林可霉素提取技术

时间：2021-01-29 10:00:46 生物制药毕业论文我要投稿

林可霉素提取技术

　　林可霉素提取技术【1】

　　【摘要】为了寻找适合萃取林可霉素的二元萃取剂，对林可霉素在不同溶剂中的分配系数以及二元萃取剂的性能进行了研究。

　　【关键词】萃取剂; 苯甲醇�正辛醇; 林可霉素; 分配系数

　　林可霉素的提取工艺是以正丁醇萃取法萃取率高而被国内各生产厂家所采用，但该方法存在溶剂消耗大、能耗高、操作环境差等缺点。

　　混合醇类萃取剂可降低溶剂的损耗、中性膦类萃取剂与正丁醇相比有效的提高萃取率，但是，这些萃取剂在生产工艺过程中都还存在一些问题，如：混合醇类萃取剂萃取率较低、操作温度高、溶剂气味难闻;中性膦类萃取剂价格高、毒性大，影响产品质量;肟类萃取剂反萃较难实现等。

　　因此，研究开发新型萃取剂具有重要的理论和应用价值。

　　对于萃取剂的选择除应满足萃取率高、选择性好等基本要求外，还应当兼顾损耗、能耗、环保以及人员安全等多方面因素。

　　多元萃取体系除具备原有单一溶剂萃取体系的选择性高、分离效果好和适应性强的特点外，还具有提高同位素或相似物选择性、降低两相间互溶度、提高萃取效率、加快传质速率及改善操作条件等优点。

　　一、材料与方法

　　1、试验材料

　　林可霉素原粉来自华北制药厂华滦分厂。苯甲醇、正辛醇、正己烷、间二甲苯、二甲苯乙酸异丁酯、丁酸乙酯和乙酸正戊酯为中国医药(集团)上海化学试剂厂产品，分析纯。

　　2 、试验仪器

　　WZZ22S数字式自动旋光仪，上海精密科学仪器有限公司生产。GC122气相色谱仪，上海分析仪器厂产品。PHS23型酸度计，上海第二分析仪器厂产品。

　　3 、分析方法

　　林可霉素的分析方法用旋光法测定。萃取剂的分析方法用气相色谱测定，测定条件为：柱箱170℃，离子室180℃，进样器200℃

　　(1)萃取分配系数的计算林可霉素易溶于水，能溶于甲醇、乙醇等大部分有机溶剂。其在两相中的分配系数用林可霉素在两相中的效价浓度之比计算，即D=u0/ua(1)

　　式中：D――分配系数，u0、ua――林可霉素分别在有机相和水相中效价浓度(μ/ml)。

　　(2)协萃系数的计算部分二元萃取剂组成的萃取体系存在协萃效应，其协萃系数的计算方法如下：

　　定义：D加和=D1X1+D2(1-X1)(2)

　　式中：D1、D2――萃取剂1和2的萃取分配系数，X1表示萃取剂1的摩尔分数。

　　设D协同为协萃分配系数，则协萃系数R为：

　　R=D协同/D加和(3)

　　显然，R>1，表明有协同效应;R<1，表明有反协同效应;R=1，则表明无协同效应。

　　二、结果与讨论

　　1 、一元萃取剂选择

　　(1)烃类溶剂萃取林可霉素的性能分别研究正己烷、间二甲苯、二甲苯、煤油对林可霉素的萃取性能。在相同操作条件下，上述烃类萃取剂与正丁醇相比，萃取性能较差，不能作为提取林可霉素的有效萃取剂。

　　(2)酯类溶剂萃取林可霉素的性能

　　异丁酯、丁酸乙酯和乙酸正戊酯为萃取剂萃取溶液中的林可霉素。酯类萃取剂与正丁醇相比，萃取性能较差，不能作为提取林可霉素的有效萃取剂。

　　(3)醇类萃取剂萃取林可霉素的性能分别以苯甲醇、正辛醇为萃取剂萃取溶液中的林可霉素，苯甲醇萃取林可霉素的分配系数明显高于其它几种萃取剂，分配系数较正丁醇提高了近3倍，能够成为提取林可霉素的有效萃取剂。

　　但现场实验表明，苯甲醇在萃取林可霉素的过程中存在传质速率慢、体系易乳化等不足，需要加入第二萃取剂进行改善。

　　2 、二元萃取剂选择

　　以苯甲醇分别和烃类第二萃取剂、醇类第二萃取剂构成的二元萃取剂萃取溶液中的林可霉素，并以正丁醇为对比萃取剂，醇类作为第二萃取剂对林可霉素的`分配系数显著高于烃类，而由苯甲醇和正辛醇组成的二元萃取剂对林可霉素分配系数是正丁醇的2倍。

　　这是因为正辛醇本身对林可霉素具有一定萃取性能，不会导致分配系数大幅度降低。同时，在萃取过程中发现，正辛醇还可作为体系的稀释剂，降低体系的黏度，提高体系的传质速率。

　　3 、二元萃取剂的性能

　　(1)同分异构体作为第二萃取剂萃取林可霉素以正辛醇及其两种同分异构体(2�甲基庚烷，2，3�二甲基己烷)作为第二萃取剂等比例加入苯甲醇中，萃取溶液中林可霉素。

　　(2)二元萃取剂体积浓度对林可霉素分配系数的影响研究二元萃取剂中苯甲醇的体积浓度与林可霉素分配系数及二元体系协萃系数的关系，寻找合适的溶剂比例，优化二元萃取体系，苯甲醇的浓度小于60%时，分配系数随浓度增高而明显增大;当浓度大于60%时，分配系数增长缓慢。

　　这是由于在此二元萃取体系下，苯甲醇与正辛醇的萃取能力不同，苯甲醇的分配系数显著大于正辛醇。

　　(3)萃取剂在水中溶解度的比较考察萃取剂性能优劣，除需考察萃取剂对目标产物的分配系数，还应考虑萃取剂的损耗，以萃取剂在水中的溶解度来衡量。由于正辛醇在小于50℃时在水中溶解度小于0.1%，可以认为不溶于水。

　　因此，考察二元萃取剂中苯甲醇的溶解度即可。苯甲醇�正辛醇组成的二元萃取剂溶解度最低。这是由于正辛醇本身在水中溶萃取剂正丁醇苯甲醇苯甲醇�正辛醇溶解度(wt，%)6.604.52.8

　　解度较低，而苯甲醇和正辛醇均属于醇类溶剂，苯甲醇在正辛醇和水组成的体系中，更容易溶解到正辛醇中，即正辛醇对苯甲醇有萃取作用，使得苯甲醇在水中的溶解度有所降低。比较目前工厂普遍使用的正丁醇萃取剂，苯甲醇�正辛醇体系的溶剂损耗较之降低了近2.5倍，具有工业应用前景。

　　(4)萃取剂的多次利用在实际工厂操作中，为降低成本和减小污染，萃取后的有机相经酸水反萃、蒸馏水洗涤后重新用于萃取水相，循环使用。在萃取和反萃过程中，萃取剂不断损失，浓度降低，且由于在萃取过程中不断引入有机杂质而导致萃取剂的萃取性能不断降低。考察溶剂多次利用与萃取率之间的关系。

　　结果表明，萃取剂反复利用9次，萃取率仅降低7%左右，溶剂可以被很好的回收使用。

　　三、结论

　　苯甲醇�正辛醇组成的二元萃取剂对林可霉素具有很好的萃取效果，其分配系数是正丁醇的2倍，并且很好地解决了萃取过程中分相困难和易乳化的问题，可作为萃取林可霉素的合适萃取剂。

　　苯甲醇浓度为60%左右时有最大协萃系数(1.28)，因此在二元萃取剂中苯甲醇的适宜浓度为60%～75%。苯甲醇�正辛醇在水中的溶解度较正丁醇下降了2.5倍，溶剂损耗小。此外，该萃取剂是一类理化性质稳定、毒性较小、挥发度较低且工业中易得的溶剂，具有工业应用前景。

　　灰黄霉素提取技术【2】

　　【摘要】目的探讨超声波提取灰黄霉素的优化工艺条件。方法用紫外分光光度法(UV)测定灰黄霉素的含量。以灰黄霉素的提取率为评价指标，在单一影响因素考察的基础上，采用正交实验确定超声波提取灰黄霉素的优化工艺条件。

　　结果超声波提取灰黄霉素的优化工艺条件为：10倍量的丙酮为提取溶剂，功率300W，单次辐射时间3s，间歇时间5s，提取时间40min，灰黄霉素提取率为85.58%。通过验证实验表明，本实验所得工艺条件为优化工艺条件。结论本实验所得工艺条件可行，具有一定的实际应用价值。

　　【主题词】灰黄霉素提取技术

　　灰黄霉素(griseofulvin)是1939年从灰黄青霉(Penicillium griseofulvin)培养液中得到的一种含氯代谢产物，1958年开始用于临床。1960年中国医学科学院抗生素研究所从我国土壤中得到灰黄霉素的生产菌，并研究试制成功灰黄霉素。

　　灰黄霉素是非多烯类抗真菌抗生素，已广泛用于治疗皮肤及角质层的真菌感染。对红色发癣菌、断发癣菌、硫毛发癣菌、小孢子菌和絮状表皮菌等有抑制作用。临床用于头癣、迭瓦癣、皮肤癣及手(足，甲)癣等体表真菌感染，特别对头癣的疗效显著，国内治愈率在90%以上。灰黄霉素是存在于菌丝体内部的抗生素。

　　目前工业上采用溶剂连续浸泡干菌体的提取方法，溶剂大多为丙酮。考虑到常规提取所需时间较长，提取率较低，溶剂用量较大，本研究探讨采用超声波技术提取灰黄霉素的工艺，利用超声波的空化作用、热效应、机械作用破坏菌体细胞壁，使溶剂易于渗透至细胞内，有效成分更多的转移到溶剂中，达到缩短提取时间，提高提取率的目的。�

　　一仪器与材料

　　1 仪器： U�1810型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器公司)，ALC210.4型电子天平(德国Sartorius公司)，JY92�2D超声波细胞粉碎机(宁波新芝生物科技股份有限公司)，HF�2.5B超声波循环提取器(北京宏祥隆生物技术开发有限公司)。

　　2 材料：灰黄霉素菌体(赤峰制药集团生产，编号：NI�88)，对照品(中华制药厂产品，纯度为99.8%)，丙酮(天津市博迪化工有限公司)，95%乙醇(沈阳化学试剂厂)，氯仿(天津市博迪化工有限公司)，所用试剂均为分析纯。�

　　二实验方法

　　1 标准曲线的制备：精密称取灰黄霉素对照品25mg，25ml丙酮溶液定容，配制标准溶液(初始浓度1.0mg/ml)。精密量取标准溶液2ml于25ml容量瓶，用95%乙醇定容。取丙酮2ml置于25ml容量瓶中，95%乙醇定容，作为空白溶液。紫外光谱200～400nm全波长扫描，在326nm处有最大吸收峰。

　　2 灰黄霉素含量测定：称取灰黄霉素菌体(含水<5%)1.0g置于250ml烧瓶中，加入丙酮50ml，磁力搅拌回流提取三次，每次1h。测得菌体中灰黄霉素含量为30.67%。

　　3 灰黄霉素超声波提取影响因素考查： (1)超声提取溶剂文献报道灰黄霉素易溶于二甲基甲酰胺、二氯乙烷(以上溶解度约为10%～12%w/v)，可溶于丙酮、氯仿、乙醇(在丙酮中溶解度为5.0%，氯仿为4.4%，乙醇为1.66%)，不溶于水和石油醚。考虑到二甲基甲酰胺价格较高，二氯乙烷毒性较大，本实验主要选取丙酮、氯仿及95%乙醇为超声提取溶剂。

　　称取灰黄霉素菌体5g，共3份，分别用丙酮、氯仿、95%乙醇50ml溶解，超声条件设定为：功率400W，单次辐射时间3s，提取时间40min，室温下进行提取，分别测定灰黄霉素溶液的吸光度，提取率分别为83.71%、78.69%和28.95%。由于丙酮对灰黄霉素的提取率较高，因此本实验选取丙酮作为超声提取溶剂。

　　(2)溶剂用量称取灰黄霉素菌体5g，共6份，分别用4、8、10、12、16、20倍量丙酮溶解，超声波条件不变。分别测定灰黄霉素溶液的吸光度，计算提取率。溶剂4倍量时，提取液中结晶析出太多，故舍去该实验点。如Fig.1所示，在溶剂倍量为16时有最大提取率。考虑到用较少的溶剂得到较高的提取率，本实验确定溶剂倍量为10。

　　(3)超声波提取功率称取灰黄霉素菌体5g，共3份，分别用丙酮50ml溶解，超声波条件设定为：功率分别为200、300和400W，单次辐射时间3s，提取时间40min，室温下进行提取。分别测定灰黄霉素溶液的吸光度，计算提取率。如Fig.2所示，在超声功率为300W时有最大提取率。

　　(4)超声波提取时间称取灰黄霉素菌体5g，用丙酮50ml溶解，超声波条件设定为：功率400W，单次辐射时间3s，间歇时间5s，室温下进行提取。从提取时间20min开始，每10min取样一次，测定灰黄霉素溶液的吸光度，计算提取率。如Fig.3所示，在提取时间为40min时有最大提取率。

　　4 正交实验：在单一影响因素考察的基础上，确定以10倍量丙酮为提取溶剂，选取超声波功率、单次辐射时间、提取时间作为考察指标，采用四因素三水平L9(34)的正交试验对灰黄霉素的超声波提取工艺进行优化。

　　根据K值确定灰黄霉素超声波提取的优化工艺条件为：功率300W，单次辐射时间3s，提取时间40min。根据R值判断，各因素对实验结果的影响大小顺序为B>A>C。

　　5 优化工艺的验证实验：按优化工艺条件重复3次实验进行验证，结果灰黄霉素的收率平均值为85.58%，表明实验所确定的工艺条件为优化工艺条件。

　　6 超声波循环提取实验：超声波循环提取器中加入丙酮2200ml(10倍)，开启搅拌转子，调节转速为1000r/min。缓慢加入菌体220g，待料液完全循环后，开启超声波发射器，按正交实验确定的优化工艺条件(功率300W，单次辐射时间3s，提取时间40min)进行实验，所得提取率为87.65%，略高于验证实验所得提取率。循环放大实验表明该优化工艺条件可应用于灰黄霉素提取。�

　　三结论

　　本研究通过正交设计实验，对灰黄霉素的超声波提取工艺条件进行了优化。确定了超声波提取灰黄霉素的优化工艺条件为：10倍量的丙酮为提取溶剂，功率300W，单次辐射时间3s，提取时间40min。验证实验所得提取率为85.58%，超声波循环放大提取实验所得提取率为87.65%，表明了该优化工艺条件应用于灰黄霉素的提取是可行的。

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