青霉素提炼萃取工艺的探讨
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[摘 要]在所有抗生素药物中，青霉素的重要性比较突出，对其进行提炼和萃取是制药工程的重要项目。从传统的制取工艺中可以看出，提炼的精度不够，不仅造成了严重的环境污染，还降低了资源的利用率。因此，本次研究中，主要采用的是三种工艺和制取模式共同作用来对青霉素进行提取，对这三种制取方式进行分析，找到比较合适的制取方式。希望能够和相关的制药行业的相关人员进行交流。
[关键词]青霉素；提取；工艺
中图分类号：P211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0364-01
通常情况下，青霉素也被成为青霉素钠或者是苄青霉素钾等等。青霉素的主要来源是青霉菌培养液，青霉素中含有适量的青梅烷，在细胞生长的过程中能够起到一定的杀菌作用。由于青霉素的杀菌性能较强，而且自身的毒性较低，因此，在医药行业得到广泛的应用和推广。青霉素药物本身是一种弱酸，一直以来所采用的萃取法就是溶媒法，但是这种方法在实际的应用中会存在较大的能耗量。
1、仪器与试药
在青霉素萃取试验中所采用的仪器种类较多，其中包括高效液相色谱仪，保护柱，水浴锅以及天平和离心机等等。这些仪器在进行实验之前，都经过了严格地检验。可以在试验中发挥其应有的性能。而且实验仪器主要来源于国内的著名科技有限公司，有些设备是从国外进口。所用的试药种类主要有磷酸三丁酯、煤油以及甲醇等等。所用的青霉素主要来自于华北制药集团。对于仪器和试药的选择需要经过技术人员专业的检验，同时还要做好检验记录，在实际的制取工作中以备不时之需。
2、实验
整个实验的过程包含三种实验，其一萃取平衡实验，其二为整体液膜实验，其三为离子交换实验。
2.1 萃取平衡实验
在试验中，主要以磷酸三丁酯为实验载体，取适量的没有所谓稀释剂。准备一个锥形瓶，将有机相和水进行融合，二者各取20ml，将溶液的温度控制到恒温的状态下，然后对其进程时约5分钟的震荡。然后将获得的溶液放置到分液漏洞当中。对于青霉素的浓度进行测量，主要采用的是高效液相测定仪。将磷酸三丁酯的浓度控制在600mmol/L，分别采用酸碱中和指数不通的水相来进行实验，如果水相的酸碱中和指数越小，单级萃取的效率越高，在PH值达到3.1的时候，萃取率可以达到86.2%。可见，当水相的酸碱重视指数为3.1时，效果最佳。所以，在这一PH值的条件下，分别采用不同浓度的磷酸三丁酯来进行实验。而实验结果表明，磷酸三丁酯的浓度越大，萃取的效率越高。最后选择的磷酸三丁酯的浓度为600mmol/L。可见，萃取平衡实验中所用的水相PH值为3.1，磷酸三丁酯的浓度为600mmol/L。
2.2 整体液膜实验
液膜技术原理：液膜技术原理是在料液相和反萃相之间引入一层与料液相和反萃相不相混溶的萃取相液膜，利用这一液膜实现分隔两相并对溶质分子进行选择性传递的作用。溶质分子在传质推动力的作用下，从料液相主体扩散迁移到料液相与液膜相的界面，进入液膜相；在液膜内经扩散到达液膜与反萃相的界面，再进入反萃相。该方法也被称为同级萃取，反萃过程。在这一过程中，促使溶质分子跨过液膜进行传质的推动力是料液相与反萃相之间的浓度差或pH梯度。虽然液膜技术用于产物的分离提取过程具有许多优点，但研究者们提出的各种液膜技术大都存在缺乏长期稳定性、操作复杂、传质阻力大等缺点，如乳化液膜工艺复杂、支撑液膜稳定性差、中空纤维包容液膜膜器制作困难等，使得液膜技术难以得到大规模的工业化应用。从液膜技术原理可以看出，在液膜传质过程中，萃取相仅起到分隔料液相与反萃相，实现溶质分子选择性传递的作用
整体液膜实验是实验的重点部分，首先在两室中各加入适量的青霉素溶液，然后倒入适宜的磷酸盐缓冲溶液，将整体溶液的酸碱中和指数控制在5.0左右。溶质和溶液的总体积达到150ml，其中包括碳酸钙溶液。在其上面加入15%的没有作为液膜相，在搅拌的过程中，主要采用的是逆向搅拌。要将实验室中的温度控制在22℃左右，实验的等待时间要长达8个小时，然后对萃取所得的青霉素浓度进行测量，并做好记录，保证实验结果的准确性。
2.3 离子交换实验
在进行这项实验的过程中，主要应用的是四种树脂类型来完成实验，其中，树脂柱高达25cm，装树脂10克，另外，树脂颗粒为400pm。用30mg/ml，PH值为6.5左右的青霉素溶液进行上柱测量，然后采用内酮洗脱，将流量控制在标准的范围内。对青霉素浓度进行测量的过程中，最好采用碘量法则。同时还需要应用matlab软件来辅助测量。
实验结果表明DM11树脂吸附量为0.65g/g，洗脱率为88.32%，洗脱剂用量为590毫升；D845树脂吸附量为0.5lg/g，洗脱率为65.31%，洗脱剂用量为493毫升；D201树脂吸附量为0.56g/g，洗脱率为65.12%，洗脱剂用量为567毫升；330树脂吸附量为0.32g/g，洗脱率为50.31%，洗脱剂用量为1321毫升。实验结果表明DM11树脂树脂效果最好。采用DM11树脂进行实验，树脂柱高25厘米，装树脂l0克，树脂颗粒为400pm。将20毫升浓度为30mg/ml，PH值为6.5的青霉素G溶液上柱。
3、天然青霉素与半合成青霉素生产方法
3.1 天然青霉素
①菌种发酵：将产黄青霉菌接种到固体培养基上，在25℃下培养7～10天，即可得青霉菌孢子培养物。用无菌水将孢子制成悬浮液接种到种子罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气、搅拌，在27℃下培养24～28h，然后将种子培养液接种到发酵罐已灭菌的含有苯乙酸前体的培养基中，通入无菌空气，搅拌，在27℃下培养7天。在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基。②提取精制：将青霉素发酵液冷却，过滤。滤液在pH2～2.5的条件下，于萃取机内用醋酸丁酯进行多级逆流萃取，得到丁酯萃取液，转入pH7.0～7.2的缓冲液中，然后再转入丁酯中，将此丁酯萃取液经活性炭脱色，加入成盐剂，经共沸蒸馏即可得青霉素G钾盐。
3.2 半合成青霉素
以6APA为中间体与多种化学合成有机酸进行酰化反应，可制得各种类型的半合成青霉素。6APA是利用微生物产生的青霉素酰化酶裂解青霉素G或V而得到。酶固相化技术已应用于6APA生产，简化了裂解工艺过程。6APA也可从青霉素G用化学法来裂解制得，但成本较高。侧链的引入系将相应的有机酸先用氯化剂制成酰氯，然后根据酰氯的稳定性在水或有机溶剂中，以无机或有机碱为缩合剂，与6APA进行酰化反应。缩合反应也可以在裂解液中直接进行而不需分离出6APA。
3.3 青霉素浓缩法
利用青霉素特异性地杀死野生型细胞、保留营养缺陷型细胞的方法。青霉素能抑制细菌细胞壁的合成，所以只能杀死生长繁殖中的细菌，而不能杀死停止分裂的细菌。在只能使野生型生长而不能使突变型生长的选择性液体培养基中，野生型被青霉素杀死，而突变型则不被杀死，从而淘汰野生型，使突变型得以浓缩。可适用于细菌和放线菌，是营养缺陷型突变体筛选的常用方法之一。
4、结论
本实验采用溶剂萃取、整体液膜和离子交换技术三种工艺对青霉素进行提取。溶剂萃取和离子交换技术适合青霉素提取。整体液膜提取效率较低，不适合青霉素的提取。萃取平衡实验获得的最佳工艺为磷酸三丁酯为载体，煤油为稀释剂，水相中的pH值3.1，磷酸三丁酯浓度为600mmol/L。离子交换实验获得的最佳工艺为采用DM11树脂进行实验，树脂柱高25厘米，装树脂10克，树脂颗粒为400pm，将20毫升浓度为30mg/ml，ph值为6.5的青霉素G溶液上柱，采用1mol/LKC1进行洗脱实验，流量5ml/min，碘量法测定青霉素浓度。
参考文献
[1] 邹洪，赵红帅，夏敏，谷学新.高效液相色谱法测定功能性红曲米粉中的青霉素G钠[J].分析试验室.2006（06）.
[2] 崔小军，王硕.牛奶中残留青霉素类抗生素检测方法的研究进展[J].食品研究与开发.2005（04）.
[3] 吴瑕，张兰威.试管扩散法检测牛乳中青霉素G残留量[J].食品与发酵工业.2005（07）.
[4] 吴汉奇，刘兴荣，王小恒.乳状液膜提取青霉素及其溶胀的研究[J].水处理技术.2005（06）.