安普霉素的纯化

2020/4/13 13:16:20

概述[1][2]

安普霉素(Apramycin)又名阿普拉霉素,属于氨基环醇类化合物。安普霉素在20世纪80年代由美国开发成功。将安普霉素作为药物型饲料添加剂,能明显促进动物增重和提高饲料转化率,因此其在畜禽养殖领域得到广泛应用。安普霉素的特点是抗菌谱广,不易产生抗药性。其对革兰氏阳性菌、部分革兰氏阴性菌均有效,对一部分霉浆菌也有效。对安普霉素最为敏感的是大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、支原体等。其中安普霉素对大肠杆菌和沙门氏杆菌的杀菌能力比抑菌能力还要强,对断奶后小猪下痢、鸡大肠杆菌有特效。此外,安普霉素也能作抗生素化学改造的起始物质。

提取方法[1]

将18000L氨基甲酰妥布霉素含量为2550μ/ml的氨基甲酰妥布霉素发酵液用5mol/LHCl溶液调pH至5.5,然后加入700L732树脂,搅拌吸附8小时,然后收集树脂,并将其移至树脂柱中,使用浓度为2mol/L的氨水作为洗脱剂进行洗脱,收集洗脱液2100L,氨基甲酰妥布霉素的含量为18000μ/ml。将洗脱液中氨基甲酰妥布霉素的浓度调节至25450μ/ml,加热至80-90℃,水解2小时。

然后用浓度为2mol/L的HCl溶液将水解后溶液的pH调节至8.5,再加入到D151树脂柱中进行吸附,当D151树脂吸附饱和后,用去离子水2000L洗涤24小时,再用浓度为0.5mol/L的氨水进行洗脱,控制氨水的流速为2000ml/分钟。

在用氨水进行洗脱的过程中,采用TLC薄层层析法对洗脱液组分进行监测。其中TLC薄层层析法以纯安普霉素为标准点位,当洗脱液组分的供试液的点位与安普霉素点位符合时,收集对应的含有安普霉素的洗脱液组分。当供试液的点位偏离安普霉素点位时,停止收集。最终收集的安普霉素溶液为1500L,安普霉素浓度为18500μ/ml,总亿为27.75ka(其中总亿为活性单位)。

将收集的安普霉素溶液的pH用浓度为2mol/L的HCL溶液调节至8-9,用D151树脂进行吸附,吸附饱和后串联711树脂,用浓度为2mol/L的氨水进行洗脱,得到洗脱液的体积为380L,安普霉素浓度为68900μ/ml,总亿为26.18ka。

接下来,将洗脱液采用薄膜浓缩方式浓缩至安普霉素浓度468250μ/ml,体积为53L;然后加入0.3kg活性炭,炭脱30分钟,过滤,计量所得结晶液体积为51L。在结晶罐中放入155L无水乙醇,再加入所得结晶液,搅拌2小时后,静置结晶8小时,然后离心分离并干燥,制成安普霉素成品20.81kg,对应洗脱收率为75%。

安普霉素成品经红外光谱和紫外光谱进行鉴定,符合安普霉素的特征。

制剂[2]

安普霉素是脂溶性物质,在体内溶出差,生物利用度低,造成给药时间短、面积小,影响了给药效果。因此,将其制成一种水溶性好、吸收快,并且具有肝靶向作用、长效、控制释放的新剂型是十分必要的。

安普霉素脂质体制备方法:

称取磷脂酰胆碱3.75g,购自于上海伯奥生物工程公司,分析纯,批号BA20121206;胆固醇1.25g,上海伯奥生物工程公司提供,分析纯,批号BA20121125;安普霉素0.25g,郑州福瑞康化工产品有限公司,批号120115;将称取的磷脂酰胆碱、胆固醇和安普霉素溶解于13mL无水乙醇中,混合均匀得到混合溶液,将所得混合溶液置入CO2流体反应器中,封盖。

将泊洛沙姆188溶于pH7.2的PBS磷酸盐缓冲液中,配成泊洛沙姆188的质量浓度为5%的稳定剂溶液l00mL,将制备得到的稳定剂溶液置入CO2流体收集器中,封盖。

打开CO2钢瓶,CO2气体经冷机冷却成液体后,由高压计量泵加压后进入CO2流体反应器,CO2流体反应器的温度由换热器控制,在预膨胀压力30MPa、预膨胀温度338K下,磷脂酰胆碱、胆固醇与安普霉素溶解在超临界CO2/乙醇混合溶剂中得到超临界溶液,超临界溶液中乙醇与CO2的摩尔数之比为1∶5,待体系达到平衡后,快速释放压力,脂质材料溶液经喷嘴以2L/min的流速喷射进CO2流体收集器,使脂质体均匀分散在稳定剂溶液中,CO2经转子流量计排空,收集制成的安普霉素脂质体混悬液。

抗菌活性[3]

作为氨基糖苷类药物,安普霉素可阻碍原核生物核蛋白质合成,抑制有害菌在畜禽体内生长。安普霉素抗菌谱广,对多种革兰氏阴性菌特别是大肠杆菌和沙门氏菌有强大的抗菌作用,对革兰氏阳性菌和某些支原体也能表现出较强的抗菌作用。安普霉素体外抗菌活性见表1。由表1可以看出,安普霉素对金葡菌和八叠球菌的最小抑菌浓度(MIC)值较低,对白色念珠菌的MIC值较高。

 

抗生素后效应(PAE)是评价抗菌药物活性的重要指标之一,PAE时间越长,其抗菌活性越强。孙志武等考察了硫酸安普霉素对嗜水气单胞菌的体外抑菌效果,发现其MIC和MBC分别为0.5g/mL和1~g/mL,抑菌效果在嗜水气单胞菌的调整期表现尤为明显,是静止期杀菌药物,PAE较长,具有明显的浓度依赖性,且不产生耐药性,这可能是由于安普霉素以高浓度在肠道中发挥作用,可影响病原菌的黏附能力,抑制主要致病因子的分泌,从而增强了机体抗感染的能力。

含量测定[3]

1、抗生素微生物检定法

国际上采用管碟法和浊度法来测抗生素效价,而在国内,浊度法应用较少,多用管碟法测定。《中国兽药典》从2005年版开始正式收载浊度法,推进了此法在抗生素效价测定方面的应用。鲁马媚等用微生物浊度法检测安普霉素及制剂的含量,结果显示安普霉素浓度在3.6~6.0单位/mL之间时,其浓度的对数值与相应的吸光度呈直线相关,所建立的浊度法平均回收率为100.73%,平均可信限率为2.94%,RSD为0.31%。

2、旋光法

薛兴奎等采用旋光法测定硫酸安普霉素发酵过程中和提取分离精制过程中中间体的浓度,平均回收率为99.93%,且硫酸安普霉素浓度与旋光度呈现良好线性关系,线性范围为500~2000~g/mL,重复性实验得到硫酸安普霉素的浓度精密度为0.37%,结果表明用该法测硫酸安普霉素浓度所得结果准确,重现性好。史素萍等用旋光法检测硫酸安普霉素注射液中安普霉素的含量,测得安普霉素在5~40mg/mL的浓度范围内呈现良好线性关系,回收率为99.6%,实验证明旋光法可以简便而快速地检测安普霉素含量,且该方法重现性较好。

3、HPLC法

氨基糖苷类抗生素分子结构中因不含特征紫外基团而没有紫外吸收,传统HPLC-uV法测定含量应用受到限制。近年来,研究人员将高效液相和蒸发光散射检测器联用,可有效解决这一问题。宋志超等采用HPLC-ELSD法测定硫酸安普霉素含量,发现对照品在进样量为0.4~10g范围内呈现良好线性关系,安普霉素回收率为99.5%~102.7%,结果表明该方法可用于硫酸安普霉素及其制剂的质量控制,同时也提高了样品检测的精确度。

临床应用[2]

安普霉素具有低残留量,低毒的特性,临床上广泛用于治疗由沙门氏菌、大肠杆菌引起的腹泻肠炎、结肠炎以及由巴杆菌引起的败血病等细菌性疾病,也可用作饲料添加剂,提高动物生产性能,促进动物生长,但目前还没有作为水产药物使用。多年来,研究者利用肉鸡、仔猪等动物对安普霉素进行了大量的l临床试验,以探究安普霉素的临床应用效果。

雷万均给50头患黄痢病的仔猪肌肉注射硫酸安普霉素进行治疗,发现治愈率为90.0%,且不产生副作用,说明硫酸安普霉素治疗仔猪黄痢病疗效显著,具有应用价值。葛爱民等分别以单倍、3倍和5倍治疗量来考察安普霉素对肉鸡新城免疫的效果,同时探究其对机体免疫机能的影响,实验证明推荐治疗剂量安普霉素对肉鸡新城疫的体液免疫无显著影响,胸腺、法氏囊和脾脏生理状况均表现良好,而3-5倍治疗量可降低新城疫抗体效价,同时影响疫苗的免疫效果,易对中枢免疫器官造成不可逆损伤,因此临床使用时不可随意加大安普霉素剂量,以免影响其免疫效果。

主要参考资料

[1][中国发明,中国发明授权]CN201010569770.X一种提取安普霉素的方法

[2][中国发明,中国发明授权]CN201310584564.X一种安普霉素脂质体及其制备方法

[3]戴青,于丽娜,张璐,韩宁宁,徐嫄,赵晖.安普霉素的研究进展[J].中国兽药杂志,2016,50(07):66-69.

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