青霉素几种分离纯化方法比较
青霉素的提取方法
青霉素的提取方法
青霉素是一种广泛应用于医药领域的抗生素，它具有很强的杀菌作用，对许多细菌感染都有很好的疗效。
青霉素的提取方法是非常重要的，它直接影响着青霉素的纯度和产量。
下面将介绍几种常见的青霉素提取方法。
首先，青霉素的提取方法之一是酸碱法。
这种方法是利用青霉素在酸性和碱性条件下溶解度的差异来实现提取的。
首先将青霉素混合物加入酸性溶液中，使得青霉素在酸性条件下溶解，而其他杂质不溶解。
然后再将溶液调整为碱性，青霉素便会沉淀出来。
最后通过过滤或离心等方法将沉淀的青霉素分离出来，得到较为纯净的青霉素。
其次，青霉素的提取方法还包括溶剂萃取法。
这种方法是利用青霉素在不同溶剂中的溶解度差异来进行提取的。
首先将青霉素混合物与合适的有机溶剂进行充分混合，使得青霉素在有机溶剂中溶解，而其他杂质不溶解。
然后通过分液漏斗等装置将有机层和水层分离，得到含有青霉素的有机层。
最后通过蒸馏或者溶剂挥发的方法将有机溶剂蒸发，得到纯净的青霉素。
另外，青霉素的提取方法还可以采用结晶法。
这种方法是通过控制溶液的温度和浓度来实现青霉素的结晶提取。
将青霉素混合物加入适量的溶剂中，加热溶解，然后逐渐降温，使得青霉素逐渐结晶沉淀。
最后通过过滤或者离心等方法将结晶的青霉素分离出来，得到纯净的青霉素。
总的来说，青霉素的提取方法有多种，每种方法都有其适用的场合和特点。
在实际生产中，需要根据具体情况选择合适的提取方法，并结合其他工艺条件，以实现青霉素的高效提取和纯化。
希望本文介绍的青霉素提取方法对您有所帮助。
青霉素的提取与纯化[发明专利]
![青霉素的提取与纯化[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/79d2e94a1611cc7931b765ce05087632311274a9.png)
[19]中华人民共和国专利局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1110686A[43]公开日1995年10月25日[21]申请号94116070.X [22]申请日94.9.22[71]申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号[72]发明人李十中 [74]专利代理机构天津大学专利代理事务所代理人曲远方 张强[51]Int.CI 6C07D 499/18权利要求书 1 页 说明书 3 页[54]发明名称青霉素的提取与纯化[57]摘要本发明属于有机化合物的分离。
在青霉素发酵液的溶剂萃取工艺中不引入任何表面活性剂，采用切割分子量20000及以下的超滤膜对该发酵液或其过滤后的滤液进行超滤处理，纯化滤液，透过液的青霉素萃取过程可在生产中使用任意萃取设备一次完成青毒素的提纯和浓缩过程，萃取液用无盐水洗涤，进一步纯化萃取液。
94116070.X权 利 要 求 书第1/1页 1、一种有机化合物的分离工艺，本发明的特征在于使用切割分子量(MWCO)20000及以下的超滤膜对青霉素发酵液预处理过滤后的滤液，或直接对发酵液进行超级过滤，纯化滤液，透过液的青霉素萃取过程可在生产中使用的任意萃取设备中一次完成青霉素的提纯和浓缩过程，萃取液用无盐水洗涤，进一步纯化萃取液。
2、根据权利要求1所述的有机化合物分离工艺，其特征在于超级过滤是在5～30℃，0.1～0.5MPa的条件下进行的。
94116070.X说 明 书第1/3页青霉素的提取与纯化本发明属于有机化合物的分离。
青霉素的提纯在已有技术中有报导，从发酵液中提取青霉素，有活性碳吸附法、沉淀法、离子交换法、溶媒萃取法等方法。
目前普遍采用溶媒萃取法，是将有机溶媒与青霉素发酵液预处理过滤的滤液混合，通过调节PH值使青霉素由水相转入溶媒，达到提纯和浓缩的目的。
该方法有以下几种：将青霉素由滤液通过Podbielniak萃取机一步萃取到溶媒中的一步萃取法（prensive Biotchnology.ed.M.Mooy oung.vol.3.P28-29 Pergamon press New York，1985）;将青霉素由滤液提入溶媒，转入缓冲液，再由缓冲液提入溶媒相的三步提取法（俞文和等，《抗生素工艺学》，辽宁科学技术出版社，P227（1988年）;将青霉素提入溶媒后直接进行共沸结晶的一次萃取共沸结晶法（俞文和等，《抗生素工艺学》，辽宁科学技术出版社，P196-197（1988年））;对青霉素发酵液直接使用倾析器进行萃取的直接萃取法（俞文和等，《抗生素工艺学》，辽宁科学技术出版社，P227（1988年））。
青霉素的提取工艺
化学式
青霉素 化学本质：盐酸巳氨西林。其化学名 为1-乙氧甲酰乙氧6-〔D(-)-2-氨基-2-乙 酰氨基〕青霉烷酸盐酸盐。 分子式：C16H18N3O4S· HCl 分子量：384.5 青霉素它丌能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所 产生的酶，易被其破坏，且其抗菌谱较窄， 主要对革兰氏阳性菌有效。青霉素G有钾盐、 钠盐之分，钾盐丌仅丌能直接静注，静脉滴 注时，也要仔细计算钾离子量，以免注入人 体形成高血钾而抑制心脏功能，造成死亡。
[10] Ren Z Q, Zhang W D, Li H S, et al. Mass transfer characteristics of citric acid extraction by hollow fiber renewal liquid membrane[J].Chem Eng J, 2009, 146: 220-226
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参考文献：
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中空纤维更新液膜提取工艺流程图：
采用中空纤维更新 液膜实现了从发酵滤 液中同步分离和富集 青霉素的新型提取工 艺 以碳酸钾溶液作为 接收相，DOA（二辛 胺）+异辛醇+煤油作 为有机相，在常温条 件下提取模拟发酵滤 液中的青霉素
如图所示，采用中空纤维更新液膜技术 提取青霉素G，由于中空纤维更新液膜的传 质强化作用，可在实验进行到90min时实现 液膜过程的逆浓度梯度传递，传质速率较快， 实验结果所用时间较长是为了避免壳程非理 想流动等情况的影响，所用膜器的尺寸较小， 填装因子较低，传质面积较小，仅为 5.48˟ ² ，若采用长1m，内径0.1m的商 10̄ m² 用中空纤维膜器，传质面积可高达60m² ，则 可极大地提高处理速率。
青霉素纳滤膜分离纯化详情介绍
青霉素纳滤膜分离纯化详情介绍
青霉素纳滤膜分离纯化
膜分离过程是一个高效、环保的分离过程，它是多学科交叉的高新技术，它在物理、化学和生物性质上可呈现出各种各样的特性，具有较多的优势。
青霉素纳滤膜分离纯化优点
1、工艺结构简单，易于掌握，使用。
2、没有可动部件，运行稳定可靠。
3、占地面积小，投资省。
4、有效组分回收率高。
5、运行成本低。
6、使用寿命长，维护费用低。
青霉素纳滤膜分离纯化应用领域
制药行业：应用于分离、纯化和浓缩工艺，如维生素、青霉素、头孢菌素C和红霉素等;
生物化工：应用于膜除杂、膜浓缩、膜脱色，如氨基酸、多肽和有机酸等;
食品饮料：应用于饮料、酒类等的分离、分级、浓缩与富集，如果汁、红酒等;
石化冶金：应用于重金属、酸碱等回收与净化，如钴离子、铜离子和酸等。
微生物菌种的分离和纯化方法
微生物菌种的分离和纯化方法1.空气平板法空气平板法是一种常用的微生物菌种分离方法。
将待分离的微生物样品进行适当的稀释并均匀涂布在含有经过固化的琼脂平板上，然后放置在适宜的温度下进行培养。
微生物在平板上呈现为单个菌落，每个菌落都代表一个来自单一细胞的微生物。
通过挑取单个菌落，将其再次传代培养，最终可以得到纯净的菌种。
2.稀释平板法稀释平板法也是一种常用的微生物菌种分离方法，在空气平板法的基础上进行了改进。
先将待分离的微生物样品按一定比例稀释，然后将稀释后的样品均匀涂布在琼脂平板上。
由于稀释后的样品中菌落之间的距离更远，因此每个菌落代表的是来自更少数的微生物细胞，得到纯净的菌种的几率更高。
3.前体菌种法前体菌种法是一种通过选择性培养基将目标微生物分离出来的方法。
选择性培养基可以通过添加特定的抗生素、酸碱度调节和特定营养物等来抑制其他微生物的生长而促进目标微生物的生长。
将待分离的微生物样品进行适当的稀释后接种在选择性培养基上，利用培养基的选择性促使目标微生物生长并抑制其他微生物的生长，最终得到纯净的菌种。
4.形态学分离法形态学分离法是一种根据微生物在形态和结构上的差异进行分离的方法。
先选择合适的培养基和培养条件，将待分离的微生物样品进行培养。
在培养过程中，观察并挑选出形态和结构上有明显差异的微生物，然后将其进行单菌维持培养，并通过形态特征进一步分离和纯化菌种。
5.生理生化特性分离法生理生化特性分离法是一种根据不同微生物菌株在代谢和物质转化方面的差异进行分离的方法。
根据微生物菌株的生理生化特性，如生长速度、氨基酸利用能力、产酸产气等，将微生物菌株进行初步分离，然后通过进一步的生化鉴定和特性测试，最终得到纯净的菌种。
总结起来，微生物菌种的分离和纯化方法有很多种类，选择合适的方法依赖于待分离的微生物特性和研究目的。
这些方法在微生物学的研究中起到了关键作用，为了获得纯净的微生物菌种提供了有效的手段。
青霉素的工艺流程
青霉素的工艺流程
青霉素是一种抗菌药物，是由真菌青霉（Penicillium）制作而成的。
青霉素的工艺流程可以分为以下几个步骤：
1. 材料准备：准备培养基，培养霉菌和提取青霉素所需的其他原料。
2. 角化：将培养基倒入培养皿中，使其凝固，形成可以供霉菌生长的基质。
3. 培养霉菌：在适宜温度和湿度下，接种霉菌于培养皿中，培养霉菌使其生长并产生青霉素。
4. 提取：将培养得到的发霉的培养皿进行打碎，然后用有机溶剂（如甲醇或乙酸乙酯）进行浸提。
浸提过程可以将青霉素从霉菌体内提取出来。
5. 分离纯化：通过过滤等操作，将有机溶剂中的悬浮物和杂质分离出来。
然后通过蒸发和结晶等步骤，使青霉素得到进一步纯化。
6. 干燥：将纯化后的青霉素进行干燥，以获得最终的产品。
需要注意的是，青霉素的生产过程还需要注意以下几个方面：
1. 培养环境：青霉素的生产需要在适宜的温度、湿度和pH值条件下进行。
同
时，在培养过程中还需要注意防止其他细菌和真菌的污染。
2. 溶剂选择：在提取过程中选择适宜的有机溶剂，以确保溶剂能够有效地提取青霉素，并尽可能减少对青霉素的破坏。
3. 分离纯化：在分离纯化过程中需要根据青霉素的物化性质来选择适当的纯化方法，以确保青霉素的纯度和产量。
4. 质量控制：在整个生产过程中，需要进行严格的质量控制，包括对原料、中间产物和最终产品的检测和分析，以确保产品的质量和安全性。
总结起来，青霉素的工艺流程包括材料准备、角化、培养霉菌、提取、分离纯化和干燥等步骤。
通过合理选择培养条件、提取和纯化方法等，可以实现对青霉素的高效生产和优质产品的制备。
抗生素分离纯化技术
抗生素常用的分离纯化方法抗生素常用的分离纯化方法主要有溶媒萃取法、吸附法、离子交换法、色谱分离等。
在提取时，可根据抗生素分离的难易，单独或同时使用上述方法。
溶媒萃取法：溶媒萃取法溶媒萃取法是利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同，使溶质选择性的从一种溶剂转移到另一种溶剂中而得到纯化或浓缩的方法，它是生物工业中一种重要的分离提取方法。
作为一种传统的分离技术，溶媒萃取法目前仍然在广泛应用于在抗生素工业生产中，如螺旋霉素、林可霉素、青霉素等都采用溶媒萃取法提取。
吸附法：吸附法是利用吸附剂与抗生素之间的分子引力而将抗生素吸附在吸附剂上。
常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、大孔吸附树脂等。
大孔吸附树脂是当前微生物天然产物分离技术领域发展最迅速、最活跃的分支之一，目前它已逐渐取代活性炭和氧化铝等吸附剂，在抗生素工业中显示出越来越重要的地位。
大孔吸附树脂适合于吸附各种抗生素，它不仅可吸附脂溶性化合物，而且可以吸附水溶性化合物。
离子交换法：离子交换法是利用离子交换树脂与目的物质之间的化学亲合力，有选择地将目的物质吸附上去，再用适当的洗脱剂洗脱下来。
如果目的物质为碱性，则选择酸性树脂；如果为酸性，则要选择碱性树脂。
由于抗生素是一类天然抗菌，抗病毒药物，其分子中往往含有多种化学基团，在强酸强碱条件下容易发生化学变化，导致药理活性丧失，提取分离抗生素所用的离子交换树脂要为弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。
如金霉素，丁胺卡那霉素，万古霉素，先锋霉素用弱酸性树脂；庆大霉素，新生霉素用弱减性树脂；春雷霉素，肉瘤霉素，夹竹桃霉素用强酸性树脂；先锋霉素，土霉素用强碱性树脂。
由于抗生素分子体积较大，一般选择大孔网状树脂。
色谱法：色谱法是基于混合物各组分在两相(固定相和流动相)之间的不均匀分配进行分离的一种方法。
其基本原理是由于混合物中的各个单一组分对两相不同的亲和力和向两相不均匀扩散的可能性而导致在固定相和移动相之间的不均匀分配，从而得到分离。
青霉素萃取及萃取率的计算总结
实验器材及试剂
小烧杯 电子天平 分液漏斗 酸式滴定管 容量瓶 量筒 玻璃棒 PH试纸
移液管
Na2S2O3（0.1mol/L) 取Na2S2O3约2.6g与污水 Na2CO30.02g加新煮沸过的冷蒸馏水适量稀释，定容 到100ml
碘溶液（0.1mol/L) 取碘1.3g，加KI3.6g与水5ml使 之稀溶解，再加Hcl1~2滴，定容到100ml
青霉素萃取及萃取率的计算总结
知识拓展
萃取的概念 将选定的某种溶剂（液体或超临界体）加入到含目标产物的混
合物中，根据混合物中不同组分在该溶剂中的溶解度不同，将所 需的组分分离出来，这个操作过程即为萃取 萃取的特点 萃取过程具有选择性 能与其他需要的纯化步骤（例如结晶，蒸馏等）相配合 通过相的改变，可以较少由于降解（水解）引起的产品损失 分离效率高，生产能力大，适用于各种不同的规模 传质速度快，生产周期短，便于连续操作，容易实现自动控制
HAc-NaAc（ph4.5）缓冲液 取83g无水NaAc溶于水， 加入60ml冰醋酸，定容到1L
NaOH液（1mol/L),HCL液（1mol/L)，淀粉指示剂， 乙酸乙酯，稀硫酸，蒸馏水
操作步骤
Na2S2O3的标定 取K2Cr2O30.15g与碘量瓶中，加入50ml水， 使之溶解，再加KI 2g，溶解后加入稀硫酸 40ml，摇匀，密闭，在暗处放置10分钟，取 出后再加水250ml稀释，用Na2S2O3滴定终点 时，加淀粉指示剂3ml，继续滴定至蓝色消失， 记录Na2S2O3消耗的体积
知识拓展
萃取的分类
根据参与溶质分配的两相不同分类：液-液萃取;液-固 萃取
根据组分数目不同分类：三元萃取；多组元萃取 根据有无化学反应分类：物理萃取；化学萃取 根据萃取剂的种类和形式不同分类：溶剂萃取；双水
青霉素分离纯化净化工艺的特点
青霉素分离纯化净化工艺的特点
青霉素净化工艺是利用吸附法提取青霉素的工艺。
它是采用在青霉素发酵稀释液中直接利用阳离子树脂吸附的方法来吸附青霉素;吸附有青霉素的饱和树脂用试剂洗涤，再用试剂解吸和碱性阴离子树脂脱色。
青霉素净化工艺：
注发酵液—>阳离子吸附—>过滤—>漂洗—>上柱—>转型—>淋洗—>解析—>阴树脂脱色
青霉素净化优点如下：
1、减少介质用量50-90%。
2、占地面积减少50-80%。
3、节省能耗高达30%。
4、简化已有工艺流程。
5、自动控制，产品质量均衡。
6、耐酸碱、抗污染。
青霉素
青霉素酶分离纯化工艺的研究生工081 许乃康 3080402111摘要：对蜡状芽孢杆菌产青霉素酶的分离纯化工艺进行了研究。
粗酶液通过多孔玻璃过滤器收集、硫酸铵分级盐析、超滤除盐浓缩后得到纯化的青霉素酶液。
在酶溶液中添加5% NaCl 或5%甘油，保存过程中的稳定性得到明显提高，在60 d 后相对酶活依然保持在92%以上。
青霉素酶(Penicillinase)在抗生素的无菌检验及对食品中残留青霉素的检测有非常重要的作用。
在β- 内酰胺类抗生素药品的质量检验中，利用青霉素酶进行无菌检查是一种非有效、简便、快捷的方法，可定量检验出青霉素类药品中污染微生物的程度。
蜡状芽孢杆菌发酵产生的青霉素酶粗提液含有大量杂蛋白，为了确保产品质量，有必要进行分离纯化工艺的研究，为青霉素酶的进一步扩大生产和开发利用提供可参考的工艺参数。
1 实验部分1. 1 药品与仪器蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，石家庄贝奥生物技术研究所提供；LG 10-2.4 A 离心机（北京医用离心机厂）；VF 20 P 7 0.2 μm 的微滤膜（Vivascience Ltd）；截留分子量20 000 的超滤膜（北京格兰特）；硫酸铵（分析纯）；青霉素G 钠盐（华北制药股份公司）。
1. 2 实验方法对粗青霉素酶液用等电点沉淀法分离：青霉素酶的等电点约为5.4，在5 ℃下用冰醋酸流加到青霉素酶液中，调pH 值至5.2 时酶液会出现浑浊，置于5 ℃下2 h 后，细小絮状物沉淀，到24 h 后出现大块絮状物沉淀。
沉淀经多孔玻璃过滤器收集并溶解于0.5%的氨水中溶解,备用。
将溶于氨水的粗酶液边搅拌边加入研细的固体硫酸铵，使其饱和度达到50%，离心机8 000 r/min离心10 min,除去沉淀。
取上清液，并继续加入固体硫酸铵使其饱和度达到70%，置4 ℃过夜。
通过硫酸铵分级盐析后，再用超滤膜分离除盐。
得到的酶液用微滤膜除菌、脱色后保存备用。
青霉素几种分离纯化方法比较
生物工程下游技术期末作业青霉素的分离提纯方法的发展与比较摘要：本文主要介绍了青霉素的分离提纯方法的发展以及比较，包括传统的方法，如吸附法，沉淀法，溶剂萃取法等，也包括现代发展的高新技术，如反胶团萃取法，乳状液膜法，中空纤维更新液膜法以及其它的高效提取方法。
Abstract：This paper describes the development of penicillin G and the comparison of methods of separation and purification , including traditional methods, such as adsorption, precipitation, solvent extraction, but also includes modern high-tech development, such as reverse micelles extraction, emulsion liquid membrane hollow fiber renewal liquid membrane extraction and other efficient methods.正文：1、青霉素简介1、1基本性质：青霉素（Benzylpenicillin / Penicillin）又被称为青霉素G、peillin G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。
青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。
分子式为：1、2发展历程：早在唐朝时，长安城的裁缝会把长有绿毛的糨糊涂在被剪刀划破的手指上来帮助伤口愈合，就是因为绿毛产生的物质（青霉素素菌）有杀菌的作用，也就是人们最早使用青霉素。
青霉素提取
青梅素的提炼工艺过程青霉素提纯工艺流程简图：青霉素不稳定，发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。
1.预处理发酵液结束后，目标产物存在于发酵液中，而且浓度较低，如抗生素只有10－30Kg/m3，含有大量杂质，它们影响后续工艺的有效提取，因此必须对其进行的预处理，目的在于浓缩目的产物，去除大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，利于后续的分离纯化过程。
是进行分离纯化的一个工序。
2.过滤发酵液在萃取之前需预处理，发酵液加少量絮凝剂沉淀蛋白，然后经真空转鼓过滤或板框过滤，除掉菌丝体及部分蛋白。
青霉素易降解，发酵液及滤液应冷至10 ℃以下，过滤收率一般90%左右。
（1）菌丝体粗长10µm，采用鼓式真空过滤机过滤，滤渣形成紧密饼状，容易从滤布上刮下。
滤液pH6.27-7.2，蛋白质含量0.05-0.2%。
需要进一步除去蛋白质。
（2）改善过滤和除去蛋白质的措施：硫酸调节pH4.5-5.0，加入0.07%溴代十五烷吡啶PPB，0.7%硅藻土为助滤剂。
再通过板框式过滤机。
滤液澄清透明，进行萃取。
3.萃取青霉素的提取采用溶媒萃取法。
青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素盐易溶于水。
利用这一性质，在酸性条件下青霉素转入有机溶媒中，调节pH，再转入中性水相，反复几次萃取，即可提纯浓缩。
选择对青霉素分配系数高的有机溶剂。
工业上通常用醋酸丁酯和戊酯。
萃取2－3次。
从发酵液萃取到乙酸丁酯时，pH选择1.8-2.0，从乙酸丁酯反萃到水相时，pH选择 6.8-7.4。
发酵滤液与乙酸丁酯的体积比为1.5-2.1，即一次浓缩倍数为1.5-2.1。
为了避免pH波动，采用硫酸盐、碳酸盐缓冲液进行反萃。
发酵液与溶剂比例为3－4。
几次萃取后，浓缩10倍，浓度几乎达到结晶要求。
萃取总收率在85％左右。
所得滤液多采用二次萃取，用10%硫酸调pH2.0~3.0，加入醋酸丁酯，用量为滤液体积的三分之一，反萃取时常用碳酸氢钠溶液调pH7.0~8.0。
青霉素G盐的分离及结晶工艺
利用萃取剂将物质从溶液中萃取出来，再通过蒸发等方法得到结晶 产品，适用于某T 04
实验设计与操作
实验材料与设备
原料
青霉素发酵液
试剂
盐酸、氢氧化钠、乙醇等
设备
离心机、旋转蒸发器、结晶器、pH计、分光光度 计等
实验步骤与操作注意事项
• 调节pH值
用盐酸或氢氧化钠调节青霉素发酵液 的pH值至适宜范围。
• 去除杂质
通过离心或过滤去除发酵液中的固体 杂质。
实验步骤与操作注意事项
• 添加萃取剂
向预处理后的发酵液中加入适量的萃 取剂（如乙醇），充分混合。
• 分离萃取相
静置分层后，分离出含有青霉素的萃 取相。
实验步骤与操作注意事项
• 浓缩
将萃取相进行旋转蒸发，去除大部分萃取剂，得到浓缩液。
• 结晶
向浓缩液中加入适量的反溶剂（如水），降低溶解度，诱导 青霉素G盐结晶析出。
PART 03
结晶工艺
溶液结晶法
原理
利用物质在溶剂中的溶解度差 异，通过蒸发、降温等方法使
物质从溶液中析出。
优点
适用于大多数物质，操作简便 ，设备投资少。
缺点
结晶速度慢，收率低，难以得 到高纯度的产品。
应用
常用于工业生产中的粗品提纯 和废水处理等。
熔融结晶法
01
原理
将物质加热至熔点以上，使其熔融 后缓慢冷却结晶。
根据实验结果，优化实验条件，提高青霉素G盐的分离效率和结晶纯度。
PART 05
结果与讨论
分离效果评价
分离效率
通过比较分离前后青霉素G盐的浓度变化，可以评估分离效率。若分离后青霉素G盐的浓度显著 降低，则表明分离效果较好。
青霉素提取工艺
青霉素的提取工艺青霉素(Benzylpenicillin / Penicillin）又被称为青霉素G、peillin G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。
青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素.青霉素类抗生素是β—内酰胺类中一大类抗生素的总称。
（图1。
青霉素分子式）化学特性青霉素又称盐酸巴氨西林。
其化学名为1-乙氧甲酰乙氧6—〔D（—)-2—氨基—2-乙酰氨基〕青霉烷酸盐酸盐。
是一种有机酸,性质稳定，难溶于水。
可与金属离子或有机碱结合成盐,临床常用的有钠盐、钾盐.青霉素盐如青霉素钾或钠盐为白色结晶性粉末，无臭或微有特异性臭，有引湿性。
干燥品性质稳定，可在室温保存数年而不失效，且耐热.遇酸、碱、重金属离子及氧化剂等即迅速失效。
极易溶于水，微溶于乙醇，不溶于脂肪油或液状石蜡.其水溶液极不稳定，在室温中效价很快降低10%,水溶液pH为5。
5～7。
5.青霉素价格较为便宜，因而也证明了生产并提取青霉素是有着较为成熟的工业方法的。
(图2青霉素的售价）青霉素的提纯青霉素提纯工艺流程简图:（图3）因为青霉素水溶液不稳定,故发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。
在提炼过程中要遵循下面三个原则：错误!时间短错误!温度低错误!pH适中1。
预处理发酵结束后，目标产物存在于发酵液中,浓度较低，只有10－30kg/m3，并且含有大量杂质，如高价无机离子（Ca,Mg，Fe离子）,菌丝,未用完的培养基，易污染杂菌，产生菌的代谢产物，蛋白质等。
因此必须对其进行的预处理，其目的在于浓缩目的产物，去除大部分杂质,利于后续的分离纯化过程，是进行分离纯化的第一个工序。
2.过滤发酵液在萃取之前需预处理，可在发酵液加少量絮凝剂沉淀蛋白（比如明矾），或者调解发酵液pH至蛋白质的等电点以沉淀蛋白，然后经真空转鼓过滤(以负压作过滤推动力）或板框过滤（浮液用泵送入滤机的每个密闭的滤室,在工作压力的作用下，滤液透过滤膜或其它滤材，经出液口排出，滤渣则留在框内形成滤饼，从而达到固液分离目的），除掉菌丝体及部分蛋白.青霉素在常温下易降解,因而发酵液及滤液应冷至10 ℃以下，过滤收率一般90％左右。
青霉素G的提取工艺
青霉素G的提取工艺(总9页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--青霉素G的提取工艺的研究学院：环境与化学工程学院班级： 09级生物化工姓名：李建章学号： 0049指导老师：张晓宇青霉素G的提取工艺的研究1927年，人们发现了青霉素(penicillin)，这是应用于临床的第一种抗生素。
青霉素属于天然β-内酰胺类抗生素，是目前生产量最大的抗生素。
青霉素及半合成青霉素是临床应用极为广泛的抗菌药物，由于其抗菌作用强、疗效高、毒性低等优点，目前仍广泛应用于临床，而且在治疗很多感染疾病中仍为首选药物。
青霉素还是裂解生产半合成抗生素中间体及头孢菌素类抗生素的重要中间体和原料。
由于在商业生产和治疗中的重要性，直至在被发现80多年后的今天，青霉素仍然是世界最重要的生化产品之一。
图1．1青霉素的化学结构式青霉素是能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素。
青霉素分子中含有6个不对称碳原子，故具有旋光性。
不同的侧链R构成不同类型的青霉素，可分为G型、V型及0型等。
若R为苄基则为苄青霉素或叫青霉素G；若R为苯氧甲基，则为苯氧甲基青霉素或叫青霉素V。
天然青霉素(由发酵所得)有8种，以青霉素G疗效最好，应用最广。
青霉素G又称苄青霉素、盘尼西林，是一种天然青霉素，是青霉菌分泌的一种有机酸，pKa=其化学结构式如图1．1所示，青霉素G分子中含有一仰．内酰胺环和一个游离羧基，前者鄙．内酰胺类抗生素多：有的特征，后者使其呈弱酸性。
青霉素作为一种有机弱酸，在水溶液中存在电离平衡，青霉素易被胃酸破坏，口服不易吸收，临床上以其钾盐或钠盐的形式采用肌肉注射或气雾吸收。
青霉素G钾(钠)主要是通过破坏细菌细胞壁达到杀菌作用，是治疗革兰氏阳性菌及部分阴性菌感染的首选药物。
青霉素的大规模生产采用的是生物发酵法，其分离提纯过程包括过滤、提取、共沸结晶等工序。
常见的发酵液中青霉素的提取方法有吸附法、沉淀法、溶媒萃取法、双水相萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取和液膜法等。
青霉素几种分离纯化方法比较
生物工程下游技术期末作业青霉素的分离提纯方法的发展与比较摘要：本文主要介绍了青霉素的分离提纯方法的发展以及比较，包括传统的方法，如吸附法，沉淀法，溶剂萃取法等，也包括现代发展的高新技术，如反胶团萃取法，乳状液膜法，中空纤维更新液膜法以及其它的高效提取方法。
Abstract：This paper describes the development of penicillin G and the comparison of methods of separation and purification , including traditional methods, such as adsorption, precipitation, solvent extraction, but also includes modern high-tech development, such as reverse micelles extraction, emulsion liquid membrane hollow fiber renewal liquid membrane extraction and other efficient methods.正文：1、青霉素简介1、1基本性质：青霉素（Benzylpenicillin / Penicillin）又被称为青霉素G、peillin G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。
青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。
分子式为：1、2发展历程：早在唐朝时，长安城的裁缝会把长有绿毛的糨糊涂在被剪刀划破的手指上来帮助伤口愈合，就是因为绿毛产生的物质（青霉素素菌）有杀菌的作用，也就是人们最早使用青霉素。
青霉素酰化酶的分离和纯化
青霉素酰化酶的分离和纯化
武金霞;张贺迎
【期刊名称】《中国医药工业杂志》
【年(卷),期】2002(33)4
【摘要】采用渗透压冲击法提取大肠杆菌 E.coli 10 8青霉素酰化酶 ,得到了高比活的粗酶液 ,收率为 93.3% ,经硫酸铵分级沉淀、DEAE- Cellulose- 5 2离子交换柱层析就得到了聚丙烯酰胺凝胶电泳显示一条单带的酶 ,酶液比活为2 8.0 9u/mg,提纯了 5 .32倍 ,纯酶总收率为 36 .5 %。
【总页数】3页(P161-163)
【关键词】青霉素酰化酶;渗透压冲击法;分离;纯化
【作者】武金霞;张贺迎
【作者单位】河北大学生命科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ465.1
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生物工程下游技术期末作业青霉素的分离提纯方法的发展与比较摘要：本文主要介绍了青霉素的分离提纯方法的发展以及比较，包括传统的方法，如吸附法，沉淀法，溶剂萃取法等，也包括现代发展的高新技术，如反胶团萃取法，乳状液膜法，中空纤维更新液膜法以及其它的高效提取方法。
Abstract：This paper describes the development of penicillin G and the comparison of methods of separation and purification , including traditional methods, such as adsorption, precipitation, solvent extraction, but also includes modern high-tech development, such as reverse micelles extraction, emulsion liquid membrane hollow fiber renewal liquid membrane extraction and other efficient methods.正文：1、青霉素简介1、1基本性质：青霉素（Benzylpenicillin / Penicillin）又被称为青霉素G、peillin G、盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。
青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。
分子式为：1、2发展历程：早在唐朝时，长安城的裁缝会把长有绿毛的糨糊涂在被剪刀划破的手指上来帮助伤口愈合，就是因为绿毛产生的物质（青霉素素菌）有杀菌的作用，也就是人们最早使用青霉素。
近代，1928年英国细菌学家弗莱明首先发现了世界上第一种抗生素—青霉素，1941年前后英国牛津大学病理学家霍华德·弗洛里与生物化学家钱恩实现对青霉素的分离与纯化，并发现其对传染病的疗效，弗莱明、弗洛里、钱恩三人共同获得1945年诺贝尔奖。
目前所用的抗生素大多数是从微生物培养液中提取的，有些抗生素已能人工合成。
由于不同种类的抗生素的化学成分不一，因此它们对微生物的作用机理也很不相同，有些抑制蛋白质的合成，有些抑制核酸的合成，有些则抑制细胞壁的合成。
[1]1、3化学性质：青霉素可以与金属或有机碱结合成盐,常有钠盐、钾盐、普鲁卡因盐和节星盐。
青霉素盐的化学名称是(25,SR,6R)一3,3一二甲基一6一(2一苯乙酞氨基)7一氧代一4-硫杂一1一氮杂双环[3.2.0]庚烷一2一甲酸钠(钾)盐"青霉素的钠盐!钾盐均为白色结晶粉末;无臭或微有特异性臭,有引湿性;遇酸碱或氧化剂迅速失效,在水中极易溶解乙醇中微溶。
[2]1、4分类：青霉素用于临床是40年代初，人们对青霉素进行大量研究后又发现一些青霉素，当人们又对青霉素进行化学改造，得到了一些有效的半合成青霉素，70年代又从微生物代谢物中发现了一些母核与青霉素相似也含有β－内酰胺环，而不具有四氢噻唑环结构的青霉素类，可分为三代：第一代青霉素指天然青霉素，如青霉素G（苄青霉素）；第二代青霉素是指以青霉素母核－6－氨基青霉烷酸（6－APA），改变侧链而得到半合成青霉素，如甲氧苯青霉素、羧苄青霉素、氨苄青霉素；第三代青霉素是母核结构带有与青霉素相同的β－内酰胺环，但不具有四氢噻唑环，如硫霉素、奴卡霉素。
按其特点可分为：青霉素G类、青霉素V类、耐酶青霉素、氨苄西林类、美西林及其酯匹西林、甲氧西林类。
1本文主要针对青霉素G的分离提纯方法进行综述。
2、青霉素G分离提纯方法比较2、1传统的分离提纯方法青霉素的大规模生产采用的是生物发酵法,其分离提纯包括过滤、提取、共沸结晶等工序。
传统的青霉素发酵液提取工艺主要有吸附法、沉淀法、溶剂萃取法、离子交换和树脂吸附法,目前在青霉素提取中普遍采用的是溶剂萃取法。
2、1、1吸附法吸附法系利用吸附剂与抗生素之间的分子间吸引力而将抗生素吸附在吸附剂上。
吸附剂有活性炭、三氧化二铝、白土、大孔吸附剂等，其中以活性炭应用得最早。
有研究表明在较低的pH值下,青霉素v可以吸附到中性的芳香族吸附剂上,并且随着pH值的降低,青霉素v的吸附量增加,而在较高的pH值下,青霉素V 易溶于水,几乎无法利用青霉素V被吸附的特点来吸附提取，由于青霉素V是热敏性物质,且稳定性差,吸附法由于操作周期较长而造成青霉素的损失,所以只进行了实验室规模的研究。
2、1、2沉淀法沉淀法是分离抗生素的最简单而经济的方法,浓缩倍数高。
它是利用抗生素能和某些无机、有机离子或分子形成复合物而沉淀,此外也可利用本身的等电点沉淀析出，然后将沉淀物在适宜的条件下,再进行分离精制而得到提纯的目的。
青霉素生产可以通过加入无毒的弱酸或部分有机强酸到青霉素发酵滤液或盐溶液中调节pH值获得酸性相对较弱的酸离解常数常选择在(1.3一6.6)×10一5的一元脂肪酸,如乙酸、丙酸等,或二元脂肪酸,如丁二酸等，强酸的离解常数至少为1.7x l0-1如硫酸、盐酸、磷酸、柠檬酸等，酸化过程中强酸的存在可以使青霉素沉淀完全，为了获得较高的收率,通常先加入弱酸,然后缓慢加入强酸或部分强酸与弱酸同时加入,大部分青霉素沉淀后,加入剩余的强酸。
利用沉淀法直接从发酵液中回收分离和提纯青霉素优点很多,如节省或不用溶媒,收率高;操作费用降低;设备简单,工艺路线短;对经基青霉素酸化后存在于液相中等但是在青霉素酸化过程易形成豁性的油状物,过滤处理存在一定的问题。
2、1、3溶剂萃取法溶媒萃取法(液一液萃取法):当抗生素以不同的化学状态存在于(游离酸或游离碱状态)与水不溶性的溶媒中,有不同的溶解度,利用分配系数不同而达到浓缩和提纯的目的。
在较低的pH值时,大部分青霉素G以未解离酸分子形式存在,在水中溶解度较低但易溶于有机溶剂,因此可用溶剂萃取技术提取青霉素。
溶剂萃取分物理萃取和反应萃取两大类"目前在青霉素提取过程中普遍采用的是碳一键合氧给予体类型的萃取剂,即碳氢化合物和取代的碳氢化合物溶剂,在pH值为2.0左右进行萃取青霉素,萃取收率服从分配定律,称为物理萃取。
工业上一般采用醋酸丁醋为萃取剂,在pH值1.8一2.2时进行萃取生产，青霉素在一定酸性条件下呈游离酸状态,在醋酸丁醋中的溶解度远大于在水中的溶解度,青霉素从水相转入醋相,水溶性杂质留在水相"把互不相溶的醋相与水相分开后就实现了水溶性杂质与青霉素的分离"工业上的提炼流程如下:2、1、4离子交换和树脂吸附法青霉素G的生产采用生物合成法,其分离提纯过程包括过滤!提取!共沸结晶等一系列分离和纯化过程。
近年来,随着青霉素扩产,产量激增,造成供过于求的状况,为了提高行业竞争力,科技工作者围绕完善现有萃取过程和进行新技术开发两个方面进行了大量研究工作，青霉素提纯工艺的进展主要集中在改进工艺、方法、设备几方面，离子交换法系利用离子交换树脂和抗生素之间的化学亲和力,有选择性的将抗生素吸附上去,然后用较少量的洗脱剂将它洗下来,从而达到浓缩和提纯的目的。
目前,离子交换和树脂吸附技术主要用于从青霉素提取，结晶后得到的废液中回收青霉素以及在青霉素水解生产6~ARA过程中去除苯乙酸以降低其浓度，离子交换和树脂吸附技术用于青霉素提纯,收率偏低,解吸困难,并且其规模与产量很难适应青霉素的大规模生产。
[3]2、2新型青霉素G提取方法2、2、1双水相萃取双水相分配技术是近年来发展起来的提取和纯化生物活性物质的新型分离方法之一，一般而言,双水相系统是指把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起,由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性而形成互不相溶的两相。
近年来, 一种新型绿色溶剂——离子液体的出现引起各国学者的广泛关注. 离子液体是指在由离子组成的室温时呈液态的液体, 一般由有机阳离子和无机阴离子组成. 改变阴阳离子组成, 可以合成不同性质的离子液体, 被称为“设计者溶剂”.。
离子液体几乎没有蒸气压, 不挥发.，离子液体分为疏水性和亲水性两种类型, 研究表明, 疏水性离子液体萃取红霉素得到很好的效果。
刘庆芬[4]等以亲水性离子液体[Bmim]BF4和 NaH2PO4·2O 水溶液形成的双水相体系为研究象,考察了影响双水相形成的因素以及青霉素 G 的萃取特性.特别考察了 NaH2PO4浓度、青霉素浓度以及[Bmim]-BF4的浓度对双水相的形成和萃取率的影响, 同时考察了萃取体系 pH 值变化以及乳化现象。
结果发现：(1) 离子液体双水相可以有效萃取青霉素, 轻相中青霉素萃取率可达 93.7%. 萃取率受成相盐浓度、初始青霉素浓度以及离子液体浓度的影响. 萃取的最佳参数为NaH2PO4·2H2O 36%~38%(质量分数)、青霉素浓度 50000 u/mL、离子液体40%~45%(体积分数).。
离子液体双水相萃取青霉素是一项高效分离青霉素的新技术。
(2) 离子液体双水相体系萃取青霉素的 pH 值在4~5 之间, 为弱酸性, 青霉素降解率降低, 萃取收率提高.。
萃取过程不发生乳化现象, 有利于两相分离。
2、2、2反萃取法2、2、2、1连续反萃取连续反萃取是根据BA中青霉素含量把碳酸氢钾水溶液按一定比例加入到混合罐,进行充分混合反应,而后用离心机进行分离,得到RK。
连续反萃取BA和碳酸钾是连续加入,混合液不断进入离心机进行分离,整个过程是连续性操作,由于BA效价是变化的,所以碳酸钾水溶液的加入量要随时进行调整,以控制PH值。
在生产过程中造成PH值大范围的波动,影响收率和产品质量。
为了减小PH值的波动,通常采用低浓度的碳酸氢钾水溶液进行反萃取。
得到的RK效价偏低,通常在60万、1/ml以下。
2、2、2、2间歇反萃取间歇反萃取是在混合罐中一次性加入一定量的BA,经计算加入适量的碳酸氢钾水溶液,进行充分混合,使之完全反应,再静止分层。
此时萃取液是在重力作用下分层的,分离后得到RK。
在这个过程中,首先测定混合罐中的BA效价,再依照公式进行计算,得出加入碳酸氢钾水溶液的量,所以能准确地控制PH值。
由于PH值易于控制,可以提高碳酸氢钾溶液的浓度,以达到提高RK效价的目的。
RK 效价可以提高到80万u/ml左右。
梁玉等[5]通过对这两种工艺的研究比较得到如下的数据表格，表明间歇反萃取方法分离提纯青霉素G的效力更好。
2、2、3反胶团萃取反胶团是一种新型生物活性物质的分离方法,最初应用于具有鲜明等电点的氨基酸、蛋白质类物质的分离。