淺析青霉素提純工藝生產(chǎn)現(xiàn)狀和研究進(jìn)展

張小雙

摘? 要：青霉素具有極強(qiáng)的消毒殺菌功能以及較低的副作用，因此被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)療中，成為主要的殺菌消毒藥品。青霉素提純工藝的發(fā)展有利于推動我國醫(yī)學(xué)和藥學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)展，因此，研究青霉素提純工藝的發(fā)展現(xiàn)狀以及創(chuàng)新青霉素提純工藝有利于實現(xiàn)青霉素提純工藝的進(jìn)步和完善。本文首先分析了青霉素的相關(guān)概念和特性，其次分析了目前現(xiàn)有的青霉素提純工藝，最后分析了青霉素提純工藝的發(fā)展方向和發(fā)展目標(biāo)，以期實現(xiàn)青霉素提純工藝的創(chuàng)新發(fā)展為更多領(lǐng)域提供有效的資源。

關(guān)鍵詞：青霉素;提純工藝;發(fā)展現(xiàn)狀;新發(fā)展

一、青霉素概述

1929年青霉素被Flemming發(fā)現(xiàn)并提出，這是世界上首次發(fā)現(xiàn)青霉素的存在，同時證實了其殺菌消毒的作用和較小的副作用，因此，青霉素成為第一個被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的抗生素。青霉素發(fā)展至今仍是不可代替的抗菌藥物，自身具有抗菌殺毒、作用快、危害小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在臨床中被廣泛使用。

青霉素能夠在細(xì)菌細(xì)胞的繁殖過程中消滅細(xì)菌，其分子中含有的β—內(nèi)酰胺環(huán)可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，從而徹底的消滅細(xì)菌。青霉菌在同一菌種不同環(huán)境下產(chǎn)生的物質(zhì)以及不同菌種同一環(huán)境下產(chǎn)生的物質(zhì)統(tǒng)一被稱為青霉素，可以說青霉素是青霉菌的產(chǎn)物，是一類抗生素的總稱。青霉素發(fā)酵液中包含五種以上的天然青霉素，例如青霉素F、G、X、K、F和V等等，因此青霉素不僅是優(yōu)秀的抗生藥物，還是裂解生產(chǎn)半合成抗生素，如6-氨基青霉烷酸（6-APA）、7-氨基-3-去乙酰氧基頭孢烷酸（7-ADCA）等的重要原材料，在整個抗生素行業(yè)的發(fā)展中起到了不可替代的作用。

二、青霉素提純工藝的現(xiàn)狀分析

青霉素的提純工藝是生產(chǎn)青霉素的關(guān)鍵工作，提純工藝主要步驟包括七項內(nèi)容，主要是發(fā)酵液、過濾、一次萃取、反萃取、二次萃取、脫色、結(jié)晶，在上述過程中，萃取技術(shù)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，占據(jù)了較大的工作量，只要完成了萃取工作，就相當(dāng)于完成了青霉素的提純。下面主要分析青霉素提純過程中常用的萃取方法以及萃取技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

2.1胺類萃取

胺類萃取是通過機(jī)相的胺和水相中的青霉素水酸根離子以及氫離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)得到青霉素的一種萃取方法。這種方法能夠有效地將青霉素提取，但是在實際的操作中也存在一定的問題，影響青霉素提純工藝。首先，在發(fā)酵液中不僅只有水酸根離子，還包含其他不同類型的酸根離子，與胺和氫離子反應(yīng)會影響青霉素的有效提純，其次胺類的萃取不受容易酸堿度的影響，因此難以利用PH值的改變實現(xiàn)反萃取的效果，導(dǎo)致該萃取方法在實際操作過程中產(chǎn)生較多的乳化現(xiàn)象。

2.2中性膦類萃取

中性膦類萃取的方法主要的萃取劑包括醋酸丁酯和中性膦類萃取劑兩大類。在此萃取方法的效果取決于磷酸三丁酯的含量，當(dāng)磷酸三丁酯的濃度越大時，萃取效果越明顯，當(dāng)磷酸三丁酯的濃度越低時，萃取的效果不夠明顯，因此，在此方法的萃取過程中應(yīng)該控制磷酸三丁酯的用量，保證能夠發(fā)揮最大作用。此外，該萃取方法的效果還取決于反萃取的性能，反萃取在萃取過程中同樣發(fā)揮著較大的作用。但是目前中性膦類萃取方法對于反萃取工藝的掌握還不夠完善，需要繼續(xù)探索研究。

2.3溶劑萃取

溶劑萃取是青霉素提純工藝發(fā)展至今較為成熟的一種方法，該方法具有效率高、產(chǎn)量大、濃度高等優(yōu)點(diǎn)，是最常用的青霉素萃取方法。溶劑萃取又包括物理萃取和反應(yīng)萃取兩種方法，最常用的是碳?xì)浠衔锖腿〈奶細(xì)浠衔锶軇簿褪翘?鍵合氧給予體類型的萃取劑，要求萃取環(huán)境在PH值2.0左右進(jìn)行萃取，即為物理萃取的方法。雖然該項技術(shù)是至今相對成熟的提純技術(shù)，但是仍存在一定的缺陷，例如，溶劑萃取法在提取青霉素的過程中容易乳化，對提純設(shè)備的要求也較高，對溶媒的消耗量巨大，不利于節(jié)約成本，此方法的發(fā)展與國際上還有一定的差距，應(yīng)該技術(shù)研究和改進(jìn)。

三、青霉素提純工藝的新發(fā)展

目前青霉素主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的殺菌消毒，成為應(yīng)用最廣泛的一種抗抗生素藥物。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，青霉素的其他利用價值被不斷發(fā)掘，被逐漸應(yīng)用于其他領(lǐng)域，其生產(chǎn)技術(shù)和提純工藝也得到了創(chuàng)新性發(fā)展。但是隨著青霉素的應(yīng)用價值不斷提高，對青霉素的生產(chǎn)技術(shù)和提純工藝的要求也不斷提高，要想實現(xiàn)青霉素的廣泛使用，最大限度的發(fā)揮其價值，最重要的就是發(fā)展和完善提純工藝，使得青霉素的獲取更高效、便捷，滿足不同領(lǐng)域的需求。

3.1雙水相萃取

雙水相萃取的操作過程較為簡單，實驗過程也較為環(huán)保，產(chǎn)生的青霉素量大并且極具活性。該項技術(shù)主要在發(fā)酵液中實現(xiàn)青霉素的萃取，能夠有效降低容易的消耗量，是對傳統(tǒng)青霉素提純工藝的突破，能夠有效提高青霉素的產(chǎn)量，并且節(jié)約生產(chǎn)成本。但是由于雙水相萃取工藝的出現(xiàn)時間較短，應(yīng)用的范圍不是很廣，導(dǎo)致該項技術(shù)在聚乙二醇的應(yīng)用中成本費(fèi)用過高，也難以選擇更好的物質(zhì)進(jìn)行代替，導(dǎo)致在聚乙二醇缺乏的情況下，該項技術(shù)應(yīng)用受到限制。

3.2支撐液膜、膜分離萃取

支撐液膜萃取工藝的原理主要是胺類和青霉素之間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，會將青霉素溶液從膜的一端移至另一端，從而在另一端獲取提純后的青霉素。膜分離工藝操作簡單，對能源消耗較低，僅需要膜分離技術(shù)便可實現(xiàn)青霉素的提純，相對操作簡單。但是支撐液膜萃取工藝和膜分離工藝的出現(xiàn)時間較短，發(fā)展仍不完善，膜分離技術(shù)的選擇性較高，因此在日常的生產(chǎn)中會選擇其他的萃取工藝，較少的選擇該項提純工藝。

3.3反膠團(tuán)萃取

反膠團(tuán)萃取工藝主要利用了生物活性物質(zhì)進(jìn)行青霉素的提純，該種工藝下，主要利用離子的強(qiáng)度變化提高青霉素的萃取率，克服了傳統(tǒng)的PH值對反萃取率作用效果不佳的弊端。該種工藝屬于創(chuàng)新型的萃取工藝，可以在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)萃取工藝的不足，但是某些固有的缺陷仍然難以克服，還需要配合新技術(shù)不斷創(chuàng)新和完善青霉素的提取工藝。

總結(jié)

綜上所述，青霉素作為一種被廣泛應(yīng)用的物質(zhì)，其提純生產(chǎn)工藝也備受關(guān)注，因此，應(yīng)該對青霉素的提純工藝發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié)，確定今后的發(fā)展方向，實現(xiàn)青霉素提純工藝的發(fā)展。只有不斷創(chuàng)新和發(fā)展青霉素提純生產(chǎn)工藝，才能滿足各行各業(yè)對青霉素的需求，實現(xiàn)青霉素的巨大價值。

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