探究正交设计法优化青霉素钾盐提取工艺论文_王东旭

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摘要:为了寻找出更好的青霉素钾盐萃取工艺,本文采用了正交法来进行试验。试验的指标是青霉素钾盐的萃取收取率,来寻求一个最好的工艺和最合适的参数。本文以温度、pH值进而破乳剂使用量作为三个指标,经过混合搭配选出一个最合适的青霉素钾盐萃取工艺。最终得到的结论是当温度在14-16℃、pH值在1.7以上、2.0以下并且破乳剂含量在3毫升的时候,获得的萃取收取率水平达到最高。

关键词:青霉素钾盐;正交试验:萃取

当前青霉素我全世界范围内应用最为广泛的抗生素了。这种药物本身具有着药效强和疗效好的优点,并且毒性低,在治疗细菌感染方面是首选的药物。但是当前青霉素依然还在大量生产,所以已经出现了供大于求的情况。对于这种情况,各大制药厂商都加强科研力度进行工艺改革,力求让工艺指标得到提高,在提高质量的同时降低成本。青霉素药物在提取工艺上,可以从工艺、方法以及设备这三个方面来进行提高。本文针对青霉素钾盐的提取工艺来进行改善,采用正交法来进行,目的是让钾盐提取工艺达到更高的水平,力求在未来让青霉素钾盐提取的数量和质量上都能够获得提高。

一、仪器和试剂

(一)主要仪器:磁力搅拌器、离心管、医用高速离心机等。

(二)主要试剂:硫酸、醋酸丁醋、纯化水等。

二、实验方法

(一)在100mI烧杯中,称取一定量的破乳剂加入一定量的纯化水用磁力搅拌器充分搅拌溶解成不同浓度的破乳剂水溶液。

(二)取100mI的青霉素滤液放入烧杯中,加入不同浓度的破乳剂。

(三)取不同量的醋酸丁醋加入到滤液中,并用磁力搅拌进行搅拌。

(四)用一定浓度的硫酸加入到滤液中,再搅拌下调节到不同pH值,搅拌10分钟后离心,分别测水相的效价和醋含量及收率。

(五)因素水平选择

按2.1-2.4实验方法,重点考察了pH值((A),水相中醋酸丁醋的量(B),破乳剂的量(C)三个影响收率最重要的因素,每个因素各取三个水平。

三、关于试验结果和讨论

(一)直接观察表一可以得知,在这些实验结果中,总体上看来,第五个试验中得到了最高的提取率,高达96.52%,水相脂含量最低,仅为1.53%,其水平组合是A2B2C3,即pH值为1.7、温度为14度、破乳剂为3ml。

(二)以正交试验的结果来看,结果证明了pH值升高带来萃取收率降低的结果,但是反过来看,如果pH值过低的话,青霉素因为降解,会产生较多的杂酸,也会直接影响到整体产品的质量,根据实验结果表明,pH值低于1.5的时候,青霉素在纯度上会急剧降低,而pH值高于2.0的时候也会出现萃取率明显降低的情况,同时pH值越高,乳化层就越会趋于轻薄,有利于获取品质更高的萃取液。

(三)温度也会在一定程度上影响到青霉素的萃取收取率,如果该滤液中具有较高的蛋白含量,温度就会对萃取率体现出更为明显的影响来。萃取正常来说应该在5℃一下进行操作,在这种温度条件下,乳化现象是特别严重的,所以应该加入很多破乳剂才能让操作获得良好的效果。10度以上的时候,乳化程度会逐渐降低,而15度左右的时候,乳化程度会降至一个更低的水平。

(四)破乳剂本身的质量也会影响到萃取效果和收率,并且破乳剂的破乳效果和其在水中的溶解度呈现出正比。与此同时,破乳剂溶液本身的稳定性也对萃取效果产生影响。把破乳剂在室温下静置约两个小时后,会产生较少的析出物,这样就会收取较好的萃取效果。

四、结论

本次试验用正交法研究了青霉素提取钾盐的工艺,在试验中,以溶剂萃取理论作为主导,结合青霉素自身所存在的性质,对破乳剂使用量和温度以及pH值进行了限定,各取了三个数值来进行试验。青霉素本身在特点上存在着发酵液效价高、并且含有很多的杂质和很高的蛋白含量,分离也十分困难。所以经过了三组九次试验,确定了温度在14-16℃、pH值控制在1.7以上、2.0一下,破乳剂使用3毫升,可以取得最高的萃取收取率。运用这种条件来进行生产,水相中脂含量降到了最低水平,所以萃取质量最好。

实验证明,这种工艺萃取出的青霉素钾盐具有很高的收取率,并且也让生产成本大大降低,企业就形成了较大的经济效益,具有很好的可行性和发展前景。

五、青霉素简介

很多疾病都是由细菌和病毒的感染而引起的,例如肺炎、伤寒等等,很多疾病都在历史上让医生束手无策,以其强大的传染性和致命性,给人类带来了一次又一次的劫难,即便是伤口感染这种病症都难以进行控制,白喉和百日咳更是造成了很多人的死亡。

在一次偶然的机会,英国的生物学家亚历山大?弗莱明在试验中发现了青霉素,这在当时而言,是和原子弹和雷达并列的一项大发明,从那时候开始,很多很难治愈的疾病都获得了很简便的治疗方式,连肺结核都得到了控制,其本人也因为这项杰出贡献而获得了1945年的诺贝尔生物和医学奖。

青霉素以其强大的抗菌、消炎作用和低毒性的特点,被广泛应用于世界各地,解救了千千万万的生命,缓解了无数人的痛苦。但青霉素有一个缺点,即对某些人可能会引起过敏反应,包括皮疹、发热、血管神经性水肿、过敏性休克等,其中过敏性休克后果最为严重,主要症状为呼吸困难、出冷汗、脉搏微弱、昏迷、抽风等,甚至可在短时间内引起死亡。

青霉素本身并不是过敏源,引起患者过敏的是合成和生产过程中引入的或降解时产生的青霉噻唑等杂质。

不同用药途径或不同制剂的青霉素都能引起过敏性休克。但使用注射剂的发生率最高。因此,使用青霉素注射液前需做过敏性试验,即将青霉素皮试液注入皮下,观察20分钟后,如果发生局部皮丘隆起,并出现红晕硬块,直径大于1厘米,瘙痒或严重性休克则禁止使用。通过过敏性试验后可以注射青霉素,因过敏性休克大多发生在用药30分钟内,所以注射后还应在医院停留15分钟到半个小时,以免发生意外。而且无青霉素过敏史的成人若在一周内未用过青霉素,或更换另外厂家产品,或使用不同批号的产品,需要重新做过敏试验。如此烦琐的程序成为使用青霉素的一个弊端。口服青霉素剂型有胶囊、片剂等,这些替代品种大大降低了注射过敏的危险性。其中最新剂型应该是“联邦阿莫仙(阿莫西林)含片”。

青霉素经过近70年的发展,目前全世界已经有各种各样的配方和制剂。今天,针剂、输液、胶囊、含片等等,应有尽有。

参考文献:

[1]苗勇,亓平言,周倜,苏玉山,宁瑞显. 青霉素提纯工艺生产现状和研究进展[J]. 中国医药工业杂志. 1999(09)

[2]刘学文,李秋元,李艳平. Decanter萃取机在青霉素生产中的应用[J]. 中国医药工业杂志. 1994(02)

[3]陈雅,廖勇. 正交设计法优选洁肤康洗剂的制备工艺[J]. 中国药业. 2007(07)

论文作者:王东旭

论文发表刊物:《健康世界》2017年12期

论文发表时间:2017/9/27

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