤和微滤技术的发展，以金属、陶瓷、多孔硅铝等材料制成的无机膜，在上世纪80年代初至90年代获得了重要发展。近30年是