CN113429462A - 一种高纯度万古霉素的纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于抗生素纯化方法技术领域,特别涉及一种高纯度万古霉素的纯化方法,包括如下步骤:S1、将万古霉素脱色液采用以NM100水相聚合物为色谱填料的层析柱S2、将所述洗脱液A进行浓缩脱醇,并将浓缩脱醇后的洗脱液A上离子交换柱洗脱,获得洗脱液B;其中,所述离子交换柱的固定相为Uni MSP‑50XS,流动相为碳酸氢铵;S3、将所述洗脱液B进行纳滤浓缩,并在浓缩后的洗脱液B中加入亚硫酸氢钠,以及在洗脱液B中加入氨水调节洗脱液B的pH为8.0~8.5,以在洗脱液B中形成沉淀物;S4、将所述沉淀物进行过滤,得到纯度不低于97.2%的万古霉素成品粉。

Description

一种高纯度万古霉素的纯化方法
技术领域
本发明属于抗生素纯化方法技术领域,特别涉及一种高纯度万古霉素的纯化方法。
背景技术
在现有的万古霉素的纯化方法中,都无法兼顾产物纯度和收率。具体而言,如专利CN200710187300.5所公开的万古霉素制备方法,虽然能够得到色谱纯度在95~98%的盐酸万古霉素,但是收率不高,仅在70%左右;又如专利201310537310.2所公开的万古霉素分离纯化方法,后者相较于前者而言对万古霉素的分离纯化方法进行了改进,提高了万古霉素的纯度至99%以上,但是收率依然仅为60%左右,因此本领域亟待一种兼顾高纯度和高收率的万古霉素纯化方法。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题是:解决传统万古霉素纯化方法难以兼顾高纯度和高收率的问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种高纯度万古霉素的纯化方法,包括如下步骤:
S1、将万古霉素脱色液采用以NM100水相聚合物为色谱填料的层析柱;
S2、将所述洗脱液A进行浓缩脱醇,并将浓缩脱醇后的洗脱液A上离子交换柱洗脱,获得洗脱液B;
其中,所述离子交换柱的固定相为Uni MSP-50XS,流动相为碳酸氢铵;
S3、将所述洗脱液B进行纳滤浓缩,并在浓缩后的洗脱液B中加入亚硫酸氢钠,以及在洗脱液B中加入氨水调节洗脱液B的pH为8.0~8.5,以在洗脱液B中形成沉淀物;
S4、将所述沉淀物进行过滤,得到纯度不低于97.2%的万古霉素成品粉。
本发明的有益效果在于:本发明所提供的万古霉素纯化方法,制备得到的万古霉素纯度不低于97.2%,并且综合平均收率可达到82.7%以上,其中单步收率可达到85%以上,即本发明所提供的万古霉素纯化方法可有效兼顾高纯度和高收率的工艺要求。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式予以说明。
需要说明的是,在本文中,NM100,Uni MSP-50XS,Uni CM-50XS购自苏州纳微科技股份有限公司,其中Uni MSP-50XS为复合型强阳离子交换树脂,Uni CM-50XS为弱阳离子交换树脂,具体为单分散聚丙烯酸酯;MMC购自武汉汇研生物科技股份有限公司。
一种高纯度万古霉素的纯化方法,包括如下步骤:
S1、将万古霉素脱色液采用以NM100水相聚合物为色谱填料的层析柱;
S2、将所述洗脱液A进行浓缩脱醇,并将浓缩脱醇后的洗脱液A上离子交换柱洗脱,获得洗脱液B;
其中,所述离子交换柱的固定相为Uni MSP-50XS,流动相为碳酸氢铵;
S3、将所述洗脱液B进行纳滤浓缩,并在浓缩后的洗脱液B中加入亚硫酸氢钠,以及在洗脱液B中加入氨水调节洗脱液B的pH为8.0~8.5,以在洗脱液B中形成沉淀物;
S4、将所述沉淀物进行过滤,得到纯度不低于97.2%的万古霉素成品粉。
其中,型号为NM100的水相聚合物色谱填料为反向填料,可根据万古霉素脱色液中杂质的极性强弱,依次将不同杂质进行洗脱。
型号为Uni MSP-50XS的固定相可根据洗脱液A中各杂质的离子交换强度对杂质离子进行分步洗脱。
其中,在洗脱液A上离子交换柱前对洗脱液A进行浓缩脱醇,具体可以为以纳滤的方式。
进一步的,在所述柱层析洗脱中,预洗液为0.06mol/L氯化钠和5%乙醇浓度的混合溶液,洗液为酸性乙醇溶液,所述酸性乙醇溶液的pH为2.0~4.0。
优选的,所述酸性乙醇溶液的pH为2.46。
通过在流动相中加入氯化钠以增加流动相的离子浓度,并且在流动相中加入低浓度的乙醇溶液以降低流动相的极性。
进一步的,在所述柱层析洗脱中,所述洗脱液A以前杂质点RS1<0.25%,后杂质点RS5<0.32%,RS7<0.71%的标准进行收集,每倍树脂体积量单独收集取样检测,以检测杂质情况及收集合格浓缩液。
进一步的,所述碳酸氢铵的浓度为4.5g/L。
进一步的,在所述离子交换柱洗脱中,所述洗脱液B以前杂质点RS1<0.25,RS3<0.32,后杂质点RS5<0.32的标准进行收集。
进一步的,在所述浓缩脱醇中,使用截留分子量为300的纳滤膜将洗脱液A浓缩体积至1/5,并在纳滤过程中不断向洗脱液A中加水以及测试溶液电导率,至电导率<100时,停止加水并浓缩洗脱液A至万古霉素含量为20-25g/L。
进一步的,在所述纳滤过程中,使用截留分子量为300的纳滤膜将洗脱液B浓缩体积至1/10,并在纳滤过程中不断向洗脱液B中加水以及测试溶液电导率,至电导率<100时,停止加水并浓缩洗脱液B至万古霉素含量为40-60g/L。
进一步的,在S3中,还包括搅拌过程,所述搅拌过程为在沉淀物形成过程中对洗脱液进行搅拌,搅拌时间为6-16h。
需要说明的是,所述搅拌过程的搅拌速度应当为:1~3转/s。
进一步的,所述氨水的浓度为10%。
实施例1
一种高纯度万古霉素的纯化方法,包括如下步骤:
S1、取1L万古霉素脱色液(万古霉素含量15g/L)加滴定水稀释至5mg/mL,将水相聚合物色谱填料NM100上柱(柱体积500mL),称取1.75g氯化钠配制成5%乙醇浓度500ml的预洗液,首先对色谱柱以预洗液过柱预洗,然后再用酸性乙醇溶液(pH为2.46)对万古霉素脱色液进行洗脱,以前杂质点RS1<0.25%,后杂质点RS5<0.32%,RS7<0.71%的标准收集洗脱液A,以每500ml为一杯进行测定含量及HPLC;
S2、将洗脱液A用小膜机(型号JMD1812-1,大连屹东膜工程设备有限公司,220V,50HZ)浓缩至600ml,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液A中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,对洗脱液A进行离子交换柱洗脱,其中离子交换柱的固定相型号为Uni MSP-50XS,先用滴定水洗3BV,然后称取7.5g碳酸氢铵,溶解成2.5L预洗液,对离子交换柱进行预洗5BV,最后称取18g碳酸氢铵配制成4L洗脱液,对洗脱液A进行过柱洗脱,以前杂质点RS1<0.25,RS3<0.32,后杂质点RS5<0.32为标准收集并获得洗脱液B;
S3、将洗脱液B重新用小膜机浓缩至100mL,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液B中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,向洗脱液B中加入亚硫酸氢钠稳定剂,并用10%氨水调节pH为8.29,持续搅拌12h,搅拌速率为2转/s,得到沉淀物;
将沉淀物进行离心分离,转速为10转/s,得到纯度为97.2%的万古霉素成品粉。
实施例2
一种高纯度万古霉素的纯化方法,包括如下步骤:
S1、取1L万古霉素脱色液(万古霉素含量15g/L)加滴定水稀释至5mg/mL,将水相聚合物色谱填料NM100上柱(柱体积500mL),称取1.75g氯化钠配制成5%乙醇浓度500ml的预洗液,首先对色谱柱以预洗液过柱预洗,然后再用酸性乙醇溶液(pH为2.41)对万古霉素脱色液进行洗脱,以前杂质点RS1<0.25%,后杂质点RS5<0.32%,RS7<0.71%的标准进行收集洗脱液A,以500ml为一杯进行测定含量及HPLC;
S2、将洗脱液A用小膜机(型号JMD1812-1,大连屹东膜工程设备有限公司,220V,50HZ)浓缩至600ml,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液A中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,对洗脱液A进行离子交换柱洗脱,其中离子交换柱的固定相型号为Uni MSP-50XS,先用滴定水洗3BV,然后称取7.5g碳酸氢铵,溶解成2.5L预洗液,对离子交换柱进行预洗5BV,最后称取18g碳酸氢铵配制成4L洗脱液,对洗脱液A进行过柱洗脱,以前杂质点RS1<0.25,RS3<0.32,后杂质点RS5<0.32为标准收集并获得洗脱液B;
S3、将洗脱液B重新用小膜机浓缩至100mL,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液B中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,向洗脱液B中加入亚硫酸氢钠稳定剂,并用10%氨水调节pH为8.5,持续搅拌16h,搅拌速率为2转/s,得到沉淀物;
将沉淀物进行离心分离,转速为10转/s,得到纯度为97.51%的万古霉素成品粉。
实施例3
一种高纯度万古霉素的纯化方法,包括如下步骤:
S1、取1L万古霉素脱色液(万古霉素含量15g/L)加滴定水稀释至5mg/mL,将水相聚合物色谱填料NM100上柱(柱体积500mL),称取1.75g氯化钠配制成5%乙醇浓度500ml的预洗液,首先对色谱柱以预洗液过柱预洗,然后再用酸性乙醇溶液(pH为2)对万古霉素脱色液进行洗脱,以前杂质点RS1<0.25%,后杂质点RS5<0.32%,RS7<0.71%的标准进行收集洗脱液A,以500ml为一杯进行测定含量及HPLC;
S2、将洗脱液A用小膜机(型号JMD1812-1,大连屹东膜工程设备有限公司,220V,50HZ)浓缩至600ml,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液A中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,对洗脱液A进行离子交换柱洗脱,其中离子交换柱的固定相型号为Uni MSP-50XS,先用滴定水洗3BV,然后称取7.5g碳酸氢铵,溶解成2.5L预洗液,对离子交换柱进行预洗5BV,最后称取18g碳酸氢铵配制成4L洗脱液,对洗脱液A进行过柱洗脱,以前杂质点RS1<0.25,RS3<0.32,后杂质点RS5<0.32为标准收集并获得洗脱液B;
S3、将洗脱液B重新用小膜机浓缩至100mL,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液B中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,向洗脱液B中加入亚硫酸氢钠稳定剂,并用10%氨水调节pH为8,持续搅拌6h,搅拌速率为2转/s,得到沉淀物;
将沉淀物进行离心分离,转速为10转/s,得到纯度为96.98%的万古霉素成品粉。
对比例1
一种高纯度万古霉素的纯化方法,包括如下步骤:
S1、取1L万古霉素脱色液(万古霉素含量15g/L)加滴定水稀释至5mg/mL,将水相聚合物色谱填料MMC上柱(柱体积500mL),称取1.75g氯化钠配制成5%乙醇浓度500ml的预洗液,首先对色谱柱以预洗液过柱预洗,然后再用酸性乙醇溶液(pH为2.46)对万古霉素脱色液进行洗脱,以前杂质点RS1<0.25%,后杂质点RS5<0.32%,RS7<0.71%的标准进行收集洗脱液A,以500ml为一杯进行测定含量及HPLC;
S2、将洗脱液A用小膜机(型号JMD1812-1,大连屹东膜工程设备有限公司,220V,50HZ)浓缩至600ml,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液A中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,对洗脱液A进行离子交换柱洗脱,其中离子交换柱的固定相型号为Uni MSP-50XS,先用滴定水洗3BV,然后称取7.5g碳酸氢铵,溶解成2.5L预洗液,对离子交换柱进行预洗5BV,最后称取18g碳酸氢铵配制成4L洗脱液,对洗脱液A进行过柱洗脱,以前杂质点RS1<0.25,RS3<0.32,后杂质点RS5<0.32为标准收集并获得洗脱液B;
S3、将洗脱液B重新用小膜机浓缩至100mL,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液B中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,向洗脱液B中加入亚硫酸氢钠稳定剂,并用10%氨水调节pH为8.3,持续搅拌12h,搅拌速率为2转/s,得到沉淀物;
将沉淀物进行离心分离,转速为10转/s,得到纯度为96.8%的万古霉素成品粉,经计算总收率为41.55%。
需要说明的是,经实验,将对比例1做多组平行试验(至少大于5组),变量为以10%氨水调节洗脱液的pH值,当变量为8.0~8.5范围时,获得的万古霉素成品粉的纯度在96.2~97%之间,且此时平均总收率恰好为41.55%。
对比例2
S1、取1L万古霉素脱色液(万古霉素含量15g/L)加滴定水稀释至5mg/mL,将水相聚合物色谱填料NM100上柱(柱体积500mL),称取1.75g氯化钠配制成5%乙醇浓度500ml的预洗液,首先对色谱柱以预洗液过柱预洗,然后再用酸性乙醇溶液(pH为2.46)对万古霉素脱色液进行洗脱,以前杂质点RS1<0.25%,后杂质点RS5<0.32%,RS7<0.71%的标准进行收集洗脱液A,以500ml为一杯进行测定含量及HPLC;
S2、将洗脱液A用小膜机(型号JMD1812-1,大连屹东膜工程设备有限公司,220V,50HZ)浓缩至600ml,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液A中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,对洗脱液A进行离子交换柱洗脱,其中离子交换柱的固定相型号为Uni CM-50XS,先用滴定水洗3BV,然后称取7.5g碳酸氢铵,溶解成2.5L预洗液,对离子交换柱进行预洗5BV,最后称取18g碳酸氢铵配制成4L洗脱液,对洗脱液A进行过柱洗脱,以前杂质点RS1<0.25,RS3<0.32,后杂质点RS5<0.32为标准收集并获得洗脱液B;
S3、将洗脱液B重新用小膜机浓缩至100mL,小膜机内纳滤膜的截留分子量为300,向洗脱液B中不断加滴定水,保持加水量和纳滤流量(5L/h)一致,待酒精度为零时,即纳滤膜出水端电导率<100时,向洗脱液B中加入亚硫酸氢钠稳定剂,并用10%氨水调节pH为8.1,持续搅拌12h,搅拌速率为2转/s,得到沉淀物;
将沉淀物进行离心分离,转速为10转/s,得到纯度为96.85%的万古霉素成品粉,经计算总收率为65.4%。
需要说明的是,经实验,将对比例2做多组平行试验(至少大于5组),变量为以10%氨水调节洗脱液的pH值,当变量为8.0~8.5范围时,获得的万古霉素成品粉的纯度在96.8~97.1%之间,且此时平均总收率为67.34%。
检测例1
新旧工艺中杂质去除率对比。
其中,新工艺为实施例1;旧工艺为对比例1;
实验方法如下:
实验结果参见表2所示;
其中,项目中RS1、RS3、B1、A、RS5、RS7出峰时间及对照美国药典杂质名称如表1所示:
表1
杂质名称 RRT 美国药典
RS1 0.45 RS1
RS3 0.62 F
B1 0.76 I
A 0.82 A
RS5 1.25 RS3
RS7 1.0 K
其中,出峰时间在13分钟之前的杂质RRT(包括13分钟左右出峰),以万古霉素B(保留时间≈10min)作为参照;出峰时间在13分钟之后的杂质的RRT,以RS7(以万古霉素B为参照的RRT为≈1.85)为参照。
表2
项目 要求(%) 脱色液(%) 原工艺(%) 新工艺(%) 新工艺去除率
RS1 ≤0.25 0.29 0.24 0.22 24.1%
RS3 ≤0.32 1.26 0.20 0.17 86.5%
B1 ≤0.91 1.02 0.36 0.35 65.68%
A ≤2.0 1.13 0.60 0.55 51.3%
RS5 ≤0.25 0.35 0.23 0.09 74.28%
RS7 ≤0.71 1.42 0.19 0.02 98.5%
纯度 ≥95% 88.89 97.0 97.2 -
从表2可知,新工艺相较于旧工艺而言,对每项中的杂质的去除率均有效提升。
检测例2
新旧工艺收率对比。
实验方法:采用与实施例1相同的高纯度万古霉素的纯化方法,并设置2组对比实验,每个对比实验包括6个平行实验,实验变量为色谱柱填料/介质的种类,分别检测单次聚合物色谱过柱后、单次离子层析交换树脂过柱后以及两次过柱后万古霉素收率,检测结果如表3所示;其中新工艺采用NM100和Uni MSP-50XS,即分别对应表3中聚合物色谱填料新工艺和离子层析交换树脂新工艺,旧工艺采用MMC和Uni CM-50XS,即分别对应表3中聚合物色谱填料旧工艺和离子层析交换树脂旧工艺。
表3
工艺 最高收率 最低收率 平均收率
聚合物色谱填料新工艺 99.7% 91.0% 93.4%
离子层析交换树脂新工艺 96.6% 80.1% 88.6%
新工艺综合收率 97.5% 76.5% 82.7%
聚合物色谱填料旧工艺 65.2% 48.4% 56.7%
离子层析交换树脂旧工艺 69.7% 42.7% 58.9%
旧工艺综合收率 45.4% 20.6% 33.4%
从表3可知,当新工艺采用NM100和Uni MSP-50XS的组合,相较于旧工艺采用MMC和Uni CM-50XS的组合,新工艺的综合收率显著高于旧工艺的综合收率。
检测例3
更改色谱柱填料/介质对收率的影响对比。
试验方法,采用与实施例1相同的高纯度万古霉素的纯化方法,并设置3组对比实验,每个对比实验包括6个平行实验,实验变量为色谱柱填料/介质的种类,具体组合方式参见表4所示,分别检测单次聚合物色谱过柱后、单次离子层析交换树脂过柱后以及两次过柱后万古霉素收率,具体检测结果参见表4所示。
表4
树脂型号 最高收率 最低收率 平均收率
NM100 99.7% 91.0% 93.4%
Uni MSP-50XS 96.6% 80.1% 88.6%
综合收率 97.5% 76.5% 82.7%
MMC 52.4% 36.7% 46.9%
Uni MSP-50XS 96.6% 80.1% 88.6%
综合收率 50.6% 29.5% 41.6%
NM100 99.7% 91.0% 93.4%
Uni CM-50XS 63.8% 79.4% 72.1%
综合收率 63.6% 72.2% 67.3%
从表4可知,相较于MMC和Uni MSP-50XS以及NM100和Uni CM-50XS的色谱柱介质/填料组合,本申请所提供的NM100和Uni MSP-50XS具有更高的平均收率。
综上所述,本发明所提供的一种高纯度万古霉素的纯化方法,制备得到的万古霉素纯度不低于97.2%,并且综合平均收率可达到82.7%以上,其中单步收率可达到85%以上,即本发明所提供的万古霉素纯化方法可有效兼顾高纯度和高收率的工艺要求。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将万古霉素脱色液采用以NM100水相聚合物为色谱填料的层析柱;
S2、将所述洗脱液A进行浓缩脱醇,并将浓缩脱醇后的洗脱液A上离子交换柱洗脱,获得洗脱液B;
其中,所述离子交换柱的固定相为Uni MSP-50XS,流动相为碳酸氢铵;
S3、将所述洗脱液B进行纳滤浓缩,并在浓缩后的洗脱液B中加入亚硫酸氢钠,以及在洗脱液B中加入氨水调节洗脱液B的pH为8.0~8.5,以在洗脱液B中形成沉淀物;
S4、将所述沉淀物进行过滤,得到纯度不低于97.2%的万古霉素成品粉。
2.根据权利要求1所述高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,在所述柱层析洗脱中,预洗液为0.06mol/L氯化钠和5%乙醇浓度的混合溶液,洗液为酸性乙醇溶液,所述酸性乙醇溶液的pH为2.0~4.0。
3.根据权利要求1所述高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,在所述柱层析洗脱中,所述洗脱液A以前杂质点RS1<0.25%,后杂质点RS5<0.32%,RS7<0.71%的标准进行收集。
4.根据权利要求1所述高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,所述碳酸氢铵的浓度为0.45%。
5.根据权利要求1所述高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,在所述离子交换柱洗脱中,所述洗脱液B以前杂质点RS1<0.25,RS3<0.32,后杂质点RS5<0.32的标准进行收集。
6.根据权利要求1所述高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,在所述浓缩脱醇中,使用截留分子量为300的纳滤膜将洗脱液A浓缩体积至1/5,并在纳滤过程中不断向洗脱液A中加水以及测试溶液电导率,至电导率<100时,停止加水并浓缩洗脱液A至万古霉素含量为20-25g/L。
7.根据权利要求1所述高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,在所述纳滤过程中,使用截留分子量为300的纳滤膜将洗脱液B浓缩体积至1/10,并在纳滤过程中不断向洗脱液B中加水以及测试溶液电导率,至电导率<100时,停止加水并浓缩洗脱液B至万古霉素含量为40-60g/L。
8.根据权利要求1所述高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,在S3中,还包括搅拌过程,所述搅拌过程为在沉淀物形成过程中对洗脱液进行搅拌,搅拌时间为6-16h。
9.根据权利要求1所述高纯度万古霉素的纯化方法,其特征在于,所述氨水的浓度为10%。
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