生物制藥綜合實(shí)驗(yàn)一青霉素的發(fā)酵和提取模塊
(一)生產(chǎn)、純化原理:青霉素生產(chǎn)最初使用特異青霉(eieilim notatum),后改用產(chǎn)量更高的產(chǎn)黃青霉(P chrnsogemum)。乳糖可收緩慢利用而維持青霉素生產(chǎn)的有利條件,玉米漿含多種氨基酸和苯乙胺,可為青毒素合成提供前體。青霉素為弱酸性pKa=2.75,在pH=2時(shí)呈游離酸狀態(tài)。易溶于醇、酮、醚、陷類,水溶性較差。pH=7左右,青霉素可與堿金屬或堿土金屬成鹽,水溶性顯著提高。青霉素金屬鹽易溶于水和甲醇、幾乎不溶于乙隨、氯仿、醋酸戊酯等。
(二)滴定原理:青霉素在堿性環(huán)境下時(shí),B-內(nèi)酰胺環(huán)水解生成青霉噻唑酸,1 分子青霉噻唑酸和4分子碘起反應(yīng)。而青霉素不吸收碘,硫代硫酸鈉(或其他鹽)可以消耗刺余的碘,滴定則可以計(jì)算耗碘量??瞻讓?shí)驗(yàn)可以用于排除體系中可能存在的其他耗碘物質(zhì)。
(三)試劑:
1. 1 mol/L鹽酸,1 mol/L NaOH.
2.0.5%淀粉指示劑。
3. 0.01 molL (實(shí)際濃度需要標(biāo)定) Na2S2O3.
4. 0.01molLb2:取13g碘單質(zhì)溶于36%KI定容至100 mL.加3滴鹽酸。使用時(shí)稀釋100倍即為0.01mol/L碘
5. pH4.5酣酸緩沖液: 25.8g醋酸鉀, 加入19.6mL醋酸,定容至2000 mL.
6. 2%碳酸鈉溶液
7. 20%乙酸鉀-乙醇溶液:乙酸鉀加入到無(wú)水乙醇中
8.無(wú)水硫酸鈉
9.乙酸丁酯
10. pH試紙
11.青霉發(fā)酵液
(四)實(shí)驗(yàn)步驟:
產(chǎn)黃青霉發(fā)酵:
1.配置馬鈴薯培養(yǎng)基,取馬鈴薯去皮切塊,稱取200 g煮沸20min后,加水定容至1000 mL.稱取20g乳糖/燕糖加入培養(yǎng)基:
2.分裝培養(yǎng)基并滅菌,121 攝氏度?20 min:
3.稱取卡那霉素,配置成50 mg/mL的母液,? 0.22 um濾膜過(guò)濾除菌,分裝:
5.接種產(chǎn)黃青霉南孢子,28心180 rpm培養(yǎng)7d.
青霉素提取純化及檢測(cè):
1.產(chǎn)黃青霉發(fā)酵培養(yǎng)7d;
2.使用紗布過(guò)濾菌絲球,收集濾液,測(cè)定上清液總體積:
3.使用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至2左右(盡快),估測(cè)濾液體積,
4.加入約1/3體積的乙酸丁酯,震蕩10 min后靜置5min分層,有機(jī)相(上層)備用:
5.下層水相繼續(xù)加入初始總體積1/3的乙酸丁酯,重復(fù)上一步,棄去水相:
6.混合兩次溶劑,讀取體積,加入其1/3體積的2%碳酸鈉溶液,農(nóng)蕩10 min后靜置5 min分層,水相(下層)備用:
7.重復(fù)上一步,棄有機(jī)相:,
8. 混合兩次水溶液,重復(fù)第4-5步,收集并混合有機(jī)相(此時(shí)體積約為發(fā)酵體積的827);
9.在乙酸丁酯中加入少量無(wú)水硫酸鈉,過(guò)濾:
10.將液體加入到燒杯中,加入約120體積乙酸鉀-乙醇溶液,1s C攪拌10 min (或置于冰箱內(nèi),每隔幾分鐘攪拌一次)。 小心倒掉上清液,濕品體真空干燥:
11.稱取適當(dāng)樣品加水溶解(參考濃度約1 mg/mL,最少8 mL):
12. 滴定:取2mL樣品,加0.4 mL Imol/L NaOH,室溫靜置20 min;
依次加入0.4 mL 1 mo/L鹽酸、2 mL pH4.5乙酸緩沖液、8 mL 0.01 mol/L碘溶液,混勻后暗處?kù)o置20 min:
加1 mL淀粉指示劑,0.01 mol/LNa2S2O3;滴定(溶液由藍(lán)色變?yōu)榻K點(diǎn)為無(wú)色),記錄消耗體積v13.空白滴定:取2mL樣品,不加酸堿,依次加入2mL pH4.5乙酸緩沖液、8 mL0.01 mo/L碘溶液,混勻后暗處?kù)o置20min:.
加1 mL淀粉指示劑,0.01 molLNa2S2O3;滴定(溶液由藍(lán)色變?yōu)榻K點(diǎn)為無(wú)色),記錄消耗體積V
4.依照公式計(jì)算青霉素濃度和純度
(五)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

(六)實(shí)驗(yàn)討論
青霉素產(chǎn)物的純度和什么有關(guān)?












