林可霉素提取技術(shù)

　　林可霉素提取技術(shù)【1】

　　【摘要】為了尋找適合萃取林可霉素的二元萃取劑，對林可霉素在不同溶劑中的分配系數以及二元萃取劑的性能進(jìn)行了研究。

　　【關(guān)鍵詞】萃取劑; 苯甲醇�正辛醇; 林可霉素; 分配系數

　　林可霉素的提取工藝是以正丁醇萃取法萃取率高而被國內各生產(chǎn)廠(chǎng)家所采用，但該方法存在溶劑消耗大、能耗高、操作環(huán)境差等缺點(diǎn)。

　　混合醇類(lèi)萃取劑可降低溶劑的損耗、中性膦類(lèi)萃取劑與正丁醇相比有效的提高萃取率，但是，這些萃取劑在生產(chǎn)工藝過(guò)程中都還存在一些問(wèn)題，如：混合醇類(lèi)萃取劑萃取率較低、操作溫度高、溶劑氣味難聞;中性膦類(lèi)萃取劑價(jià)格高、毒性大，影響產(chǎn)品質(zhì)量;肟類(lèi)萃取劑反萃較難實(shí)現等。

　　因此，研究開(kāi)發(fā)新型萃取劑具有重要的理論和應用價(jià)值。

　　對于萃取劑的選擇除應滿(mǎn)足萃取率高、選擇性好等基本要求外，還應當兼顧損耗、能耗、環(huán)保以及人員安全等多方面因素。

　　多元萃取體系除具備原有單一溶劑萃取體系的選擇性高、分離效果好和適應性強的特點(diǎn)外，還具有提高同位素或相似物選擇性、降低兩相間互溶度、提高萃取效率、加快傳質(zhì)速率及改善操作條件等優(yōu)點(diǎn)。

　　一、 材料與方法

　　1、試驗材料

　　林可霉素原粉來(lái)自華北制藥廠(chǎng)華灤分廠(chǎng)。苯甲醇、正辛醇、正己烷、間二甲苯、二甲苯乙酸異丁酯、丁酸乙酯和乙酸正戊酯為中國醫藥(集團)上�；瘜W(xué)試劑廠(chǎng)產(chǎn)品，分析純。

　　2 、 試驗儀器

　　WZZ22S數字式自動(dòng)旋光儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)。GC122氣相色譜儀，上海分析儀器廠(chǎng)產(chǎn)品。PHS23型酸度計，上海第二分析儀器廠(chǎng)產(chǎn)品。

　　3 、分析方法

　　林可霉素的分析方法用旋光法測定。萃取劑的分析方法用氣相色譜測定，測定條件為：柱箱170℃，離子室180℃，進(jìn)樣器200℃

　　(1)萃取分配系數的計算 林可霉素易溶于水，能溶于甲醇、乙醇等大部分有機溶劑。其在兩相中的分配系數用林可霉素在兩相中的效價(jià)濃度之比計算，即D=u0/ua(1)

　　式中：D――分配系數，u0、ua――林可霉素分別在有機相和水相中效價(jià)濃度(μ/ml)。

　　(2)協(xié)萃系數的計算 部分二元萃取劑組成的萃取體系存在協(xié)萃效應，其協(xié)萃系數的計算方法如下：

　　定義：D加和=D1X1+D2(1-X1)(2)

　　式中：D1、D2――萃取劑1和2的萃取分配系數，X1表示萃取劑1的摩爾分數。

　　設D協(xié)同為協(xié)萃分配系數，則協(xié)萃系數R為：

　　R=D協(xié)同/D加和(3)

　　顯然，R>1，表明有協(xié)同效應;R<1，表明有反協(xié)同效應;R=1，則表明無(wú)協(xié)同效應。

　　二、結果與討論

　　1 、一元萃取劑選擇

　　(1)烴類(lèi)溶劑萃取林可霉素的性能 分別研究正己烷、間二甲苯、二甲苯、煤油對林可霉素的萃取性能。在相同操作條件下，上述烴類(lèi)萃取劑與正丁醇相比，萃取性能較差，不能作為提取林可霉素的有效萃取劑。

　　(2)酯類(lèi)溶劑萃取林可霉素的性能

　　異丁酯、丁酸乙酯和乙酸正戊酯為萃取劑萃取溶液中的林可霉素。酯類(lèi)萃取劑與正丁醇相比，萃取性能較差，不能作為提取林可霉素的有效萃取劑。

　　(3)醇類(lèi)萃取劑萃取林可霉素的性能 分別以苯甲醇、正辛醇為萃取劑萃取溶液中的林可霉素，苯甲醇萃取林可霉素的分配系數明顯高于其它幾種萃取劑，分配系數較正丁醇提高了近3倍，能夠成為提取林可霉素的有效萃取劑。

　　但現場(chǎng)實(shí)驗表明，苯甲醇在萃取林可霉素的過(guò)程中存在傳質(zhì)速率慢、體系易乳化等不足，需要加入第二萃取劑進(jìn)行改善。

　　2 、二元萃取劑選擇

　　以苯甲醇分別和烴類(lèi)第二萃取劑、醇類(lèi)第二萃取劑構成的二元萃取劑萃取溶液中的林可霉素，并以正丁醇為對比萃取劑，醇類(lèi)作為第二萃取劑對林可霉素的分配系數顯著(zhù)高于烴類(lèi)，而由苯甲醇和正辛醇組成的二元萃取劑對林可霉素分配系數是正丁醇的2倍。

　　這是因為正辛醇本身對林可霉素具有一定萃取性能，不會(huì )導致分配系數大幅度降低。同時(shí)，在萃取過(guò)程中發(fā)現，正辛醇還可作為體系的稀釋劑，降低體系的黏度，提高體系的傳質(zhì)速率。

　　3 、二元萃取劑的性能

　　(1)同分異構體作為第二萃取劑萃取林可霉素 以正辛醇及其兩種同分異構體(2�甲基庚烷，2，3�二甲基己烷)作為第二萃取劑等比例加入苯甲醇中，萃取溶液中林可霉素。

　　(2)二元萃取劑體積濃度對林可霉素分配系數的影響 研究二元萃取劑中苯甲醇的體積濃度與林可霉素分配系數及二元體系協(xié)萃系數的關(guān)系，尋找合適的溶劑比例，優(yōu)化二元萃取體系，苯甲醇的濃度小于60%時(shí)，分配系數隨濃度增高而明顯增大;當濃度大于60%時(shí)，分配系數增長(cháng)緩慢。

　　這是由于在此二元萃取體系下，苯甲醇與正辛醇的萃取能力不同，苯甲醇的分配系數顯著(zhù)大于正辛醇。

　　(3)萃取劑在水中溶解度的比較 考察萃取劑性能優(yōu)劣，除需考察萃取劑對目標產(chǎn)物的分配系數，還應考慮萃取劑的損耗，以萃取劑在水中的溶解度來(lái)衡量。由于正辛醇在小于50℃時(shí)在水中溶解度小于0.1%，可以認為不溶于水。

　　因此，考察二元萃取劑中苯甲醇的溶解度即可。苯甲醇�正辛醇組成的二元萃取劑溶解度最低。這是由于正辛醇本身在水中溶萃取劑正丁醇苯甲醇苯甲醇�正辛醇溶解度(wt，%)6.604.52.8

　　解度較低，而苯甲醇和正辛醇均屬于醇類(lèi)溶劑，苯甲醇在正辛醇和水組成的體系中，更容易溶解到正辛醇中，即正辛醇對苯甲醇有萃取作用，使得苯甲醇在水中的溶解度有所降低。比較目前工廠(chǎng)普遍使用的正丁醇萃取劑，苯甲醇�正辛醇體系的溶劑損耗較之降低了近2.5倍，具有工業(yè)應用前景。

　　(4)萃取劑的多次利用 在實(shí)際工廠(chǎng)操作中，為降低成本和減小污染，萃取后的有機相經(jīng)酸水反萃、蒸餾水洗滌后重新用于萃取水相，循環(huán)使用。在萃取和反萃過(guò)程中，萃取劑不斷損失，濃度降低，且由于在萃取過(guò)程中不斷引入有機雜質(zhì)而導致萃取劑的萃取性能不斷降低�？疾烊軇┒啻卫�用與萃取率之間的關(guān)系。

　　結果表明，萃取劑反復利用9次，萃取率僅降低7%左右，溶劑可以被很好的回收使用。

　　三、結論

　　苯甲醇�正辛醇組成的二元萃取劑對林可霉素具有很好的萃取效果，其分配系數是正丁醇的2倍，并且很好地解決了萃取過(guò)程中分相困難和易乳化的問(wèn)題，可作為萃取林可霉素的合適萃取劑。

　　苯甲醇濃度為60%左右時(shí)有最大協(xié)萃系數(1.28)，因此在二元萃取劑中苯甲醇的適宜濃度為60%～75%。苯甲醇�正辛醇在水中的溶解度較正丁醇下降了2.5倍，溶劑損耗小。此外，該萃取劑是一類(lèi)理化性質(zhì)穩定、毒性較小、揮發(fā)度較低且工業(yè)中易得的溶劑，具有工業(yè)應用前景。

　　灰黃霉素提取技術(shù)【2】

　　【摘要】目的 探討超聲波提取灰黃霉素的優(yōu)化工藝條件。方法 用紫外分光光度法(UV)測定灰黃霉素的含量。以灰黃霉素的提取率為評價(jià)指標，在單一影響因素考察的基礎上，采用正交實(shí)驗確定超聲波提取灰黃霉素的優(yōu)化工藝條件。

　　結果 超聲波提取灰黃霉素的優(yōu)化工藝條件為：10倍量的丙酮為提取溶劑，功率300W，單次輻射時(shí)間3s，間歇時(shí)間5s，提取時(shí)間40min，灰黃霉素提取率為85.58%。通過(guò)驗證實(shí)驗表明，本實(shí)驗所得工藝條件為優(yōu)化工藝條件。結論 本實(shí)驗所得工藝條件可行，具有一定的實(shí)際應用價(jià)值。

　　【主題詞】 灰黃霉素 提取 技術(shù)

　　灰黃霉素(griseofulvin)是1939年從灰黃青霉(Penicillium griseofulvin)培養液中得到的一種含氯代謝產(chǎn)物，1958年開(kāi)始用于臨床。1960年中國醫學(xué)科學(xué)院抗生素研究所從我國土壤中得到灰黃霉素的生產(chǎn)菌，并研究試制成功灰黃霉素。

　　灰黃霉素是非多烯類(lèi)抗真菌抗生素，已廣泛用于治療皮膚及角質(zhì)層的真菌感染。對紅色發(fā)癬菌、斷發(fā)癬菌、硫毛發(fā)癬菌、小孢子菌和絮狀表皮菌等有抑制作用。臨床用于頭癬、迭瓦癬、皮膚癬及手(足，甲)癬等體表真菌感染，特別對頭癬的療效顯著(zhù)，國內治愈率在90%以上。 灰黃霉素是存在于菌絲體內部的抗生素。

　　目前工業(yè)上采用溶劑連續浸泡干菌體的提取方法，溶劑大多為丙酮�？紤]到常規提取所需時(shí)間較長(cháng)，提取率較低，溶劑用量較大，本研究探討采用超聲波技術(shù)提取灰黃霉素的工藝，利用超聲波的空化作用、熱效應、機械作用破壞菌體細胞壁，使溶劑易于滲透至細胞內，有效成分更多的轉移到溶劑中，達到縮短提取時(shí)間，提高提取率的目的。�

　　一 儀器與材料

　　1 儀器： U�1810型紫外可見(jiàn)分光光度計(北京普析通用儀器公司)，ALC210.4型電子天平(德國Sartorius公司)，JY92�2D超聲波細胞粉碎機(寧波新芝生物科技股份有限公司)，HF�2.5B超聲波循環(huán)提取器(北京宏祥隆生物技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司)。

　　2 材料： 灰黃霉素菌體(赤峰制藥集團生產(chǎn)，編號：NI�88)，對照品(中華制藥廠(chǎng)產(chǎn)品，純度為99.8%)，丙酮(天津市博迪化工有限公司)，95%乙醇(沈陽(yáng)化學(xué)試劑廠(chǎng))，氯仿(天津市博迪化工有限公司)，所用試劑均為分析純。�

　　二 實(shí)驗方法

　　1 標準曲線(xiàn)的制備： 精密稱(chēng)取灰黃霉素對照品25mg，25ml丙酮溶液定容，配制標準溶液(初始濃度1.0mg/ml)。精密量取標準溶液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，作為空白溶液。紫外光譜200～400nm全波長(cháng)掃描，在326nm處有最大吸收峰。

　　2 灰黃霉素含量測定： 稱(chēng)取灰黃霉素菌體(含水<5%)1.0g置于250ml燒瓶中，加入丙酮50ml，磁力攪拌回流提取三次，每次1h。測得菌體中灰黃霉素含量為30.67%。

　　3 灰黃霉素超聲波提取影響因素考查： (1)超聲提取溶劑 文獻報道灰黃霉素易溶于二甲基甲酰胺、二氯乙烷(以上溶解度約為10%～12%w/v)，可溶于丙酮、氯仿、乙醇(在丙酮中溶解度為5.0%，氯仿為4.4%，乙醇為1.66%)，不溶于水和石油醚�？紤]到二甲基甲酰胺價(jià)格較高，二氯乙烷毒性較大，本實(shí)驗主要選取丙酮、氯仿及95%乙醇為超聲提取溶劑。

　　稱(chēng)取灰黃霉素菌體5g，共3份，分別用丙酮、氯仿、95%乙醇50ml溶解，超聲條件設定為：功率400W，單次輻射時(shí)間3s，提取時(shí)間40min，室溫下進(jìn)行提取，分別測定灰黃霉素溶液的吸光度，提取率分別為83.71%、78.69%和28.95%。由于丙酮對灰黃霉素的提取率較高，因此本實(shí)驗選取丙酮作為超聲提取溶劑。

　　(2)溶劑用量 稱(chēng)取灰黃霉素菌體5g，共6份，分別用4、8、10、12、16、20倍量丙酮溶解，超聲波條件不變。分別測定灰黃霉素溶液的吸光度，計算提取率。溶劑4倍量時(shí)，提取液中結晶析出太多，故舍去該實(shí)驗點(diǎn)。如Fig.1所示，在溶劑倍量為16時(shí)有最大提取率�？紤]到用較少的溶劑得到較高的提取率，本實(shí)驗確定溶劑倍量為10。

　　(3)超聲波提取功率 稱(chēng)取灰黃霉素菌體5g，共3份，分別用丙酮50ml溶解，超聲波條件設定為：功率分別為200、300和400W，單次輻射時(shí)間3s，提取時(shí)間40min，室溫下進(jìn)行提取。分別測定灰黃霉素溶液的吸光度，計算提取率。如Fig.2所示，在超聲功率為300W時(shí)有最大提取率。

　　(4)超聲波提取時(shí)間 稱(chēng)取灰黃霉素菌體5g，用丙酮50ml溶解，超聲波條件設定為：功率400W，單次輻射時(shí)間3s，間歇時(shí)間5s，室溫下進(jìn)行提取。從提取時(shí)間20min開(kāi)始，每10min取樣一次，測定灰黃霉素溶液的吸光度，計算提取率。如Fig.3所示，在提取時(shí)間為40min時(shí)有最大提取率。

　　4 正交實(shí)驗： 在單一影響因素考察的基礎上，確定以10倍量丙酮為提取溶劑，選取超聲波功率、單次輻射時(shí)間、提取時(shí)間作為考察指標，采用四因素三水平L9(34)的正交試驗對灰黃霉素的超聲波提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。

　　根據K值確定灰黃霉素超聲波提取的優(yōu)化工藝條件為：功率300W，單次輻射時(shí)間3s，提取時(shí)間40min。根據R值判斷，各因素對實(shí)驗結果的影響大小順序為B>A>C。

　　5 優(yōu)化工藝的驗證實(shí)驗： 按優(yōu)化工藝條件重復3次實(shí)驗進(jìn)行驗證，結果灰黃霉素的收率平均值為85.58%，表明實(shí)驗所確定的工藝條件為優(yōu)化工藝條件。

　　6 超聲波循環(huán)提取實(shí)驗： 超聲波循環(huán)提取器中加入丙酮2200ml(10倍)，開(kāi)啟攪拌轉子，調節轉速為1000r/min。緩慢加入菌體220g，待料液完全循環(huán)后，開(kāi)啟超聲波發(fā)射器，按正交實(shí)驗確定的優(yōu)化工藝條件(功率300W，單次輻射時(shí)間3s，提取時(shí)間40min)進(jìn)行實(shí)驗，所得提取率為87.65%，略高于驗證實(shí)驗所得提取率。循環(huán)放大實(shí)驗表明該優(yōu)化工藝條件可應用于灰黃霉素提取。�

　　三 結論

　　本研究通過(guò)正交設計實(shí)驗，對灰黃霉素的超聲波提取工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。確定了超聲波提取灰黃霉素的優(yōu)化工藝條件為：10倍量的丙酮為提取溶劑，功率300W，單次輻射時(shí)間3s，提取時(shí)間40min。驗證實(shí)驗所得提取率為85.58%，超聲波循環(huán)放大提取實(shí)驗所得提取率為87.65%，表明了該優(yōu)化工藝條件應用于灰黃霉素的提取是可行的。

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