[发明专利]用于生产高度纯化的多不饱和脂肪酸的色谱方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产高度纯化的多不饱和脂肪酸及其衍生物的色谱方法。

技术背景

这一部分提供了与本发明相关的背景信息，其不一定是现有技术。

脂肪酸(FA)，并更具体是多不饱和脂肪酸(PUFA)及其衍生物是重要的生物化合物，其为细胞壁的组分并且参与多种生物过程，如激素(如前列腺素)合成，其在血小板聚积、炎症、甘油三酯水平降低、免疫应答等中起到作用。

正在开发并商业化日益增加的数量的基于PUFA的药物。一些PUFA具有非常特异性的功能。例如：

-已知花生四烯酸或ARA(C206ω3)对于肌肉生长和修复而言是必须的

-二十二碳六烯酸或DHA(C226ω3)已知特别在脑部发育和神经传导中起到重要作用。

-二十碳五烯酸或EPA(C205ω3)已知降低甘油三酯。具体地，一些临床研究已经显示纯EPA降低甘油三酯的水平，而不升高低密度脂蛋白(LDL，也称为“坏”)胆固醇水平。

-二十二碳五烯酸或EPA(C225ω3)已知改善心血管健康。

一些其它研究已经显示EPA和DHA的混合物在降低甘油三酯的同时增加LDL。

因此，存在对生产包含EPA并含有不到0.5％DHA，优选不带0.05％DHA，甚至更优选没有可检测水平的DHA的组合物需求。类似地，存在对生产包含DHA且基本不含ARA、或包含ARA且基本不含DHA的组合物的潜在兴趣，并且一般而言存在对生产高度纯化的PUFA的潜在兴趣，其组合物基本排除其它PUFA(或其它FA)以能够基于具有更容易控制的功效和更少副作用的高度纯化的单一PUFA开发并商业化新药。

例如，一般从鱼油、藻类或酵母中纯化EPA。然而，鱼油和其它生物物质也含有大量的脂肪酸，尤其是大量的DHA，其需要从EPA中分离。

可从鱼油纯化DHA，鱼油中需要分离大量的其它脂肪酸包括EPA，在衍生自鱼类的大多数油中其丰度甚至高于DHA。替代地，例如，可从藻类生产DHA，由于藻类中存在相当量的ARA，并且因此需要从ARA中分离DHA。相反，当从藻类来源纯化ARA时，必须从DHA中分离ARA。

生产纯化的PUFA的方法是本领域技术人员熟知的。它们一般包括以下步骤中的一个或多个：水解步骤以将甘油三酯转化为游离脂肪酸，或者甘油三酯酯交换步骤以将脂肪酸转化为烷基酯(优选乙酯)，漂白步骤，尿素分馏步骤，分子蒸馏步骤，色谱步骤等。虽然分子蒸馏是一种广泛使用的富集长链PUFA技术，其不能用于高效彼此分离长链PUFA。此外，PUFA是非常脆的分子，其易于氧化和降解。当加热时，PUFA易于异构化、氧化、过氧化和寡聚化。

色谱过程是富集PUFA的高效手段并可与上述纯化技术中的一种或多种组合。最广泛描述的色谱过程是单根柱色谱过程，包括例如高效液相色谱(HPLC)过程或稳态回收色谱过程，和多柱色谱技术，如模拟移动床(SMB)、VARICOL^TM或实际移动床(AMB)过程以及本领域技术人员已知的其它过程。由于PUFA一般以非常复杂的混合物生产，一般需要2或3个色谱步骤来达到高纯度。这些过程中的一些描述于以下文件：US5,719,302、US2011/0091947、WO2011/080503、WO2013/005048、WO2013/005051、WO2013/005052，其各自通过引用全文纳入本文。

在能够同时进行2个色谱步骤的一些SMB或AMB过程中，一个或多个具体含有中间纯度的目标PUFA的流可经再注射到SMB或AMB设备的非相邻柱而不需要浓缩。

大多数色谱过程包括使用反相模式，使用水性有机溶剂。按照极性分离脂肪酸(一般为酯形式)，其中极性更强的脂肪酸比极性更弱的脂肪酸更早洗脱，如本领域技术人员所熟知。

色谱过程的主要缺陷之一是它们导致纯化部分的大量稀释。连续过程如SMB、VARICOL^TM和AMB可能优于分批过程如HPLC，因为它们一般产生浓度更高的流，其称为提取物(含有更需要保留的化合物)和萃余液(含有不太需要保留的化合物)。

但是，由色谱分离产生的纯化和废弃部分仍然是非常稀的，因而出于经济和环境上的原因，需要浓缩各收集的流以回收所用的洗脱剂(主要由一种或多种有机溶剂和水组成)并使它们在过程中再循环。

一般而言仍然存在对用有限的溶剂消耗将PUFA纯化至较高纯度的改进方法的需求。

发明内容