KR790000807B1 - Process for manufacturing alkali metal or ammonium insulin - Google Patents

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KR790000807B1
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리 잭슨 리차드
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에베레트 에프. 스미스
일라이 릴리 앤드 캄파니
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Abstract

Title compds. having both rapid onset and prolonged duration of hyperglycemic activity were prepd. by crystallizing from an aq. soln. contg. a divalent metal (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd) insulin (10-1, 000U/ml) 0.0002-0.05 M chelating agent of formula (I; R1, R5 = carboxy methyl, C1-6 hydroxyalkyl, R2, R6 = carboxy(m)ethyl, R3 = H, OH, C1-6 alkyl, R4 = H, carboxy(m)etyl, m = 0,1, p = 0,1, r = 2,6, s = 0,2) and 0.2-0.1 M ammonium or alkali metal ions. pH was 7.6-8.6 and molar ratio 1 to divalent metal was 3:1.

Description

알칼리금속 또는 암모늄 인슐린의 제조방법Method for preparing alkali metal or ammonium insulin

도면 1 : 출발물질인 나트륨 인슐린의 전기 영동 분석 결과1: Electrophoresis analysis result of sodium insulin as a starting material

도면 2 : 생성물 나트륨 인슐린의 전기 영동 분석 결과Figure 2: Electrophoresis of the product sodium insulin

도면 3 : 출발물질인 나트륨 인슐린의 전기 영동 분석 결과Figure 3: Results of electrophoresis of sodium insulin as a starting material

도면 4 : 생성물 나트륨 인슐린의 전기 영동 분석 결과Figure 4: Results of electrophoresis analysis of the product sodium insulin

본 발명은 당뇨병에 이중효과를 가지는, 알칼리 금속 및 암모늄 인슐린의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing alkali metal and ammonium insulin, which have a dual effect on diabetes.

본 발명에 의하면, 2가 금속 인슐린의 농도는 약 10내지 1,000u/ml이고, 2가 금속은 주기율표의 Ⅶ, Ⅷ IB 및 IIB족 원소중에서 선택한 것이며, 알칼리금속 또는 암모늄이온의 농도는 약 0.2내지 1.0몰이고, 이 용액의 pH는 약 7.6내지 8.6이며, 킬레이트 화제의 농도는 약 0.0002내지 0.05몰이고, 2가 금속 금속 인슐린의 2가 금속에 대한 킬레이트화제의 몰비는 최소 약 3 : 1인, 2가 금속 인슐린, 다음 구조식의 2가 금속킬레이트화제 및 알칼리 금속 또는 암모늄이온으로 구성된 알칼리성 수용액을 제조하여 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린을 결정화시켜 제조한다.According to the present invention, the divalent metal insulin has a concentration of about 10 to 1,000 u / ml, and the divalent metal is selected from the elements of Group I, Group IB and IIB of the periodic table, and the concentration of alkali metal or ammonium ion is about 0.2 to 1.0 mole, the pH of this solution is about 7.6 to 8.6, the concentration of chelating agent is about 0.0002 to 0.05 mole, and the molar ratio of chelating agent to divalent metal of divalent metal metal insulin is at least about 3: 1, An alkaline aqueous solution composed of divalent metal insulin, a divalent metal chelating agent of the following structural formula and an alkali metal or ammonium ion is prepared to crystallize the alkali metal or ammonium insulin.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기 구조식에서In the above structural formula

R1과 R5는 카복시메틸, 카복시에틸, C1-C6알킬 및 C1-C6하이드록시 알킬중에서 독립적으로 선택된 1가의 유기 라디칼,R 1 and R 5 are monovalent organic radicals independently selected from carboxymethyl, carboxyethyl, C 1 -C 6 alkyl and C 1 -C 6 hydroxy alkyl,

R2와 R6는 각기 카복시메틸과 카복시에틸중에서 선택된 1가의 유기 라디칼,R 2 and R 6 each represents a monovalent organic radical selected from carboxymethyl and carboxyethyl,

R3는 수소, 하이드록시 및 C1-C6알킬중에서 선택된 1가의 라디칼,R 3 is a monovalent radical selected from hydrogen, hydroxy and C 1 -C 6 alkyl,

R4는 수소, 카복시메틸 및 카복시에틸중에서 선택된 1가의 라디칼,R 4 is a monovalent radical selected from hydrogen, carboxymethyl and carboxyethyl,

m은 1내지 6의 정수,m is an integer from 1 to 6,

n은 0 또는 1,n is 0 or 1,

p는 0 또는 1,p is 0 or 1,

r은 2내지 6의 정수,r is an integer from 2 to 6,

s는 0내의 2의 정수이다.s is an integer of 2 in 0.

당뇨병 치료제로서 현재 유효한 시판 인슐린 제제는 저혈당 효과 지속시간이 단시간형, 중간형 또는 장시간 형인 것으로 보통 분류된다. 대부분의 당뇨병 특히 소아과 환자의 당뇨병 경우에는 저혈당 효과가 신속히 나타나는 한편 오래 지속되는 소위 이중 효과를 가진 이슐린 제제가 바람직하다.Commercially available insulin preparations currently effective as therapeutic agents for diabetes are usually classified as having a short, medium or long duration of hypoglycemic effect duration. In most cases of diabetes, particularly in pediatric patients, the insulin preparation with a long lasting so-called dual effect is preferred while the hypoglycemic effect is rapid.

최근에 적어도 두가지의 서로 다른 인슐린 제제를 혼합하여 이중 효과를 가지는 인슐린 제제가 만들어졌다. 전형적인 혼합물로는 돼지 췌장에서 뽑아낸 아연 인슐린용액과 소에서 얻은 고농도의 아연 인슐린 현탁액으로 이루어진 것이 있다. 또 다른 제제로는 프로타민 인슐린이나 프로파민 아연 인슐린 현탁액과 아연 인슐린 용액의 혼합물로 되어있다.Recently, at least two different insulin preparations have been mixed to produce a dual effect insulin preparation. Typical mixtures include zinc insulin solutions from the pig pancreas and high concentrations of zinc insulin suspensions from cattle. Another formulation consists of a mixture of protamine insulin or propamine zinc insulin suspension and zinc insulin solution.

그러나 이런 이중 효과를 지닌 인슐린 제제들은 어느 정도 이중효과를 갖는데 성공했다 하더라도 여러 문제점을 갖고 있다. 이런 문제점이란 보통 저장, 보전, 순도, 안정성, 색상 및 저혈당 인자(글루카곤)와 고 분자량의 항원 단백질의 오염을 말한다.However, these dual effect insulin preparations have several problems, even if they succeed in some degree double effect. These problems usually refer to storage, integrity, purity, stability, color and contamination of hypoglycemic factors (glucagon) and high molecular weight antigenic proteins.

이중 효과를 가지는 시판 인슐린 제제에 관련된 이런 문제점들은 전부는 아니나 대부분은 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린과 프로타민을 함유하는 제제(미합중국 특허 제3,758,683호)를 사용하면 해결된다.These problems with commercially available insulin preparations having a dual effect are solved, if not all, by the use of preparations containing alkali metal or ammonium insulin and protamine (US Pat. No. 3,758,683).

알칼리 금속 및 암모늄 인슐린은 일반적으로 미합중국 특허 제3719655호의 방법에 따라 제조되는데 이 제조방법은 인슐린을 함유하는 용액의 pH를 약 7.2내지 10.0으로 맞추고 알칼리 금속 또는 암모늄 이온의 농도를 약 0.2내지 1.0몰로 하여 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린이 결정화 되도록 하는 것이다. 그러제 아연 결정화에 관련된 문제점을 해결하였다 하더라도 아연 결정화에 의해서만 제거된 비 인슐린 단백성분이 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린에 남아 있게 된다. 따라서 이중효과를 지니는 인슐린 제제는 아연 인슐린에는 함유되지 않았던 비 인슐린 단백성분을 종종 함유하는 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린을 쓰거라 이런 문제점을 지니는 전술한 혼합물을 사용해야 한다.Alkali metal and ammonium insulins are generally prepared according to the method of U.S. Patent No. 3719655, which adjusts the pH of the solution containing insulin to about 7.2 to 10.0 and the concentration of alkali metal or ammonium ions to about 0.2 to 1.0 mole. Allowing the alkali metal or ammonium insulin to crystallize. Even if the problem related to zinc crystallization is solved, the non-insulin protein component removed only by zinc crystallization remains in the alkali metal or ammonium insulin. Therefore, insulin preparations having a dual effect should use an alkali metal or ammonium insulin which often contains non-insulin protein components not contained in zinc insulin, and thus should use the above-mentioned mixture having this problem.

본 명세서에 첨부된 도면은 실시예 2와 3의 출발물질인 나트륨 인슐린과 생성물인 나트륨 인슐린의 폴리아크릴아마이드디스크-겔 전기 영동 분석 결과이다.The accompanying drawings are polyacrylamide disk-gel electrophoresis results of sodium insulin as a starting material and sodium insulin as a product of Examples 2 and 3.

본 명세서에서의 "알칼리 금속"이란 원소 주기율표의 1A족 중에서 5주기 까지의 원소를 나타내는데(로버트 씨. 위스트, 편집인, "화학과 몰리 핸드 북", 53판, 케미컬 라버 캄파니, 클리블랜드, 오하이오, 19 68, P.B-3). 리튬, 나트륨, 칼륨이 바람직하며 나트륨이 가장 좋다.The term "alkali metal" used herein refers to elements of Group 1A of the Periodic Table of the Elements up to 5 cycles (Robert C. Wist, Editor, "Chemistry and Molly Handbook", 53rd Edition, Chemical Labor Co., Cleveland, Ohio, 19 68, PB-3). Lithium, sodium and potassium are preferred, with sodium being the best.

"2가금속"이란 원소 주기율 표의 ⅥB, Ⅷ, IB및 ⅡB족의 원소를 말한다. 적당한 2가 금속은 망간, 철, 코발트, 닉켈, 구리, 아연, 카드뮴이다. 상업적인 중요성으로 보면 아연이 가장 바람직하다."Divalent metal" refers to elements of groups VI B , X, I B and II B of the Periodic Table of the Elements. Suitable divalent metals are manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium. In commercial importance, zinc is most preferred.

상기에서 언급한 바와같이 본 발명에 따른 제조방법에는 2가 금속 인슐린의 알칼리성 수용액을 필요로 하는데 이 용액은 또한 킬레이트화제 및 알칼리 금속 또는 암모늄 이온을 함유한다. 용액의 pH는 약 7.6내지 8.6인데 바람직한 pH는 약 8.2이다.As mentioned above, the process according to the invention requires an alkaline aqueous solution of divalent metal insulin, which also contains a chelating agent and an alkali metal or ammonium ion. The pH of the solution is about 7.6 to 8.6 with a preferred pH of about 8.2.

2가 금속 인슐린의 농도는 약 10내지 1,000u/ml(용액 1ml당 국제단위), 바람직하기로는 약 500u/ml이다.The concentration of divalent metal insulin is about 10 to 1,000 u / ml (international units per ml of solution), preferably about 500 u / ml.

본 발명에서 사용되는 킬레이트화제는 다음 일반식으로 나타낼 수 있다.The chelating agent used in the present invention can be represented by the following general formula.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

상기 일반 구조식을 가지는 킬레이트화제의 예를들면 다음과 같다.Examples of the chelating agent having the above general structural formula are as follows.

에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산,Ethylenediamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid,

1,2-디아미노프로판-N,N,N',N'-테트라아세트산,1,2-diaminopropane-N, N, N ', N'-tetraacetic acid,

1,3-디아미노-2-하이드록시프로판-N,N,N',N'-테트라아세트산,1,3-diamino-2-hydroxypropane-N, N, N ', N'-tetraacetic acid,

디에틸렌 트리아민 테트라아세트산,Diethylene triamine tetraacetic acid,

디에틸렌 트리아민 펜타아세트산,Diethylene triamine pentaacetic acid,

헥사메틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산,Hexamethylenediamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid,

N-부틸에틸렌디아민-N,N',N'-트리아세트산,N-butylethylenediamine-N, N ', N'-triacetic acid,

N,N'-디메틸테트라메라틸렌디아민-N,N'-디아세트산N, N'-dimethyltetrameritylenediamine-N, N'-diacetic acid

N-(2-하이드록시에틸)에틸렌디아민-N,N',N'-트리아세트산,N- (2-hydroxyethyl) ethylenediamine-N, N ', N'-triacetic acid,

에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라프로피온산 등이 있다. 바람직한 킬레이트화제는 폴리메틸렌 디아민 테트라아세트 산류이고 가장 바람직한 킬레이트화제는 에틸렌 디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산 이다.Ethylenediamine-N, N, N ', N'-tetrapropionic acid and the like. Preferred chelating agents are polymethylene diamine tetraacetic acids and the most preferred chelating agent is ethylene diamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid.

일반적으로 킬레이트화제는 이들의 유리산 형이나 알칼리 금속 또는 암모늄 염의 형태로 사용할 수 있다. 염으로 사용할 때는 염의 양이온은 목적하는 알칼리금속 또는 암모늄 인슐린의 양이온과 같아야만 한다. 이때 부가되는 양이온의 분량은 알칼리금속 또는 암모늄 이온의 양을 결정할때 고려되어야만 한다.Generally, chelating agents can be used in their free acid form or in the form of alkali metal or ammonium salts. When used as a salt, the cation of the salt must be the same as the cation of the desired alkali metal or ammonium insulin. The amount of cation added should be taken into account when determining the amount of alkali metal or ammonium ions.

인슐린으로부터 2가 금속을 제거하고 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린의 결정화가 신속히 이루어지기 위해서는 2가 금속 인슐린 중의 2가 금속에 대한 킬레이트화제의 몰비율은 최소 약 3 : 1이어야만 한다. 이보다 낮은 비율로는 알칼리용액으로부터 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린이 결정화되는 속도가 감소된다. 또한 낮은 비율에서는 최소한, 약간의 2가 금속이 인슐린에 결합되어 남아있을 가능성이 증가된다.The molar ratio of chelating agent to divalent metal in the divalent metal insulin must be at least about 3: 1 to remove the divalent metal from the insulin and to rapidly crystallize the alkali or ammonium insulin. At lower rates, the rate at which alkali metal or ammonium insulin crystallizes from the alkaline solution is reduced. Also at low rates, at least, there is an increased likelihood that some divalent metal remains bound to insulin.

따라서 킬레이트화제의 농도는 최소 약 0.0002몰이어야 하고 약 0.05몰 정도까지 높일 수 있다. 약 500u/ml의 2가 금속 인슐린의 농도에서는 약 0.01몰의 농도가 적당하다.Therefore, the concentration of the chelating agent should be at least about 0.0002 moles and can be increased to about 0.05 moles. A concentration of about 0.01 mole is suitable at a concentration of about 500 u / ml of divalent metal insulin.

본 발명에 따른 제조 과정에서 사용되는 2가 금속인슐린의 알칼리 용액은 알칼리 금속 또는 암모늄 이온을 함유해야만 한다. 일반적으로 알칼리 금속 또는 암모늄이온의 농도는 약 0.2내지 1.0몰이다.The alkaline solution of the divalent metal insulin used in the preparation process according to the invention must contain alkali metal or ammonium ions. Generally, the concentration of alkali metal or ammonium ions is about 0.2 to 1.0 mole.

알칼리 금속 또는 암모늄 이온은 제조공정 조건하에서 인슐린에 대해 해로운 영향을 갖지 않는 수용성 화합물로서 제공할 수 있다. 또한 알칼리 금속이나 암모늄 이온은 하나 이상의 상기와 같은 수용성 화합물로서 제공할 수 있다.Alkali metal or ammonium ions can serve as water-soluble compounds that do not have a deleterious effect on insulin under the manufacturing process conditions. Alkali metal or ammonium ions can also be provided as one or more such water soluble compounds.

전술한 바와같이 필요한 알칼리 금속 또는 암모늄이온의 일부는 킬레이트화제의 알칼리 금속염이나 암모늄 염염형태로 제공할 수 있으며, 용액의 pH를 원하는 정도의 알칼리도로 맞추는데 필요한 염기성 알칼리 금속 또는 암모늄 화합물로부터 제공될 수도 있다. 또한 상기 잉혼은 염소, 브롬, 불소, 요오드, 아세데이트, 설페이트, 포스페이트 같은 음이온과의 염의 형태로 제공될 수도 있다. 염화물 및 포스페이트염이 바람직하며 염화물이 가장 좋다.Some of the alkali metal or ammonium ions required as described above may be provided in the form of alkali metal salts or ammonium salts of chelating agents, or may be provided from basic alkali metal or ammonium compounds necessary to adjust the pH of the solution to the desired degree of alkalinity. . Ingone may also be provided in the form of salts with anions such as chlorine, bromine, fluorine, iodine, acetate, sulfate, phosphate. Chloride and phosphate salts are preferred, with chloride being the best.

상기 지적한 바와같이 첨가되는 알칼리 금속 및 암모늄 이온은 목적하는 알칼리금속 또는 암모늄 인슐린의 양이온과 일치해야 한다. 일반적으로 는 이 이온들은 상기 3가지 방법을 병용하여 제공한다.As noted above, the alkali metal and ammonium ions added must match the cations of the desired alkali metal or ammonium insulin. Generally these ions are provided in combination of the above three methods.

2가 금속 인슐린의 용액을 준비하는 방법의 일례는 다음과 같다. 즉 산성의 수성매질에 2가 금속 인슐린을 용해시키고 적당한 염기로 pH를 알칼리성으로 조절한다. 일반적으로 킬레이트화제 및 알칼리 금속 또는 암모늄 이온은 고체나 수용액 형태로 언제라도 부가할 수 있다. 용액을 사용할때는 최종 성분 농도를 계산할때 용액의 총부피 증가를 고려해야만 한다.An example of a method of preparing a solution of divalent metal insulin is as follows. That is, the divalent metal insulin is dissolved in an acidic aqueous medium and the pH is adjusted to alkaline with an appropriate base. In general, chelating agents and alkali metal or ammonium ions can be added at any time in the form of a solid or an aqueous solution. When using a solution, the increase in total volume of the solution must be taken into account when calculating the final component concentration.

2가 금속 인슐린의 산성 용액은 약 2.5내지 3.5의 pH를 가져야 하는데 이 용액의 산성도는 무기산을 사용하여 조절할 수 있으며, 염산이 적당하다. 바람직한 pH는 약 3이므로 물은 염산에 2가 금속 인슐린을 용해시키면 가장 적당한 pH를 얻을 수 있다.The acidic solution of divalent metal insulin should have a pH of about 2.5 to 3.5. The acidity of the solution can be controlled using inorganic acids, with hydrochloric acid being suitable. Since the preferred pH is about 3, water dissolves the divalent metal insulin in hydrochloric acid to obtain the most suitable pH.

필요하면 이 산성 용액에 방부제 및 또는 등장제와 같은 다른 작용제를 함유시킬 수 있다. 적당한 방부제로는 페놀, 메틸파라벤 등이 있으며, 적당한 등장제로는 글리세린, 글루코즈 등이 있다.If desired, this acidic solution may contain other agents such as preservatives and / or isotonic agents. Suitable preservatives include phenol, methylparaben and the like, and suitable isotonic agents include glycerin, glucose and the like.

사용되는 방부제의 분량은 0.4%정도로 높일 수 있는데 약 0.2%가 적당한 농도이다. 적당한 방부제는 페놀인데 이를 사용하면 페놀은 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린의 결정화 속도를 촉진한다.The amount of preservative used can be increased to about 0.4%, about 0.2% is a suitable concentration. Suitable preservatives are phenols, which when used, promote the rate of crystallization of alkali metal or ammonium insulin.

2가 금속 인슐린의 산성 용액은 적당한 염기에 의해 알칼리성으로 된다. 일반적으로 염기는 알칼리금속 또는암모늄의 수산화물, 탄산염 또는 다른 염기성 화합물이 있다. 적당한 수산화물의 진한 용액은 고체 알칼리 금속 수산화물은 어떤 화합물에 의한 발열이나 2가 금속 인슐린 용액의 극도 희석을 방지하므로 바람직하다.The acidic solution of divalent metal insulin is made alkaline with the appropriate base. Generally the base is a hydroxide, carbonate or other basic compound of an alkali metal or ammonium. Thickened solutions of suitable hydroxides are preferred because solid alkali metal hydroxides prevent exothermic by any compound or extreme dilution of divalent metal insulin solutions.

킬레이트화제나 알칼리 금속 또는 암모늄 이온은 2가 금속 인슐린 용액에 어느 때라도 가할 수 있는데 예를들어 2가 금속 인슐린을 킬레이트 화제를 함유하고 있는 묽은 염산 수용액에 용해시키거나 2가 금속 인슐린의 산성 수용액에 킬레이트화제를 첨가한다. 또는 2가 금속 인슐린 용액을 알칼리성으로 만든후 킬레이트화제를 첨가한다.Chelating agents or alkali metal or ammonium ions can be added to the divalent metal insulin solution at any time, for example, by dissolving the divalent metal insulin in dilute aqueous hydrochloric acid solution containing the chelating agent or chelating in an acidic aqueous solution of divalent metal insulin. Add topical agent. Or make the divalent metal insulin solution alkaline and then add the chelating agent.

보통 킬레이트화제를 알칼리 금속 또는 암모늄 염의 형태로 산성용액에 가하며 킬레이트화제 내의 모든 카복시 그룹을 중화 완료시키면 수용성이 높아진다. 한펼 킬레이트 화제는 유리산의 형태로 알칼리 용액에 첨가한다.Usually, the chelating agent is added to the acidic solution in the form of an alkali metal or ammonium salt, and the neutralization of all the carboxy groups in the chelating agent increases the water solubility. A flat chelate agent is added to the alkaline solution in the form of the free acid.

알칼리 용액을 제조하기 위한 보다 바람직한 방법은 알칼리 금속 또는 암모늄 이온을 킬레이트화제와 함께 첨가하는 것이다. 첨가되는 이온은 산성 용액을 알칼리성으로 만드는데 쓰이는 염기로 공급된다. 필요한 이온의 나머지 분은 적당한 분량의 알칼리 금속 또는 암모늄 염을 첨가함으로써 보충된다. 이런 염은 보통 용액을 알칼리화 하기 전에 가하지만 킬레이트화제처럼 어느 때라도 첨가할 수 있다.A more preferred method for preparing alkaline solutions is to add alkali metal or ammonium ions together with the chelating agent. The added ions are supplied to the base used to make the acidic solution alkaline. The remainder of the necessary ions are supplemented by adding an appropriate amount of alkali metal or ammonium salt. These salts are usually added before alkalizing the solution, but can be added at any time, such as chelating agents.

2가 금속 인슐린의 알칼리 용액을 제조하는 또 다른 방법은 pH 약 8내지 9.5의 알칼리성 수성매체내에 2가 금속 인슐린을 용해하고 이 용액의 pH를 약 7.6내지 8.6으로 맞춘다. 최초 수용액의 알칼리성은 알칼리 금속 또는 암모늄염을 가함으로써 제공되며 나중 pH를 조절할때는 묽은 무기산을 가하는데 염산이나 인산이 적당하다. 2가 금속 인슐린의 농도가 높은 용액은 알칼리 용액에 대한 2가 금속 인슐린의 용해가 낮아지므로 묽은 용액보다 제조하기 어렵다는 것에 주의해야 한다.Another method of preparing an alkaline solution of divalent metal insulin is to dissolve the divalent metal insulin in an alkaline aqueous medium of pH about 8 to 9.5 and adjust the pH of this solution to about 7.6 to 8.6. The alkalinity of the initial aqueous solution is provided by the addition of alkali metal or ammonium salts, and hydrochloric acid or phosphoric acid is suitable for adding a dilute inorganic acid when adjusting the pH later. It should be noted that solutions with higher concentrations of divalent metal insulin are more difficult to prepare than dilute solutions because the dissolution of divalent metal insulin in alkaline solutions is lower.

필요하면 킬레이트화제, 알칼리 금속 또는 암모늄 이온은 어느때라도 첨가할 수 있으나 보통 킬레이트화제와 알칼리 금속 또는 암모늄이온은 pH의 최종 조절전에 첨가한다.If desired, chelating agents, alkali metal or ammonium ions may be added at any time, but usually chelating agents and alkali metal or ammonium ions are added before final adjustment of pH.

2가 금속 인슐린의 알칼리 용액을 만든후 알칼리 금속 또는 암모니아 인슐린을 용액으로부터 결정화 시키는데 이때 주위온도 또는 그 이상이나 그 이하의 온도에서도 결정화를 일으키나 일반적으로 결정화 온도는 약 30℃ 이하이어야 한다.Alkali metal or ammonia insulin is crystallized from the solution after making an alkaline solution of divalent metal insulin. Crystallization occurs at or above ambient temperature, but the crystallization temperature should generally be about 30 ° C or below.

이렇게 얻은 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린의 결정은 보통 이분야의 숙련가에게 잘 알려진 방법에 따라 분리한다. 전형적으로는 원심분리하고 알칼리 금속 또는 암모늄 염의 묽은 용액(보통 약 0.5몰), 아세톤, 무수알콜 및 에테르로 연속적으로 세척한 다음 진공하에서 건조함으로써 결정을 분리한다.Crystals of the alkali metal or ammonium insulin thus obtained are usually separated according to methods well known to those skilled in the art. Typically the crystals are separated by centrifugation and successively washing with a dilute solution of alkali metal or ammonium salt (usually about 0.5 mole), acetone, anhydrous alcohol and ether and then drying under vacuum.

[실시예 1]Example 1

약 70%의 소 인슐린과 30%의 돼지 인슐린으로 구성된 8g의 아연 인슐린을, 400ml의 0.01N염산수용액에 0.8g의 페놀을 용해시켜 만든 산-페놀수 400ml에 용해시킨다. 이때 이 용액을 똑같이 네부분으로 나누어 각 부분에 2.0g의 염화나트륨을 가한다. 네부분을 시료 1,2,3,4라 하고 세개의 시료에 에틸렌디아민 테트라아세트산, 테트라나트륨 염을 다음 표와 같이 가한다.8 g of zinc insulin, consisting of about 70% bovine insulin and 30% porcine insulin, is dissolved in 400 ml of acid-phenol water made by dissolving 0.8 g of phenol in 400 ml of 0.01 N hydrochloric acid. The solution is then divided equally into four parts and 2.0 g of sodium chloride is added to each part. Four parts are called samples 1,2,3,4 and ethylenediamine tetraacetic acid and tetrasodium salt are added to three samples as shown in the following table.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

각 용액을 40%의 수산화나트륨 수용액을 가해 pH를 8.2로 맞춘다. 시료 2-4에서 나트륨 인슐린의 결정이 즉시 생긴다. 그러나 시료 1에서는 3시간 동안 교반후에도 결정이 생기지 않았다.Each solution is added with 40% aqueous sodium hydroxide solution to adjust the pH to 8.2. The determination of sodium insulin immediately occurs in sample 2-4. However, in Sample 1, no crystals formed after stirring for 3 hours.

시료 1은 0.1몰의 에틸렌디아민 테트라아세트산(테트라 나트륨 염으로)으로 적정하여 EDTA농도가 약 0.006M이 되었을때 나트륨 인슐린의 결정화가 시작된다. 각 시료를 철야 교반한 다음 나트륨 인슐린 결정을 원심분리하여 모은후 아세톤으로 한번 세척하고 무수알콜로 두번, 에테르로 한번 세척한다. 진공하에서 건조시키면 다음과 같이 나트륨 인슐린을 얻는다.Sample 1 was titrated with 0.1 mol of ethylenediamine tetraacetic acid (with tetra sodium salt) and crystallization of sodium insulin started when the EDTA concentration reached about 0.006M. After stirring each sample overnight, the sodium insulin crystals are collected by centrifugation, washed once with acetone, twice with anhydrous alcohol and once with ether. Drying under vacuum yields sodium insulin as follows.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

나트륨 인슐린의 역가 (및 다음에 열거되는 실시예에서 얻은 모든 인슐린)는 G.W. Probst, et al., J. Pharm. Sci. 55, 1408 (1966)의 방법에 따라 면역학적 분석에 의해 측정되었다. 이방법에서 표준 편차가 ±15-25%이다.The titer of sodium insulin (and all insulin obtained in the examples listed below) was determined by G.W. Probst, et al., J. Pharm. Sci. 55, 1408 (1966), measured by immunological analysis. In this method the standard deviation is ± 15-25%.

[실시예 2]Example 2

27.0u/mg의 역가를 가지며 소량의 산성 단백질 불순물을 함유하는, 소 췌장에서 얻은 2g의 순수한 나트륨 인슐린을 400ml의 0.5N 아세트산에 용해시킨다. 이 용액에 약 20ml의 무수 알콜과 0.4ml의 20% 염화아연 용액을 가한다. 이 0.4ml 염화아연 용액을 가한다. 이 0.4ml의 염화아연은 인슐린 1g당 40mg의 염화아연에 해당한다. 20%수산화암모늄을 사용하여 용액의 pH를 5.95로 맞추고, 약 5℃에서 72시간동안 냉장한다. 생성된 아연 인슐린 결정을 원심분리하여 얻고 증류수로 한번 세척한다음 실시예 1에서 제조한 50ml의 산-페놀수에 용해시킨다. 이용액을 산-페놀수로 희석하여 100ml가 되도록 하고 여기에 2.0g(0.34몰)의 염화나트륨과 0.208g(0.005몰)의 EDTA(테트라나트륨 염으로)를 가한다. 이 용액을 40% 가송소다 용액을 사용하여 pH 8.2로 맞추면 나트륨 인슐린의 결정이 형성되기 시작한다. 주위온도에서 철야로 결정화 시킨다. 원심분리에 의해 결정을 분리하고 실시예 1에서와 같이 세척 건조시킨다. 수득량은 1.864g으로서 수율 93.2%이다. 나트륨 인슐린의 역가는 27.0u/mg.2 g of pure sodium insulin obtained from bovine pancreas, with a titer of 27.0 u / mg and containing a small amount of acidic protein impurities, are dissolved in 400 ml 0.5 N acetic acid. To this solution is added about 20 ml of anhydrous alcohol and 0.4 ml of 20% zinc chloride solution. This 0.4 ml zinc chloride solution is added. This 0.4 ml of zinc chloride corresponds to 40 mg of zinc chloride per gram of insulin. The pH of the solution is adjusted to 5.95 with 20% ammonium hydroxide and refrigerated at about 5 ° C. for 72 hours. The resulting zinc insulin crystals are obtained by centrifugation and washed once with distilled water and then dissolved in 50 ml of acid-phenol water prepared in Example 1. Dilute the solution with acid-phenol water to make 100 ml, and add 2.0 g (0.34 mole) of sodium chloride and 0.208 g (0.005 mole) of EDTA (as tetrasodium salt). When the solution is adjusted to pH 8.2 using a 40% soda solution, crystals of sodium insulin begin to form. Crystallize overnight at ambient temperature. The crystals are separated by centrifugation and washed and dried as in Example 1. The yield is 1.864 g and the yield is 93.2%. The potency of sodium insulin is 27.0 u / mg.

출발물질의 시료인 나트륨 인슐린 및 실시예 2의 최종나트륨 인슐린을 R.L. Jackson et al. 당뇨병, 21, 235 (1972)에서 사용된 방법에 따라 폴리아크릴아마이드디스크-겔 전기 영동에 의해 분석하였다.Sodium insulin, a sample of starting material, and final sodium insulin of Example 2 were added to R.L. Jackson et al. Analysis was performed by polyacrylamide disk-gel electrophoresis according to the method used in Diabetes, 21, 235 (1972).

도면 1은 출발물질인 나트륨 인슐린의 전기영동 분석결과이고 도면 2는 최종 나트륨 인슐린의 전기영동 분석 결과로서 이 도면에서 1은 폴리아크릴아마이드겔, 2와 3은 비인슐린 단백질, 4와 5는 인슐린 및 유사 인슐린단백질이다.1 is a result of electrophoresis analysis of the starting material sodium insulin and FIG. 2 is a result of electrophoresis analysis of the final sodium insulin, in which 1 is a polyacrylamide gel, 2 and 3 are non-insulin proteins, 4 and 5 are insulin and It is a pseudo insulin protein.

[실시예 3]Example 3

출발물질로서, 역가 25.0u/mg인 돼지 췌장에서 분리한 나트륨 인슐린을 사용하여 실시예 2의 과정을 반복한다. 나트륨 인슐린의 수득량은 1.862g, 수율은 93.1%이며 역가는 28.9u/mg이었다.As a starting material, the procedure of Example 2 is repeated using sodium insulin isolated from porcine pancreas with a titer of 25.0 u / mg. The yield of sodium insulin was 1.862 g, yield 93.1% and titer 28.9 u / mg.

실시예 3의 출발물질(도면 3)과 최종 생성물(도면 4)을 실시예 2에서와 같이 폴리아크릴아마이드 디스크-겔 전기 영동에 의해 분석하였다. 이들 도면에서 1은 폴리아크릴 아마이드 겔, 6,7,8은 비-인슐린 단백질이고, 9와 10은 인슐린이나 유사 인슐린 단백질이다. 도면 1-4에서 보면 본 제조과정에 의해 비-인슐린 단백질이 제거됨을 알 수 있다. 더우기 이 최종 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린의 순도가 월등히 개량된 것은 역가나 다른 데이타만으로는 뚜렷하지 않다.The starting material (Figure 3) and final product (Figure 4) of Example 3 were analyzed by polyacrylamide disk-gel electrophoresis as in Example 2. In these figures, 1 is a polyacrylamide gel, 6,7,8 is a non-insulin protein, and 9 and 10 are insulin or similar insulin proteins. In Figure 1-4 it can be seen that the non-insulin protein is removed by this manufacturing process. Furthermore, the significant improvement in the purity of this final alkali metal or ammonium insulin is not apparent from titer or other data alone.

[실시예 4]Example 4

6g의 아연 인슐린 결정(70%는 소췌장에서 30%는 돼지 췌장에서)을 실시예 1에 의해 제조된 200ml의 산-페놀수에 용해시켰다. 이 용액 100ml를 취하여 2.5g(0.033몰)의 염화칼륨을 가한다. 이 약간 탁한 용액의 pH를 3.5ml의 10%수산화칼륨으로 8.2로 조절하여 이 혼탁용액에 0.3g(0.001몰)의 에틸렌디아민 테트라아세트산을 가한다음 이 용액의 pH를 10% 수산화칼륨을 사용하여 8.2로 안정될때까지 재조절한다. 이 용액을 48시간동안 주위온도(약 25℃)에서 교반하면 처음 12시간동안 결정화가 개시된다. 생성된 칼륨 인슐린을 원심분리 하고 무수 알콜로 2회 세척한다음 다시 에테르로 한번 씻고 진공하에서 건조시킨다. 칼륨 인슐린의 수득량 1.736g(86.8%), 역가 24.9u/mg 칼륨 함량 1.48%, 수분함량 10.1%6 g of zinc insulin crystals (70% in the pancreas and 30% in the pig pancreas) were dissolved in 200 ml of acid-phenol water prepared by Example 1. Take 100 ml of this solution and add 2.5 g (0.033 mol) of potassium chloride. The pH of this slightly turbid solution is adjusted to 8.2 with 3.5 ml of 10% potassium hydroxide, and 0.3 g (0.001 mol) of ethylenediamine tetraacetic acid is added to the turbid solution, and the pH of the solution is adjusted to 8.2 using 10% potassium hydroxide. Readjust until stable. The solution is stirred at ambient temperature (about 25 ° C.) for 48 hours to initiate crystallization for the first 12 hours. The resulting potassium insulin is centrifuged, washed twice with anhydrous alcohol, once again with ether and dried in vacuo. Yield of potassium insulin 1.736 g (86.8%), titer 24.9 u / mg potassium content 1.48%, water content 10.1%

[실시예 5]Example 5

실시예 4에 의해 제조된 100ml의 아연 인슐린 용액에 1.4g(0.033몰)의 리튬을 가한다. 이 용액을 6.2ml의 1N수산화리튬으로 pH 8.2로 조절하고 에틸렌디아민 테트라아세트산을 가하고 1N수산화리튬으로 pH가 8.2로 안정될때까지 재조절하고 실시예 4의 과정을 반복한다. 실시예 4의 결정화 과정을 반복하면 수득량 1.234g(61.1%), 역가 27.8u/mg, 리튬 함량 2.37%, 수분함량 3.6%인 리튬 인슐린이 수득된다.1.4 g (0.033 mol) of lithium is added to 100 ml of the zinc insulin solution prepared in Example 4. The solution was adjusted to pH 8.2 with 6.2 ml of 1N lithium hydroxide, ethylenediamine tetraacetic acid was added and readjusted until the pH was stabilized to 8.2 with 1N lithium hydroxide and the procedure of Example 4 was repeated. Repeating the crystallization process of Example 4 yielded lithium insulin having a yield of 1.234 g (61.1%), a titer of 27.8 u / mg, a lithium content of 2.37%, and a water content of 3.6%.

[실시예 6]Example 6

염화리튬 대신 1.8g의 염화 암모늄을 사용하고 수산화리튬 대신 60ml의 1N수산화 암모늄을 사용하는 외에는 실시예 5와 동일한 과정을 반복한다. 에틸렌디아민 테트라아세트산을 가한후 1N수산화암모늄으로 pH를 조절하면 24시간 후에도 결정화가 일어나지 않는다. 1.8g의 염화암모늄을 가한다음 24시간 더 교반하면 결정화가 일어난다. 생성된 암모늄 인슐린을 실시예 4의 방법에 따라 분리하여 1.018g(50.9%)을 얻는다. 역가 27.6u/mg, 수분함량 7.3%, 황을 함유한 회분 0.08%The same procedure as in Example 5 is repeated except that 1.8 g of ammonium chloride is used instead of lithium chloride and 60 ml of 1N ammonium hydroxide is used instead of lithium hydroxide. After adding ethylenediamine tetraacetic acid and adjusting the pH with 1N ammonium hydroxide, crystallization does not occur even after 24 hours. 1.8 g of ammonium chloride was added, followed by further stirring for 24 hours to cause crystallization. The resulting ammonium insulin is isolated according to the method of Example 4 to yield 1.018 g (50.9%). Titer 27.6u / mg, moisture content 7.3%, sulfur containing ash 0.08%

Claims (1)

2가 금속 인슐린의 농도가 약 10내지 1,000u/ml이고, 2가 금속은 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 카드뮴 중에서 선택한 것이고, 알칼리 금속 또는 암모늄이온의 농도가 약 0.2내지 1.0몰이고, 이 알칼리 용액의 pH가 약 7.6내지 8.6이며, 킬레이트화제의 농도가 약 0.0002내지 0.05몰이고, 2가 금속 인슐린의 2가 금속에 대한 킬레이트화제의 몰비율이 최소 약 3 : 1이며, 2가 금속 인슐린, 다음 구조식을 갖는 2가 금속 이온 킬레이트화제 및 알칼리 금속 또는 암모늄 이온으로 구성된 알칼리 수용액을 반응시켜 결정화시킴을 특징으로 하는 알칼리 금속 또는 암모늄 인슐린의 제조방법.The divalent metal insulin has a concentration of about 10 to 1,000 u / ml, and the divalent metal is selected from manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, and cadmium, and the concentration of alkali metal or ammonium ion is about 0.2 to 1.0 mol. The pH of the alkaline solution is from about 7.6 to 8.6, the concentration of the chelating agent is from about 0.0002 to 0.05 mole, and the molar ratio of the chelating agent to the divalent metal of the divalent metal insulin is at least about 3: 1, 2 A method for producing an alkali metal or ammonium insulin, characterized by reacting a hydrated metal insulin, a divalent metal ion chelating agent having the following structural formula and an aqueous alkali solution composed of alkali metal or ammonium ions.
Figure kpo00005
Figure kpo00005
상기 구조식에서In the above structural formula R1과 R5는 각각 카복시메틸, 카복시에틸, C1-C6알킬, C1-C6하이드록시 알킬중에서 선택된 1가의 유기라디칼,R 1 and R 5 each represents a monovalent organic radical selected from carboxymethyl, carboxyethyl, C 1 -C 6 alkyl, C 1 -C 6 hydroxy alkyl, R2와 R6는 각각 카복시메틸과 카복시에틸중에서 선택된 1가의 유기 라디칼을 나타내며,R 2 and R 6 each represent a monovalent organic radical selected from carboxymethyl and carboxyethyl, R3는 수소, 하이드록시, C1-C6알킬중에서 선택된 1가 라디칼이고,R 3 is a monovalent radical selected from hydrogen, hydroxy, C 1 -C 6 alkyl, R4는 수소, 카복시메틸, 카복시에틸 중에서 선택된 1가 라디칼이며,R 4 is a monovalent radical selected from hydrogen, carboxymethyl, carboxyethyl, m은 1내지 6의 정수,m is an integer from 1 to 6, n은 0 또는 1,n is 0 or 1, p는 0 또는 1,p is 0 or 1, r은 2내지 6의 정수,r is an integer from 2 to 6, s는 0내의 2의 정수이다.s is an integer of 2 in 0.
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