عملية الكيماويات والتخمير للبنسلين: بواسطة الكسندر فليمنج
عملية الكيماويات والتخمير للبنسلين: من الكسندر فليمنج!
وصف ألكسندر فليمنج البنسلين في عام 1929. وعزلت مجموعة بحث في أكسفورد تحت Florey and Chain من ثقافة سطحية Penicillium notatum في عام 1940 وكان أول تطبيق سريري للبنسلين في عام 1941.
يتم إنتاج البنسلين من قبل العديد من الفطريات ، وخاصة البنسيليوم والأنواع Aspergillus.
الهيكل الكيميائي:
البنية الأساسية للبنسلينات هي 6 aminopenicillanic acid (6-APA) ، والتي تتكون من حلقة ثيازولين مع حلقة p-lactam المكثفة. يحمل 6-APA شق acyl متغير في الموضع 6 ، على النحو الوارد في الشكل 12.5. إذا تم تنفيذ تخمر البنسلين بدون إضافة السلائف الجانبية ، يتم إنتاج البنسلين الطبيعي. من هذا الخليط ، يكون البنزيل بنسلين فقط مفيدًا علاجًا. يجب إزالة المركبات الأخرى في مرحلة استعادة المنتج.
يمكن التحكم في التخمر بشكل أفضل بإضافة سلائف من السلسلة الجانبية ، بحيث يتم إنتاج بنسلين واحد مرغوب فيه فقط. من أجل إنتاج بنسلين نصف صناعي ، يتم تقسيم البنسلين G (أحيانًا البنسلين V بدلاً منه) كيميائياً أو إنزيميًا لتشكيل 6-APA ، والتي يتم إعادة تدويرها كيميائياً لتكوين 6-APA ، والتي يتم إعادة تدويرها كيميائياً لجعل مشتق آخر من البنسلين.
تحسين السلالة:
أعطى الفطر P. notatum المستخدمة في الأصل من قبل Fleming لإنتاج البنسلين نتيجة سيئة. علاوة على ذلك ، تم تطوير العديد من سلالات الفطر التي أنتجت العديد من البنسلين أكثر من تلك السلالات الأصلية. إلى جانب P. notatum ، تم اختبار P. chrysogenum أيضا مما أعطى نتائج جيدة في حالة الثقافة المغمورة. أنتجت السلالات المختارة اللاحقة البنسلين بكميات متزايدة.
متوسطة التخمير:
لأول مرة ، تم تنفيذ ثقافة سطح P. notatum في مرق Czapex-Dox. زيادة معدل إنتاج البنسلين على تكملة مع المواد العضوية مثل مستخلص الخميرة ، واستخراج الكازين أو لحوم البقر. بالإضافة إلى ذلك ، تم الحصول على زيادة المحصول مع تعديل بذور القطن ووجبة الفول السوداني ووجبة فول الصويا. يتم إنتاج العديد من البنسلينات الطبيعية عندما يتم تخمير وسيط مناسب من قبل P. chrysogenum في حالة عدم وجود كزاز مُكمل.
كما يتم تحفيز إنتاج هذه البنسلينات الطبيعية من خلال وجود الأحماض الدهنية في الوسط. طور كالم وهوكينهول (1949) وسيطًا محددًا كيميائيًا يدعم إنتاج المضادات الحيوية بواسطة العديد من سلالات P. chrysogenum. كما تم زيادة إنتاج المضادات الحيوية عن طريق الحفاظ على الرقم الهيدروجيني لوسط التخمير بين 6.8 و 7.4. إضافة عوامل التخزين على سبيل المثال ، CaC0 3 والفوسفات إلى H2 S0 4 متوسطة و معقمة و NaOH عند الحاجة ؛ الحفاظ على درجة الحرارة في 25 ± 0.5 درجة مئوية خلال الحضانة وتحريض ثقافة للتهوية في تخمير كبير.
عملية التخمير:
يتم إنتاج البنسلين على نطاق واسع في جهاز تخمير تم إنشاؤه تجاريا والذي يوفر ظروف نمو مثالية لـ P. chrysogenum لتحقيق أقصى إنتاج. فيما يلي خطوات تخمير البنزيللين أي البنسلين G.
1. تلقيح 100 مل متوسطة في 500 مل قارورة Erlenmeyer مع أبواغ من سلالات P. chrysogenum واحتضان عند 25 درجة مئوية عن طريق إبقائها على شاكر الدورانية.
2. بعد 4 أيام ، ينقل محتوى القارورة إلى قارورة أخرى (سعة 4 لتر) تحتوي على 2 ليتر وسط ويحتضن لمدة يومين سابقين.
3. نقل المحتوى إلى خزان الفولاذ المقاوم للصدأ (800 لتر) تحتوي على 500 لتر المتوسطة. تم تجهيز هذا الخزان بطريقة يمكن أن توفر الظروف المثلى لنمو الفطريات.
4. بعد 3 أيام ، استخدم المحتويات لتلقيح حوالي 1.80.000 لتر من اللحم المحفوظة في جهاز التخمير (سعة 2،50،000 لتر). تم تجهيز الجهاز الأحدث بأجهزة تلقائية لظروف النمو المثلى (على سبيل المثال ، درجة الحرارة ، الأس الهيدروجيني ، O 2 ، إلخ).
5. تصفية محتوى التخمير بعد الحضانة 6 أيام. يحتوي الترشيح على البنسلين. استخراج البنسلين في الأميل أو أسيتات البوتيل. من ذلك نقل البنسلين إلى مذيب مائي عن طريق استخراج مع عازلة الفوسفات.
من خليط البوتانول - الماء يتبلور بنسلين البوتاسيوم G. مرة أخرى ينقي البوتاسيوم بنسلين G قبل استخدامه.
