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氯化血红素的制备

发布日期:2019/12/25 8:29:42

背景及概述[1][2]

氯化血红素自冰醋酸或氯仿-吡啶-醋酸中结晶得长而薄的叶片状晶体。透射光下显棕色,折射光下显钢青色。240℃开始烧结,但在300℃不熔。溶于稀氨水、氢氧化钠溶液,生成羟高铁血红素。溶于浓硫酸同时失去Fe,稍溶于70%~80%乙醇中,不溶于水及强有机碱和三乙胺、对甲苯胺及二甲基苯胺,以及碳酸盐溶液和稀酸溶液。制法:将血红蛋白溶液用醋酸和氯化钠加热反应制取。用途:作生物及生化试剂、血染色剂,还用于有机合成。

制备[1]

关于氯化血红素的制备方法有很多,但是基本上都要用到大量的化学试剂,这样既造成了试剂的浪费和环境的污染同时也使生产成本很高。本发明旨在以牦牛血液为原料,不用加抗凝剂的血液通过酶解法制备氯化血红素,既降低了生产成本又便于工业化生产。

CN201610117183.4提供一种利用牦牛血液制备无水氯化血红素的方法,其特征在于按照红细胞的收集、红细胞的破碎、血红蛋白的酶解与氯化血红素的提取步骤进行,具体如下所述:

1.红细胞的收集

用50ml试管收集新鲜的牦牛血液20ml,用纱布进行过滤,除去较大杂质,收集过滤液,静置1小时后待血液凝固分层后,吸去上层淡黄色的液体,得到下层红细胞凝固物12ml。

2.红细胞的破碎

在红细胞凝固物中添加0.5~1.25倍的去离子水,放入超声波中进行破碎15min,同时用玻璃棒进行搅拌,使固体凝固物充分分散,同时使红细胞破碎,释放血红蛋白;将溶液快速的倒入六个小试管中,在60℃避光条件下加热30min,之后用3000r/min离心机离心10min,将六个小试管中的上层液体倒入到20ml锥形瓶中,去除下层变性的杂蛋白,得到血红蛋白溶液。

3.血红蛋白的酶解

将血红蛋白溶液的用HCl0.1mol/L标准溶液调节PH=6.8~7.0,放于50℃恒温水浴锅中加热20min,加入酶活力为4000u/g中性蛋白酶0.3g,温度45℃;水解5小时后加入酶活力为2000u/g风味酶0.5g,调节至pH=6.8~7.0,温度53℃;水解反应完成后,加热煮沸灭酶。

4.氯化血红素的提取

血红蛋白经酶解后,肽链被断开,水解液中有血红素,血红素肽及肽片段,用HCl0.1mol/L溶液调pH=4.5后,加入质量浓度1g/100mL的乙酸钠溶液,以3000r/min转速离心10min析出沉淀,收集沉淀,依次用离子水、体积分数50%的乙酸液、体积分数95%乙醇溶液洗涤一次,再用乙醚洗涤两次,在零下20℃冷冻干燥8小时,得到氯化血红素。

本发明利用牦牛血液制备无水氯化血红素,使动物血液资源得到了充分有价的利用。制备无水氯化血红素的方法简单,易于操作,所用化学试剂少、成本较低、环境污染较低,便于工业化生产。

应用 [3-4]

一、可用于制备预防和治疗脓毒症肌萎缩药物

氯化血红素(Hemin)是血红素的体外纯化模式,可从动物体内提取,也可人工合成。Hemin吸收利用率高,补铁效果好,临床多将其作为一种补铁药物或营养品有效成分,用于缺铁性贫血的治疗。有研究表明,Hemin能诱导体内血红素氧合酶1(heme oxygenase-1, HO-1)的高表达,HO-1是体内血红素代谢的关键酶,可催化血红素降解为CO、胆绿素和Fe2+。CN201510011809.9 还报道了以Hemin为有效成分预防和治疗脓毒症肌萎缩的相关研究。

二、用于制备含有氯化血红素的植物生长调节剂

CN200610097240.3提供一种含有氯化血红素的植物生长调节剂,其特征是,该植物生长调节剂含有氯化血红素,配制成溶液后氯化血红素的有效终浓度为0.001~1000μM。该植物生长调节剂还含有配制成溶液后终浓度为0~1000μM的Ca2+或终浓度为0~1000μM的水杨酸或 0~1000μM的其它农用化学品。该植物生长调节剂能诱导植物体内逐步释放总浓度≤ 1000ppm CO的气体。

采用含有氯化血红素的植物生长调节剂对植株、植物组织或种子进行灌溉、喷洒、浸泡 或浸种处理,或者直接加进包含上述植物材料的培养基,以改善各种农艺性状或代谢功能以及非生物或生物胁迫耐受性或抗性;连续处理1~60天,每天1~3次。所述植株、植物组织和种子,包括种植在大田和温室等地方的单子叶植物、双子叶植物或裸子植物以及经遗传修饰生物)的植株、组织和种子;本发明所提供的一种含有Hemin的植物生长调节剂来改善植物和种子农艺性状以及提高代谢功能的方法,还具有以下优点:

1)无污染、环保 由于CO本身不是一个自由基,为植物内源代谢产物(浓度通 常≤1000ppm),所有植物体内也都含有CO降解代谢机制,包括能通过氧化生成CO2 或通过血红蛋白清除;同时,Hemin本身也是来源于各种动物血液,通常用于食品行业 的补血剂,因此在农田和温室等各种实践条件下使用低浓度的CO供体Hemin溶液也不 会对生态环境造成不利影响;此外,Hemin溶液的使用浓度(≤1000μM)也不会引起 人体健康安全问题,由于诱导植物体内释放CO气体也是逐次产生的,因而也是一种无 毒无污染的技术,符合绿色农业的需要;

2)低成本  本方法采用的CO供体Hemin本身是各种动物血液的深加工产品,价格便宜,因此使用成本也较低;

3)稳定性高  与高铁的Hematin相比,增加了Cl原子的Hemin化学性质比较稳 定,使用起来也比较方便;

4)应用范围广  本方法专用于包括农用化学品开发、农田化学调控、种源农业的 无公害生产、组培、果蔬贮藏以及切花保鲜等领域,其中Hemin溶液诱导产生的CO能 够作为信号/还原分子来提高植物耐/抗逆性、改善各种农艺性状以及上调各种代谢功能, 因此与其它化学调节物质相比还具有多效性的特点。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] CN201610117183.4一种利用牦牛血制备无水氯化血红素的方法

[3] CN201510011809.9 氯化血红素在制备预防和治疗脓毒症肌萎缩药物中的应用

[4] CN200610097240.3 一种含有氯化血红素的植物生长调节剂

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