大孔吸附树脂在生物活性肽分离纯化中的应用

大孔吸附树脂在生物活性肽分离纯化中的应用
吕红1，卢建中2，张璐1，颜梅1
（1 江西中医学院，南昌，330006，2江中药业股份有限公司，南昌，330096）摘要：随着生物活性肽的的开发和利用，对生物活性肽的分离纯化也越来越引起人们的重视，大孔吸附树脂在生物活性肽分离纯化中的应用报道较少，但其条件温和，设备简单、操作方便的特性，值得在生物活性肽的分离纯化中得到推广和应用，本文就近年来的一些大孔吸附树脂在生物活性肽中的应用进行概述。

关键词：大孔吸附树脂，生物活性肽，抗氧化肽，抗菌肽，抗高血压肽
大孔吸附树脂是20世纪60年代发展起来的一类有机高分子聚合物吸附剂，具有很好的大孔网状结构和较大的比表面积，可通过物理吸附从水溶液中有选择的吸附有机物[1]。

1 大孔吸附树脂的性能
大孔吸附树脂是一类新型非离子型高分子吸附剂，是以苯乙烯和丙酸酯为单体，在0.5%的明胶溶液中，加入乙烯苯为交联剂，甲苯、二甲苯为致孔剂，它们相互交联聚合形成的高分子网状孔穴结构，在整个颗粒内部及外部都具有表面活性。

其性质介于天然吸附剂(活性炭、硅胶和硅藻土)和离子交换剂之间，吸附特性与天然吸附剂类似，比离子交换剂更容易再生[2]。

大孔吸附树脂具有以下优点：(1)选择性良好，无机盐的存在有利于吸附；
(2)分离和浓缩有机物，得到的化合物灰份低；(3)物理化学稳定性高，不溶于酸、碱及有机溶剂，机械强度好；(4)吸附和解吸较快，吸附容量大；(5)品种规格多，可根据化合物的性质来选择适当结构或极性的吸附剂；(6)吸附树脂呈小球状，直径为0.2-0.8mm，因此流体阻力比活性炭小，流速较快[3]。

2 大孔吸附树脂的原理
大孔吸附树脂的吸附实质为一种物体高度分散或表面分子受作用力不均等而产生的表面吸附现象，这种吸附性能是由于范德华引力或生成氢键的结果。

同时由于大孔吸附树脂的多孔结构使其对分子大小不同的物质具有筛选作用。

通过上述这种吸附和筛选原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附树脂上经一定溶剂洗脱而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。

大孔吸附树脂按其极性大小和所选用的单体分子架构不同，可以分为非极性、中等级性和极性三类，它们的结构和吸附性各不相同。

非极性吸附树脂是由偶极距很小的单体聚合制得，不带任何功能基，孔表的疏水性较强，可通过与小分子内的疏水部分的作用吸附溶液中的有机物，最适于极性溶剂中吸附非极性物质，也称为芳香族吸附剂。

中等极性的吸附树脂是含酯基的吸附树脂，且用多功能团的甲基丙烯酸酯作为交联剂，其表面兼有疏水和亲水两部分，即可极性溶剂中吸附非极性物质，又可由非极性溶剂中吸附极性物质，也称为脂肪族吸附剂。

极性大孔吸附树脂是指含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能基的吸附树脂，通过静电相互作用吸附极性物质，适用于非极性溶剂中吸附极性物质。

3 大孔吸附树脂在生物活性肽分离纯化中的应用
肽是指分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物，是由20种天然氨基
酸以不同的组成和排列方式构成的，其中可调节生物体生理功能的肽称为生物活性肽，它们具有多种多样的生物学功能，如激素作用、免疫调节、抗血栓、抗高血压、抗癌、抗病毒、调节血糖等等。

因此在生物医药以及保健食品等领域，生物活性肽具有广阔的开发和利用前景[4]。

大孔吸附树脂在生物活性肽中主要用于除盐和分离提纯，特别对于寡肽来说，其分子量小，与盐离子相对纳滤和反渗析等脱盐效果不佳，而采用大孔吸附树脂有很好的效果。

根据大孔树脂的极性、孔径等吸附特性,配合不同极性的洗脱剂洗脱，可以分离纯化得到不同极性，即不同疏水性的组分，这对于生物活性肽的分离制备具有重要意义，因为目前已知大部分生物活性肽的生物活性均与疏水性氨基酸密切相关，这也是大孔吸附树脂分离纯化生物活性肽的原理所在。

大孔吸附树脂具有吸附和筛选性能，容易再生。

在分离纯化生物活性肽时具有条件温和、设备简单，操作方便，可避免有机溶剂带来的环保、成本昂贵等问题，以及可以避免由于加热、化学处理过程中而造成生物活性降低等特点适合应用于生物活性肽的分离纯化。

3.1 大孔吸附树脂在抗氧化肽分离纯化中的应用
抗氧化肽也称还原肽，在对天然抗氧化剂的研究中，还原肽是目前的热门方向之一。

不但具有良好的抗氧化活性，且安全性极高,因而在保健食品以及生物医药领域的应用前景十分广阔。

吴金鸿[5]等人采用DA201-C型大孔吸附树脂对乙醇分级的丝胶肽水解液进行脱盐和分离提纯，得到结果：醇溶丝胶肽在40%乙醇阶段洗脱得到的组分清除脂溶性自由基DPPH·活性提高10%；水溶性的纯沉丝胶肽在30%和40%乙醇阶段洗脱得到的组分还原力提高2.5倍。

作者[6]还采用DA201-C型大孔吸附树脂对醇溶丝胶肽的分子量小于500Da的寡肽混合物进行除盐和初步分离，除盐效果佳，并得到三个提纯的组分。

苗欣[7]等采用DA201-C型大孔吸附树脂对花生粕发酵的超滤液进行脱盐处理，动态吸附实验表明，上样浓度为6mg/ml、上样流速为1ml/min时效果最好。

同时测得用75%乙醇洗脱得到的组分的DPPH·清除率和还原能力最强。

苑成伟[8]等研究了大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子树脂(D001)分离纯化谷胱甘肽(GSH)的工艺条件，得出其最佳工艺条件为上柱液PH为5.0，树脂柱高度为15cm，流速为3.5ml/min。

得到的收集液经浓缩干燥后谷胱甘肽纯度提高90.9%，谷胱甘肽平均收率为70.6%，说明分离纯化工艺可行。

3.2 大孔吸附树脂在抗菌肽分离纯化中的应用
抗菌肽又叫抗微生物肽，肽抗生素，是指具有抵御外界微生物侵害、清除体内突变细胞的一类小分子肽。

抗菌肽具有广谱抗菌活性，对细菌有很强的杀伤作用，尤其是其对某些耐药性病原菌的杀灭作用更引起了人们的重视。

除此之外，人们还发现，某些抗菌肽对部分病毒、真菌、原虫和癌细胞等有杀灭作用，甚至能提高免疫力、加速伤口愈合过程，所以抗菌肽在医学上有良好的应用前景。

过振宇[9]等人用6种不同型号的大孔吸附树脂比较对家蝇抗菌肽的吸附解析特性，发现D101型大孔吸附树脂性能优于其他5种。

王晖[10]等人以D3520型和D4020型大孔吸附树脂为吸附剂，均可有效吸附发酵液中的乳链菌肽。

得到在30℃、pH2.5时，吸附剂用量为60ml发酵液/g干树脂时，D3520型和D4020型大孔吸附树脂对发酵液中乳链菌肽的吸附率可达90％。

滤去吸附残液，对于D3520型大孔吸附树脂，解吸剂用量为30ml/g干树脂，用80%乙醇洗脱，最大静态解吸率为63％；
对于D4020型大孔吸附树脂，解吸剂用量为40ml/g干树脂，使用60%乙醇洗脱，最大静态解吸率为65%。

3.3 大孔吸附树脂在抗高血压肽分离纯化中的应用
抗高血压肽又称为血管紧张素转化酶抑制肽，是从食物蛋白中分离出来的一类具有明显降低血压功效的多肽物质，除降压功能以外，该类抗高血压肽往往还具有促进免疫、抗凝血和抗肿瘤等功能。

赵利[11]等利用DA201-C大孔吸附树脂对酪蛋白非磷肽（CNPPs）脱盐并进行分离分级，其脱盐率在97%以上，回收率达到95%，在不同体积分数的乙醇进行阶段洗脱，酪蛋白非磷肽均可以分离出3个组分。

赵一明[12]等也采用采用DA201-C大孔吸附树脂对酪蛋白非磷肽进行脱盐处理，其脱盐率达到95.40%，回收率达到85%以上，ACE抑制活性得到提高，所以，采用大孔吸附树脂进行酪蛋白非磷肽的脱盐处理是一种简便有效的方法。

陈季旺[13]等采用9种大孔吸附树脂吸附大米降压肽，最后结果显示NKA型大孔吸附树脂对大米降压肽的吸附效果较好，大米降压肽中灰分含量由脱盐前的16.64%减少到脱盐后的2.32%，脱盐效果良好。

除此之外，大孔吸附树脂还可用于大豆肽，花生水解蛋白，鹿茸血肽等等的分离纯化，均得到满意的效果。

4 结语
随着肽类物质的开发和利用，对肽类的分离纯化也越来越引起人们的重视，大孔吸附树脂在生物活性肽分离纯化中的应用报道较少，但其条件温和，设备简单、操作方便的特性，值得在生物活性肽的分离纯化中得到推广和应用。

参考文献：
[1]刘飞，赵莹．大孔吸附树脂及其在天然产物分离纯化中的应用．齐鲁药事[J]，2008，27（10）：679-681.
[2]刘琦英．大孔吸附树脂提取酸性蛋白酶抑制剂研究．离子交换与吸附，1989，5(4)：251-255.
[3]何伟，李伟．大孔树脂在中药成分分离中的应用．南京中医药大学学报，2005，21(2)：134-136.
[4]李勇，蔡木易．肽营养学[M]．北京大学医学出版社．2007，1-3.
[5]吴金鸿，王璋，许时婴．采用大孔吸附树脂提纯乙醇分级的丝胶肽及其抗氧化活性的研究．食品工业科技[J]，2008，29（1）：149-152.
[6]吴金鸿，王璋，许时婴．醇溶性丝胶肽的提纯及对酪氨酸酶抑制作用的研究．天然产物研究与开发[J]，2008，20：233-238.
[7]苗欣，张晖，柳杰．大孔树脂对花生抗氧化肽的吸附研究．中国油脂[J]，2011，36（5）：21-25.
[8] 苑成伟，王家骐，朱立江．大孔吸附树脂分离纯化谷胱甘肽（GSH）的研究．发酵科技通讯[J]，2008，37（3）：9-12.
[9] 过振宇，施用晖，乐国伟．大孔吸附树脂对家蝇抗菌肽的吸附与分离纯化．天然产物研究与开发[J]，2008，20：969-973.
[10]王晖，胡滨等．大孔吸附树脂分离发酵液中乳链菌肽的工艺研究．中国抗生素杂志[J]，2007，32（9）：572-574.
[11]赵利，王璋，许时婴．大孔吸附树脂对酪蛋白非磷肽的脱盐和色谱分离．无锡轻工大学学报[J]，2003，22（4）：69-79.
[12]赵一明，王璋等．大孔吸附树脂对酪蛋白非磷肽脱盐效果的研究．食品与发酵工业[J]，2007，33（11）：22-25.
[13] 陈季旺，刘英等．大米降压肽酶法制备工艺及其性质研究[J]，2007，23（5）：210-213.。