抗生素的分离与纯化

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1、衡水学院结课论文抗生素的分离和纯化论文作者：邢五星系别：生命科学系专业：：生物科学学号201440700035年级：2014级抗生素的分离和纯化抗生素是由生物包括微生物、植物、动物在其生命活动过程中产生的一类天然有机化合物,具有能在极小的浓度下有选择地抑制、促进或杀灭其他微生物和生物细胞的作用。由于其存在于成分复杂的发酵液中,因此采用合理有效的分离纯化技术路线是新型抗生素研究成功与否的关键。1.发酵液的预处理微生物发酵液的预处理,其目的不仅在于分离菌体和其他悬浮颗粒,还着眼于除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质,以利于提取和精制后续各工作的顺利进行。对于胞外产物,经预处理应尽

2、可能使目的产物转移到液相,然后经固液分离除去固相;对于胞内产物,则首先收集菌体,经细胞破碎后,目的产物进入液相,然后再将细胞碎片分离。改变发酵液过滤特性的方法有:调酸(等电点)、热处理、电解质处理、添加凝聚絮凝剂等。另外通过调节发酵液的酸碱度或加入合适的溶剂也可以除去部分相应的杂质,如调节发酵液pH值过酸性或过碱性可以使大部分蛋白类杂质沉淀除去,用高浓度甲醇、乙醇或丙酮溶液浸提发酵液,既可以沉淀出大部分不溶性多糖和蛋白杂质,又可以降低发酵液粘稠度,有利于过滤、色谱分离等进一步处理。廖文彬、鲍时翔等报道[1],采用有机溶剂乙醇B丙酮(1B1)的混合液可以很好的除去红树林放线菌

3、发酵液中的的蛋白等杂质,有利于活性物质的分离纯化。解翠华、夏焕章等报道[2]用草酸调节发酵液pH值至3,然后离心,可以使发酵液和菌丝体很好的分离,分别用乙酸乙酯对上清液进行萃取;对菌丝体进行抽提;都得到了具有活性的粗提物。2.抗生素常用的分离纯化方法抗生素常用的分离纯化方法主要有溶媒萃取法、吸附法、离子交换法、沉淀和结晶、色谱分离等。在提取时,可根据抗生素分离的难易,单独或同时使用上述方法。2.11溶媒萃取法溶媒萃取法是利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同,使溶质选择性的从一种溶剂转移到另一种溶剂中而得到纯化或浓缩的方法,它是生物工业中一种重要的分离提取方法。作为一种

4、传统的分离技术,溶媒萃取法目前仍然在广泛应用于在抗生素工业生产中,如螺旋霉素、林可霉素、青霉素等都采用溶媒萃取法提取。尽管选择性更高、分离度更好的现代分离技术和方法不断出现,但还是不能完全替代溶媒萃取法。另外,近年来,溶媒萃取法在传统的有机溶剂萃取技术的基础上,萃取机制和方法也在不断发展完善,相继出现了各种新的现代萃取技术,其中的超临界CO2萃取技术[3]以其在天然产物分离方面的独特优势备受青睐,20世纪80年代以来,已经在许多领域中实现了工业化。萃取和反萃取同时进行的液膜萃取、反胶团萃取、双水相萃取等技术相继取得了重大进展[4-6]。这些都使得萃取技术更加全面,适用于各种

5、生物产品的分离纯化。2.12吸附法吸附法是利用吸附剂与抗生素之间的分子引力而将抗生素吸附在吸附剂上。常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、大孔吸附树脂等。大孔吸附树脂是当前微生物天然产物分离技术领域发展最迅速、最活跃的分支之一,目前它已逐渐取代活性炭和氧化铝等吸附剂,在抗生素工业中显示出越来越重要的地位。大孔吸附树脂适合于吸附各种抗生素,它不仅可吸附脂溶性化合物,而且可以吸附水溶性化合物。有文献报道,近年来,国内应用大孔吸附树脂进行分离、提取、浓缩、纯化的抗生素涵盖了目前已知抗生素的所有类型[7]。姬生宝等[8]藤黄灰链霉菌发酵液中的抗真菌活性成分SL103采用X-5型吸附树脂对活

6、性物质进行分离纯化,对吸附饱和的X-5树脂柱用去离子水冲洗,然后用50%的甲醇洗去杂质和色素,再用50%的乙醇4mL/min的流速下进行洗脱,合并活性高的洗脱液,浓缩后静置48h得到SL103的粗结晶。通过对结晶进行分析,实验结果表明,此结晶纯度可达95%以上;经过质谱分析,得知其为一种小分子量的抗生素,分子量为66215。2.13离子交换法离子交换法是[9]利用离子交换树脂与目的物质之间的化学亲合力,有选择地将目的物质吸附上去,再用适当的洗脱剂洗脱下来。如果目的物质为碱性,则选择酸性树脂;如果为酸性,则要选择碱性树脂。由于抗生素是一类天然抗菌,抗病毒药物,其分子中往往含有

7、多种化学基团,在强酸强碱条件下容易发生化学变化,导致药理活性丧失,提取分离抗生素所用的离子交换树脂主要为弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。如金霉素,丁胺卡那霉素,万古霉素,先锋霉素用弱酸性树脂;庆大霉素,新生霉素用弱减性树脂;春雷霉素,肉瘤霉素,夹竹桃霉素用强酸性树脂;先锋霉素,土霉素用强碱性树脂。由于抗生素分子体积较大,一般选择大孔网状树脂。2.14沉淀和结晶2.141沉淀法沉淀法广泛用于蛋白质等大分子的提取中。它主要起浓缩作用,纯化的效果较差,通常作为初步分离的一种方法。沉淀法分为5种类型:1)盐析: