抗生素提取與精制中大孔樹脂的運用

代長元

【摘要】在進行抗生素藥物的提取中采用大孔樹脂是一種比較常見的方式，本文中主要對打孔樹脂的分離原理進行深入介紹，同時對于大孔樹脂在抗生素提取和精取中的應用情況進行深入探討和分析，并且將其作為研究的熱點，針對其中出現的問題和不足來進行完善。指出研究的方式，并且對其進行展望，希望能夠給相關的抗生素提取工作人員提供參考。

【關鍵詞】大孔樹脂；抗生素；提取與精制；應用

【中圖分類號】TQ461 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2015）02-0246-01

在抗生素提取中，采用大孔樹脂具有一定的優勢，不僅可以充分發揮大孔樹脂的功能和作用，同時也是藥物提取工作中一個新的進展，具有一定的研究價值。文中對應用情況進行分析和探討，并且對未來的發展方向進行展望。

1、大孔樹脂的分離機理及吸附劑選擇原則

對于大孔樹脂來說，主要是一種高分子聚合物，其物理性質主要為立體孔結構，無論是孔徑還是表面積等因素都相對較大，能夠吸收溶液中的有效成分主要的工作原理就是借助分子引力。大孔樹脂是樹脂結構的一種，其化學形式和物理性質都比較突出，溶質和溶液之間的關系需要合適的吸附劑。對于普通的吸附劑來說，只能夠從溶液中吸收非極性的物質，而高級性的吸附劑則不然。大孔樹脂的吸附能力和其表面積之間成正比例關系，但是表面積的大小與孔徑之間卻存在著反比的關系，所以，物質的分子也會受到影響。其中抗生素分子所需要的吸附劑則應該呈現出較小的表面積，這樣才能保證分子的擴散能力最大。通常情況下，孔徑和溶質分子之間相差5倍是吸附效果才能使得吸附效果達到最佳。

相關的工作人員需要對解吸的過程中加強重視，從其本質上看為逆過程，主要是通過改變洗脫液的相關參數來提升吸附力，對有效的容積進行回收。進而做到循環應用。

2、大孔樹脂在抗身素提取與精制中的應用

抗生素是人們比較常見的藥物類型，其中包括氨基糖苷類，大環內酯類以及氯霉素類等等。在進行抗生素提取的過程中采用大孔樹脂已經的得到工作人員的高度關注。尤其是在抗生素提取和精取工作中，更是發揮了至關重要的作用。采用這種方式需要過濾發酵液，進行樹脂柱的吸附，解吸，然后進行洗滌、脫色等等環節。

2.1用于β-內酰胺類抗生素的提取與精制

對于β-內酰胺環來說，其應用程度較廣，是一種比較常見的抗生素形式，主要的構成成分為青霉素、頭孢菌素、單酰胺環類等等。從現如今的研究程度上看，研究數量最多，而且應用程度也比較廣。

青霉素鈉生產工藝主要采用的是丁醇共沸脫水--結晶的方式獲得。在晶體過濾之后還會殘留少量的青霉素鈉成分，在進行丁醇回收的過程中會對青霉素造成破壞，形成殘渣，所以，這種結構很可能堵塞回收器口處。為了避免出現這一問題，需要采用大孔樹脂來進行。有相關的報道和調查，在青霉素結晶中回收青霉素中，采用大孔樹脂可以提升回收的比率。另外，純度可以達到最高。需要注意的是，青霉素的脫附能力會根據樹脂種類的不同而出現嚴重的變化，這樣也可以提升DVB的含量，降低吸附能力。這種方式如果能夠在抗生素提取工業中得到應用，不僅具有客觀的經濟效益，還能夠提升抗身素分子的應用程度。但是這種方式的缺點就是操作周期相對較強，就會造成嚴重的青霉素成分損失，因此，相關的技術人員和研究人員需要對這一問題加強重視，提升研究力度，不斷引進先進的工藝和技術，實現效果的最優。

不同的樹脂類型也會影響到提取的結果。例如，采用XAD-1600型號的樹脂進行提取，解吸液2頭孢菌素C的提取數量相對較高。可以達到90%以上，如果采用XAD-16型號的樹脂則得到的純度和提取率等因素都會出現明顯的變化。因此，在進行抗生素提取的過程中，應該選擇合適的樹脂類型。

大孔樹脂用于β-內酰胺類提取與精制的優勢明顯，能獲得較好的分離效果，具有誘人的發展前景。目前有關這方面的研究以精制工藝優化為主，對吸附后樹脂再生工藝的研究涉及不多。而大孔樹脂再生對生產有著重要的影響，現有生產過程中再生時間長，操作復雜，步驟較多，樹脂易結塊等問題應引起人們的注意。

2.2用于氨基糖甙類抗生素的提取與精制

近年來發展起來的大孔離子交換樹脂，不僅具有吸附容量大、吸附迅速、解吸容易、再生處理方便等特點，而且具有離子交換選擇性好的特點，在卡那霉素、鏈霉素、慶大霉素等氨基糖甙類的提取分離中得到了廣泛的應用。

2.3用于大環內酯類抗生素的提取與精制

大孔樹脂分離大環內酯類抗生素的作用原理主要是離子交換作用，改善大環內酯類抗生素在樹脂大孔結構中的擴散障礙，可以大大提高大環內酯類抗生素的收率和選擇性，與傳統的溶媒萃取法相比，大孔樹脂法摒棄了大量溶媒，避開了高速離心機，因而生產成本大大降低，安全性也得到提高。紅霉素為弱極性、弱堿性物質，可用非極性或弱極性的大孔樹脂提取。在紅霉素生產中，一般先利用大孔樹脂吸附法制成紅霉素硫氰酸鹽或其乳酸鹽等中間體復鹽，再進一步轉化成紅霉素堿、紅霉素肟或其他紅霉素類產品。如宋應華用大孔吸附樹脂從紅霉素發酵濾液中提取、分離紅霉素，篩選到的吸附樹脂對紅霉素的靜態吸附容量較高。與紅霉素相比，在吸附過程中存在著競爭優勢。

可見，具有較大比表面積的弱極性大孔樹脂對紅霉素具有優異的吸附性能，但大孔樹脂吸附紅霉素的效果受發酵液流速與濃度影響顯著。

2.4用于井岡霉素的提取與精制

井岡霉素分子是由吸水鏈霉菌井岡變種產生的水溶性抗生素—葡萄糖甙類化合物，具有很強吸濕性，在水溶液中比較穩定，能被多種微生物分解失活，一般加工為水劑、水溶性粉劑或粉劑，低毒殺菌劑。

采用大孔樹脂提取井岡霉素，具有交換容量大、回收率高、成本低、設備簡單和操作方便等優點。楊志鈞研究表明，強酸性陽離子交換樹脂比弱酸性樹脂交換容量大，而大孔強酸性樹脂比凝膠強酸性樹脂交換容量大；其中大孔強酸性樹脂通過工藝優化，每升樹脂對井岡霉素吸附能力提升。用氨水與乙醇混合溶液洗脫，井岡霉素洗脫率也較高。

這是由于井岡霉素分子結構中只有一個亞氨基，帶一價正電荷，且電荷強度極弱，所以與弱酸性樹脂結合力很弱，其交換容量較強酸性樹脂低得多。大孔強酸性樹脂比凝膠強酸性樹脂吸附量大，主要是因為大孔離子交換樹脂不僅具有離子交換的功能，而且可以通過范德華力吸附部分井岡霉素。井岡霉素為極性的弱堿性抗生素，而大孔強酸性樹脂是堿性水溶性抗生素理想的提煉工藝，該工藝具有很大的發展潛力。

3、展望

大孔樹脂種類型號繁多，根據不同的抗生素性質選擇合適的大孔樹脂及其分離與精制工藝的優化是目前的研究熱點；但對于樹脂再生方面的研究目前尚不是很多，有待進行深入研究。另外，一些技術問題也應引起研究人員的注意，如樹脂型號的選擇，樹脂自身的規格標準與質量要求有時對抗生素液的純化效果和安全性起著決定性作用等。面對這些問題，一方面可通過改變幾何形狀以增大吸附劑比表面積，使吸附量增大，加快吸附速度；另一方面，可利

用化學改性引進活性功能基，強化吸附選擇性。比如一些吸附樹脂可以在苯環上分別接上磺酸基和季胺基交換基團，主要是為了增強樹脂的親水性能，大大提高對抗生素的吸附性與選擇性。此外，改變大孔樹脂的應用形狀，能以多種形式使用，滿足不同的使用要求。相信隨著改性樹脂的發展及其提取抗生素工藝的日益成熟，大孔樹脂必將越來越多用于抗生素的生產。

參考文獻

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