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摘 要

随着UTP在医药和军事领域的广泛应用，其需求量急剧增加。由于化学方法生产UTP所产生的环境和能源压力，低成本生物发酵生产UTP已成为一项新的研究目前，主要问题在于发酵方法产生较低的UTP浓度和较高的分离和纯化成本。本文研究了UTP／UMP复配液在离子交换树脂SD-3上的静态吸附和动态吸附实验。测定了在一定范围内不同pH下的吸附等温线变化 ，通过计算，确定在复配液pH为3.0时，离子交换树脂SD-3树脂对UTP和UMP的吸附均符合 Langmuir等温线。同时，拟合数据显示UTP和UMP在pH3.0时的最大吸附量分别63.74mg/g和 53.52mg/g，并确定了后续实验的最适pH环境为3.0。通过静态解吸剂筛选实验最终确定分别用0.3mol/L进行洗杂，用1mol/L的氯化钠溶液进行洗脱。通过动态洗脱最终获得纯度为95%以上UTP，回收率可以达到99%。

关键词: UTP 离子交换树脂 吸附等温线 动态洗脱

ABSTRACT

With the wide application of UTP in medicine and military, its demand has increased dramatically. Due to the pressure on the environment and energy generated by the chemical method to produce UTP, the production of UTP by low-cost biological fermentation has become a new research method. At present, the main problem is that the fermentation method produces lower UTP concentrations and higher separation and purification costs. This paper studies the static adsorption and dynamic adsorption experiments of UTP/UMP complex solution on ion exchange resin SD-3. The sorption isotherm was measured at different pH values within a certain range. Through calculation, it was determined that the adsorption of UTP and UMP by the ion exchange resin SD-3 resin conformed to the Langmuir isotherm when the compound solution pH was 3.0. At the same time, the fitting data showed that the maximum adsorption capacities of UTP and UMP at pH 3.0 were 63.74 mg/g and 53.52 mg/g, respectively, and the optimum pH environment for subsequent experiments was 3.0. Through the static desorbent screening experiment, it was finally determined that the impurities were washed with 0.3 mol/L, and eluted with a 1 mol/L sodium chloride solution. Through the dynamic elution, UTP with a purity of 95% or more is finally obtained, and the recovery rate can reach 98.02%.

KEYWORDS : UTP；Ion exchange resin；Adsorption isotherm；Dynamic elution

目录

第一章 文献综述 5

1.1 UTP(5’尿苷三磷酸)简介 5

1.1.1 UTP的结构式 5

1.2. UTP的理化性质 5

1.3.1 UTP在合成嘧啶核苷酸当中的作用 5

1.3.2 5’尿苷三磷酸参与单糖的活化 6

1.4 UTP的医药用途 6

1.4.1 UTP作用于黏膜纤毛清除系统 6

1.4.2 促进呼吸道异物排出 6

1.4.3 治疗窦炎 7

1.4.4 治疗慢性支气管炎 7

1.4.5 防治固定患者肺炎 7

1.4.6 治疗中耳炎 7

1.5 UTP的生产工艺 7

1.5.1 UTP的合成工艺 7

1.5.2 UTP的分离工艺 8

1.6 课题的研究目的、研究思路和研究内容 9

1.6.1 课题的研究目的 9

1.6.2 课题的研究思路 9

1.6.3 课题研究的具体内容 10

第二章 实验器材和方法 10

2.1 实验仪器及试剂 10

2.1.1 实验主要仪器 10

2.1.2 实验主要试剂 11

2.2 实验方法 11

2.2.1 树脂预处理 11

2.2.2 UMP,UTP单组分吸附等温线 12

2.2.3 筛选不同的解吸剂 12

2.2.4 动态色谱峰洗脱实验 13

2.2.5 分析方法 13

2.3 本章小结 13

第三章 结果与讨论 15

3.1 理论 15

3.1.1 吸附量 15

3.1.2 Langmuir等温线 15

3.1.3 FreuFndlich 等温线 16

3.2 UTP/UMP 单组分吸附等温线 16

3.2.1 UMP吸附等温线 16

3.2.2 UTP吸附等温线 17

3.3 解吸剂的筛选 18

3.3.1 单组分UTP解吸剂选择 18

3.3.2 双组分的解吸剂筛选 19

3.4 动态色谱峰 20

第四章 结论与展望 20

4.1 主要结论 20

4.2展望 21

参考文献： 22

致谢 23

第一章 文献综述

1.1 UTP(5’尿苷三磷酸)简介

1.1.1 UTP的结构式

1.2. UTP的理化性质

5'-尿苷三磷酸，通常也被称为尿三磷，又可以称之为5'-三磷酸尿苷或者5'-尿嘧啶核苷三磷酸，英文名为uridine 5'-triphosphate。其分子式为C₉H₁₅N₂0₁₅P₃，分子量为484.2。该化学物质是3分子的磷酸结合在尿苷的核糖5'-OH上的核苷酸。物理特性为通常呈粉末状，白色固体，无色无味，易溶于水且其不易溶于乙醇等有机溶剂。在0.5mol/L儿硫酸中，100℃，15min有66％总磷释放为无机磷^[1] 。在碱性溶液中无法保持稳定。

1.3 UTP的生物学功能

1.3.1 UTP在合成嘧啶核苷酸当中的作用

在嘧啶核苷酸合成时，UTP的作用非常重要，即其必须要在UTP的水平上才能够使尿嘧啶核苷酸转变为胞嘧啶核苷酸。换句话说，必须要经过UTP氨基氧化最终才能生成CTP。同时，在细菌中UTP可以直接与氨作用。与动物组织要谷氨酰胺供给氨基不同的是，该反应需要由ATP来供给能量，并由CTP合成催化酶^【2】。

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