一种从吸附树脂上高效解吸附埃博霉素的方法 技术领域 本发明涉及一种从吸附树脂上高效解吸附埃博霉素的方法, 该树脂上的埃博霉素 是从纤维堆囊菌发酵液中吸附的, 本发明属于生物分离技术领域。
背景技术 埃博霉素 (epothilone) 是一类由粘细菌纤维堆囊菌 (Sorangium cellulosum) 合 成的大环内酯类化合物, 具有促微管聚合活性, 其作用机制类似于紫杉醇 。目前已 经发现了多种埃博霉素结构类似物, 埃博霉素已经成为了目前生物医药领域令人兴奋的研 究热点之一。
图 1. 埃博霉素 A 与紫杉醇的分子结构图
目前已经有多种埃博霉素类化合物进入不同阶段的临床评估, 如 BMS-247550、 BMS310705、 KOS-862 以及 ZK-EPO 等, 他们为纤维堆囊菌 (Sorangium cellulosum) 的发酵 产物或者发酵产物的化学衍生物。其中美施贵宝公司生产的 BMS-247550(ixabepilone, 伊 沙匹隆 ) 注射剂, 是埃博霉素 B 的大环内酰胺结构类似物, 已经于 2007 年 10 月份经美国食 品药品监督管理局批准上市销售。
图 2. 已经上市的 Ixabepilone(BMS-247550)鉴于其简单的化学结构和很好的抗肿瘤疗效, 埃博霉素一经发现就成为生物有机 化学家们关注的热点, 目前已经有数十条全合成路线相继报道, 且较为详尽的结构与活性 关系也已经被推导, 埃博霉素全合成工作也于上世纪末在我国开展, 但是由于埃博霉素的 结构相对仍较为复杂, 化学全合成步骤冗长, 产率非常低, 不具备工业化生产的前景。因此 国际上埃博霉素的生产还主要依赖微生物发酵法。
埃博霉素 A 和 B 是埃博霉素发酵生产的最主要产物, 目前埃博霉素的提取主要是 将吸附树脂加入发酵液中对埃博霉素加以吸附, 获得吸附树脂后, 使用甲醇或丙酮萃取发 酵树脂将埃博霉素解吸附下来, 然后进一步结合分子筛凝胶法、 高效液相色谱法精制以获 得产品。目前国内针对埃博霉素 A 和 B 的提取研究还处于起步阶段, 相关报道极少, 使用的 萃取剂为甲醇或异丙醇。目前报道的方法使用甲醇、 丙酮或异丙醇萃取, 由于甲醇、 丙酮以 及异丙醇极高的溶解特性, 在萃取埃博霉素的同时也将发酵树脂吸附的发酵液中大量杂质 共同萃取出来, 给后续的分离工作造成严重的影响。 发明内容 本发明针对目前使用的甲醇萃取发酵树脂技术的不足, 提供了一种从吸附树脂上 高效解吸附埃博霉素的方法。
本发明的技术方案如下 :
本发明中所使用吸附树脂是吸附了纤维堆囊菌 So0157-2 发酵产物的树脂, 从发 酵液中经过滤干燥获得, 经检测每公斤树脂中埃博霉素含量约 4g。该生产菌株为山东大学 李越中教授提供, 目前保存于中国典型微生物保藏中心, 保藏编号为 : CCTCC M 208078。
(1) 接种纤维堆囊菌 So0157-2 至液体 M26 培养基中培养 3-5 天制成种子培养液, 再将种子培养液按照 1%接种量接种至含有 0.5-2.5% XAD-16 树脂的液体发酵培养基中, 30℃ -32℃, 培养 5-8 天后使用 100-200 目滤网过滤收集发酵树脂, 干燥后即为本发明所使 用的材料 ( 图 1)。
上述步骤 (1) 中所使用的 M26 种子培养基组分如下 : 马铃薯淀粉 8g, 蛋白胨 2g, 酵 母浸粉 2g, 葡萄糖 2g, Mg2SO4 1g, CaCl2 1g, FeCl3 溶液 1mL, 水 1L, pH 7.5, 121℃ 30min 灭 菌处理。
步骤 (1) 中所使用的树脂为 Amberlite 公司生产的 XAD-16 大孔吸附树脂 ;
步骤 (1) 中所使用的滤网为 100-200 目的金属滤网。
(2) 称取一定量的步骤 (1) 中制备的发酵树脂置于三角瓶中, 加入一定量的石油 醚后置于磁力搅拌器上, 树脂和石油醚的比例为 1 ∶ 1-3(M/V), 100-300rpm 搅拌萃取 1-3 小时, 过滤收集树脂, 重新置于三角瓶中重复上述石油醚洗涤操作 2-4 次, 过滤收集发酵树 脂。
步骤 (2) 中树脂称取的量可以根据制备规模来确定, 如实验室规模可以为 10 ~ 100g, 工业生产规模可以为 10kg 以上 ;
步骤 (2) 中所使用的石油醚为分析纯, 沸程为 60-90 的石油醚溶剂 ;
步骤 (2) 中所使用的滤纸为快速定性分析滤纸, 工业规模可以使用滤布或滤膜 ;
(3) 将经过 (1) 中经过石油醚洗涤的树脂晾干后置于三角瓶中, 加入四氯化碳, 树 脂和四氯化碳的比例为 1 ∶ 1-4(M/V), 置于磁力搅拌器上 100-300rpm 萃取 0.5-4 小时, 过滤后上清转入其他容器中, 收集树脂后重复上述四氯化碳解吸附操作 1-5 次。将过滤所得 上清液合并后采用真空浓缩蒸干。
步骤 (3) 中所使用的四氯化碳为分析纯级别以上的四氯化碳溶剂 ;
步骤 (3) 中所使用的真空浓缩干燥条件为 : 温度 : 40-60℃, 真空度< 0.1 大气压 ;
(4) 将蒸干后的产物采用适当的有机溶剂溶解后即得埃博霉素的粗提液。
步骤 (4) 中的溶解埃博霉素粗提物的有机溶剂可以是甲醇、 乙醇、 丙酮、 异丙醇、 乙酸乙酯之一。
本发明有益效果如下 :
本发明所述的从吸附树脂上高效解吸附埃博霉素方法与目前国际上采用的甲醇 萃取法相比, 提取率提高了 121%, 制备的埃博霉素粗提液较甲醇粗提液纯度由 3.76%提 高到 81.0%, 提高了 21.5 倍。 这种杂质含量大幅减少的粗提液可以大大简化后续的精细分 离工艺流程, 提高生产效率, 降低生产成本。 附图说明
图 1 吸附了纤维堆囊菌发酵产物的树脂 ; 图 2 采用甲醇萃取树脂所得萃取液的 HPLC 谱图 ; 图 3 采用四氯化碳解吸附树脂所得埃博霉素的 HPLC 谱图 ; 图 4 实施例制得埃博霉素 A 和 B 的质谱图。具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明, 但本发明所保护范围不限于此。
实施例中所用原料均可市场购得, 实施例中所用质谱谱仪, 高效液相色谱为为实 验室常规仪器, 高效液相色谱仪检测条件为流动相 : 甲醇∶水= 13 ∶ 7, 流速 0.8mL/min, 检 测波长 249nm, 进样量 10μL。
实施例 1
(1) 接种纤维堆囊菌 So0157-2 至液体 M26 培养基中培养 4 天制成种子培养液, 再 将种子培养液按照 1%接种量接种至含有 2% Amberlite XAD-16 树脂的液体发酵培养基 中, 30℃, 培养 7 天后使用 200 目滤网过滤收集树脂, 干燥。
上述步骤 (1) 中所使用的 M26 种子培养基组分如下 : 马铃薯淀粉 8g, 蛋白胨 2g, 酵 母浸粉 2g, 葡萄糖 2g, Mg2SO4 1g, CaCl2 1g, FeCl3 溶液 1mL, 水 1L, pH 7.5, 121℃ 30min 灭 菌处理。
(2) 称取一定量的步骤 (1) 中制备的发酵树脂置于三角瓶中, 加入一定量的分 析纯石油醚 ( 沸程为 60-90) 后置于磁力搅拌器上, 树脂和石油醚的比例为 1 ∶ 1(M/V), 100rpm 搅拌萃取 1 小时, 快速定性分析滤纸过滤收集树脂, 重新置于三角瓶中重复上述石 油醚洗涤操作 2 次, 过滤收集发酵树脂。
(3) 将经过 (1) 中经过石油醚洗涤的树脂晾干后置于三角瓶中, 加入四氯化碳, 树 脂和四氯化碳的比例为 1 ∶ 2(M/V), 置于磁力搅拌器上 100rpm 萃取 0.5 小时, 过滤后上清 转入其他容器中, 收集树脂后重复上述四氯化碳解吸附操作 1 次。将过滤所得上清液合并 后采用真空浓缩蒸干。步骤 (3) 中所使用的四氯化碳为分析纯级别以上的四氯化碳溶剂 ;
步骤 (3) 中所使用的真空浓缩干燥条件为 : 温度 : 40℃, 真空度< 0.1 大气压 ;
(4) 将蒸干后的产物采用甲醇溶解后即得埃博霉素的粗提液。
经 HPLC 对上述粗提液检测, 与目前普遍采用的甲醇萃取相比, 萃取率提高了 119%, 萃取液纯度提高了 20.25 倍。
实施例 2
(1) 接种纤维堆囊菌 So0157-2 至液体 M26 培养基中培养 4 天制成种子培养液, 再 将种子培养液按照 1%接种量接种至含有 2% Amberlite XAD-16 树脂的液体发酵培养基 中, 30℃, 培养 7 天后使用 200 目滤网过滤收集树脂, 干燥。
上述步骤 (1) 中所使用的 M26 种子培养基组分如下 : 马铃薯淀粉 8g, 蛋白胨 2g, 酵 母浸粉 2g, 葡萄糖 2g, Mg2SO4 1g, CaCl2 1g, FeCl3 溶液 1mL, 水 1L, pH 7.5, 121℃ 30min 灭 菌处理。
(2) 称取一定量的步骤 (1) 中制备的发酵树脂置于三角瓶中, 加入一定量的分 析纯石油醚 ( 沸程为 60-90) 后置于磁力搅拌器上, 树脂和石油醚的比例为 1 ∶ 2(M/V), 150rpm 搅拌萃取 2 小时, 用滤布过滤收集树脂, 重新置于三角瓶中重复上述石油醚洗涤操 作 3 次, 过滤收集发酵树脂。 (3) 将经过 (1) 中经过石油醚洗涤的树脂晾干后置于三角瓶中, 加入四氯化碳, 树 脂和四氯化碳的比例为 1 ∶ 3(M/V), 置于磁力搅拌器上 150rpm 萃取 2 小时, 过滤后上清转 入其他容器中, 收集树脂后重复上述四氯化碳解吸附操作 3 次。将过滤所得上清液合并后 采用真空浓缩蒸干。
步骤 (3) 中所使用的四氯化碳为分析纯级别以上的四氯化碳溶剂 ;
步骤 (3) 中所使用的真空浓缩干燥条件为 : 温度 : 50℃, 真空度< 0.1 大气压 ;
(4) 将蒸干后的产物采用甲醇溶解后即得埃博霉素的粗提液。
经 HPLC 对上述粗提液检测, 与目前普遍采用的甲醇萃取相比, 萃取率提高了 120%, 萃取液纯度提高了 21.40 倍。
实施例 3
(1) 接种纤维堆囊菌 So0157-2 至液体 M26 培养基中培养 4 天制成种子培养液, 再 将种子培养液按照 1%接种量接种至含有 2% Amberlite XAD-16 树脂的液体发酵培养基 中, 30℃, 培养 7 天后使用 200 目滤网过滤收集树脂, 干燥。
上述步骤 (1) 中所使用的 M26 种子培养基组分如下 : 马铃薯淀粉 8g, 蛋白胨 2g, 酵 母浸粉 2g, 葡萄糖 2g, Mg2SO4 1g, CaCl2 1g, FeCl3 溶液 1mL, 水 1L, pH 7.5, 121℃ 30min 灭 菌处理。
(2) 称取一定量的步骤 (1) 中制备的发酵树脂置于三角瓶中, 加入一定量的分 析纯石油醚 ( 沸程为 60-90) 后置于磁力搅拌器上, 树脂和石油醚的比例为 1 ∶ 3(M/V), 200rpm 搅拌萃取 3 小时, 快速定性分析滤纸过滤收集树脂, 重新置于三角瓶中重复上述石 油醚洗涤操作 3 次, 过滤收集发酵树脂。
(3) 将经过 (1) 中经过石油醚洗涤的树脂晾干后置于三角瓶中, 加入分析纯四氯 化碳, 树脂和四氯化碳的比例为 1 ∶ 4(M/V), 置于磁力搅拌器上 200rpm 萃取 4 小时, 过滤后 上清转入其他容器中, 收集树脂后重复上述四氯化碳解吸附操作 4 次。将过滤所得上清液
合并后采用温度 : 60℃, 真空度< 0.1 大气压下真空浓缩蒸干。
(4) 将蒸干后的产物采用甲醇溶解后即得埃博霉素的粗提液。
经 HPLC 对上述粗提液检测, 与目前普遍采用的甲醇萃取相比, 萃取率提高了 121%, 萃取液纯度提高了 21.50 倍。