本发明涉及一种分离妥布霉素的离子色谱填料及其制备方法,属于混合模式色谱填料的开发。
背景技术:
1、妥布霉素是一种广谱氨基糖苷类药物,通过结合细菌核糖体的30s亚基,穿过细胞壁并抑制蛋白质合成,导致细胞膜通透性改变,细胞包膜逐渐破坏,最终导致细胞死亡。它在临床上主要治疗敏感细菌所引起的严重感染,如革兰氏阴性菌绿脓杆菌、大肠杆菌及肺炎杆菌等所引起的烧伤感染、败血症、呼吸系统感染、泌尿系统感染、胆囊胆道感染以及软组织严重感染等疾病,在医疗上具有重要的作用,因此对提纯妥布霉素的研究具有十分重大的意义。
2、虽然有专利cn201310621366.6和论文发表,构建新的工程菌,能够直接发酵生成妥布霉素,避免从氨甲酰妥布霉素水解,但该方法成本高,操作复杂,所以目前国内外大部分厂商还是通过黑暗链霉菌发酵生产氨甲酰妥布霉素,再通过水解得到妥布霉素的工艺为主,该种工艺得到的产物杂质含量高,尤其是是安普霉素和氨基酰卡那霉素b两种杂质,和妥布霉素的结构十分相似,给妥布霉素的分离造成了很大的困难,下式中从左到右分别为妥布霉素、卡那霉素b、安普霉素的结构式。
3、
4、目前对妥布霉素的分离纯化主要就是采用离子交换的方法。现有的文献和报道大都是采用弱酸阳离子交换树脂对其进行分离,得到纯度较高的妥布霉素纯品;或者采用弱酸阳离子交换树脂与结晶相结合的方法来提高妥布霉素的纯度。牛猛等开发利用离子交换树脂混用技术分离纯化妥布霉素的工艺从10种不同类型的树脂筛选出hz-3c和jk110两种弱酸阳离子交换树脂分离纯化妥布霉素,确定了两种树脂最佳比例,来分离纯化妥布霉素,将其纯度从32.8%提高至了94.8%,并且回收率达到了88.6%(牛猛.妥布霉素的分离纯化工艺研究[d].华东理工大学,2018.);专利cn107674101b采用纳滤结晶方式对经过水解、脱色、膜过滤后的妥布霉素溶液进行处理,然后对结晶得到的晶体采用弱酸阳离子制备色谱柱进行柱层析分离,采用此种方法得到的妥布霉素的hplc纯度达99.4%以上,但是该方法步骤繁琐,需要脱盐等处理,往往为了得到高纯度的妥布霉素需要巨大的成本。
5、现有方法虽然能够较好的分离得到纯度较高妥布霉素,却有很大的缺陷:妥布霉素结晶比较困难,容易形成胶体,往往需要先将妥布霉素的纯度提高到90%以上,才能保证结晶的效果;而且工业生产上成本高,得到一批次的妥布霉素纯品所耗时间长,且回收率低,因此目前中国药典上对妥布霉素的纯度要求依然是90%以上。因此为了克服上述缺陷,在原先采用阳离子交换树脂的基础上,对该类树脂进行改进优化,以期能够得到一种新型树脂能够有效分离妥布霉素及其杂质,将其纯度提高到98%及以上。通过查阅大量文献发现,采用反相/离子交换作用混合模式色谱(rplc/iex)的方式可能能够达到上述预期。周珊珊等人采用点击化学的方法制备了一种反相/弱阳离子交换混合模式色谱填料,这种填料具有反相和弱阳离子交换两种分离机制,再用这种混合模式色谱填料分离6条疏水性和理论等电点不同的标准肽段混合物,可将这6条肽段完全分离,而经典的c18反相色谱柱则不能将它们完全分离([j].中国科学:生命科学,2018,48(02):195-206.);刘菊湘等人合成了不同交换容量的聚苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂来研究疏水作用对丙氨酸和缬氨酸分离的影响,他们通过实验发现了这两种氨基酸在强酸阳离子交换树脂中的保留体积与其本身的碱性大小关系与理论相反,因此证明了强酸阳离子交换树脂与氨基酸之间除了离子交换作用,还存在疏水作用,且两者对保留体积的影响正好相反;他们还通过实验证明当树脂的交换容量逐渐降低到1mmol/l时,丙氨酸的保留体积下降程度较于缬氨酸更大,但是两者的分离度都有所增加([j].高等学校化学学报,2001,(12):2100-2103.)。
6、由此可见,对于氨基酸的分离来说,强酸阳离子树脂上的磺酸负离子与氨基酸的氨基以静电结合时,树脂骨架对氨基酸的疏水作用亦发挥了协同作用,且两者作用相结合下对氨基酸的分离起到了正向作用。因此对于妥布霉素这类多氨基类抗生素,亦可以尝试采用反相/阳离子交换混合模式色谱填料,所不同的是妥布霉素具有5个氨基,用强阳离子色谱填料所产生的离子作用太强,吸附后难以被洗下,各种文献也证明了这点,因此采用弱酸阳离子色谱填料。此外相比于上述丙氨酸,妥布霉素的碱性更强,保留体积也越大,为了达到更好的分离效果,理论上应采用更低的交换容量。
7、因此,本领域亟需一种具有低交换容量的大孔长链弱酸ps-dvb树脂,提高妥布霉素的分离度。
技术实现思路
1、本发明的目的是为解决现有技术中的填料在分离妥布霉素上的不足的问题。
2、为达到解决上述问题的目的,本发明所采取的技术方案是提供一种分离妥布霉素的离子色谱填料及其制备方法。
3、本发明的第一方面,提供了一种分离妥布霉素的离子色谱填料的制备方法,包括以下步骤:
4、步骤1、种球溶胀法制备改性ps-dvb微球:
5、步骤1.1、将ps种子加入到sds(0.25wt%)溶液中,在室温下超声分散均匀,得到分散液,为溶液a;将二乙烯基苯、10-十一烯酸甲酯、甲苯及甲基环己烷分别加入到sds溶液中,并加入bpo及无水硫酸钠固体,乳化,得到乳化液,为溶液b;
6、步骤1.2、将溶液a和溶液b混合后加入次甲基蓝,搅拌,于室温下溶胀,得到反应体系c;
7、步骤1.3、在反应体系c中加入pva溶液,搅拌,随后水浴加热反应,将产物用热水洗至没有泡沫为止,烘干,得到改性后的ps-dvb微球;
8、步骤1.4、将改性后的ps-dvb微球用丙酮进行抽洗,洗至流出液澄清,说明致孔剂清洗完全,再用去离子水进行抽洗后烘干;
9、步骤2、水解改性ps-dvb微球,制备大孔长链弱酸ps-dvb微球:
10、向烘干后的大孔ps-dvb微球中加入质量分数为20%的naoh溶液,80℃水浴加热反应,将10-十一烯酸甲酯水解为10-十一烯酸,去离子水进行抽洗后,烘干得到大孔长链弱酸ps-dvb微球,即离子色谱填料。
11、优选地,所述的步骤1.1中,ps种子粒径为3μm,加入量为1g;sds溶液加入量为25ml,所述的二乙烯基苯与10-十一烯酸甲酯的质量和:甲苯的质量:甲基环己烷的质量1:1:1,其中二乙烯基苯与10-十一烯酸甲酯的质量比为1:1~1:4;进一步优选地,二乙烯基苯与10-十一烯酸甲酯的质量和、甲苯的质量及甲基环己烷的质量分别为5g。
12、优选地,所述的步骤1.2中,次甲基蓝加入量为0.5ml;搅拌速度为180rmp;溶胀时间为15h。
13、优选地,所述的步骤1.3中,pva溶液的体系质量为2%,搅拌时间为0.5h,水浴加热的温度为80℃;
14、优选地,所述的步骤2中,制备所得到的大孔长链弱酸ps-dvb微球粒径约为10μm,孔结构优良,比表面积约为300cm2/g,孔容达到1.2cm3/g以上,且观察视野中,粒径均一,视野中观察分散性良好。
15、本发明的第二方面,提供了一种通过上述方法制备得到的离子色谱填料。
16、相比现有技术,本发明具有如下有益效果:
17、1、本发明制备了一种低交换容量的长链大孔弱酸ps-dvb树脂,采用10-十一烯酸甲酯这类长链的改性单体增加两者之间的疏水作用,与弱酸基团的离子交换作用发挥协同效应,以期能够进一步分离纯化妥布霉素,提高妥布霉素的分离度。
1.一种分离妥布霉素的离子色谱填料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的分离妥布霉素的离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述的步骤1.1中,ps种子粒径为3μm,加入量为1g;sds溶液加入量为25ml,所述的二乙烯基苯与10-十一烯酸甲酯的质量和:甲苯的质量:甲基环己烷的质量1:1:1,其中二乙烯基苯与10-十一烯酸甲酯的质量比为1:1~1:4。
3.如权利要求2所述的分离妥布霉素的离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述的二乙烯基苯与10-十一烯酸甲酯的质量和、甲苯的质量及甲基环己烷的质量分别为5g。
4.如权利要求1所述的分离妥布霉素的离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述的步骤1.2中,次甲基蓝加入量为0.5ml;搅拌速度为180rmp;溶胀时间为15h。
5.如权利要求1所述的分离妥布霉素的离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述的步骤1.3中,pva溶液的体系质量为2%,搅拌时间为0.5h,水浴加热的温度为80℃。
6.如权利要求1所述的分离妥布霉素的离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述的步骤2中,制备所得到的大孔长链弱酸ps-dvb微球粒径约为10μm、比表面积约为300cm2/g。
7.一种通过权利要求1~6中任一项所述的方法制备得到的离子色谱填料。