Mingzu Yang, Bo Xu
Κέντρο Ε&Α εφαρμογών
Εισαγωγή
Τα αντιβιοτικά είναι μια κατηγορία δευτερογενών μεταβολιτών που παράγονται από μικροοργανισμούς (συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων, μυκήτων, ακτινομυκήτων) ή παρόμοιων ενώσεων που συντίθενται ή ημι-συντίθενται χημικά.Τα αντιβιοτικά θα μπορούσαν να αναστείλουν την ανάπτυξη και την επιβίωση άλλων μικροοργανισμών.Το πρώτο αντιβιοτικό που ανακαλύφθηκε από τον άνθρωπο, η πενικιλίνη, ανακαλύφθηκε από τον Βρετανό μικροβιολόγο Alexander Fleming το 1928. Παρατήρησε ότι τα βακτήρια κοντά στο καλούπι δεν μπορούσαν να αναπτυχθούν στο δοχείο καλλιέργειας σταφυλόκοκκου που ήταν μολυσμένο με μούχλα.Υπέθεσε ότι η μούχλα πρέπει να εκκρίνει μια αντιβακτηριακή ουσία, την οποία ονόμασε πενικιλλίνη το 1928. Ωστόσο, τα δραστικά συστατικά δεν είχαν καθαριστεί εκείνη την εποχή.Το 1939, ο Ernst Chain και ο Howard Florey του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης αποφάσισαν να αναπτύξουν ένα φάρμακο που θα μπορούσε να θεραπεύσει βακτηριακές λοιμώξεις.Αφού ήρθαν σε επαφή με τον Fleming για να λάβουν στελέχη, εξήγαγαν και καθάρισαν με επιτυχία την πενικιλίνη από τα στελέχη.Για την επιτυχημένη ανάπτυξη της πενικιλίνης ως θεραπευτικού φαρμάκου, οι Fleming, Chain και Florey μοιράστηκαν το Νόμπελ Ιατρικής το 1945.
Τα αντιβιοτικά χρησιμοποιούνται ως αντιβακτηριδακοί παράγοντες για τη θεραπεία ή την πρόληψη βακτηριακών λοιμώξεων.Υπάρχουν διάφορες κύριες κατηγορίες αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται ως αντιβακτηριακά μέσα: αντιβιοτικά β-λακτάμης (συμπεριλαμβανομένης της πενικιλλίνης, της κεφαλοσπορίνης, κ.λπ.), των αμινογλυκοσιδικών αντιβιοτικών, των μακρολιδικών αντιβιοτικών, των αντιβιοτικών τετρακυκλίνης, της χλωραμφενικόλης (ολικό συνθετικό αντιβιοτικό) κ.λπ. Οι πηγές αντιβιοτικών περιλαμβάνουν βιολογική ζύμωση, ημι-σύνθεση και ολική σύνθεση.Τα αντιβιοτικά που παράγονται από τη βιολογική ζύμωση πρέπει να τροποποιηθούν δομικά με χημικές μεθόδους λόγω της χημικής σταθερότητας, των τοξικών παρενεργειών, του αντιβακτηριακού φάσματος και άλλων ζητημάτων.Μετά από χημική τροποποίηση, τα αντιβιοτικά θα μπορούσαν να επιτύχουν αυξημένη σταθερότητα, μειωμένες τοξικές παρενέργειες, διευρυμένο αντιβακτηριακό φάσμα, μειωμένη αντοχή στο φάρμακο, βελτιωμένη βιοδιαθεσιμότητα και ως εκ τούτου βελτιωμένη επίδραση της φαρμακευτικής αγωγής.Ως εκ τούτου, τα ημι-συνθετικά αντιβιοτικά είναι σήμερα η πιο δημοφιλής κατεύθυνση στην ανάπτυξη αντιβιοτικών φαρμάκων.
Στην ανάπτυξη ημι-συνθετικών αντιβιοτικών, τα αντιβιοτικά έχουν τις ιδιότητες χαμηλής καθαρότητας, πολλών υποπροϊόντων και πολύπλοκων συστατικών αφού προέρχονται από προϊόντα μικροβιακής ζύμωσης.Σε αυτή την περίπτωση, η ανάλυση και ο έλεγχος των ακαθαρσιών στα ημισυνθετικά αντιβιοτικά είναι ιδιαίτερα σημαντική.Προκειμένου να εντοπιστούν αποτελεσματικά και να χαρακτηριστούν οι ακαθαρσίες, είναι απαραίτητο να ληφθεί επαρκής ποσότητα ακαθαρσιών από το συνθετικό προϊόν των ημισυνθετικών αντιβιοτικών.Μεταξύ των κοινώς χρησιμοποιούμενων τεχνικών παρασκευής ακαθαρσιών, η χρωματογραφία flash είναι μια οικονομικά αποδοτική μέθοδος με πλεονεκτήματα όπως μεγάλη ποσότητα φόρτωσης δείγματος, χαμηλό κόστος, εξοικονόμηση χρόνου, κ.λπ. Η χρωματογραφία φλας χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο από συνθετικούς ερευνητές.
Σε αυτήν την ανάρτηση, η κύρια ακαθαρσία ενός ημι-συνθετικού αντιβιοτικού αμινογλυκοσίδης χρησιμοποιήθηκε ως δείγμα και καθαρίστηκε με ένα φυσίγγιο SepaFlash C18AQ σε συνδυασμό με το σύστημα χρωματογραφίας flash SepaBean™.Το προϊόν-στόχος που πληροί τις απαιτήσεις ελήφθη με επιτυχία, προτείνοντας μια εξαιρετικά αποτελεσματική λύση για τον καθαρισμό αυτών των ενώσεων.
Πειραματικό Τμήμα
Το δείγμα παρασχέθηκε ευγενικά από τοπική φαρμακευτική εταιρεία.Το δείγμα ήταν ένα είδος αμινοπολυκυκλικών υδατανθράκων και η μοριακή του δομή ήταν παρόμοια με τα αμινογλυκοσιδικά αντιβιοτικά.Η πολικότητα του δείγματος ήταν μάλλον υψηλή, καθιστώντας το πολύ διαλυτό στο νερό.Το σχηματικό διάγραμμα της μοριακής δομής του δείγματος φαίνεται στο Σχήμα 1. Η καθαρότητα του ακατέργαστου δείγματος ήταν περίπου 88% όπως αναλύθηκε με HPLC.Για τον καθαρισμό αυτών των ενώσεων υψηλής πολικότητας, το δείγμα μετά βίας θα διατηρηθεί στις κανονικές στήλες C18 σύμφωνα με τις προηγούμενες εμπειρίες μας.Ως εκ τούτου, μια στήλη C18AQ χρησιμοποιήθηκε για τον καθαρισμό του δείγματος.
Εικόνα 1. Το σχηματικό διάγραμμα της μοριακής δομής του δείγματος.
Για να παρασκευαστεί το διάλυμα του δείγματος, διαλύθηκαν 50 mg ακατέργαστου δείγματος σε 5 mL καθαρού νερού και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε υπερήχους για να γίνει ένα εντελώς διαυγές διάλυμα.Το διάλυμα του δείγματος στη συνέχεια εγχύθηκε στη στήλη flash με έναν εγχυτήρα.Η πειραματική ρύθμιση του καθαρισμού flash παρατίθεται στον Πίνακα 1.
| Οργανο | Μηχάνημα SepaBean™ 2 | |
| Φυσίγγια | Κασέτα φλας 12 g SepaFlash C18AQ RP (σφαιρικό πυρίτιο, 20 - 45μm, 100 Å, αριθμός παραγγελίας:SW-5222-012-SP(AQ)) | |
| Μήκος κύματος | 204 nm, 220 nm | |
| Κινητή φάση | Διαλύτης Α: Νερό Διαλύτης Β: Ακετονιτρίλιο | |
| Ρυθμός ροής | 15 mL/min | |
| Φόρτωση δείγματος | 50 mg | |
| Βαθμίδα | Χρόνος (λεπτά) | Διαλύτης Β (%) |
| 0 | 0 | |
| 19.0 | 8 | |
| 47,0 | 80 | |
| 52,0 | 80 | |
Αποτελέσματα και συζήτηση
Το flash χρωματογράφημα του δείγματος στο φυσίγγιο C18AQ φαίνεται στο Σχήμα 2. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, το εξαιρετικά πολικό δείγμα διατηρήθηκε αποτελεσματικά στο φυσίγγιο C18AQ.Μετά τη λυοφιλοποίηση για τα συλλεγέντα κλάσματα, το προϊόν στόχος είχε καθαρότητα 96,2% (όπως φαίνεται στο Σχήμα 3) με ανάλυση HPLC.Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το καθαρισμένο προϊόν θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί περαιτέρω στο επόμενο στάδιο έρευνας και ανάπτυξης.
Εικόνα 2. Το χρωματογράφημα flash του δείγματος σε φυσίγγιο C18AQ.
Εικόνα 3. Το χρωματογράφημα HPLC του προϊόντος στόχου.
Συμπερασματικά, το φυσίγγιο flash SepaFlash C18AQ RP σε συνδυασμό με το σύστημα χρωματογραφίας φλας SepaBean™ μηχανή θα μπορούσε να προσφέρει μια γρήγορη και αποτελεσματική λύση για τον καθαρισμό δειγμάτων υψηλής πολικότητας.
Σχετικά με τα δοχεία φλας SepaFlash C18AQ RP
Υπάρχει μια σειρά από δοχεία φλας SepaFlash C18AQ RP με διαφορετικές προδιαγραφές από την τεχνολογία Santai (όπως φαίνεται στον Πίνακα 2).
| Αριθμός αντικειμένου | Μέγεθος στήλης | Ρυθμός ροής (mL/min) | Μέγιστη πίεση (psi/bar) |
| SW-5222-004-SP(AQ) | 5,4 γρ | 5-15 | 400/27,5 |
| SW-5222-012-SP(AQ) | 20 γρ | 10-25 | 400/27,5 |
| SW-5222-025-SP(AQ) | 33 γρ | 10-25 | 400/27,5 |
| SW-5222-040-SP(AQ) | 48 γρ | 15-30 | 400/27,5 |
| SW-5222-080-SP(AQ) | 105 γρ | 25-50 | 350/24,0 |
| SW-5222-120-SP(AQ) | 155 γρ | 30-60 | 300/20.7 |
| SW-5222-220-SP(AQ) | 300 γρ | 40-80 | 300/20.7 |
| SW-5222-330-SP(AQ) | 420 γρ | 40-80 | 250/17.2 |
Πίνακας 2. Κασέτες φλας SepaFlash C18AQ RP.Υλικά συσκευασίας: Σφαιρικό πυρίτιο υψηλής απόδοσης C18(AQ), 20 - 45 μm, 100 Å.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις λεπτομερείς προδιαγραφές της μηχανής SepaBean™ ή τις πληροφορίες παραγγελίας για τις κασέτες φλας της σειράς SepaFlash, επισκεφθείτε την ιστοσελίδα μας.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-26-2018