55庆大霉素

②减少维持剂量，每8小时给药一次：每次剂量=患者体重（kg） ×常规用量（mg/kg）/患者血肌酐值(mg/100ml)。由于庆大霉
素在体内不代谢，主要经尿排出，因此肾功能减退的患者中可
能引起药物积聚达中毒浓度。
不良反应

(1)曾有报道庆大霉素全身应用合并鞘内注射时引起腿部抽搐、皮疹、发 热和全身痉挛等。庆大霉素引起肾功能减退的发生率较妥布霉素为高。 大剂量用药容易导致水肿

(5)给予首次饱和剂量(1一2mg/kg)后，有肾功能不全，前庭功能 或听力减退的患者所用维持量应酌减：剂量不变，延长给药间
隔时间；或给药间期不变，每次剂量减少或停用庆大霉素，其
维持量可按下式计算：

①延长给药间期(小时)，每次剂量不变(1一2mg/kg)，给药间期=
患者血肌酐值(mg/100ml)×8


4、孢子的密度与萌发的关系：当等量培养液中接入不同量的孢子时, 萌 发率随着密度的增加而相应地降低. 这可能与斜面孢子在贮藏过程中菌丝 自溶释放出某些物质浓度过大而对孢子萌发具有抑制作用有关. 同时存在 高密度孢子萌发所需营养显得不足. 5、生长因子对孢子萌发的影响：出对孢子萌发最有效的生化因子甘氨 酸、缬氨酸、丝氨酸, 经双因子组合试验, 孢子萌发率最高可达74. 2% , 由此证明绛红色小单孢菌孢子萌发率低的主要因素可能与缺乏某些氨基 酸及一些生长因素这些简单营养物质有关.
成盐
调pH至5.0-5.8
脱色压滤
炭脱收率≥95%
产品
进塔温度：116-135℃ 喷速：20-80L/h 喷雾收率≥90%
喷雾干燥
酸化、中和 加树脂吸附 发酵液 酸化罐 树脂分离器
分离 饱和树脂 漂洗柱
漂洗 阳离子交换柱
通空气 饮用水 疏松 赶气泡
含部分庆大霉素的洗脱液 4.5%-5.3%浓氨 洗脱 pH8.5-9 解析
回收、氨捞（再吸附)
0.08-0.12M稀氨洗 1:20VVM-1:40VVM 除蛋白质等杂质 调节pH值至碱性
稀酸洗 纯化水冲洗 0.05M盐酸、0.02M氯化铵 除氯离子 除钙离子、镁离子 需要时
解析完毕后水洗使树脂再生 再生树脂
旋光效价>1000u/mL 收集 9500-12000L
压回酸化罐旁的树脂计量槽
（二）孢子制备和种子培养


1.孢子制备 孢子萌发培养基(% ) : 1 号培养基: K 2HP4 0. 01 , NaCl 0. 05, Mg SO4 0. 05, 葡萄糖0. 1, 小麦汁2. 0; 2 号培养基: K2HP4 0. 01, NaCl 0. 05, MgSO4 0. 05, 小麦汁2. 0; 3 号培养基: NaCl 0. 05,MgSO4 0. 05, 小麦汁2. 0.
葡萄糖 淀粉 蛋白胨
黄豆饼粉 玉米粉 硝酸钾 碳酸钙
0.15 1.2 0.3
1.0 1.5 0.05 0.5
0.1 1.0 0.2
1.0 1.5 0.05 0.4
葡萄糖1.0
淀粉 蛋白胨 玉米粉 黄豆饼粉 花生饼粉 硫酸铵 硫酸钙 泡敌
1.0
2.0 0.4 1.8 3.2 0.4 0.05 0.8 0.025 1.5 0.3 1.5 3.0 0.25 0.05 0.8 0.025
发酵培养基

查阅国内外关于庆大霉素生产所用的培养基，归 纳起来有二十多种，选择其中十二种进行研究， 按主次顺序排列如下：黄豆饼粉>蛋白胨 >(NH4)2SO+>淀粉>玉米粉>CaCO3>鱼粉>KNO3> 豆油>COOL2>合成消沫剂>葡萄糖。 发酵培养基( %) : 葡萄糖0. 5, 玉米淀粉5. 5, 玉米粉 1, 黄豆饼粉4, 蛋白胨0. 3 , 鱼粉0. 5, CaCO3 0. 6, ( NH4) 2SO4 0. 1 , C0Cl 2 8r/ ml pH 7. 2.

三. 工艺路线
发酵用小 单胞菌 无菌接入
培养48小时左右， 培养24小时左右， 一级种子 pH自然，36-37℃ 二级种子 pH6.8-7.4 三级种子
罐
罐
罐
培养 24小时左右， pH6.7-7.4
洗涤洗脱 脱色
洗脱收率≥98%
分离漂洗
酸化中和 交换
培养4天， 四级种子 罐 34-35℃
浓缩
浓缩收率≥88%
孢小单孢菌、橄揽星小单孢菌。

对菌种进行诱变选育，采用的方法有紫外线、 离子辐射、快中子、 N离子注入、微波处理、 硫酸二乙酯(DES)化学法等。另外，近年来， 随着分子生物学技术的发展以及在微生物基 因组计划的推动下，国内外对放线菌的抗生 素合成、调控和转运基因已经进行了大量卓 有成效的研究，因此，通过对庆大霉素生物 合成基因的克隆与转移来提高其增产是很有 发展前景的。
这3 个组分中, C1、C2、C1a 的疗效和毒性互不 相同: C1组分毒副作用最小且不易产生耐药性, 但疗 效稍差; C2 和C1a 组分疗效高, 但毒性较大且容易产 生耐药性。 性状：常用其硫酸盐，为白色或类白色结晶性粉 末；无臭；有引湿性。在水中易溶，在乙醇、乙醚 、丙酮或氯仿中不溶。
性质
耐药机制
1、产生钝化酶：如磷酸化酶、腺苷化酶、 乙酰化酶。 2、细胞膜通透性下降。 3、修饰靶蛋白（p10蛋白）。 缺乏主动转运功能：如厌氧菌对氨基糖苷 类的耐药性。

二.制备原理

庆大霉素的生产是采用五级发酵形式，离子交换 树脂的方法进行产品的分离精制。 庆大霉素产生菌绛红小单孢菌或棘孢小单孢菌经 孢子制备、摇瓶菌丝培养后接入种子罐，种子经 过一级、二级、三级、四级扩级培养后接入发酵 罐。发酵过程中控制温度、通气量、pH、补料等 各项工艺参数，4~6天发酵结束。发酵产物经阳离 子交换树脂吸附、洗脱、脱色、浓缩和干燥可得 庆大霉素成品。

提取流程
发酵液 回收 氨回收罐 套用下一批 酸化罐
树脂分离器 分离树脂 复合物
漂洗罐 除杂质 稀氨洗涤生物 效价低于200u/ml 阳离子交换柱 浓氨 洗脱 回收,套用下一批
低单位收集罐
阳串阴 测定生物效价 脱色
回收
低于600u/ml
高于600u/ml
洗脱液贮灌


732 型阳离子交换树脂是一种强酸型的树脂，pH 对 其活性基团影响不大; 庆大霉素是一种弱碱性的抗 生素，pH 对其影响较大。在中性环境中，它主要 以三价阳离子的形式存在，能与阳离子树脂进行离 子交换，而在碱性环境中，庆大霉素以阴离子的形 式存在，与阳离子交换树脂的交换能力非常弱，导 致在碱性条件下吸附率急剧下降。而在酸性环境中 主要以五价阳离子的形式存在，更加稳定，亲和力 较强，所以具有更高的离子交换能力，因而在酸性 条件下吸附率比较大。 转速、解吸剂流速、解吸剂浓度对其阳离子交换树 脂的最终提取结果也有影响
2.种子的制备
实验室阶段：不用种子罐，所用的设备为培养箱、摇床等实验室常见设备，在工 厂这些培养过程一般都在菌种室完成，因此现象地将这些培养过程称为实验室阶 段的种子培养。
生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程上归为发酵车间管理， 因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段
种子培养基
一级种培 养基配方 原配方比 例% 新配方比 例% 二级种配 方 原配方比 例% 新配方比 例%
庆大霉素能与细菌核糖体30s亚基结合，阻断
细菌蛋白质合成。庆大霉素是为数不多的热稳定 性的抗生素，因而广泛应用于培养基配置。
杀菌特点 1.杀菌作用呈浓度依赖性。 2.仅对需氧菌有效，尤其对需氧革兰阴性杆 菌的抗菌作用强。 3.具有明显的抗生素后效应。 4.具有首次接触效应。 5.在碱性环境中抗菌活性增强。
第三节 庆大霉素
一.概述-结构与性质 二.制备原理 三.工艺路线 四.工艺过程 五. 生物合成 六.最新成果


发现历史 庆大霉素是中国独立自主研制成功的广谱抗生素，是 产生于无产阶级文化大革命中的科技成果。它开始研 制于1967年，成功鉴定在1969年底，取名“庆大霉 素”，意指庆祝“九大”以及庆祝工人阶级的伟大。 庆大霉素[Gentamicin，正泰霉素（gentamycin）]系从 放线菌科单孢子属发酵培养液中提得，系碱性化合物， 是目前常用的氨基糖苷类抗生素。

工艺提取

采用732 阳离子交换树脂，利用离子交换法从发酵液 中提取庆大霉素。 最优的提取条件为: 发酵液pH2 ～ 3，吸附时间2 h， 解吸剂浓度5%，解吸剂流速0． 4 mL /min。经HPLC 测定，发酵液通过离子交换法分离提取后，庆大霉素 纯度为92． 5%。离子交换法适用于庆大霉素发酵液 的分离提取，提取液纯度达到药物分析的要求。

(2)发生率较多者有听力减退、耳鸣或耳部饱满感(耳毒性)、血尿、排尿
次数显著减少或尿量减少、食欲减退、极度口渴(肾毒性)、步履不稳、 眩晕(耳毒性，影响前庭；肾毒性)。发生率较低者有呼吸困难、嗜睡、
极度软弱无力(神经肌肉阻滞或肾毒性)。

(3)停药后如发生听力减退、耳鸣或耳部饱满感，需引起注意。不良反应 与卡那霉素进近似，用量小时反应较轻.如用量大，疗程长，偶见肠道菌

溶解度:碱性水溶性抗生素，一般用硫酸盐。硫酸庆大 霉素为白色粉末或者微黄色粉末。容易溶解于水，不 溶解于乙醇、丙酮、三氯甲烷、乙醚以及苯。 稳定性:对光空气pH及热稳定。 生物活性:为临床治疗革兰氏阴性菌感染的药物。

注意事项




(1)应监测血药浓度，尤其在新生 儿、老年和肾功能不全的患者。 庆大霉素的有效治疗浓度范围为 4一10μg/ml。应避免高峰血药浓 度持续在12μg/ml以上。但外科、 妇科、产科或烧伤患者由于个体 差异较大，按计算剂量可能低于 最小常用量或超过最大常用量。 接受庆大霉素鞘内注射者应同时 监测脑脊液内药物浓度。 (2)不能测定血药浓度时，应根 据测得的肌酐清除率调整剂量。 (3)患者应给予充足的水分，以减 少肾小管损害。 (4)长期应用可能导致耐药菌过度 生长。
孢子萌发的影响条件



1、pH值：当小单孢菌发酵培养基起始pH 7. 0 时, 菌丝生长快, 庆大霉素合成起 步早, 产抗期延长. 同样是5 天的周期, 而它的发酵水平最高. 说明庆大霉素代谢合 成最适pH 值比孢子萌发pH 值略高. 2、温度的影响：温度是孢子萌发的重要条件, 它影响萌发的速度和百分率. 菌株 培养温度由30→34℃时, 萌发率相差几倍. 当温度由34→36℃, 大部份菌株发芽 率达最大值, 最适温度为36℃. 3、溶氧对孢子萌发的影响：溶氧对孢子萌发也是不可缺少的因素. 振荡培养12h 的萌发率相当于静止培养17h 的状况. 以相同的培养时间, 前者比后者萌发率提高 30%～45%. 振荡培养17h, 萌发率高达41%～60% .
来源

氨基糖苷类抗生素（Aminoglycosides）是由 氨基糖与氨基环醇通过氧桥连接而成的苷类 抗生素。有来自链霉菌的链霉素等、来自小 单孢菌的庆大霉素等天然氨基糖苷类，还有 阿米卡星等半合成氨基糖苷类。
Байду номын сангаас
抗菌机理
虽然大多数抑制微生物蛋白质合成的抗生素为
抑菌药，但氨基糖苷类抗生素却可起到杀菌作用 ，属静止期杀菌药。
群紊乱，一旦出现即停药，可恢复正常.可有白细胞减少，听力及肾损害.
个别病例口周、面部和四肢皮肤发麻，眩晕,耳鸣.偶有过敏性休克，主要 症状为呼吸道阻塞及循环障碍、半数以上病例经抢救无效而死亡，故有
人认为该品的最严重的不良反应为速发型过敏性休克.可引起罗姆伯格氏
症(闭目难立，暗处和洗脸时站不稳)中毒症状。
旋光效价200-1000u/mL 3000-4000L 低单位洗脱液贮罐 加入浓氨水 酸洗、碱中和 经阳串阴管道进入阴离子交换柱 流速 1： 100-150VVM 脱色 洗脱液贮罐 作阳离子交换柱洗脱液 阴离子交换树脂再生 送入浓缩车间
高单位洗脱液
四.工艺过程


(一)菌种
生产中国内常用绛红小单孢菌，国外常用棘



结构与组分
庆大霉素是由绛红小单孢菌、棘孢小单孢菌等发酵产生的氨 基糖苷类抗生素, 是由2-脱氧链霉胺、绛红糖胺、加拉糖胺 组成的多组分混合物, 包括C族、A族、B族、X2族等20多 种组分，并以C 族复合物为主。2-脱氧链霉胺分别在4、6 位 上通过苷键连接绛红糖胺和加拉糖胺, 因绛红糖胺C6上的甲 基化程度不同, 形成了C1、C2、C1a 3 个主要组分 , 其结构 如图 所示。