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(duì)林可霉素在不同溶劑中的分配系數(shù)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(shù)

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

　　混合醇類萃取劑可降低溶劑的損耗、中性膦類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)工藝過程中都還存在一些問題，如：混合醇類萃取劑萃取率較低、操作溫度高、溶劑氣味難聞;中性膦類萃取劑價(jià)格高、毒性大，影響產(chǎn)品質(zhì)量;肟類萃取劑反萃較難實(shí)現(xiàn)等。

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

　　對(duì)于萃取劑的選擇除應(yīng)滿足萃取率高、選擇性好等基本要求外，還應(yīng)當(dāng)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(yīng)性強(qiáng)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(yàn)材料

　　林可霉素原粉來自華北制藥廠華灤分廠。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(guó)醫(yī)藥(集團(tuán))上�；瘜W(xué)試劑廠產(chǎn)品，分析純。

　　2 、 試驗(yàn)儀器

　　WZZ22S數(shù)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，上海分析儀器廠產(chǎn)品。PHS23型酸度計(jì)，上海第二分析儀器廠產(chǎn)品。

　　3 、分析方法

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

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

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

　　(2)協(xié)萃系數(shù)的計(jì)算 部分二元萃取劑組成的萃取體系存在協(xié)萃效應(yīng)，其協(xié)萃系數(shù)的計(jì)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(shù)，X1表示萃取劑1的摩爾分?jǐn)?shù)。

　　設(shè)D協(xié)同為協(xié)萃分配系數(shù)，則協(xié)萃系數(shù)R為：

　　R=D協(xié)同/D加和(3)

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

　　二、結(jié)果與討論

　　1 、一元萃取劑選擇

　　(1)烴類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(duì)林可霉素的萃取性能。在相同操作條件下，上述烴類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(shù)明顯高于其它幾種萃取劑，分配系數(shù)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(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，苯甲醇在萃取林可霉素的過程中存在傳質(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第二萃取劑、醇類第二萃取劑構(gòu)成的二元萃取劑萃取溶液中的林可霉素，并以正丁醇為對(duì)比萃取劑，醇類作為第二萃取劑對(duì)林可霉素的分配系數(shù)顯著高于烴類，而由苯甲醇和正辛醇組成的二元萃取劑對(duì)林可霉素分配系數(shù)是正丁醇的2倍。

　　這是因?yàn)檎�辛醇本身�?duì)林可霉素具有一定萃取性能，不會(huì)導(dǎo)致分配系數(shù)大幅度降低。同時(shí)，在萃取過程中發(fā)現(xiàn)，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(gòu)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(gòu)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(duì)林可霉素分配系數(shù)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(shù)及二元體系協(xié)萃系數(shù)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(shù)隨濃度增高而明顯增大;當(dāng)濃度大于60%時(shí)，分配系數(shù)增長(zhǎng)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(shù)顯著大于正辛醇。

　　(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(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的分配系數(shù)，還應(yīng)考慮萃取劑的損耗，以萃取劑在水中的溶解度來衡量。由于正辛醇在小于50℃時(shí)在水中溶解度小于0.1%，可以認(rèn)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(duì)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(yīng)用前景。

　　(4)萃取劑的多次利用 在實(shí)際工廠操作中，為降低成本和減小污染，萃取后的有機(jī)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。在萃取和反萃過程中，萃取劑不斷損失，濃度降低，且由于在萃取過程中不斷引入有機(jī)雜質(zhì)而導(dǎo)致萃取劑的萃取性能不斷降低。考察溶劑多次利用與萃取率之間的關(guān)系。

　　結(jié)果表明，萃取劑反復(fù)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(jié)論

　　苯甲醇�正辛醇組成的二元萃取劑對(duì)林可霉素具有很好的萃取效果，其分配系數(shù)是正丁醇的2倍，并且很好地解決了萃取過程中分相困難和易乳化的問題，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(shù)(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，該萃取劑是一類理化性質(zhì)穩(wěn)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(yīng)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(cè)定灰黃霉素的含量。以灰黃霉素的提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單一影響因素考察的基礎(chǔ)上，采用正交實(shí)驗(yàn)確定超聲波提取灰黃霉素的優(yōu)化工藝條件。

　　結(jié)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%。通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)驗(yàn)所得工藝條件為優(yōu)化工藝條件。結(jié)論 本實(shí)驗(yàn)所得工藝條件可行，具有一定的實(shí)際應(yīng)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(yǎng)液中得到的一種含氯代謝產(chǎn)物，1958年開始用于臨床。1960年中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院抗生素研究所從我國(guó)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(duì)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(duì)頭癬的療效顯著，國(guó)內(nèi)治愈率在90%以上。 灰黃霉素是存在于菌絲體內(nèi)部的抗生素。

　　目前工業(yè)上采用溶劑連續(xù)浸泡干菌體的提取方法，溶劑大多為丙酮�？紤]到常規(guī)提取所需時(shí)間較長(zhǎng)，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(yīng)、機(jī)械作用破壞菌體細(xì)胞壁，使溶劑易于滲透至細(xì)胞內(nèi)，有效成分更多的轉(zhuǎn)移到溶劑中，達(dá)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型紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器公司)，ALC210.4型電子天平(德國(guó)Sartorius公司)，JY92�2D超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)(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)開發(fā)有限公司)。

　　2 材料： 灰黃霉素菌體(赤峰制藥集團(tuán)生產(chǎn)，編號(hào)：NI�88)，對(duì)照品(中華制藥廠產(chǎn)品，純度為99.8%)，丙酮(天津市博迪化工有限公司)，95%乙醇(沈陽化學(xué)試劑廠)，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(yàn)方法

　　1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備： 精密稱取灰黃霉素對(duì)照品25mg，25ml丙酮溶液定容，配制標(biāo)準(zhǔn)溶液(初始濃度1.0mg/ml)。精密量取標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)掃描，在326nm處有最大吸收峰。

　　2 灰黃霉素含量測(cè)定： 稱取灰黃霉素菌體(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(cè)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(xiàn)報(bào)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(yàn)主要選取丙酮、氯仿及95%乙醇為超聲提取溶劑。

　　稱取灰黃霉素菌體5g，共3份，分別用丙酮、氯仿、95%乙醇50ml溶解，超聲條件設(shè)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(cè)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(duì)灰黃霉素的提取率較高，因此本實(shí)驗(yàn)選取丙酮作為超聲提取溶劑。

　　(2)溶劑用量 稱取灰黃霉素菌體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(cè)定灰黃霉素溶液的吸光度，計(jì)算提取率。溶劑4倍量時(shí)，提取液中結(jié)晶析出太多，故舍去該實(shí)驗(yàn)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(yàn)確定溶劑倍量為10。

　　(3)超聲波提取功率 稱取灰黃霉素菌體5g，共3份，分別用丙酮50ml溶解，超聲波條件設(shè)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(cè)定灰黃霉素溶液的吸光度，計(jì)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 稱取灰黃霉素菌體5g，用丙酮50ml溶解，超聲波條件設(shè)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開始，每10min取樣一次，測(cè)定灰黃霉素溶液的吸光度，計(jì)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(yàn)： 在單一影響因素考察的基礎(chǔ)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(biāo)，采用四因素三水平L9(34)的正交試驗(yàn)對(duì)灰黃霉素的超聲波提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。

　　根據(jù)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(jù)R值判斷，各因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響大小順序?yàn)锽>A>C。

　　5 優(yōu)化工藝的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)： 按優(yōu)化工藝條件重復(fù)3次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果灰黃霉素的收率平均值為85.58%，表明實(shí)驗(yàn)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(yàn)： 超聲波循環(huán)提取器中加入丙酮2200ml(10倍)，開啟攪拌轉(zhuǎn)子，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為1000r/min。緩慢加入菌體220g，待料液完全循環(huán)后，開啟超聲波發(fā)射器，按正交實(shí)驗(yàn)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(yàn)，所得提取率為87.65%，略高于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所得提取率。循環(huán)放大實(shí)驗(yàn)表明該優(yōu)化工藝條件可應(yīng)用于灰黃霉素提取。�

　　三 結(jié)論

　　本研究通過正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)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(yàn)證實(shí)驗(yàn)所得提取率為85.58%，超聲波循環(huán)放大提取實(shí)驗(yàn)所得提取率為87.65%，表明了該優(yōu)化工藝條件應(yīng)用于灰黃霉素的提取是可行的。

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