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红霉素的提取及分离纯化一.红霉素简介1.分子式C37H67NO132.分子量7333.理化性质红霉素是大环内酯类抗生素，培养液中同时产生红霉素B及C等几种类似体，利用其对溶剂溶解度的不同加以除去。本品为白色或淡黄色结晶性粉末，无臭、味苦，在空气中有吸湿性，易溶于乙醇、氯仿、丙酮及醚等，微溶于水。成盐后溶解度增加。在干燥状态下较稳定，水溶液在冷藏下较稳定，室温时效价即逐渐降低。遇酸不稳定，在微碱时较稳定，在pH4以下效价显著降低。4.红霉素的适应症临床主要应用于链球菌引起的扁桃体炎、猩红热、白喉及带菌者、淋病、李斯特菌病、肺炎链球菌下呼吸道感染（以上适用于不耐青霉素的患者对于军团菌肺炎和支原体肺炎，本品可作为首选药应用）。尚可应用于流感杆菌引起的上呼吸道感染、金黄色葡萄球菌皮肤及软组织感染、梅毒、肠道阿米巴病等。二.红霉素的产生菌及育种•1950年，Lily研究室首次从菲律宾的一个土样中筛选到了一株产生红霉素的红色链霉菌（现称为红色糖多胞菌）。该菌在合成培养基上生长时，气生菌丝为白色，孢子丝呈不紧密的螺旋状，孢子呈球状。•我国20世纪60年代以红色多糖胞菌为菌种开始红霉素的工业生产，该菌的发酵效价低，且易感染噬菌体。随后，国内学者不断以该菌为原始菌进行了诱变育种，获得了生产性能良好的菌株。三.红霉素的分离具有以下特点：①目标产物浓度低。在发酵液中，红霉素的浓度很低，约占0.14％、0.18％。分离对象的初始浓度越低，分离提纯的成本就越高；②红霉素的性质不很稳定，且发酵液容易被污染，这就对能够采用的分离技术手段造成了严格的限制；③红霉素发酵液中杂质的浓度相对较高，其中一些杂质的性质和红霉素很相似，用一些常规的分离技术无法将它们分离以获得高纯度的红霉素产品④红霉素往往直接作为医药用品，需要符合特殊的质量和安全要求。四.红霉素的分离提取工艺1.发酵液的预处理2.红霉素分离提取的方法（1）离子交换法（2）有机溶剂萃取法（3）膜分离法3.浓缩与结晶4.成品干燥1、发酵液的预处理在发酵生产中，发酵液中存在大量菌丝体、菌种代谢产物、剩余培养基以及抗生素主要组分以外的其他复合组分。所以，在抗生素提取、精制之前，必须进行预处理、过滤，以除去这些干扰物质。预处理的方法完全取决于可分离物质的性质，如对PH和热的稳定性、是蛋白质还是非蛋白质、分子的质量和大小等等。具体方法主要有以下几种：1.发酵液预处理（1）加热法加热可降低液体的黏度，从而提高过滤的速率（2）调节悬浮液的pH值pH值直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，因此适当调节发酵液的PH值可改善其过滤特性。（3）凝聚与絮凝凝聚和絮凝技术能有效地改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使聚集起来，增大体积，以便于过滤。4.加入助滤剂助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，滤速增大。悬浮液中大量的细微胶体粒子被吸附到助滤剂的表面上，改变了滤饼结构，降低了过滤阻力。5.加入反应剂加入反应剂和某些可溶性盐类发生反应生成不溶性沉淀，如CaSO4，AlPO4等。生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块状结构，沉淀本身可作为助滤剂，且能使胶状物和悬浮物凝固，改善过滤性能。2.1离子交换法由于红霉素为大分子的碱性化合物，在水溶液中能电离为带正电的阳离子化合物，故可采用阳离子交换树脂来提取红霉素。一般先将树脂转为钠型或铵型，在接近中性条件下进行吸附，因为红霉素在pH5.5-7.0的范围内几乎全部电离。再用碱性的醇溶液自树脂上解吸红霉素，解吸前先用水、30％及60％的甲醛溶液进行洗涤，洗脱液再经减压浓缩后进行结晶等。2、提纯方法简介有机溶剂萃取法是利用红霉素在不同的酸碱度下有不同的溶解性，在碱性条件下，红霉素易溶于有机溶剂，而在酸性条件下能使红霉素红有机溶剂中转移到酸性的缓冲液中，可以经过反复的萃取，达到浓缩去杂的目的。（1）发酵液处理：加0.1-0.2%甲醛溶液，4-6%的硫酸锌，用15-20%的碱液调pH至8.2-8.8，过滤。（2）滤液处理：加入适量醋酸丁酯，碱液调pH至10-10.2，边加边搅拌。加入适量消乳剂。2.2有机溶剂萃取法发酵液预处理、过滤将滤液pH调节到10-10.2，用醋酸丁酯萃取提取液用pH5-5.5的酸性缓冲液反萃取将pH调节到10.2-10.5，用醋酸丁酯二次萃取提取液加入一定量丙酮，冷却至-5℃，放置后析出红霉素结晶过滤，干燥，得成品（3）醋酸丁酯提取液处理：加适量磷酸盐缓冲液，10%醋酸调pH至5-5.5，分层，去废醋酸丁酯，10%NaOH调pH到7-8，同时加适量醋酸丁酯。（4）酸化缓冲液的处理：经中和的酸性缓冲提取液保温35-45℃，加醋酸丁酯萃取，用10%NaOH碱化，调pH至10.2-10.5，二次分级萃取，静置分层，得到醋酸丁酯萃取液。经冷冻干燥，分装。3、浓缩与结晶在提取液中加入一定量的丙酮，冷却至-5℃，放置后析出红霉素晶体。结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成新相的过程。同时由于表面分子化学键力的变化使分子有规律地排列在一定的晶格中，形成固体。结晶过程的步骤(1)过饱和溶液的形成(2)晶核的形成(3)晶体的成长影响晶体大小的因素主要有溶液的过饱和度、温度、搅拌速度等。4、成品干燥干燥是指采用气化的方法以除去产品中水分或溶剂的操作过程，一般是用加热的方法来实现。干燥是生物合成产品生产的最后一道工序，目的在于除去水分或有机溶剂以提高产品的稳定性，有利于加工、贮存和运输。常用的干燥方法：减压干燥，气流干燥，喷雾干燥，冷冻干燥。