Химическая очистка антибиотиков

В процессе развития микроорганизмов образуемые им антибиотики в большинстве случаев почти полностью выделяются из клеток в окружающую среду. Однако в ряде случаев в культуральную жидкость попадает лишь часть антибиотика, а другая часть сохраняется внутри клеток.

У ряда продуцентов антибиотик почти полностью содержится в клетках организма. В зависимости от того, где антибиотическое вещество сосредоточено, применяют соответствующие методы его извлечения. Так, если антибиотик находится в культуральной жидкости, его выделяют методами экстракции, используя для этого растворители, не смешивающиеся с жидкой фазой, осаждают в виде нерастворимого соединения или сорбируют ионообменными смолами. Если антибиотик содержится в культуральной жидкости и в клетках продуцента, то сначала антибиотик переводят в фазу, из которой наиболее целесообразно его изолировать. Например, антибиотик, содержащийся в культуральной жидкости, и клетки с антибиотическим веществом переводят в осадок, из которого антибиотик экстрагируют. Отделение нативного раствора от биомассы и взвешенных частиц проводят методами фильтрации или центрифугирования.

Цель химической очистки – извлечение антибиотика из нативной жидкости или из клеток продуцента, его концентрация и освобождение (собственно, очистка) от сопутствующих примесей и в конечном счете получение высокоочищенного препарата, пригодного для соответствующего применения.

В ряде случаев антибиотические вещества под влиянием жестких внешних факторов (повышенной температуры, высокой кислотности или щелочности и др.) теряют свои свойства, инактивируются. Поэтому при их выделении и очистке необходимо соблюдать максимум осторожности.

Основные методы очистки антибиотиков следующие: экстракция, ионообменная сорбция и осаждение.

 

Рис. 2. Схема производства антибиотиков: I – приготовление посевного материала; II – инокуляторы для наращивания посевного материала; III – стерилизатор среды для большого ферментатора; IV – установка для биосинтеза антибиотика; а – стерилизация среды в колбах; б – охлаждение и посев культуры продуцента в колбу; в – рост культуры в покое; г – рост культуры в качалке; д – инокулятор со стерильной средой; е – инокулятор со средой, засеянной культурой продуцента; ж – фильтры и компрессор; з – резервуар со сжатым воздухом; и – нагрев воздуха; к – ферментатор; л – рубашка для охлаждения ферментатора

 

 

Сушка, контроль и расфасовка препарата (антибиотиков)

После выделения и химической очистки антибиотика его необходимо высушить, т. е. удалить из препарата свободную и связанную воду.

Поскольку большинство антибиотиков в той или иной степени термолабильны, для их высушивания применяют методы, не приводящие к потере биологической активности, не изменяющие цвета препарата. На современном этапе промышленного получения антибиотиков используют следующие методы обезвоживания. Это:

v Лиофильная сушка антибиотиков – широко распространенный метод, он проводится при сравнительно низких температурах (-8 – -12оС).

v Высушивание с применением распылительной сушилки – прогрессивный метод при работе с большими количествами антибиотика, раствор антибиотика пневматически распыляется до мельчайших капель в камере с потоком нагретого воздуха. Процесс высушивания антибиотиков занимает несколько секунд, при этом даже термолабильные препараты не меняют свойств.

v Метод взвешенного слоя (или сушка в вакуум-сушильных шкафах) применяется для высушивания зернистых и пастообразных антибиотических препаратов.

Контроль препарата. Готовый антибиотик подвергается тщательному контролю: биологическому и фармакологическому.

При биологическом контроле ставится задача выяснения стерильности готового препарата. Для этого обычно используют два метода.

Первый связан с инактивацией антибиотика и высевом его в соответствующую питательную среду. Например, биологический контроль бензилпенициллина и полусинтетических препаратов, полученных на его основе, проводится следующим образом. В пробирки, содержащие тиогликолевую среду, вносят фермент пенициллазу в количестве, способном полностью инактивировать пенициллин. Пробирки с пенициллазой выдерживают двое–трое суток при температуре 37 оС для контроля стерильности фермента, затем в них вносят раствор пенициллина. Пробирки разделяют на две группы: одну выдерживают при 37 оС, а другую – при 24 оС в течение пяти суток. Ведут ежедневное наблюдение за возможным развитием микроорганизмов.

Второй метод выяснения стерильности антибиотиков определяется тем, что для большинства этих соединений не имеется инактиваторов их биологической активности. Поэтому у изучаемых препаратов выявляют устойчивые к ним формы микроорганизмов, а также определяют возможное присутствие чувствительной микрофлоры. Для определения

возможного присутствия в таких препаратах чувствительной к ним микрофлоры раствор антибиотика пропускают через мембранные фильтры с диаметром пор не более 0, 75 мк.

Фармакологический контроль. К антибиотическим веществам, используемых в медицинской практике, в соответствии с Государственной Фармакопеей предъявляются очень строгие требования. Каждый новый лекарственный препарат, прежде чем он будет разрешен к практическому применению, должен пройти всесторонние испытания на токсичность, пирогенность и другие свойства, жизненно важные для организма. Препарат изучают на разных видах животных в отношении его острой и хронической токсичности (влияние на кровь, ЦНС, дыхание и т. д.). Показатели острой токсичности – один из критериев качества антибиотического вещества. Устанавливают максимально переносимую дозу (МПД) антибиотика; дозу, вызывающую гибель 50 % подопытных животных (LD50) и смертельную дозу (LD100). Только после всестороннего и тщательного изучения препарата он может быть рекомендован к практическому применению.

Расфасовка и упаковка антибиотика – завершающий этап работы. Расфасованный и упакованный антибиотик с указанием показателя биологической активности, даты выпуска и срока годности поступает в продажу.

 

Обобщая весь многостадийный и многоступенчатый процесс получения антибиотика, можно отметить, что он включает в себя четыре основные стадии:

I стадия – получение соответствующего штамма, продуцента антибиотика, пригодного для промышленного производства;

II стадия непосредственно связана с процессом биосинтеза антибиотика;

III стадия – это процессы выделения и очистки образовавшегося в ходе биосинтеза антибиотика;

IV стадия включает в себя операции, связанные с концентрацией антибиотика, его стабилизацией и получением готового продукта.

Биотехнологический процесс получения антибиотиков можно представить в виде следующей схемы (рис. 3).

 

Рис. 3. Схема производства антибиотиков в процессе микробного синтеза

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться: