抗生素提取与精制中大孔树脂的运用

代长元

【摘要】在进行抗生素药物的提取中采用大孔树脂是一种比较常见的方式，本文中主要对打孔树脂的分离原理进行深入介绍，同时对于大孔树脂在抗生素提取和精取中的应用情况进行深入探讨和分析，并且将其作为研究的热点，针对其中出现的问题和不足来进行完善。指出研究的方式，并且对其进行展望，希望能够给相关的抗生素提取工作人员提供参考。

【关键词】大孔树脂；抗生素；提取与精制；应用

【中图分类号】TQ461 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）02-0246-01

在抗生素提取中，采用大孔树脂具有一定的优势，不仅可以充分发挥大孔树脂的功能和作用，同时也是药物提取工作中一个新的进展，具有一定的研究价值。文中对应用情况进行分析和探讨，并且对未来的发展方向进行展望。

1、大孔树脂的分离机理及吸附剂选择原则

对于大孔树脂来说，主要是一种高分子聚合物，其物理性质主要为立体孔结构，无论是孔径还是表面积等因素都相对较大，能够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。大孔树脂是树脂结构的一种，其化学形式和物理性质都比较突出，溶质和溶液之间的关系需要合适的吸附剂。对于普通的吸附剂来说，只能够从溶液中吸收非极性的物质，而高级性的吸附剂则不然。大孔树脂的吸附能力和其表面积之间成正比例关系，但是表面积的大小与孔径之间却存在着反比的关系，所以，物质的分子也会受到影响。其中抗生素分子所需要的吸附剂则应该呈现出较小的表面积，这样才能保证分子的扩散能力最大。通常情况下，孔径和溶质分子之间相差5倍是吸附效果才能使得吸附效果达到最佳。

相关的工作人员需要对解吸的过程中加强重视，从其本质上看为逆过程，主要是通过改变洗脱液的相关参数来提升吸附力，对有效的容积进行回收。进而做到循环应用。

2、大孔树脂在抗身素提取与精制中的应用

抗生素是人们比较常见的药物类型，其中包括氨基糖苷类，大环内酯类以及氯霉素类等等。在进行抗生素提取的过程中采用大孔树脂已经的得到工作人员的高度关注。尤其是在抗生素提取和精取工作中，更是发挥了至关重要的作用。采用这种方式需要过滤发酵液，进行树脂柱的吸附，解吸，然后进行洗涤、脱色等等环节。

2.1用于β-内酰胺类抗生素的提取与精制

对于β-内酰胺环来说，其应用程度较广，是一种比较常见的抗生素形式，主要的构成成分为青霉素、头孢菌素、单酰胺环类等等。从现如今的研究程度上看，研究数量最多，而且应用程度也比较广。

青霉素钠生产工艺主要采用的是丁醇共沸脱水--结晶的方式获得。在晶体过滤之后还会残留少量的青霉素钠成分，在进行丁醇回收的过程中会对青霉素造成破坏，形成残渣，所以，这种结构很可能堵塞回收器口处。为了避免出现这一问题，需要采用大孔树脂来进行。有相关的报道和调查，在青霉素结晶中回收青霉素中，采用大孔树脂可以提升回收的比率。另外，纯度可以达到最高。需要注意的是，青霉素的脱附能力会根据树脂种类的不同而出现严重的变化，这样也可以提升DVB的含量，降低吸附能力。这种方式如果能够在抗生素提取工业中得到应用，不仅具有客观的经济效益，还能够提升抗身素分子的应用程度。但是这种方式的缺点就是操作周期相对较强，就会造成严重的青霉素成分损失，因此，相关的技术人员和研究人员需要对这一问题加强重视，提升研究力度，不断引进先进的工艺和技术，实现效果的最优。

不同的树脂类型也会影响到提取的结果。例如，采用XAD-1600型号的树脂进行提取，解吸液2头孢菌素C的提取数量相对较高。可以达到90%以上，如果采用XAD-16型号的树脂则得到的纯度和提取率等因素都会出现明显的变化。因此，在进行抗生素提取的过程中，应该选择合适的树脂类型。

大孔树脂用于β-内酰胺类提取与精制的优势明显，能获得较好的分离效果，具有诱人的发展前景。目前有关这方面的研究以精制工艺优化为主，对吸附后树脂再生工艺的研究涉及不多。而大孔树脂再生对生产有着重要的影响，现有生产过程中再生时间长，操作复杂，步骤较多，树脂易结块等问题应引起人们的注意。

2.2用于氨基糖甙类抗生素的提取与精制

近年来发展起来的大孔离子交换树脂，不仅具有吸附容量大、吸附迅速、解吸容易、再生处理方便等特点，而且具有离子交换选择性好的特点，在卡那霉素、链霉素、庆大霉素等氨基糖甙类的提取分离中得到了广泛的应用。

2.3用于大环内酯类抗生素的提取与精制

大孔树脂分离大环内酯类抗生素的作用原理主要是离子交换作用，改善大环内酯类抗生素在树脂大孔结构中的扩散障碍，可以大大提高大环内酯类抗生素的收率和选择性，与传统的溶媒萃取法相比，大孔树脂法摒弃了大量溶媒，避开了高速离心机，因而生产成本大大降低，安全性也得到提高。红霉素为弱极性、弱碱性物质，可用非极性或弱极性的大孔树脂提取。在红霉素生产中，一般先利用大孔树脂吸附法制成红霉素硫氰酸盐或其乳酸盐等中间体复盐，再进一步转化成红霉素碱、红霉素肟或其他红霉素类产品。如宋应华用大孔吸附树脂从红霉素发酵滤液中提取、分离红霉素，筛选到的吸附树脂对红霉素的静态吸附容量较高。与红霉素相比，在吸附过程中存在着竞争优势。

可见，具有较大比表面积的弱极性大孔树脂对红霉素具有优异的吸附性能，但大孔树脂吸附红霉素的效果受发酵液流速与浓度影响显著。

2.4用于井冈霉素的提取与精制

井冈霉素分子是由吸水链霉菌井冈变种产生的水溶性抗生素—葡萄糖甙类化合物，具有很强吸湿性，在水溶液中比较稳定，能被多种微生物分解失活，一般加工為水剂、水溶性粉剂或粉剂，低毒杀菌剂。

采用大孔树脂提取井冈霉素，具有交换容量大、回收率高、成本低、设备简单和操作方便等优点。杨志钧研究表明，强酸性阳离子交换树脂比弱酸性树脂交换容量大，而大孔强酸性树脂比凝胶强酸性树脂交换容量大；其中大孔强酸性树脂通过工艺优化，每升树脂对井冈霉素吸附能力提升。用氨水与乙醇混合溶液洗脱，井冈霉素洗脱率也较高。

这是由于井冈霉素分子结构中只有一个亚氨基，带一价正电荷，且电荷强度极弱，所以与弱酸性树脂结合力很弱，其交换容量较强酸性树脂低得多。大孔强酸性树脂比凝胶强酸性树脂吸附量大，主要是因为大孔离子交换树脂不仅具有离子交换的功能，而且可以通过范德华力吸附部分井冈霉素。井冈霉素为极性的弱碱性抗生素，而大孔强酸性树脂是碱性水溶性抗生素理想的提炼工艺，该工艺具有很大的发展潜力。

3、展望

大孔树脂种类型号繁多，根据不同的抗生素性质选择合适的大孔树脂及其分离与精制工艺的优化是目前的研究热点；但对于树脂再生方面的研究目前尚不是很多，有待进行深入研究。另外，一些技术问题也应引起研究人员的注意，如树脂型号的选择，树脂自身的规格标准与质量要求有时对抗生素液的纯化效果和安全性起着决定性作用等。面对这些问题，一方面可通过改变几何形状以增大吸附剂比表面积，使吸附量增大，加快吸附速度；另一方面，可利

用化学改性引进活性功能基，强化吸附选择性。比如一些吸附树脂可以在苯环上分别接上磺酸基和季胺基交换基团，主要是为了增强树脂的亲水性能，大大提高对抗生素的吸附性与选择性。此外，改变大孔树脂的应用形状，能以多种形式使用，满足不同的使用要求。相信随着改性树脂的发展及其提取抗生素工艺的日益成熟，大孔树脂必将越来越多用于抗生素的生产。

参考文献

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