Výroba sekundárnych metabolitov: sušenie, kontrola a liek balenie

Po izolácie a chemického čistenia antibiotiká musí byť suchý, tj. E. Odstránený z bez liečivá a viazanej vody. Vzhľadom k tomu, väčšina antibiotík v rôznej miere termolabilné, sušenie ich použiť metódy, ktoré nemajú za následok stratu biologickej aktivity, nemení farbu prípravku. V tejto fáze, priemyselná výroba týchto metód dehydratačných použitie antibiotík.

Sú to:
• lyofilizácia antibiotík - používaným spôsobom, že sa vykonáva pri relatívne nízkych teplotách (-8 až -12 ° C).

• Sušenie za použitia rozprašovacej sušiarne - progresívna metóda pri práci s veľkým množstvom antibiotiká, antibiotikum roztok sa nastrieka pneumaticky do mikrokvapiek v komore s prúdom ohriateho vzduchu. Proces sušenia trvá niekoľko sekúnd, antibiotík, a tým aj teplotne labilný lieky nemení vlastnosti.

• Metóda váženej vrstva (alebo sušenie vo vákuovej peci) sa používa na sušenie granúl alebo pasty antibiotík.

Kontrola lieku. Ready antibiotikum podrobené prísnej kontrole: biologické a farmakologické.
Keď biologická ochrana slúži na určenie sterility finálneho produktu. To sa zvyčajne používajú dve metódy.

Prvý z nich je spojená s inaktiváciu antibiotiká a siatie ju do vhodnom rastovom médiu. Napríklad, biologická kontrola penicilín a semisyntetických prípravkov získaných na jej základe, sa vykonáva nasledujúcim spôsobom. Skúmavky obsahujúce sulfanyloctovej médium zavádza penitsillazu enzýmu v množstve schopné úplne inaktivovať penicilín. Skúmavky boli inkubované s penitsillazoy dva alebo tri dni pri 37 ° C pre reguláciu sterilita enzým, potom, aby sa roztok penicilínu. Skúmavky boli rozdelené do dvoch skupín: jedna bola udržiavaná pri teplote 37 ° C, a druhá - pri 24 ° C po dobu piatich dní. Olovo denne sledovaná pre možný vývoj mikroorganizmov.

Druhý spôsob objasnenie sterilitu antibiotík je určená na to, že u väčšiny z týchto zlúčenín má nie inaktivantu ich biologickú aktivitu. Preto s testovanými liekmi identifikovať rezistentné formy mikroorganizmov k nim, a tiež určiť možnú prítomnosť citlivých mikroflóry. Pre určenie možnú prítomnosť v takých formuláciách citlivé na ne mikroflóry antibiotiká roztok sa nechá cez membránový filter s priemerom pórov nie je väčší ako 0,75 mikrónov.

Farmakologická kontrola. K antibiotické látky používané v zdravotníckej praxi v súlade so štátnym liekopisu uložila veľmi prísne požiadavky. Každý nový liek pred tým, než je schválený pre praktické použitie, sa musí podrobiť rozsiahle testovanie toxicity, pyrogenicitu a ďalších vlastností, ktoré sú životne dôležité pre telo. Študovanej liečivo na rôznych druhoch zvierat proti jeho akútnej a chronickej toxicity (vplyv na krv, CNS, dýchanie, a tak ďalej. D.).

Akútna toxicita - jedno z kritérií kvality antibiotických látok. Stanoviť maximálna tolerovaná dávka (MTD) antibiotika- dávka spôsobujúce smrť u 50% pokusných zvierat (LD50) a smrteľná dávka (LD100). Až po dôkladnom a starostlivom štúdiu lieku, možno odporučiť pre praktické použitie.

Balenie antibiotiká - poslednej fáze práce. Zabalené a balia s antibiotickou ukazovateľ indikácie biologickej aktivity, dátum výroby a dátum platnosti je k dispozícii na predaj.

Ak zhrnieme všetky niekoľkostupňovou a viacstupňový postup na výrobu antibiotiká, je potrebné poznamenať, že sa skladá zo štyroch hlavných krokov:
Fáza I - príprava príslušného kmeňa produkujúceho antibiotikum-tic vhodný pre priemyselnú výrobu;
Stupeň II je priamo spojený s procesom antibiotickej biosyntézy;
Stupeň III - sú procesy, pre izoláciu a čistenie vytvoreného počas antibiotickej biosyntézy;
IV etapa zahŕňa operácie súvisiace s koncentráciou antibiotiká, jej stabilizácie a získa sa hotový produkt.

Biotechnologický spôsob výroby antibiotiká môžu byť reprezentované nasledujúcim schéme (Obr. 4.7).

Obr. 4.7. Produkcia antibiotiká Schéma počas mikrobiálnej syntézy

produkcia penicilínu v roku 1871. V roku .a. Manasein bolo zistené, že zelená pleseň Penicillium glaucum počas jeho rastu ničí baktérie, ktoré vstupujú do kultivačného média. To Penicillium majetok bol potom použitý ako doktor AG Polotebnevym, aplikovali obväzy namočené v tejto forme pri liečbe hnisavých rán a vredov.

Vynikajúci objav ruských vedcov nie sú všeobecne známe, a v roku 1928 Angličan Alexander Fleming objavil druhý pleseň Penicillium schopnosť inhibovať rast mikroorganizmov. Bolo ukázané, že spôsobili smrť mikróbov formy kvôli tvorbe neznámej organické látky nazývané penicilín. Avšak izolácia penicilínu v čistej forme v rovnakom čase nebola vykonaná, pretože sa ukázalo veľmi labilné látky a čistiacich metódy používané boli nedokonalé.

Počas druhej svetovej vojny, veľká praktická potreba účinných antibakteriálnych liekov priťahované k penicilínu pozornosť širokého spektra odborníkov a od asi 1939 začalo obdobie intenzívneho výskumu. V dôsledku tohto pomerne krátku dobu (3-5 rokov) a British J. Flory A. Chettenom metódy boli vyvinuté pre priemyselnú výrobu a čistenie penicilínu, študovali jeho terapeutické vlastnosti a metódy klinických aplikácií, a nastaviť jeho chemickej štruktúry.

Skupina sa týka penicilínu blízko v chemických vlastností zlúčenín, ktoré obsahujú vo svojej štruktúre b-laktámy a thiazolidinového kruhu:

MC sa týka skupiny penicilínov s podobnými chemickými vlastnosťami týchto zlúčenín, ktoré obsahujú vo svojej štruktúre b-laktámy a thiazolidiny krúžkom

R môžu mať rôzne hodnoty v závislosti od typu penicilínu. Napríklad, keď R = -CH2C6H5 - to benzilpenitsillin- R = -CH2-0-C6H5 - .. Je fenoxymetylpenicilín, atď. Prítomnosť karboxylovej skupiny pripojené k molekule penicilínu silné kyslé vlastnosti, ale penicilín ľahko tvoria soli so zásadami (Na, K), ako aj soli s organickými bázami, napríklad s dibenzylethylendiamin (príprava - bitsillin).

Z praktických dôvodov liek penicilín komerčne vyrábaný biosyntézou. Biosyntetické postup sa skladá z nasledujúcich krokov: 1) pestovanie semien (mikroorganizmov) v malých kapacitných strojov - inokulyatorah- 2) rastúce semeno zasiate do značnej apparatah- 3) fermentatsii- Process 4) izoláciu antibiotiká z kultivačného média a jeho purifikácia.

Dôležitá je tiež výber chovu vysoké formy kmeňov, príprava a sterilizácia médiu a zariadení.

To je pre vysoký výťažok penicilínu živného média, ktorá približné zloženie (v%) takto veľmi dôležité:

To je pre vysoký výťažok penicilínu živného média, ktorá približné zloženie (v%) po veľmi dôležité

Namiesto kakuruznogo infúzie bola použitá úspešne múčka bavlníkových semien alebo mäsových hydrolyzáty.

Pripravený médium sa sterilizuje. Tento proces prebieha v súvislých stĺpcov.

Ďalej živné médium sa privádza do prístroja-vyderzhivatel, kde sa ochladzuje po vopred stanovenú dobu na teplotu 23-25 ° C

V prvej fáze procesu - rastúce kolónie štandardná forma kmene Penicillium chrysogenum - inoculators vykonávaných v živnom médiu, kde je proces približne 30 hodín. Pripravený inokulum sa prenesie do výsadby stroji, ktorého objem ~ 10 násobok objemu inokulátoru. Sejačka je tiež sterilizuje médium pre pestovanie. Tento proces rastu je tu ~ 15-20 hodín, a následne prevedené do fermentácie osiva vo veľkých reaktoroch - fermentoroch až do 100 m v kultivačnom médiu. Proces fermentácie je asi 70 hodín pri teplote 23-24 ° C, pH 6-6,5 a pokračujúce prevzdušňovacie vzduch - 1 L vzduch / 1 liter kultivačného média / 1 min celom objeme fermentora.

Hlavným cieľom tohto procesu - vytvorenie optimálnych podmienok pre produkciu a akumuláciu antibiotiká.

Biosyntéza antibiotiká - dvojfázový proces. Počas prvej fázy, rýchly rast a množenie bakteriálnych buniek alebo mycélium. Kultivačné tekutina v tomto období je bohatá na sacharidov, dusíka a anorganických fosforu. metabolické produkty mikroorganizmov, vrátane antibiotík, sa nachádzajú v malom množstve.

Druhá fáza začína s pomalým rastom kultúry. Tečie v živnej pôde telo splodín obohatených malým množstvom sacharidov a fosforu. Na začiatku tejto fázy sa mycélium má maximálnu kapacitu pre syntézu antibiotiká. Fáza rôznej povahy a intenzity biochemických reakcií. S ohľadom na tieto rozdiely vybrané priaznivé podmienky pre výrobu prvej a druhej fázy vývoja.

Pre zvýšenie výťažku antibiotiká v živnom médiu sa zavádza "prekurzory", tj. E. Chemické látky, ktoré podporujú syntézu cieľovej antibiotiká. To znamená, že živné prostredie v biosyntéze penicilínu podávaného "prekurzor" fenylacetamid je antibiotikám zvyšuje výťažok o viac ako 2 krát.

Na konci fermentačného procesu kultúry hmotnosť prenáša do procesu extrakcie antibiotiká.

Väčšina výrobcov v biosyntéze antibiotiká sa izoluje vo vodnej fáze, takže proces výberu začína antibiotikom oddeľujúce pevnej a kvapalnej fázy.

Pevná fáza tiež mycélia hmota obsahuje významné množstvo nečistôt koloidných komplikujúcich filtrácie, avšak kultúra sa podrobí predbežnému hmoty pre rôzne typy koaguláciu (elektrolytické, tepelné, kyselina a tak ďalej. D.). Najúčinnejší spôsob koagulácie je jeho hmotnosť kultúra liečba flokulantov (makromolekulárne polyelektrolyty), napr., Poly (4-vinyl) -benziltrimetilammoniyhloridom.

Zvyšná mycélia filtráciou vodného roztoku je smerovaný na antibiotické chemické čistenie a izolácie. To znamená, že vodný roztok je smerovaný penicilín po extrakcii filtrácii butyl acetátu pri pH vodného média 2. Z týchto hodnôt kyslosti inhibuje ionizácie kyseliny penicilínu vo vodnej fáze a prejde do organickej fázy (v butylacetátu). Sťahovacia penicilín butylacetátu bola vykonaná slabá alkalickými roztokmi.

Široko používané sorpčné metódy izolácie a čistenia antibiotík. Syntetické iónomeničovej živice sú široko používané ako sorbenty.

Penicilíny sušené sublimáciou alebo postrekom.

Hrozba odporu Úspech penicilínu pri liečení chorôb spôsobených rôznymi baktériami boli naozaj senzačný. Citlivý k nemu a boli stafylokoky, ktoré spôsobujú veľmi vážne ochorenia.

Štatistiky ukazujú, že v roku 1944 počet infekčných pacientov vyliečených benzylpenicilín, bol asi 99,8%, však už v roku 1956 tento podiel znížil na 65%, a to najmä veľké percento infikovaných pacientov, nedávajú benzylpenicilín liečbe pozoroval som medzi zamestnancami podnikov, ktoré produkujú antibiotiká a chirurgické kliniky pracovníci bežne používajú antibiotiká na liečbu pacientov.

Prečo práve tieto inštitúcie sa stali živnou pôdou pre organizmy spôsobujúce ochorenia, ktoré sú odolné voči penicilínu? Už od prvého použitia penicilínu, vyšlo najavo, že niektoré stafylokoky sú rezistentné voči nemu. Penicilín citlivé kmene stafylokokov sú zabití pri liečbe, sú rezistentné stafylokoky, ktoré sa začínajú množiť a vyplniť prázdne miesto. A tým, že použitie penicilínu pre liečbu chorôb spôsobených formami rezistentný Staphylococcus, nepovedie k pozitívnym výsledkom.

Ako teda vyhnutím smrť stafylokokov odolných voči penicilínu? Bolo zistené, že sú schopné neutralizovať penicilínu molekulu, sa zmenila jej štruktúra v najslabšom mieste. Rezistentné stafylokoky produkovať enzým, ktorý môže zničiť penicilínu molekuly pridaním k nej molekúl vody. V tomto procese, (hydrolýza), vytvorené zlúčeniny na neškodné mikróby.

Enzým, ktorý podporuje reakciu "neutralizácia", tzv penicilinázy. Jeho vzhľad je spôsobená prítomnosťou penicilínu v životnom prostredí. Od roku 1969, sa stal známy a chemická štruktúra penicilinázy, produkoval stafylokoky. Pri konštrukcii svojich molekúl zúčastňuje 257 jednotiek dvadsiatich aminokyselín spojené v inom poradí.

Iné baktérie produkujú enzýmy (acylasa), ktorá prerušuje spojenie medzi hlavným jadrom molekuly a jeho bočné benzilpenitsilina acyl za vzniku biologicky neaktívne kyselinu 6-aminopenicillan

Iné baktérie produkujú enzýmy (acylasa), ktorá prerušuje spojenie medzi hlavným jadrom molekuly a jeho bočné benzilpenitsilina acyl za vzniku biologicky neaktívne kyselinu 6-aminopenicillan

Druhá štiepací vedci začali používať pre svoje vlastné účely ako príležitosť k zmene penicilínu molekulu tak, že acyláza nebol schopný podrobiť hydrolýze. Týmto spôsobom boli pripravené nové polosyntetické penicilíny.

LV Timoshenko, MV Chubik

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno