右旋糖酐原料药生产工艺课件

1、右旋糖酐40原料药生产工艺西安万隆制药股份有限公司王震2014-7-6目录一.产品基本信息二.右旋糖酐性质三.右旋糖酐应用四.相关产品信息五.右旋糖酐生产工艺简介六.微生物发酵工艺七.质量标准八.问题及讨论一.产品基本信息【中文名】右旋糖酐40【中文别】葡聚糖 【英文别名】Mucrose; Glucose polymer 【INN名】Dextran 【结构式】【分子式】C6H10O5n 【分子量】3200042000【CAS.NO】9004-54-0 右旋糖酐又名聚葡糖，是一种完全由-D-吡喃葡萄糖单体构成的同型胞外多糖，主要由 (1,6)糖苷键首尾脱水缩合连接而成，同时还含有不同比例的 (1

2、,2)、 (1,3)、 (1,4)糖苷键连接而成的分支机构，是世界上第一个工业化的微生物多糖，是国内外公认的血浆代用品。 一般用于临床的右酐含 (1,6)链约95%： （1,6)链高，体内降解慢，扩血容持久，但当 (1,6)链接近100%时，其溶解度很差，不适合配成制剂，从免疫学方面研究表明， (1,6)链约95%时临床副反应较低。一.产品基本信息 右旋糖酐是蔗糖经发酵后生成的一种高分子葡萄糖聚合物。由于聚合的葡萄糖分子数目不同，而产生不同分子量的产品。有高分子右旋糖酐（平均分子量10万20万）、中分子右旋糖酐（平均分子量6万8万）、低分子右旋糖酐（平均分子量2万4万）、小分子右旋糖酐（平均分

3、子量1万2万）。 临床上常用的有中分子右旋糖酐，主要用作血浆代用品，用于出血性休克、创伤性休克及烧伤性休克等。低、小分子右旋糖酐，能改善微循环，预防或消除血管内红细胞聚集和血栓形成等，亦有扩充血容量的作用，但作用较中分子右旋糖酐短暂；用于各种休克所致的微循环障碍、弥散性血管内凝血、心绞痛、急性心肌梗死及其他周围血管疾病等。 临床上应用最广泛的右旋糖酐有3种：右旋糖酐20，右旋糖酐40，右旋糖酐70。右旋糖酐40是公认的优良血浆代用品，具有增加血容量的作用，临床上主要用于治疗因失血、创伤引起的失血性休克。右旋糖酐20和右旋糖酐40具有改善人体血液微循环的作用，主要通过解除细胞聚集，减少血液粘度改

4、善人体血液循环，同时也具有补充血容量作用。二.右旋糖酐性质-白色无定形粉末状固体，无嗅，无味，易溶于水（分子量越小越易溶于水），不溶于甲醇、乙醇、乙醚、丙酮。比旋度D = +1900 +2010 (at 25 )。-右旋糖酐在电性上呈中性，因此没有等电点和电泳图。在常温下或中性溶液中可稳定存在，遇强酸一起加热水解，在碱性溶液中其端基易被氧化，右酐溶液与氢氧化钠和硫酸铜溶液反应，生产浅蓝色沉淀，加热后变成棕色块状物。受高温时变色或分解，在100真空中加热可发生轻微的解聚。在150受热则会脱水变色，当受热到210，34小时内完全分解。-右旋糖酐原料分子量偏大及分子量分配不均会使制剂溶解产生较明显乳

5、光，大分子比例过大会导致药液过滤困难。-右旋糖酐的化学结构与和发酵的温度浓度有关，当发酵液温度在18、23、 30时，其注射液中出现片状沉淀物的百分率分别为35%、14%、3%。当发酵液温度37时，其注射液中不会出现片状沉淀物。-当培养基中钙镁离子用量增加时，会使右酐含a(1,6)链的含量由95%降至82%。-当培养基中氮源成分、比例发生变化时，也会影响右旋糖酐结构中主链、次链的比例，造成注射剂过滤困难，乳光出现，澄明度差。-传统工艺用乙醇划分分子量，难于对右酐分子量分布范围进行严格控制，乙醇浓度高，右旋糖酐胶体沉聚速度过快，杂质被包裹于沉聚颗粒中，另外还会使蛋白变性，附着于沉聚颗粒表面，阻止

6、其它杂质洗脱，最终形成较大颗粒乃至结块粘罐，原料粒度大，溶解性差，色泽发黄。如果乙醇浓度低，胶体沉降速度慢，水溶性杂质不易除去，原料粒度小。三.右旋糖酐应用1.医药工业：右旋糖酐40与血浆蛋白和球蛋白相近，胶体特性与血浆相近，对细胞结构和功能无不良影响，在体内水解成葡萄糖而有营养作用，所以右酐具有扩充血容量、改善微循环、利尿消肿等药理作用，同时 具有近似生理性胶体渗透压；在一定时间内维持血浆容量；对任何脏器的功能应无害，也不能有抗原、致敏或致热反应；质量稳定，适于长期贮存，易于消毒；没有血浆制品感染肝炎和HIV之虞。临床上可用于：防治休克，包括失血性休克、感染性休克、心源性休克和烧伤性休克；防

7、治缺血性血管疾病，防止血液循环中红血球汇集，降低血液粘稠度，改善微循环;对弹性蛋白酶、尿激酶、SOD、胰岛素具有稳定作用；是否些药物的良好载体；顺磁糖苷是动物体内磁共振的对应剂；在肝脏手术中，右旋糖酐是肝脏运输中的量好保护液。2.食品工业 在饮料、糕点中做稳定、保湿、增稠和增量剂。代替麦芽糖做软心调巧克力的填充剂；在啤酒酿造中加入到麦芽中提高发泡性。3.石油工业 在石油钻井中作增稠剂，而且比淀粉和CMC好。同时用于分子筛色谱技术、金属选矿、制备交联葡聚糖凝胶。4.其他：化妆品、杀虫剂、土壤改良剂四.相关产品信息 -右旋糖酐铁（右旋糖酐铁，右旋糖酐铁片，右旋糖酐铁注射液）-右旋糖酐70（右旋糖酐

8、70，右旋糖酐70葡萄糖注射液，右旋糖酐70氯化钠注射液，右旋糖酐70滴眼液（泪然），右旋糖酐70甘油滴眼液-右旋糖酐40（右旋糖酐40，右旋糖酐40葡萄糖注射液，右旋糖酐40氯化钠注射液，低分子右旋糖酐氨基酸注射液，复方右旋糖酐40注射液）-右旋糖酐20（右旋糖酐 20，右旋糖酐20葡萄糖注射液，右旋糖酐20氯化钠注射液）-右旋糖酐硫酸酯（右旋糖酐硫酸酯片）五.右旋糖酐生产工艺简介1.化学合成法2.生物合成法2-1.微生物发酵法-目前主要采用方法2-2.酶合成法-新工艺，发展方向 六.微生物发酵法工艺1.工艺原理2.工艺过程-菌种工序（选择+细菌培养）；-发酵工序（发酵-醇沉-水解-中和）

9、；-划分工序（1,2,3,4,5）-成品制备工序（过滤-调粉-离心-分散干燥-混合-检验-成品包装）；-去离子水工序-乙醇回收工序3.技术经济指标1.工艺原理2.微生物发酵法制备右酐工艺过程菌种培养-发酵【蔗糖、蛋白胨、磷酸氢二钠、水、氯化锰、加肠膜明串珠菌菌株（LM1226-中国医学科学院血液学研究所或L.M.NRRL B512美国NRRL研究所）】-醇沉（副产物果糖、杂质、菌体除去）-水解（HCl 6mol/L,氯化钙）-中和（氢氧化钠6mol/L）-5级划分（氮杂，大分子；中分子；右酐70；右酐40；右酐20）-过滤-调粉（90%乙醇） -离心（洗涤）-分散-干燥-混合-成品包装。成品的

10、分子量分布Fig2、粘性数据Fig3、溶液胶体渗透压Fig4见下图：2-1.菌种选择细菌选择细菌归属：革兰氏阳性菌兼厌氧菌细菌类别：链球菌+明串球菌代表菌株：肠膜明串珠菌规格型号： LM1226-中国医学科学院血液学研究所 L.M.NRRL B512F美国NRRL研究所 LM.CLCC-21725-中国肠膜明串珠菌基本信息：肠膜明串珠菌是乳酸菌中的明串珠菌属的重要菌种。研究证实，肠膜明串珠菌能发酵糖类产生多种酸和醇，具有高产酸能力、抗氧化能力和拮抗致病菌等能力。目前肠膜明串珠茵已被广泛应用于风味剂、血浆代用品，还有望成为新型微生态制剂1。其细胞大小为0.50.7x0.71.2mm。G+C含量低

11、于50%的革兰氏阳性细菌。肠膜明串珠菌又包括三个亚种：肠膜明串珠菌肠膜亚种(L. mesenteroides subsp.mesenteroides）肠膜明串珠菌右旋葡聚糖亚种(L.mesenteroides subsp. dextranicum)和肠膜明串珠菌乳脂亚种(L. mesenteroides subsp. cremoris )2。2-1.菌种选择肠膜明串珠菌主要特点生物学特性肠膜明串珠菌的菌落形态呈圆形或豆形，菌落直径小于1.0 mm，表面光滑，乳白色，不产生任何色素;细胞形态呈球形、豆形或短秆形，有些成对或以短链排列、不运动、无芽孢；革兰氏染色呈阳性；微好氧性，厌氧培养生长良好；

12、生长温度范围2 53，最适生长温度3O 40；耐酸性强，生长最适pH为5.56.2，在pH5的环境中可以生长，而在中性或初始碱性条件下生长速率降低。肠膜明串珠菌自身合成氨基酸的能力极弱，需要从外界补充19种氨基酸和维生素才能生长。发酵机制和产物肠膜明串珠菌因缺乏EMP途径中的醛缩酶和异构酶，因此其葡萄糖的降解完全依赖HMP途径。肠膜明串珠菌发酵蔗糖产生特征性的葡聚糖粘质物，存在于粘质物中的菌可耐受80 85高温。肠膜明串珠菌的葡萄糖发酵产物为乳酸、乙醇和CO ，核糖发酵产物为乳酸和乙酸，果糖发酵产物为乳酸、乙酸、CO：和甘露醇。抗氧化能力研究表明，肠膜明串珠菌及其发酵产物可明显提高动物机体GS

13、Hpx、SOD活性，降低血清MDA水平，并维持较长时间。因此肠膜明串珠菌及其发酵产物具有提高动物机体抗氧化能力的作用。与其他菌群的关系肠膜明串珠菌革兰染色阳性，可刺激肠道正常菌群的生长。肠膜明串珠菌对志贺菌属、沙门菌属、金黄色葡萄球菌等常见致病菌有拮抗作用。但有试验证实，含有不同浓度茉莉酸的可可球二孢菌的上清液能够抑制肠膜明串珠菌。2-2.细菌培养-固液培养基配制(冻干菌种），在2327 ，经过2024小时复苏，制得试管菌种；-试管菌种在2327 ，经过2024小时，扩大培养得小瓶菌种；-小瓶菌种在2327 ，经过2024小时，继续扩大培养得大瓶菌种；-大瓶菌种于种子罐中，在2327 ，经过2

14、024小时，制得种子液。2-3.发酵配料比：蔗糖8%、蛋白胨0.7%、磷酸氢二钠0.2%、磷酸二氢钾0.03%，水42%、氯化锰、加肠膜明串珠菌菌株（LM1226）10%。工艺过程：将蔗糖、蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾，水、氯化锰制成发酵培养基，控制PH 77.4,发酵温度25 ，接入菌种，搅拌15min,静置发酵2224小时，终点PH=4.0，加入7580%乙醇醇沉，沉淀物用6070%乙醇洗涤，得右旋粗酐。2-4.水解配料比：右旋粗酐：蒸馏水：盐酸（7N)：氢氧化钠(7N)：氯化钙：活性炭=1:2:0.05:0.0055:0.005:0.013工艺过程:-将初酐加入蒸馏水中（浓度11%）

15、，加热加热至100102使完全溶解，加入盐酸0.08%（g/ml)，控制水解过程尽量保持水解液体积不变。如有下降应及时补足，水解终点控制PH2.32.4，粘度2. 72.9。-加入氢氧化钠中和多余盐酸，控制终点PH4.55.5 。-水解液除杂：加入氯化钙、活性炭脱色，过滤得脱色液，滤液冷至55得水解液供划分用，控制终点PH6.87.2。2-5.划分-1级划分：在水解液加入乙醇（乙醇浓度4041%），3941 保温1722小时，收集上层液供2级划分用。沉淀物为杂质和90000以上的高分子右旋糖酐；-2级划分：在1级划分的上层液中加入乙醇（乙醇浓度4142%），搅拌15min，3941 保温212

16、3小时，收集上层液供3级划分用。沉淀物为700009000的中分子右旋糖酐。2-5.划分-3级划分：在2级划分的上层液中加入乙醇（乙醇浓度42.543.5%），搅拌15min ，3941 保温,2123小时，收集上层液供4级划分用。沉淀物为5000070000的右旋糖酐70；-4级划分：在3级划分的上层液中加入乙醇（乙醇浓度4750%），搅拌15min，静置39小时，3941 保温12小时，收集上层液供4级划分用。沉淀物为2500045000的右旋糖酐40。-5级划分：在3级划分的上层液中加入乙醇（乙醇浓度4750%），搅拌15min，静置39小时，3941 保温12小时，收集上层液供4级划分

17、用。沉淀物为1500025000的右旋糖酐20。2-6.产品精制-调粉：将各级划分所得的沉淀，用适量蒸馏水溶解，用90%以上乙醇使之迅速沉淀，静置2030min，将上清液去除得调粉固体（重复2次以上）。-离心洗涤：调粉固体放入离心机，用90%以上乙醇边洗涤边离心，得右旋糖酐精制品。2-7.干燥喷雾干燥工艺： 右旋糖酐精品用纯化水溶解（热溶）-过滤-物料储罐-用泵打入喷雾干燥机干燥-成品-包装-混合-检验-入库。3. 技术经济指标序号名称规格单耗kg/kg供应商1蔗糖食用级3.52广西2乙醇99%0.673活性炭颗粒状0.0734盐酸30%，试剂级0.025氢氧化钠试剂级0.0156氯化钙药用级

18、0.00667磷酸二氢钠试剂级0.0558蛋白胨药用级0.0366宁夏9氯化锰试剂级七.质量标准序号 名称标准号1Dextran40JP162Dextran40USP353Dextran40EP7.04Dextran40BP20125右旋糖酐40中国药典2010年版二部国内外质量标准对比项目USP35EP7.0（BP2012)JP16CP2010性状白色粉末本品为白色粉末鉴别A,IR,B,加蒽醌溶液变蓝绿色检查溶液澄清度0.20透明无色比旋度 +195+203 +195+201 +190+200分子量分布重均分子量390004600010%大分子重均分子量111000，135000重均分子量(

19、Mw)应为3500045000，10%大分子部分重均分子量不得大于110000，10%小分子部分重均分子量不得小于7000。 40000中均分子量320004200010%大分子中均分子量12000010%小分子中均分子量5000氮杂符合规定110ppm 0.01% 0.007%细菌内毒素1.0EPU/ml10IU/g干燥失重7.0%7.0% 5.0% 国内外质量标准对比项目USP35EP7.0（BP2012）JP16CP2010粘度抗原性符合规定安全性符合规定硫酸盐0.03%0.3% 0.5%乙醇限度和有关物质符合规定乙醇0.5%甲醇0.05%其它残留溶剂0.5% PH值4.57.05.07.0 重金属5g/g10ppm 20ppm砷1.3ppm微生物限度 微生物总数100CFU/g,每克不得检出大肠埃希菌 还原物质符合规定氯化物0.018%0.25%八.问题及讨论1.临床应用方面问题2.国内外目前研究状况3.产品质量控制措施4.问题及讨论1.临床应用方面问题1-1.过敏：大分子量右旋糖酐会诱发抗体形成，在输液过程中产生过敏或血液动力学改变。分子量超过100000易产