Mingzu Yang, Bo Xu
Uygulama Ar-Ge Merkezi
giriiş
Antibiyotikler, mikroorganizmalar (bakteriler, mantarlar, aktinomisetler dahil) veya kimyasal olarak sentezlenen veya yarı sentezlenen benzer bileşikler tarafından üretilen bir ikincil metabolit sınıfıdır.Antibiyotikler diğer mikroorganizmaların büyümesini ve hayatta kalmasını engelleyebilir.İnsan tarafından keşfedilen ilk antibiyotik olan penisilin, 1928 yılında İngiliz mikrobiyolog Alexander Fleming tarafından keşfedildi. Küf bulaşmış stafilokok kültür kabında küfün çevresindeki bakterilerin çoğalamadığını gözlemledi.1928 yılında küfün penisilin adını verdiği antibakteriyel bir madde salgılaması gerektiğini öne sürdü. Ancak o dönemde etken maddeler saflaştırılmamıştı.1939'da Oxford Üniversitesi'nden Ernst Chain ve Howard Florey, bakteriyel enfeksiyonları tedavi edebilecek bir ilaç geliştirmeye karar verdiler.Türleri elde etmek için Fleming ile temasa geçtikten sonra, türlerden penisilini başarıyla çıkarıp saflaştırdılar.Tedavi edici bir ilaç olarak penisilini başarılı bir şekilde geliştirdikleri için Fleming, Chain ve Florey, 1945 Nobel Tıp Ödülü'nü paylaştılar.
Antibiyotikler, bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek veya önlemek için antibakteriyel ajanlar olarak kullanılır.Antibakteriyel maddeler olarak kullanılan birkaç ana antibiyotik kategorisi vardır: β-laktam antibiyotikler (penisilin, sefalosporin vb. dahil), aminoglikozit antibiyotikler, makrolid antibiyotikler, tetrasiklin antibiyotikler, kloramfenikol (toplam sentetik antibiyotik) vb. Antibiyotik kaynakları şunları içerir: biyolojik fermantasyon, yarı sentez ve toplam sentez.Biyolojik fermantasyonla üretilen antibiyotiklerin kimyasal stabilitesi, toksik yan etkileri, antibakteriyel spektrumu ve diğer sorunlar nedeniyle yapısal olarak kimyasal yöntemlerle değiştirilmesi gerekmektedir.Kimyasal olarak değiştirildikten sonra antibiyotikler stabiliteyi arttırabilir, toksik yan etkileri azaltabilir, antibakteriyel spektrumu genişletebilir, ilaç direncini azaltabilir, biyoyararlanımı geliştirebilir ve dolayısıyla ilaç tedavisinin etkisini geliştirebilir.Bu nedenle yarı sentetik antibiyotikler şu anda antibiyotik ilaçlarının geliştirilmesinde en popüler yöndür.
Yarı sentetik antibiyotiklerin geliştirilmesinde antibiyotikler, mikrobiyal fermantasyon ürünlerinden elde edildikleri için düşük saflık, çok fazla yan ürün ve karmaşık bileşen özelliklerine sahiptir.Bu durumda yarı sentetik antibiyotiklerdeki safsızlıkların analizi ve kontrolü özellikle önemlidir.Safsızlıkları etkili bir şekilde tanımlamak ve karakterize etmek için yarı sentetik antibiyotiklerin sentetik ürününden yeterli miktarda safsızlık elde etmek gerekir.Yaygın olarak kullanılan safsızlık hazırlama teknikleri arasında flaş kromatografisi, büyük numune yükleme miktarı, düşük maliyet, zaman tasarrufu vb. gibi avantajlara sahip, uygun maliyetli bir yöntemdir. Flaş kromatografisi, sentetik araştırmacılar tarafından giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Bu yazıda, yarı sentetik bir aminoglikozid antibiyotiğinin ana safsızlığı örnek olarak kullanıldı ve flaş kromatografi sistemi SepaBean™ makinesiyle birleştirilmiş bir SepaFlash C18AQ kartuşu ile saflaştırıldı.Gereksinimleri karşılayan hedef ürün başarıyla elde edildi, bu da bu bileşiklerin saflaştırılması için oldukça etkili bir çözüm önermektedir.
Deneysel Bölüm
Numune yerel bir ilaç şirketi tarafından sağlandı.Örnek bir çeşit aminopolisiklik karbonhidrattı ve moleküler yapısı aminoglikozit antibiyotiklerle benzerdi.Numunenin polaritesi oldukça yüksekti, bu da onu suda çok çözünür hale getiriyordu.Numunenin moleküler yapısının şematik diyagramı Şekil 1'de gösterilmiştir. Ham numunenin saflığı, HPLC ile analiz edildiği üzere yaklaşık %88 idi.Bu yüksek polariteli bileşiklerin saflaştırılması için, önceki deneyimlerimize göre numune normal C18 sütunlarında zar zor tutulacaktır.Bu nedenle numune saflaştırması için bir C18AQ kolonu kullanıldı.
Şekil 1. Numunenin moleküler yapısının şematik diyagramı.
Numune çözeltisini hazırlamak için 50 mg ham numune, 5 mL saf su içerisinde çözüldü ve daha sonra tamamen berrak bir çözelti haline gelmesi için ultrasonik hale getirildi.Numune çözeltisi daha sonra bir enjektör aracılığıyla flaş kolonuna enjekte edildi.Flaş saflaştırmanın deneysel kurulumu Tablo 1'de listelenmiştir.
| Enstrüman | SepaBean™ makinesi 2 | |
| Kartuşlar | 12 g SepaFlash C18AQ RP flaş kartuşu (küresel silika, 20 - 45μm, 100 Å, Sipariş numarası:SW-5222-012-SP(AQ)) | |
| Dalgaboyu | 204 nm, 220 nm | |
| Mobil aşama | Çözücü A: Su Çözücü B: Asetonitril | |
| Akış hızı | 15 mL/dak | |
| Örnek yükleme | 50 mg | |
| Gradyan | Süre (dk) | Çözücü B (%) |
| 0 | 0 | |
| 19.0 | 8 | |
| 47.0 | 80 | |
| 52.0 | 80 | |
Sonuçlar ve tartışma
C18AQ kartuşundaki numunenin flaş kromatogramı Şekil 2'de gösterilmiştir. Şekil 2'de gösterildiği gibi yüksek polariteye sahip numune C18AQ kartuşunda etkili bir şekilde tutuldu.Toplanan fraksiyonlar için liyofilizasyondan sonra hedef ürün, HPLC analizine göre %96,2'lik bir saflığa (Şekil 3'te gösterildiği gibi) sahipti.Sonuçlar, saflaştırılmış ürünün bir sonraki araştırma ve geliştirme aşamasında daha fazla kullanılabileceğini gösterdi.
Şekil 2. C18AQ kartuşundaki numunenin flaş kromatogramı.
Şekil 3. Hedef ürünün HPLC kromatogramı.
Sonuç olarak, SepaFlash C18AQ RP flaş kartuşu, flaş kromatografi sistemi SepaBean™ makinesiyle birleştiğinde, yüksek polariteye sahip numunelerin saflaştırılması için hızlı ve etkili bir çözüm sunabilir.
SepaFlash C18AQ RP flaş kartuşları hakkında
Santai Technology'den farklı özelliklere sahip bir dizi SepaFlash C18AQ RP flaş kartuşu bulunmaktadır (Tablo 2'de gösterildiği gibi).
| Ürün numarası | Sütun Boyutu | Akış hızı (mL/dak) | Maksimum basınç (psi/bar) |
| SW-5222-004-SP(AQ) | 5,4 gram | 5-15 | 400/27,5 |
| SW-5222-012-SP(AQ) | 20 gr | 10-25 | 400/27,5 |
| SW-5222-025-SP(AQ) | 33 gr | 10-25 | 400/27,5 |
| SW-5222-040-SP(AQ) | 48 gram | 15-30 | 400/27,5 |
| SW-5222-080-SP(AQ) | 105 gr | 25-50 | 350/24.0 |
| SW-5222-120-SP(AQ) | 155 gr | 30-60 | 300/20,7 |
| SW-5222-220-SP(AQ) | 300 gram | 40-80 | 300/20,7 |
| SW-5222-330-SP(AQ) | 420 gr | 40-80 | 250/17,2 |
Tablo 2. SepaFlash C18AQ RP flaş kartuşları.Ambalaj malzemeleri: Yüksek verimli küresel C18(AQ) bağlı silika, 20 - 45 μm, 100 Å.
SepaBean™ makinesinin ayrıntılı özellikleri hakkında daha fazla bilgi veya SepaFlash serisi flash kartuşların sipariş bilgileri için lütfen web sitemizi ziyaret edin.
Gönderim zamanı: 26 Ekim 2018