五種離子交換樹(shù)脂對(duì)硫酸新霉素的純化研究

丁振東 王珍 張澤

摘 要：硫酸新霉素屬于氨基糖苷類(lèi)抗生素，我們對(duì)硫酸新霉素的純化方法進(jìn)行了研究。研究了五種離子交換樹(shù)脂對(duì)硫酸新霉素的吸附分離性能，篩選出具有較高選擇吸附性的離子交換樹(shù)脂用于制備硫酸弗拉菌素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明LX-117SS樹(shù)脂吸附分離效果最佳。

關(guān)鍵詞：硫酸新霉素;離子交換樹(shù)脂;硫酸弗拉菌素

硫酸弗拉菌素是從硫酸新霉素中分離提取的一種氨基糖苷類(lèi)抗生素，對(duì)金黃色葡萄球菌、棒狀桿菌具有良好的抗菌作用，對(duì)大腸埃希菌、克雷伯菌、變形桿菌等腸桿菌也有良好的作用，克服了硫酸新霉素的副作用。硫酸新霉素作為硫酸弗拉菌素的粗品，由硫酸新霉素B和C及其他雜質(zhì)組成，其中硫酸新霉素B含量約65%。硫酸弗拉菌素中硫酸新霉素B含量約97%，新霉素C含量<3%。硫酸新霉素B和硫酸新霉素C二者互為立體異構(gòu)體，硫酸新霉素B的抗菌活性是新霉素C的60倍，硫酸新霉素C抗菌活性相對(duì)較低，但其毒性是硫酸新霉素B的300倍，硫酸弗拉菌素的抗菌活性是硫酸新霉素的1.3倍，但其毒性只相當(dāng)于硫酸新霉素的1/60。

在制藥工業(yè)中，離子交換技術(shù)的應(yīng)用主要包括水處理、藥物分離純化、制劑等方面。在使用離子交換法的時(shí)候，首先要考慮目的物的解離性，如氨基酸是一類(lèi)含有氨基和羧基的兩性化合物，在不同的pH條件下能以正離子、負(fù)離子或兩性離子的形式存在。因此，在應(yīng)用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂均可富集分離氨基酸。而抗生素中的含酸性基團(tuán)，如氨基糖苷類(lèi)抗生素鏈霉素、卡那霉素、新霉素等具有堿性基團(tuán)，在中性或弱酸性條件下以陽(yáng)離子形式存在，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂適合于它們的提純與純化。因此，本文將通過(guò)篩選分離純化性能較好的離子交換樹(shù)脂用于硫酸新霉素的純化，提高工藝水平和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

HD-2、CG50、FPC3500、LX-117SS、734樹(shù)脂，西安藍(lán)曉科技新材料股份有限公司;氨水，鹽酸，氫氧化鈉，硫酸，亞硫酸氫鈉，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;硫酸新霉素，新宇藥業(yè)股份有限公司。

TP-DIGI300/2型旋光儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司;PHS-3C型酸度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;ERE-5210A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，DJSB-20/20型低溫冷卻水循環(huán)泵，安徽美高化工有限公司;LPG-25噴霧干燥機(jī)，江蘇先鋒干燥工程有限公司;ICS-6000HPIC高壓離子色譜，賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 方法

篩選了5種具有代表性的離子交換樹(shù)脂，分別為HD-2、CG50、FPC3500、LX-117SS、734樹(shù)脂。首先，我們對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)處理，離子交換樹(shù)脂先用去離子水漂洗，漂去上層泡沫和異物，然后用4～5%鹽酸浸泡12h，清洗至pH7～8;其次用4%～5% NaOH溶液浸泡12h，清洗至pH7～8;最后再用 4%～5%鹽酸浸泡12h，同樣清洗至pH7～8后常溫保存?zhèn)溆谩?/p>

為了確定五種型號(hào)樹(shù)脂對(duì)硫酸新霉素的飽和吸附量，采用固定樹(shù)脂量100 mL，添加硫酸新霉素方式進(jìn)行摸索。具體實(shí)驗(yàn)步驟為：向500 mL三口燒瓶中加入100 mL水和100 mL樹(shù)脂，然后逐漸添加硫酸新霉素至吸附廢液旋光<0.05。

2 結(jié)果與討論

樹(shù)脂選型：

不同樹(shù)脂吸附量及吸附后廢液旋光如表1所示。

從表1可看出：①HD-2樹(shù)脂對(duì)硫酸新霉素不吸附，該樹(shù)脂舍棄;②CG-50吸附新霉素，但樹(shù)脂顆粒較細(xì)，屬于高壓色譜填料，不適用普通樹(shù)脂柱，工業(yè)化生產(chǎn)難度較大，該樹(shù)脂舍棄;③樹(shù)脂F(xiàn)PC3500飽和吸附量是89.0 g/L，樹(shù)脂LX-117SS飽和吸附量125.0 g/L，樹(shù)脂734飽和吸附量100.0g/L，吸附量均較大滿(mǎn)足使用要求。因此，我們重點(diǎn)研究這三種樹(shù)脂分離硫酸新霉素制備硫酸弗拉菌素情況。

為了比較FPC3500樹(shù)脂、LX-117SS樹(shù)脂、734樹(shù)脂在硫酸新霉素分離純化中，雜質(zhì)的分離效果，我們采用相同原料，上柱量40g/L，通過(guò)0.35%氨水、0.45%氨水進(jìn)行預(yù)洗，0.70%氨水進(jìn)行解吸，跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)，將硫酸新霉素B、雜質(zhì)C隨預(yù)洗時(shí)間變化趨勢(shì)畫(huà)圖進(jìn)行分析，如圖1～3所示。

由圖1～3可知：①FPC3500樹(shù)脂分離純化過(guò)程中，雜質(zhì)C與產(chǎn)品同時(shí)被洗脫，幾乎沒(méi)有分離純化效果，該樹(shù)脂舍棄;②LX-117SS樹(shù)脂分離純化過(guò)程中，雜質(zhì)C優(yōu)先產(chǎn)品被洗脫，而且當(dāng)雜質(zhì)C被洗脫的峰面積達(dá)到最大值時(shí)，產(chǎn)品才開(kāi)始緩慢被洗脫，分離效果非常好;③734樹(shù)脂分離純化過(guò)程中，雜質(zhì)C與產(chǎn)品同時(shí)被洗脫，分離效果較差。因此，我們選擇LX-117SS樹(shù)脂對(duì)硫酸新霉素進(jìn)行分離純化制備硫酸弗拉菌素。

3 結(jié)論

①篩選的樹(shù)脂F(xiàn)PC3500、LX-117SS和734對(duì)硫酸新霉素具有較好的吸附效果;②在篩選的樹(shù)脂中，樹(shù)脂LX-117SS對(duì)硫酸新霉素的分離效果最好;③我們將用樹(shù)脂LX-117SS制備硫酸弗拉菌素，同時(shí)優(yōu)化分離純化工藝，摸索出適合工業(yè)化的分離純化工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1] LUO Y， ZENG L C. Process design of fermentation workshop with annual output of 30 million billion units of neomycin sulfate[J]. Light Industry Science and Technology， 2016， 3：42-43.

[2] LI R M， CHEN X J， ZHAO L， et al. A method for extracting foramectin sulfate from neomycin sulfate fermentation broth： CN101343295A[P].2009-01-14.

作者簡(jiǎn)介：

丁振東（1987- ），男，籍貫：安徽宿州，工程師，碩士研究生，研究方向?yàn)樗幬锖铣杉胺蛛x純化。