氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法
2023-04-24 14:04:21
專利名稱：氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法
技術領域：
本發明涉及一種抗生素的綠色化工生產方法，更具體涉及一種採用膜分離技術製備分子結構中含有2-脫氧鏈黴胺的氨基糖苷類抗生素的方法。
背景技術：
氨基糖苷類抗生素是一類結構中含有氨基糖以糖苷鍵形式與氨基糖環己醇結合的化合物，是繼青黴素之後發現較早的一類重要抗生素。目前已報導的天然和半合成氨基糖苷類抗生素的總數已超過3000種，其中微生物產生的天然氨基糖苷類抗生素有近200種，有臨床使用價值的30餘種，如鏈黴素、新黴素、卡那黴素、慶大黴素、小諾黴素、核糖黴素、妥布黴素和西索米星等，還有一些半合成的抗生素如丁胺卡那、阿米卡星、奈替米星和依替米星等相繼問世，並被用於臨床。
根據氨基糖苷類抗生素的分子結構可分為鏈黴胺衍生物(如鏈黴素)、2-脫氧鏈黴胺衍生物(包括4，6-雙取代衍生物的卡那黴素、妥布黴素、慶大黴素、小諾黴素和西索米星；4，5-雙取代衍生物的新黴素、巴龍黴素和核糖黴素等；單取代衍生物的越黴素)和氨基己醇衍生物(如山梨醇菌素)等。
目前，臨床使用的氨基糖苷類抗生素85％以上為分子結構中含有2-脫氧鏈黴胺的衍生物，且大多都列入中國國家基本藥物名錄。由於具有抗菌譜廣、療效好、性質穩定和生產工藝簡單的優勢，以及對許多致病菌有抗生素後效應的特點，氨基糖苷類抗生素廣泛應用於臨床治療敗血症、細菌性心內膜炎、嚴重的呼吸道感染、腎及尿路感染、皮膚組織和軟組織感染、燒傷及手術周圍性細菌感染等。中國生產的氨基糖苷類抗生素原料藥約佔世界產量的70％。因此，研究氨基糖苷類抗生素的製備方法具有一定的指導意義和廣闊的市場前景。
膜分離技術是根據濾膜孔徑的大小或所截留的物質分子量大小的差異，在一定操作壓力條件下，使物質透過或被膜截留，從而達到物質分離的目的。作為一種新興的高效分離手段，膜分離技術被視為是21世紀最有發展前途的高新技術之一，已廣泛應用於食品、醫藥、化工、生物技術等領域。
發明內容
本發明的目的在於提供氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法，該方法不僅有利於含有氨基糖苷類抗生素的物料的進一步純化和保存，而且工藝簡單、生產能耗小、便於實施。
本發明氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法是這樣實現的含有氨基糖苷類抗生素的溶液，在0.1～0.5MPa操作壓力條件下膜分離除雜，去除大分子雜質後的濾液在0.6～1.5MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液，噴霧乾燥成氨基糖苷類抗生素產品。
本發明採用膜分離技術製備氨基糖苷類抗生素，其優點在於較之已有的分離純化方法而言，採用膜分離技術可高效率、低能耗地去除氨基糖苷類抗生素溶液中蛋白質、多糖等大分子雜質成分和無機鹽等小分子雜質，能達到明顯提高氨基糖苷類抗生素純度和品質的目的。
具體實施例方式
含有氨基糖苷類抗生素的溶液，在0.1～0.5MPa操作壓力條件下膜分離除雜，去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液在0.6～1.5MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液，噴霧乾燥成氨基糖苷類抗生素產品。
上述的膜分離除雜過程優先選用截留分子量為50000～80000的分離膜，分離膜優先選用聚碸膜、聚偏氟乙烯膜或聚丙烯腈膜。
上述的膜分離濃縮過程優先選用截留分子量為500～3000的分離膜，分離膜優先選用芳香聚醯胺膜、磺化聚碸膜或聚碸膜。
上述的含有氨基糖苷類抗生素的溶液為微生物合成的氨基糖苷類抗生素髮酵液濾液、氨基糖苷類抗生素結晶母液和氨基糖苷類抗生素提取液、洗脫液或脫色液中的一種或幾種。
本發明理化參數測定方法如下(1)氨基糖苷類抗生素含量的測定採用高效液相色譜法，以鄰苯二甲醛和巰基乙酸為衍生化試劑，對氨基糖苷類抗生素進行柱前衍生。測定條件Agilent 1100型高效液相色譜儀(DAD二極體陣列檢測器)，Waters Nova-Pak C18色譜柱(Φ4.6×150mm，5μm)，流動相為甲醇∶水∶乙酸(內含庚烷磺酸鈉12mmol/L，pH6.3)＝70∶25∶5(V/V/V)，流速1.0ml/min，柱溫30℃，進樣量20μL，檢測波長250nm。以各種氨基糖苷類抗生素標準品(純度99％)(購自Sigma公司)為對照。
(2)多糖含量測定採用苯酚-硫酸法，以葡萄糖或D-半乳糖為對照。蛋白質含量測定採用FoLin-酚法，以小牛血清白蛋白為對照。無機離子含量測定採用試劑盒測定，其中SO42-的測定採用氯化鋇沉澱法，Cl-測定採用硝酸銀沉澱法，Ca2+和Mg2+的測定採用甲基百裡香酚藍絡合法。
(3)噴霧乾燥條件為進料液濃度9～20波美度(60℃)，PG-5型噴霧乾燥機進口溫度160～250℃，出口溫度60～110℃，離心轉頭工作壓力1.6～3.0kgf/cm2。
本發明製備方法的實施例陳述如下實施例1pH值為7.36、小諾黴素濃度為0.72g/L的發酵液濾液，採用截留分子量為50000的聚碸膜，在0.5MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為3000的聚碸膜，在1.5MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成小諾黴素產品。經測定，小諾黴素的回收率92.2％、純度為72.0％。
實施例2pH值為8.32、妥布黴素濃度為176.2g/L的提取液，採用截留分子量為60000的聚碸膜，在0.25MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為500的芳香聚醯胺膜，在1.5MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成妥布黴素產品。經測定，妥布黴素的回收率91.6％、純度為69.9％。
實施例3pH值為7.56、新黴素濃度為12.9g/L的發酵液濾液，採用截留分子量為80000的聚碸膜，在0.1MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為500的磺化聚碸膜，在1.5MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成新黴素產品。經測定，新黴素的回收率93.8％、純度為68.2％。
實施例4pH值為7.23、西索米星濃度為1.1g/L的發酵液濾液，採用截留分子量為80000的聚偏氟乙烯膜，在0.1MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為3000的聚碸膜，在0.6MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成西索米星產品。經測定，西索米星的回收率92.2％、純度為69.2％。
實施例5pH值為9.54、卡那黴素濃度為257.2g/L的結晶母液，採用截留分子量為70000的聚偏氟乙烯膜，在0.2MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為800的芳香聚醯胺膜，在0.9MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成卡那黴素產品。經測定，卡那黴素的回收率92.3％、純度為69.9％。
實施例6pH值為7.58、卡那黴素濃度為8.0g/L的發酵液濾液，採用截留分子量為50000的聚偏氟乙烯膜，在0.5MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為800的磺化聚碸膜，在0.75MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成卡那黴素產品。經測定，卡那黴素的回收率93.1％、純度為69.1％。
實施例7
pH值為7.39、慶大黴素C1a濃度為1.2g/L的發酵液濾液，採用截留分子量為60000的聚丙烯腈膜，在0.35MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為3000的聚碸膜，在0.65MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成慶大黴素C1a產品。經測定，慶大黴素C1a的回收率93.3％、純度為67.8％。
實施例8pH值為7.38、核糖黴素濃度為2.0g/L的發酵液濾液，採用截留分子量為50000的聚丙烯腈膜，在0.5MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為3000的芳香聚醯胺膜，在0.6MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成核糖黴素產品。經測定，核糖黴素的回收率92.6％、純度為68.0％。
實施例9pH值為9.5、西索米星濃度為186.7g/L的氨水洗脫液，採用截留分子量為80000的聚丙烯腈膜，在0.1MPa操作壓力條件下膜分離除雜；去除蛋白質和多糖等大分子雜質後，濾液選用截留分子量為3000的磺化聚碸膜，在0.6MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液；噴霧乾燥成西索米星產品。經測定，西索米星的回收率91.3％、純度為64.8％。
以上實施例旨在進一步舉例描述本發明，而不是以任何方式限制本發明。
本發明構思新穎，工藝簡單，提取效率高，生產成本低，具有較大的推廣性。
權利要求
1.一種氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法，其特徵在於含有氨基糖苷類抗生素的溶液，在0.1～0.5MPa操作壓力條件下膜分離除雜，去除大分子雜質後的濾液在0.6～1.5MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液，噴霧乾燥成氨基糖苷類抗生素產品。
2.根據權利要求1所述的氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法，其特徵在於所述的噴霧乾燥條件為進料液濃度9～20波美度(60℃)，PG-5型噴霧乾燥機進口溫度160～250℃，出口溫度60～110℃，離心轉頭工作壓力1.6～3.0kgf/cm2。
3.根據權利要求1所述的氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法，其特徵在於所述的膜分離除雜過程選用截留分子量為50000～80000的分離膜。
4.根據權利要求3所述的氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法，其特徵在於所述的膜分離除雜過程的分離膜為聚碸膜、聚偏氟乙烯膜或聚丙烯腈膜。
5.根據權利要求1所述的氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法，其特徵在於所述的膜分離濃縮過程選用截留分子量為500～3000的分離膜。
6.根據權利要求5所述的氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法，其特徵在於所述的膜分離濃縮過程的分離膜為芳香聚醯胺膜、磺化聚碸膜或聚碸膜。
7.根據權利要求1所述的氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法，其特徵在於含有氨基糖苷類抗生素的溶液為微生物合成的氨基糖苷類抗生素髮酵液濾液、氨基糖苷類抗生素結晶母液和氨基糖苷類抗生素提取液、洗脫液或脫色液中的一種或幾種。
全文摘要
本發明提供氨基糖苷類抗生素的膜分離純化方法。該方法為含有氨基糖苷類抗生素的溶液，在0.1～0.5MPa操作壓力條件下膜分離除雜，去除大分子雜質後的濾液在0.6～1.5MPa操作壓力條件下膜分離濃縮成9～20波美度(60℃)的濃縮液，噴霧乾燥成氨基糖苷類抗生素產品。本發明構思新穎，工藝簡單，產品品質高，生產能耗小，生產成本低，具有較大的推廣意義。
文檔編號C07H17/00GK1974585SQ20061013534
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月20日 優先權日2006年12月20日
發明者陳劍鋒 申請人:福州大學