大孔吸附樹脂吸附分離FK506的工藝研究

諸敏

摘 要 目的：研究并優(yōu)化FK506提取工藝。方法：通過(guò)幾種大孔吸附樹脂的吸附容量及分離能力比較實(shí)驗(yàn)，篩選到一種吸附容量高又有分離能力的樹脂；通過(guò)吸附等溫線及柱分離實(shí)驗(yàn)，確定最佳吸附濃度、上樣及洗脫流速等工藝參數(shù)。結(jié)果： FK506提取液通過(guò)HZ816樹脂吸附分離掉雜質(zhì)，中間體濕粉含量達(dá)到60.1%（折干含量81.3%），吸附分離總收率達(dá)87.1 %。結(jié)論：HZ816樹脂可有效吸附分離FK506。

關(guān)鍵詞 FK506 樹脂 吸附

中圖分類號(hào)：TQ460.64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-1533（2014）21-0071-04

Study on the technology for the isolation and purification

of FK506 by macroporous resin

ZHU Min*

（Hangzhou Zhongmei Huadong Pharmaceutical Co. Ltd.， Hangzhou 310011， China）

ABSTRACT Objective： To optimize the technology for the isolation and purification of FK506. Methods： A macroporous absorption resin with high adsorption and separation capability was selected through experiments based on its adsorption capability and separation ability. Process parameters such as the volume and the optimum adsorption concentration of sample and the elution flow were determined via adsorption isotherm and column separation experiments. Results： The content of the wet powder of FK506 intermediate was 60.1% （81.3% on dry content） through the adsorption of impurities from FK506 extracts by resin HZ816 with total yield of 87.1%. Conclusion： FK506 can be effectively separated and purified by macroporous resin HZ816.

KEY WORDS FK506； resin； adsorption

FK506（他克莫司）系新一代免疫抑制劑，是繼環(huán)孢素之后的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)。通過(guò)體外、動(dòng)物和臨床研究證實(shí)，其劑量在低于環(huán)抱素10倍的情況下即可起到很好的免疫抑制作用，且毒副反應(yīng)比環(huán)孢素小[1-2]。但是，在FK506的生產(chǎn)過(guò)程中，由于發(fā)酵液中有效組分單位較低，并有多個(gè)他克莫司類似物，包括FK520（即：子囊霉素）和2H-FK506（二氫他克莫司）等雜質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)與他克莫司極為相似[3]。并且，F(xiàn)K506 和FK506異構(gòu)體Ⅰ及Ⅱ在溶劑中相互轉(zhuǎn)化[4]，導(dǎo)致分離難度大，提取收率低。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，對(duì)提取工藝作了進(jìn)一步研究，本文主要研究采用樹脂分離純化FK506中間體的工藝技術(shù)。

材料與方法

材料與儀器

HZ816，HZ818，HZ820型大孔吸附樹脂（上海華震樹脂廠）；X-5型大孔吸附樹脂（天津南開大學(xué)樹脂廠）；FK506萃取脫色濃縮液（本公司自制）；丙酮，去離子純化水，乙酸乙酯，乙醇等均為分析純；玻璃層析柱：45 mm ×1 000 mm；SHZ-3型循環(huán)水式真空泵（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；RE-201D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海一凱儀器設(shè)備有限公司）；W201B恒溫水浴鍋（上海申勝生物技術(shù)有限公司）；Agilent 1260型高效液相色譜儀（美國(guó)Agilent公司）。

方法

HPLC檢測(cè)方法

色譜柱（Eclipse XDB-C8，4.6 mm×150 mm，5 ?m），流動(dòng)相為0.1%磷酸水-乙腈（60：40→ 44：56），梯度洗脫 1 h），流速1.0 ml/min，柱溫60 ℃，進(jìn)樣量20 ml，檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm。

大孔吸附樹脂吸附容量比較

FK506提取液中含有多個(gè)組分及色素和油脂等雜質(zhì)，根據(jù)樹脂吸附原理[5]及FK506在各種溶劑中的溶解度大小，選用孔徑適合、比表面大的吸附樹脂HZ816、HZ818、HZ820、X-5各3 g分別裝入50 ml的三角瓶中；取FK506萃取脫色濃縮液25 ml，效價(jià)88.356 mg/ml，加丙酮和適量純水稀釋后效價(jià)為41.217 mg/ml，每份取12 ml分別加入上述吸附樹脂中。室溫（24 ℃）下振蕩吸附4 h，過(guò)濾后用HPLC測(cè)定吸附液中殘余的FK506效價(jià)。

吸附等溫線試驗(yàn)

在50 ml錐形瓶中加入3 g經(jīng)處理的吸附樹脂共5份，每份加入20 ml FK506溶液，效價(jià)分別為15、30、45、60、75 mg/ml，室溫（24 ℃）下振搖4 h，用HPLC測(cè)定溶液中殘余的FK506的效價(jià)，計(jì)算樹脂的吸附容量。

吸附及解吸

取直徑4.5 cm玻璃柱，裝入HZ816樹脂500 ml，先用丙酮洗脫再生，至流出液的丙酮與水混合不顯白色渾濁為止（取1 ml流出液加5 ml蒸餾水），然后用大量純化水洗脫至無(wú)丙酮味后備用。取FK506萃取脫色濃縮液54 ml，效價(jià)92.056 mg/ml，濃縮液加適量丙酮和純水稀釋后（效價(jià)：48 121 mg/ml）上柱，上樣吸附流速2.5 ml/min；上樣完畢先用丙酮-純水（3∶7）的混合溶液作解吸劑洗脫1.5倍柱體積，再用丙酮-純水（7∶3）的混合溶液作解吸劑洗脫，控制流速5 ml/min，分部收集（每流分220 ml），用HPLC測(cè)定效價(jià)，計(jì)算、比較收率。

濃縮和沉淀

收集合并大于1.0 mg/ml解吸液，減壓、60 ℃濃縮至有白色固體粉末析出、濃縮液變清，移入5 ℃冰箱中放置1 d過(guò)濾，所得粉末按上述HPLC檢測(cè)方法測(cè)FK506含量。

結(jié)果與討論

樹脂吸附容量

試驗(yàn)了4種不同樹脂靜態(tài)吸附提取液中FK506的效果（表1），按下式計(jì)算樹脂飽和吸附量[6]：飽和吸附量（mg/g）=（樣品溶液中FK506總量-吸附后殘余的FK506總量）/樹脂質(zhì)量。

從表1可見，HZ816樹脂比其它幾種樹脂吸附容量大，這是由于樹脂孔徑、比表面積、孔容及極性的不同導(dǎo)致吸附的能力的差異，而選用的HZ816樹脂有較大的比表面積及適合的孔徑；同時(shí)，加丙酮增加萃取脫色濃縮液的流動(dòng)性及加適量水增大極性和減小溶解度，有利樹脂吸附FK506。

吸附等溫曲線

HZ816樹脂在濃度不同的FK506溶液中對(duì)FK506進(jìn)行吸附，其吸附等溫線試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1可見，該等溫吸附曲線與Langmugir方程[7]吻合。樹脂吸附量隨溶液中FK506濃度提高而變大，當(dāng)濃度提高到50 mg/ml以上時(shí)，其吸附容量提高幅度變小，而溶液黏度卻增大，考慮到萃取脫色濃縮液效價(jià)濃度在75 mg/ml時(shí)，上柱吸附流速極小，因此對(duì)萃取脫色濃縮液需加溶劑丙酮增加萃取脫色濃縮液的流動(dòng)性，但要控制FK506溶液濃度在最佳吸附效價(jià)。綜上實(shí)驗(yàn)分析得出，可采用50 mg/ml濃度作為最佳吸附效價(jià)。

解吸

HZ816樹脂解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，前2個(gè)流分可分離去除大量色素等雜質(zhì)，提高了洗脫流分的純度，并且洗脫液?jiǎn)挝患校喜⑺占?～8解吸流分共1 301 ml，效價(jià)3.520 mg/ml，解吸收率達(dá)92.1 %。由于解吸流速小，有利交換洗脫，提高解吸液?jiǎn)挝?，故本?shí)驗(yàn)采用1/100（v/v·min）流速解吸。對(duì)選用的解吸溶劑必須能使大孔吸附樹脂溶脹，減少溶質(zhì)與樹脂間吸附力，同時(shí)使吸附物容易溶解，故本實(shí)驗(yàn)采用丙酮-純水（3∶7）的混合溶劑洗脫，可去掉部分極性大的雜質(zhì)，然后用70%丙酮水溶劑解吸附的FK506。

解吸液的質(zhì)量考察

收集的解吸液于60 ℃減壓濃縮至有白色固體粉末析出、濃縮液變清，移入5 ℃冰箱中放置1 d，抽濾，獲得白色粉末，按上述HPLC檢測(cè)方法測(cè)FK506重量含量為60.1%，折干含量（即粉末干燥除去水分后的重量含量）：81.3%，組分（即FK506歸一含量）：達(dá)到91%左右，顯著提高了中間體（圖2）質(zhì)量。中間體經(jīng)精制可得高純度FK506成品（圖3），可見，采用HZ816樹脂吸附分離雜質(zhì)，對(duì)后續(xù)精制工藝非常有利。

解吸液于60 ℃減壓濃縮過(guò)程中，隨著濃縮液中丙酮量的減少，相對(duì)含水量增大，F(xiàn)K506在濃縮液中溶解度降低，有固體粉末析出，至濃縮液變清時(shí)，F(xiàn)K506已基本析出，移入5 ℃冰箱中放置1 d，隨著溫度降低溶液中的FK506不斷析出，使固體粉末變粗，從而有利后續(xù)的抽濾并提高收率。

討論

HZ816樹脂可分離去除FK506萃取脫色濃縮液中的油脂、色素等雜質(zhì)，比相關(guān)美國(guó)專利報(bào)道采用硅膠等一些分離介質(zhì)效果好，工藝操作簡(jiǎn)便[8]。通過(guò)HZ816樹脂分離所得FK506白色（或類白色）固體粉末，經(jīng)精制可得高純度FK506。產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)外藥典質(zhì)量要求，可與美國(guó)專利報(bào)道的質(zhì)量媲美[9]。采用HZ816樹脂取代硅膠分離介質(zhì)不僅收率高，而且樹脂可再生重復(fù)使用，有益環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

張煒. 新型免疫抑制劑FK506[J]. 臨床皮膚科雜志， 1995， 24（1）： 47.

周吉海， 譚季春. FK506 的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)應(yīng)用[J]. 日本醫(yī)學(xué)介紹， 1994， 15（6）： 267-268.

溫耀明， 肖麗華， 莊鴻， 等. 高速逆流色譜純化他克莫司工藝放大研究[J]. 中國(guó)抗生素雜志， 2014，39（4）： 267-271.

王傳喜， 樂(lè)占線， 陳宇翔， 等. 他克莫司互變異構(gòu)體的制備及其結(jié)構(gòu)鑒定[C]. 第十二屆全國(guó)抗生素學(xué)術(shù)會(huì)議論文集. 成都： 中國(guó)藥學(xué)會(huì)抗生素專業(yè)委員會(huì)、《中國(guó)抗生素雜志》雜志社、《中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)》雜志社， 2013： 274-278.

顧覺(jué)奮. 分離純化工藝原理[M]. 北京： 中國(guó)醫(yī)藥科技出版社， 1994： 117-123.

王英豪， 邱頌平， 劉清華. 大孔吸附樹脂對(duì)山茱萸總黃酮的分離純化研究[J].中藥與臨床， 2012， 3（1）： 18-26.

何建勇. 生物制藥工藝學(xué)[M]. 北京： 人民衛(wèi)生出版社， 2007： 318-319.

Cabri W， Paissoni P， Roletto J， et al. Process for the purification of tacrolimus： USA， 20080160586[P]. 2008-07-03.

Choi BT， Ham YB， Yu SS， et al. Method for refining of high purity of tacrolimus： USA， 8362238[P]. 2013-01-29.

（收稿日期：2013-04-15）

濃縮和沉淀

收集合并大于1.0 mg/ml解吸液，減壓、60 ℃濃縮至有白色固體粉末析出、濃縮液變清，移入5 ℃冰箱中放置1 d過(guò)濾，所得粉末按上述HPLC檢測(cè)方法測(cè)FK506含量。

結(jié)果與討論

樹脂吸附容量

試驗(yàn)了4種不同樹脂靜態(tài)吸附提取液中FK506的效果（表1），按下式計(jì)算樹脂飽和吸附量[6]：飽和吸附量（mg/g）=（樣品溶液中FK506總量-吸附后殘余的FK506總量）/樹脂質(zhì)量。

從表1可見，HZ816樹脂比其它幾種樹脂吸附容量大，這是由于樹脂孔徑、比表面積、孔容及極性的不同導(dǎo)致吸附的能力的差異，而選用的HZ816樹脂有較大的比表面積及適合的孔徑；同時(shí)，加丙酮增加萃取脫色濃縮液的流動(dòng)性及加適量水增大極性和減小溶解度，有利樹脂吸附FK506。

吸附等溫曲線

HZ816樹脂在濃度不同的FK506溶液中對(duì)FK506進(jìn)行吸附，其吸附等溫線試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1可見，該等溫吸附曲線與Langmugir方程[7]吻合。樹脂吸附量隨溶液中FK506濃度提高而變大，當(dāng)濃度提高到50 mg/ml以上時(shí)，其吸附容量提高幅度變小，而溶液黏度卻增大，考慮到萃取脫色濃縮液效價(jià)濃度在75 mg/ml時(shí)，上柱吸附流速極小，因此對(duì)萃取脫色濃縮液需加溶劑丙酮增加萃取脫色濃縮液的流動(dòng)性，但要控制FK506溶液濃度在最佳吸附效價(jià)。綜上實(shí)驗(yàn)分析得出，可采用50 mg/ml濃度作為最佳吸附效價(jià)。

解吸

HZ816樹脂解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，前2個(gè)流分可分離去除大量色素等雜質(zhì)，提高了洗脫流分的純度，并且洗脫液?jiǎn)挝患?，合并所收集?～8解吸流分共1 301 ml，效價(jià)3.520 mg/ml，解吸收率達(dá)92.1 %。由于解吸流速小，有利交換洗脫，提高解吸液?jiǎn)挝唬时緦?shí)驗(yàn)采用1/100（v/v·min）流速解吸。對(duì)選用的解吸溶劑必須能使大孔吸附樹脂溶脹，減少溶質(zhì)與樹脂間吸附力，同時(shí)使吸附物容易溶解，故本實(shí)驗(yàn)采用丙酮-純水（3∶7）的混合溶劑洗脫，可去掉部分極性大的雜質(zhì)，然后用70%丙酮水溶劑解吸附的FK506。

解吸液的質(zhì)量考察

收集的解吸液于60 ℃減壓濃縮至有白色固體粉末析出、濃縮液變清，移入5 ℃冰箱中放置1 d，抽濾，獲得白色粉末，按上述HPLC檢測(cè)方法測(cè)FK506重量含量為60.1%，折干含量（即粉末干燥除去水分后的重量含量）：81.3%，組分（即FK506歸一含量）：達(dá)到91%左右，顯著提高了中間體（圖2）質(zhì)量。中間體經(jīng)精制可得高純度FK506成品（圖3），可見，采用HZ816樹脂吸附分離雜質(zhì)，對(duì)后續(xù)精制工藝非常有利。

解吸液于60 ℃減壓濃縮過(guò)程中，隨著濃縮液中丙酮量的減少，相對(duì)含水量增大，F(xiàn)K506在濃縮液中溶解度降低，有固體粉末析出，至濃縮液變清時(shí)，F(xiàn)K506已基本析出，移入5 ℃冰箱中放置1 d，隨著溫度降低溶液中的FK506不斷析出，使固體粉末變粗，從而有利后續(xù)的抽濾并提高收率。

討論

HZ816樹脂可分離去除FK506萃取脫色濃縮液中的油脂、色素等雜質(zhì)，比相關(guān)美國(guó)專利報(bào)道采用硅膠等一些分離介質(zhì)效果好，工藝操作簡(jiǎn)便[8]。通過(guò)HZ816樹脂分離所得FK506白色（或類白色）固體粉末，經(jīng)精制可得高純度FK506。產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)外藥典質(zhì)量要求，可與美國(guó)專利報(bào)道的質(zhì)量媲美[9]。采用HZ816樹脂取代硅膠分離介質(zhì)不僅收率高，而且樹脂可再生重復(fù)使用，有益環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

張煒. 新型免疫抑制劑FK506[J]. 臨床皮膚科雜志， 1995， 24（1）： 47.

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溫耀明， 肖麗華， 莊鴻， 等. 高速逆流色譜純化他克莫司工藝放大研究[J]. 中國(guó)抗生素雜志， 2014，39（4）： 267-271.

王傳喜， 樂(lè)占線， 陳宇翔， 等. 他克莫司互變異構(gòu)體的制備及其結(jié)構(gòu)鑒定[C]. 第十二屆全國(guó)抗生素學(xué)術(shù)會(huì)議論文集. 成都： 中國(guó)藥學(xué)會(huì)抗生素專業(yè)委員會(huì)、《中國(guó)抗生素雜志》雜志社、《中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)》雜志社， 2013： 274-278.

顧覺(jué)奮. 分離純化工藝原理[M]. 北京： 中國(guó)醫(yī)藥科技出版社， 1994： 117-123.

王英豪， 邱頌平， 劉清華. 大孔吸附樹脂對(duì)山茱萸總黃酮的分離純化研究[J].中藥與臨床， 2012， 3（1）： 18-26.

何建勇. 生物制藥工藝學(xué)[M]. 北京： 人民衛(wèi)生出版社， 2007： 318-319.

Cabri W， Paissoni P， Roletto J， et al. Process for the purification of tacrolimus： USA， 20080160586[P]. 2008-07-03.

Choi BT， Ham YB， Yu SS， et al. Method for refining of high purity of tacrolimus： USA， 8362238[P]. 2013-01-29.

（收稿日期：2013-04-15）

濃縮和沉淀

收集合并大于1.0 mg/ml解吸液，減壓、60 ℃濃縮至有白色固體粉末析出、濃縮液變清，移入5 ℃冰箱中放置1 d過(guò)濾，所得粉末按上述HPLC檢測(cè)方法測(cè)FK506含量。

結(jié)果與討論

樹脂吸附容量

試驗(yàn)了4種不同樹脂靜態(tài)吸附提取液中FK506的效果（表1），按下式計(jì)算樹脂飽和吸附量[6]：飽和吸附量（mg/g）=（樣品溶液中FK506總量-吸附后殘余的FK506總量）/樹脂質(zhì)量。

從表1可見，HZ816樹脂比其它幾種樹脂吸附容量大，這是由于樹脂孔徑、比表面積、孔容及極性的不同導(dǎo)致吸附的能力的差異，而選用的HZ816樹脂有較大的比表面積及適合的孔徑；同時(shí)，加丙酮增加萃取脫色濃縮液的流動(dòng)性及加適量水增大極性和減小溶解度，有利樹脂吸附FK506。

吸附等溫曲線

HZ816樹脂在濃度不同的FK506溶液中對(duì)FK506進(jìn)行吸附，其吸附等溫線試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1可見，該等溫吸附曲線與Langmugir方程[7]吻合。樹脂吸附量隨溶液中FK506濃度提高而變大，當(dāng)濃度提高到50 mg/ml以上時(shí)，其吸附容量提高幅度變小，而溶液黏度卻增大，考慮到萃取脫色濃縮液效價(jià)濃度在75 mg/ml時(shí)，上柱吸附流速極小，因此對(duì)萃取脫色濃縮液需加溶劑丙酮增加萃取脫色濃縮液的流動(dòng)性，但要控制FK506溶液濃度在最佳吸附效價(jià)。綜上實(shí)驗(yàn)分析得出，可采用50 mg/ml濃度作為最佳吸附效價(jià)。

解吸

HZ816樹脂解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，前2個(gè)流分可分離去除大量色素等雜質(zhì)，提高了洗脫流分的純度，并且洗脫液?jiǎn)挝患校喜⑺占?～8解吸流分共1 301 ml，效價(jià)3.520 mg/ml，解吸收率達(dá)92.1 %。由于解吸流速小，有利交換洗脫，提高解吸液?jiǎn)挝?，故本?shí)驗(yàn)采用1/100（v/v·min）流速解吸。對(duì)選用的解吸溶劑必須能使大孔吸附樹脂溶脹，減少溶質(zhì)與樹脂間吸附力，同時(shí)使吸附物容易溶解，故本實(shí)驗(yàn)采用丙酮-純水（3∶7）的混合溶劑洗脫，可去掉部分極性大的雜質(zhì)，然后用70%丙酮水溶劑解吸附的FK506。

解吸液的質(zhì)量考察

收集的解吸液于60 ℃減壓濃縮至有白色固體粉末析出、濃縮液變清，移入5 ℃冰箱中放置1 d，抽濾，獲得白色粉末，按上述HPLC檢測(cè)方法測(cè)FK506重量含量為60.1%，折干含量（即粉末干燥除去水分后的重量含量）：81.3%，組分（即FK506歸一含量）：達(dá)到91%左右，顯著提高了中間體（圖2）質(zhì)量。中間體經(jīng)精制可得高純度FK506成品（圖3），可見，采用HZ816樹脂吸附分離雜質(zhì)，對(duì)后續(xù)精制工藝非常有利。

解吸液于60 ℃減壓濃縮過(guò)程中，隨著濃縮液中丙酮量的減少，相對(duì)含水量增大，F(xiàn)K506在濃縮液中溶解度降低，有固體粉末析出，至濃縮液變清時(shí)，F(xiàn)K506已基本析出，移入5 ℃冰箱中放置1 d，隨著溫度降低溶液中的FK506不斷析出，使固體粉末變粗，從而有利后續(xù)的抽濾并提高收率。

討論

HZ816樹脂可分離去除FK506萃取脫色濃縮液中的油脂、色素等雜質(zhì)，比相關(guān)美國(guó)專利報(bào)道采用硅膠等一些分離介質(zhì)效果好，工藝操作簡(jiǎn)便[8]。通過(guò)HZ816樹脂分離所得FK506白色（或類白色）固體粉末，經(jīng)精制可得高純度FK506。產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)外藥典質(zhì)量要求，可與美國(guó)專利報(bào)道的質(zhì)量媲美[9]。采用HZ816樹脂取代硅膠分離介質(zhì)不僅收率高，而且樹脂可再生重復(fù)使用，有益環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

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王傳喜， 樂(lè)占線， 陳宇翔， 等. 他克莫司互變異構(gòu)體的制備及其結(jié)構(gòu)鑒定[C]. 第十二屆全國(guó)抗生素學(xué)術(shù)會(huì)議論文集. 成都： 中國(guó)藥學(xué)會(huì)抗生素專業(yè)委員會(huì)、《中國(guó)抗生素雜志》雜志社、《中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)》雜志社， 2013： 274-278.

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（收稿日期：2013-04-15）