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螺旋藻藻胆蛋白由藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白组成,它们是重要的活性物质,在临床、光合作用原初反应机理的探索和荧光分子探针制备等方面有重要意义。现成螺旋藻藻胆蛋白及其成份的提取纯化技术中,柱层析材料一般采用价格昂贵的进口材料,造成生产成本过高,以致价格因素成为它们开发利用的瓶颈。本课题以钝顶螺旋藻为藻胆蛋白的来源,以吸附性能良好的硅藻土和壳聚糖作为研究对象,对藻胆蛋白的粗提工艺和藻蓝蛋白柱层析纯化过程、及产品性质进行了较系统的研究。其主要内容和结论如下:
分析了钝顶螺旋藻的部分生物学特征以及主要成分,测得钝顶螺旋中藻叶绿素占藻粉重量的19.05%,藻胆蛋白占藻粉重量的8.92%。
研究了在藻胆蛋白粗提工艺过程中冻融次数和超声时间两个主要粗提参数对藻胆蛋白的提取纯度和提取率的影响。对于盐析前的粗提液,冻融破碎两次比冻融破碎三次所得的藻胆蛋白纯度高,盐析后相反,藻胆蛋白纯度随着破碎时间增大略有减小。而藻胆蛋白的提取率,无论盐析前后,冻融破碎三次比冻融破碎二次所得到的藻胆蛋白提取率高,提取率随着破碎时间增大而增大。若单纯考虑藻胆蛋白粗提液藻胆蛋白的纯度,细胞破碎最佳条件为:冻融三次,超声0min;若单纯考虑提取率,最佳条件为:冻融三次,超声12min。
对硅藻土和壳聚糖作为柱层析材料纯化藻蓝蛋白的性能进行了研究,结果表明:硅藻土层析过程符合吸附层析理论,在两种型号硅藻土纯化藻蓝蛋白的对比实验中,070<[#]>硅藻土因渗透率和吸附力强于030<[#]>,其纯化性能更优。在070<[#]>硅藻土的横向实验中,洗脱液的离子强度对洗脱效果的影响显著, 其中纯化效果:
0.02mol/L>0.05mol/L>0.01mol/L。在三种粒径的壳聚糖纯化藻蓝蛋白的对比实验中,层析过程符合离子交换层析理论,粒径30-75 μm的壳聚糖柱层析纯化性能最佳。藻蓝蛋白粗提液经硅藻土层析分离后,纯度(A<,620>/A<,280>)达到1.75,可应用于食品、化妆品、保健品等领域,也可以作为下一步纯化的预处理。相比硅藻土,壳聚糖层析的分辨率高,纯化性能优越,藻蓝蛋白纯度达到3.02,接近公认纯度4.0,其一次纯化性能接近文献报道报道的DEAE-纤维素和羟基磷灰石。
对所得的藻胆蛋白和藻蓝蛋白,进行了一些基本性质检测,并利用其荧光性质进行了初步应用研究。SDS-PAGE电泳测得产品α亚基。