专利名称：氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法
技术领域：
本发明涉及一种抗生素的绿色化工生产方法，更具体涉及一种采用膜分离技术制备分子结构中含有2-脱氧链霉胺的氨基糖苷类抗生素的方法。
背景技术：
氨基糖苷类抗生素是一类结构中含有氨基糖以糖苷键形式与氨基糖环己醇结合的化合物，是继青霉素之后发现较早的一类重要抗生素。目前已报道的天然和半合成氨基糖苷类抗生素的总数已超过3000种，其中微生物产生的天然氨基糖苷类抗生素有近200种，有临床使用价值的30余种，如链霉素、新霉素、卡那霉素、庆大霉素、小诺霉素、核糖霉素、妥布霉素和西索米星等，还有一些半合成的抗生素如丁胺卡那、阿米卡星、奈替米星和依替米星等相继问世，并被用于临床。
根据氨基糖苷类抗生素的分子结构可分为链霉胺衍生物(如链霉素)、2-脱氧链霉胺衍生物(包括4，6-双取代衍生物的卡那霉素、妥布霉素、庆大霉素、小诺霉素和西索米星；4，5-双取代衍生物的新霉素、巴龙霉素和核糖霉素等；单取代衍生物的越霉素)和氨基己醇衍生物(如山梨醇菌素)等。
目前，临床使用的氨基糖苷类抗生素85％以上为分子结构中含有2-脱氧链霉胺的衍生物，且大多都列入中国国家基本药物名录。由于具有抗菌谱广、疗效好、性质稳定和生产工艺简单的优势，以及对许多致病菌有抗生素后效应的特点，氨基糖苷类抗生素广泛应用于临床治疗败血症、细菌性心内膜炎、严重的呼吸道感染、肾及尿路感染、皮肤组织和软组织感染、烧伤及手术周围性细菌感染等。中国生产的氨基糖苷类抗生素原料药约占世界产量的70％。因此，研究氨基糖苷类抗生素的制备方法具有一定的指导意义和广阔的市场前景。
膜分离技术是根据滤膜孔径的大小或所截留的物质分子量大小的差异，在一定操作压力条件下，使物质透过或被膜截留，从而达到物质分离的目的。作为一种新兴的高效分离手段，膜分离技术被视为是21世纪最有发展前途的高新技术之一，已广泛应用于食品、医药、化工、生物技术等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法，该方法不仅有利于含有氨基糖苷类抗生素的物料的进一步纯化和保存，而且工艺简单、生产能耗小、便于实施。
本发明氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法是这样实现的含有氨基糖苷类抗生素的溶液，在0.1～0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂，去除大分子杂质后的滤液在0.6～1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液，喷雾干燥成氨基糖苷类抗生素产品。
本发明采用膜分离技术制备氨基糖苷类抗生素，其优点在于较之已有的分离纯化方法而言，采用膜分离技术可高效率、低能耗地去除氨基糖苷类抗生素溶液中蛋白质、多糖等大分子杂质成分和无机盐等小分子杂质，能达到明显提高氨基糖苷类抗生素纯度和品质的目的。
具体实施例方式
含有氨基糖苷类抗生素的溶液，在0.1～0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂，去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液在0.6～1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液，喷雾干燥成氨基糖苷类抗生素产品。
上述的膜分离除杂过程优先选用截留分子量为50000～80000的分离膜，分离膜优先选用聚砜膜、聚偏氟乙烯膜或聚丙烯腈膜。
上述的膜分离浓缩过程优先选用截留分子量为500～3000的分离膜，分离膜优先选用芳香聚酰胺膜、磺化聚砜膜或聚砜膜。
上述的含有氨基糖苷类抗生素的溶液为微生物合成的氨基糖苷类抗生素发酵液滤液、氨基糖苷类抗生素结晶母液和氨基糖苷类抗生素提取液、洗脱液或脱色液中的一种或几种。
本发明理化参数测定方法如下(1)氨基糖苷类抗生素含量的测定采用高效液相色谱法，以邻苯二甲醛和巯基乙酸为衍生化试剂，对氨基糖苷类抗生素进行柱前衍生。测定条件Agilent 1100型高效液相色谱仪(DAD二极管阵列检测器)，Waters Nova-Pak C18色谱柱(Φ4.6×150mm，5μm)，流动相为甲醇∶水∶乙酸(内含庚烷磺酸钠12mmol/L，pH6.3)＝70∶25∶5(V/V/V)，流速1.0ml/min，柱温30℃，进样量20μL，检测波长250nm。以各种氨基糖苷类抗生素标准品(纯度99％)(购自Sigma公司)为对照。
(2)多糖含量测定采用苯酚-硫酸法，以葡萄糖或D-半乳糖为对照。蛋白质含量测定采用FoLin-酚法，以小牛血清白蛋白为对照。无机离子含量测定采用试剂盒测定，其中SO42-的测定采用氯化钡沉淀法，Cl-测定采用硝酸银沉淀法，Ca2+和Mg2+的测定采用甲基百里香酚蓝络合法。
(3)喷雾干燥条件为进料液浓度9～20波美度(60℃)，PG-5型喷雾干燥机进口温度160～250℃，出口温度60～110℃，离心转头工作压力1.6～3.0kgf/cm2。
本发明制备方法的实施例陈述如下实施例1pH值为7.36、小诺霉素浓度为0.72g/L的发酵液滤液，采用截留分子量为50000的聚砜膜，在0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为3000的聚砜膜，在1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成小诺霉素产品。经测定，小诺霉素的回收率92.2％、纯度为72.0％。
实施例2pH值为8.32、妥布霉素浓度为176.2g/L的提取液，采用截留分子量为60000的聚砜膜，在0.25MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为500的芳香聚酰胺膜，在1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成妥布霉素产品。经测定，妥布霉素的回收率91.6％、纯度为69.9％。
实施例3pH值为7.56、新霉素浓度为12.9g/L的发酵液滤液，采用截留分子量为80000的聚砜膜，在0.1MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为500的磺化聚砜膜，在1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成新霉素产品。经测定，新霉素的回收率93.8％、纯度为68.2％。
实施例4pH值为7.23、西索米星浓度为1.1g/L的发酵液滤液，采用截留分子量为80000的聚偏氟乙烯膜，在0.1MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为3000的聚砜膜，在0.6MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成西索米星产品。经测定，西索米星的回收率92.2％、纯度为69.2％。
实施例5pH值为9.54、卡那霉素浓度为257.2g/L的结晶母液，采用截留分子量为70000的聚偏氟乙烯膜，在0.2MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为800的芳香聚酰胺膜，在0.9MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成卡那霉素产品。经测定，卡那霉素的回收率92.3％、纯度为69.9％。
实施例6pH值为7.58、卡那霉素浓度为8.0g/L的发酵液滤液，采用截留分子量为50000的聚偏氟乙烯膜，在0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为800的磺化聚砜膜，在0.75MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成卡那霉素产品。经测定，卡那霉素的回收率93.1％、纯度为69.1％。
实施例7
pH值为7.39、庆大霉素C1a浓度为1.2g/L的发酵液滤液，采用截留分子量为60000的聚丙烯腈膜，在0.35MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为3000的聚砜膜，在0.65MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成庆大霉素C1a产品。经测定，庆大霉素C1a的回收率93.3％、纯度为67.8％。
实施例8pH值为7.38、核糖霉素浓度为2.0g/L的发酵液滤液，采用截留分子量为50000的聚丙烯腈膜，在0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为3000的芳香聚酰胺膜，在0.6MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成核糖霉素产品。经测定，核糖霉素的回收率92.6％、纯度为68.0％。
实施例9pH值为9.5、西索米星浓度为186.7g/L的氨水洗脱液，采用截留分子量为80000的聚丙烯腈膜，在0.1MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为3000的磺化聚砜膜，在0.6MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液；喷雾干燥成西索米星产品。经测定，西索米星的回收率91.3％、纯度为64.8％。
以上实施例旨在进一步举例描述本发明，而不是以任何方式限制本发明。
本发明构思新颖，工艺简单，提取效率高，生产成本低，具有较大的推广性。
权利要求
1.一种氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法，其特征在于含有氨基糖苷类抗生素的溶液，在0.1～0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂，去除大分子杂质后的滤液在0.6～1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液，喷雾干燥成氨基糖苷类抗生素产品。
2.根据权利要求1所述的氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法，其特征在于所述的喷雾干燥条件为进料液浓度9～20波美度(60℃)，PG-5型喷雾干燥机进口温度160～250℃，出口温度60～110℃，离心转头工作压力1.6～3.0kgf/cm2。
3.根据权利要求1所述的氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法，其特征在于所述的膜分离除杂过程选用截留分子量为50000～80000的分离膜。
4.根据权利要求3所述的氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法，其特征在于所述的膜分离除杂过程的分离膜为聚砜膜、聚偏氟乙烯膜或聚丙烯腈膜。
5.根据权利要求1所述的氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法，其特征在于所述的膜分离浓缩过程选用截留分子量为500～3000的分离膜。
6.根据权利要求5所述的氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法，其特征在于所述的膜分离浓缩过程的分离膜为芳香聚酰胺膜、磺化聚砜膜或聚砜膜。
7.根据权利要求1所述的氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法，其特征在于含有氨基糖苷类抗生素的溶液为微生物合成的氨基糖苷类抗生素发酵液滤液、氨基糖苷类抗生素结晶母液和氨基糖苷类抗生素提取液、洗脱液或脱色液中的一种或几种。
全文摘要
本发明提供氨基糖苷类抗生素的膜分离纯化方法。该方法为含有氨基糖苷类抗生素的溶液，在0.1～0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂，去除大分子杂质后的滤液在0.6～1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～20波美度(60℃)的浓缩液，喷雾干燥成氨基糖苷类抗生素产品。本发明构思新颖，工艺简单，产品品质高，生产能耗小，生产成本低，具有较大的推广意义。
文档编号C07H17/00GK1974585SQ20061013534
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月20日 优先权日2006年12月20日
发明者陈剑锋 申请人:福州大学