阿卡波糖 [关于阿卡波糖提取的一些问题]

　　摘要：文章首先用高效液相（HPLC）法对原料液中的阿卡波糖进行含量测定，然后对纳滤膜提取原料液中阿卡波糖的操作条件进行考察，最后通过讨论总结出了关于阿卡波糖提取中的一些问题。关于阿卡波糖提取中的问题主要涉及原料液浓度、操作压力、操作温度、阿卡波糖溶液的稳定性及纳滤膜的制作工艺，控制好以上内容，能有效提高最终产物中阿卡波糖的含量。
　　关键词：纳滤膜；阿卡波糖；含量测定；HPLC
　　中图分类号：TQ028　　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1009-2374（2012）23-0100-03
　　阿卡波糖（Acarbose）中文名称：Ｏ-4，6-双脱氧-4[[（1S，4R，5S，6S）4，5，6-三羟基-3-（羟基甲基）-2-环己烯]氨基]-（-D-吡喃葡糖基（1→4）-Ｏ-）-D-吡喃葡糖基（1→4）-D-吡喃葡萄糖，是一种α-糖苷酶抑制剂，主要用于Ⅱ型糖尿病人的治疗，作用原理为该药物为α-糖苷酶的竞争性抑制药物，能竞争性与α-糖苷酶结合，防止多糖（或者蔗糖）的分解，从而有效降低Ⅱ型糖尿病人饭后血糖浓度。
　　现代主要是通过培养基发酵的方法得到阿卡波糖的发酵液（原料液），对该原料液进行阿卡波糖的提取：传统提取方法主要为离子交换法，操作时间较长，成本较高，环保压力大。近年来新兴的纳滤膜提取工艺具有收率高、生产效率高的特点，为了进一步探讨通过纳滤膜提取原料液中阿卡波糖的一些问题，本文对该提取法进行了进一步的研究。
　　1　仪器与方法
　　1.1　实验仪器与实验用品
　　HPLC：Agilent 1200 Infinity，膜分离实验设备：MBR膜分离实验设备（杭州沃腾膜工程有限公司），纳滤膜型号：ULT-1，ULT-3（聚砜膜），STM-2，STM-4（复合膜，厦门三大膜科技有限公司提供）。
　　阿卡波糖原料液：阿卡波糖对照品，乙腈（相对密度0.786，折光率1.3441），水：蒸馏水。其他实验试剂均为分析纯。
　　1.2　术语
　　膜通量：单位时间单位面积内通过膜的液体体积，用J表示（单位L·m-2·h-1）。
　　超滤收率：用R表示，R＝C2/C1×100%（C1为滤前料液中阿卡波糖的含量，C2为滤后料液中阿卡波糖的含量）。
　　1.3　操作方法与提取流程
　　阿卡波糖原料液首先通过超滤膜（ultra-FLO型超滤膜）粗略除去大分子的菌丝体，除去大部分菌丝体的原料液用电导率＜1200us/cm的卷式纳滤膜进行浓缩处理（除去原料液中盐类杂质），将处理完毕的原料液在阳离子交换树脂（大孔型，弱酸性）上进行色层的分离，分离后再在阴离子交换树脂上进行中和操作，所得到料液用纳滤膜浓缩处理，最终经喷雾干燥后得到目标产物。
　　2　结果
　　2.1　原料液浓度的考察
　　分别取阿卡波糖浓度为1g/mL、2g/mL、3g/mL、5g/mL四种浓度的原料液，在P＝0.3MPa的压力条件下，25℃±2℃温度条件下进行超滤试验，滤出液体浓度（膜通量），10min间隔测定，结果
　　如表1所示：
　　表1　料液浓度对膜通量（L·m-2·h-1）影响结果表
　　t
　　C J 10min 20min 30min 40min
　　1g/mL 72.44 64.10 48.38 42.14
　　2g/mL 68.29 62.11 43.78 40.20
　　3g/mL 51.88 42.54 35.66 28.90
　　5g/mL 31.25 29.88 27.24 20.58
　　以上数据显示膜通量从10min开始往后迅速衰减，30min时趋于稳定状态，从提高生产效率和延长滤膜的寿命考虑，选取3g/mL的原料浓度比较合适。
　　2.2　提取压力的考察
　　取阿卡波糖3g/mL的原料液，分别在0.24MPa、0.26MPa、0.28MPa和0.3MPa压力条件下进行滤过，滤过结果如图1所示：
　　图1　原料液对膜通量的影响
　　由图1可知，压力越小，膜通量越小，提取滤过收率低，压力越大，膜通量越大，但是压力大会造成动力消耗过大，本研究选取最终操作压力为0.27～0.30MPa。
　　2.3　提取温度的考察
　　温度升高，阿卡波糖原料液的粘度降低，流动性增加，所以温度越高，越有利于原料液的滤过（膜通量越大），但温度升高会影响阿卡波糖的性质，使得杂质升高，所以，综合考虑膜通量和杂质升高的因素，温控范围为室温条件（20℃～30℃）即可，26℃±2℃温度最佳。
　　2.4　阿卡波糖溶液的稳定性
　　称取阿卡波糖成品10g溶解到1000mL的容量瓶中（测溶液的pH7.0，A杂质0.46%），各量取25～50mL具塞比色皿中分别使用0.1M的盐酸与0.1M的氢氧化钠调至不同的pH值，室温下放置24h，检测杂质A的含量变化（面积归一化法），结果如表2所示：
　　表2 在不同PH值条件下杂质A的含量变化结果表
　　溶液pH 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.0
　　杂质A含量（%） 2.12 1.43 0.72 0.65 0.60 0.45 0.46 0.47 0.46 0.50
　　溶液pH 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 -- --
　　杂质A含量（%） 0.89 0.90 0.94 1.06 1.48 1.23 1.63 1.73 -- --
　　由表2可以看出：阿卡波糖在酸性及碱性的溶液中均不稳定，在中性溶液中相对稳定。
　　2.5　纳滤膜的制作工艺（纳滤膜型号）的考察
　　在26℃±2℃，压力为0.27～0.30MPa，原料液浓度为3g/mL时分别用不同的滤膜型号进行测定：STM-2和STM-4的纳滤膜的膜通量分别为50L·m-2·
　　h-1和65L·m-2·h-1，其截留率分别为94.22%和84.98%，脱盐率分别为99.1%和99.4%，滤膜的截留率主要取决于其孔径大小，综合考虑，本研究选用STM-2型滤膜。
　　3　结语
　　用超纳滤相结合的工艺从阿卡波糖原料液中提取阿卡波糖，与阿卡波糖的传统提取工艺相比，能有效提高最终产物中阿卡波糖的含量（含量由传统工艺的95.6%提高到98.6%），加上阿卡波糖溶液受温度的影响较大，要求提取步骤中的操作尽可能在短期内完成，降低杂质的产生。在阿卡波糖生产提取步骤中，会用到阳性及阴性的离子交换树脂，因此更要注意料液处于偏酸或者偏碱的状态时的不稳定性。通过数据分析可知阿卡波糖溶液在室温下放置24h，pH5.0～7.5的溶液里较稳定，但随着时间的加长，即使料液处于pH5.0～7.5条件下，料液的颜色会逐渐变黑，则会对生产提取阿卡波糖产生不利的影响。
　　阿卡波糖的离子交换树脂提取的传统工艺过程包括用硫酸铝【Al2（SO4）3】絮凝后，调节PH值至5～6，板框式压滤机过滤，在阳离子交换树脂上脱盐中和，再经过酸性阳离子交换树脂分离（大孔树脂，吸附原理），所得分离液经过阴离子交换树脂中和后，用纳滤膜浓缩，最后在经过阳离子交换树脂（大孔树脂，弱酸性）色层分离，喷雾干燥得到最终产品。工艺过程复杂，成本消耗大，在生产中效率低下，难以推广。
　　参考文献
　　[1]　刘志峰，李春梅，李敏，等．α-糖苷酶抑制剂阿卡波糖的临床药理作用[J]．中国药理学通报，2004，20（9）：965-968．
　　[2]　王仙菊．阿卡波糖的生产提取路线比较[J]．化学工程与装备，2009，（1）：94-95．
　　[3]　Deng Xiaohui．HPLC method for the determination of bulk drugs acarbose content [J]．Anhui medicine，2005，9（7）：509．
　　[4]　韩红路．大孔吸附树脂提纯阿卡波糖工艺研究[J]．中国科技信息，2005，（5）：106．
　　作者简介：李英然（1973-），女，河北无极人，河北华荣制药有限公司工程师，研究方向：化学药品研发 。
　　（责任编辑：周　琼）