Kỹ thuật sản xuất thuốc kháng sinh

SẢN XUẤT KHÁNG SINH


Mục tiêu

1. Nắm được qui trình chung sản xuất kháng sinh
2. Xây dựng qui trình sản xuất benzylpenicillin
3. Mở rộng triển khai qui trình sản xuất một số kháng
sinh khác


Kháng sinh – Lịch sử phát triển

1928: phát hiện nấm mốc xanh
Penicillium có khả năng ức chế
sự phát triển của vi khuẩn
Alexander Fleming

~ 1940: phát hiện chủng Penicillium
mới có khả năng sản xuất penicillin
với số lượng lớn
Howard Walter Florey


Kháng sinh – Lịch sử phát triển

1944: phát hiện streptomycin từ xạ
khuẩn Streptomyces
Salman Waksman

Một số kháng sinh khác:

 Actinomycin, neomycin, streptothricin từ Streptomyces
 Polymyxin, chloramphenicol, tetracyclin,..
 Từ 1970, kháng sinh có nguồn gốc bán tổng hợp


Sản xuất kháng sinh – Các giai đoạn
Sản xuất

Chiết tách

Tinh chế

Đóng gói


Sản xuất kháng sinh – Giai đoạn lên men

Nguyên liệu thơ

Vi sinh vật

Q trình lên men

Kháng sinh


Sản xuất kháng sinh – Giai đoạn lên men
Chất chống bọt

Nguyên liệu thô

Dầu thực vật, silicon

Nguồn carbon

Nguồn nitơ

Lactose, glucose

Muối amoni

Rỉ đường, đậu
nành

Sulfat,
hydrophosphat

Khoáng chất, vitamin

S, P, Cu, Zn, Mg


Sản xuất kháng sinh – Giai đoạn lên men

Nuôi cấy vi sinh vật trong
bình lắc với mội trường tăng
trưởng
Vi sinh vật sản xuất
kháng sinh

Bình lên men

Bình chứa mơi trường được trang
bị đĩa khuấy để trộn mơi trường và
bơm khơng khí vơ trùng

Giai đoạn lên
men

Trong q trình lên men, VSV tiếp
tục tăng trưởng và sản xuất 1
lượng lớn kháng sinh

/>

Lên men kháng sinh – Các giai đoạn
Lên men kháng sinh gồm các giai đoạn:
 Giai đoạn chuẩn bị:
1. Hoạt hóa vi sinh vật
2. Chuẩn bị bình chứa mơi trường:
• Mơi trường: nước nóng, chất dinh dưỡng (C, N,…),
yếu tố tăng trưởng (vitamin, acid amin…)
• Đĩa khuấy để trộn đều mơi trường
• Bơm khơng khí lọc vơ trùng
• Sau 24-48 h, chuyển mơi trường sang bình lên men


Lên men kháng sinh – Các giai đoạn
3. Giai đoạn lên men:
• VSV tăng trưởng và nhân đơi

• Sản xuất 1 lượng lớn kháng sinh
Yêu cầu kỹ thuật
 Giữ nhiệt độ bình lên men khoảng 25 oC
 Khuấy mơi trường liên tục
 Bơm khơng khí lọc vơ trùng


Lên men kháng sinh – Các giai đoạn

Bình lên men

by Genentech, Graphics Department


Sản xuất kháng sinh – Giai đoạn chiết tách và tinh chế

Giai đoạn chiết tách, tinh chế và hoàn chỉnh
Sau khi chiết tách từ dịch lên men và tinh chế bằng phương pháp trao
đổi ion hay dung môi, thu được kháng sinh dạng bột

Đóng gói và vận chuyển
/>

Sản xuất kháng sinh – Giai đoạn chiết tách và tinh chế
4. Giai đoạn chiết tách và tinh chế:
Sau 3-5 ngày lên men, lượng kháng sinh thu được đạt
tối đa  bắt đầu giai đoạn chiết tách
 Kháng sinh tan trong nước: chiết tách bằng phương
pháp trao đổi ion
• Tách kháng sinh ra khỏi tạp chất hữu cơ

• Tách kháng sinh với các hợp chất tan trong nước
khác


Sản xuất kháng sinh – Giai đoạn chiết tách và tinh chế

Nguyên tắc chiết tách kháng sinh bằng pp trao đổi ion

/>

Sản xuất kháng sinh – Giai đoạn chiết tách và tinh chế
 Kháng sinh tan trong dầu: chiết tách bằng dung mơi
• Dịch lên men được xử lý bằng dung mơi hữu cơ:
butyl acetat, methyl isobutyl keton  hịa tan kháng
sinh
• Phục hồi kháng sinh bằng các chất hữu cơ
 Kháng sinh thu được ở dạng bột tinh khiết


Sản xuất kháng sinh – Giai đoạn hoàn chỉnh
5. Sản xuất kháng sinh với các dạng bào chế khác
nhau:
• Dạng tiêm truyền tĩnh mạch: kháng sinh được hịa trong
dung mơi, đóng gói và hàn kín
• Dạng viên nang
• Dạng thuốc bơi ngồi da
6. Vận chuyển đến nơi đóng gói
7. Phân phối đến nơi sử dụng

Sản xuất kháng sinh

Tồn bộ q trình sản xuất kháng sinh: lên men,
phục hồi và xử lý có thể hồn thành trong 5 – 8 ngày


Sản xuất kháng sinh – Kiểm soát chất lượng
Sản xuất kháng sinh

Môi trường

Trang thiết bị

Vô trùng


Sản xuất kháng sinh – Kiểm soát chất lượng

 Kiểm tra dịch nuôi cấy vi sinh vật trong suốt quá trình
lên men
 Kiểm tra thường xun các thơng số: pH, độ ẩm,
điểm chảy,…


Sản xuất benzylpenicillin


Kháng sinh bezylpenicillin

Vòng β-lactam

Nhánh acyl

Vòng
thiazolidin

Acid 6-aminopenicillanic

Cấu trúc của penicillin G – penicillin tự nhiên


Kháng sinh bezylpenicillin

 Là kháng sinh đầu tiên được sản xuất với khối lượng
lớn
 Là nguyên liệu dùng để bán tổng hợp các kháng sinh
khác
 Quá trình lên men penicillin là mơ hình sản xuất
kháng sinh điển hình
 Vẫn được sử dụng trong lâm sàng


Sản xuất benzylpenicillin – Khó khăn
Mặc dù:
 Sử dụng các thiết bị hiện đại, phức tạp


Sản xuất benzylpenicillin – Khó khăn
Mặc dù:
 Áp dụng kỹ thuật kiểm soát chất lượng (feed back

control)


Sản xuất benzylpenicillin – Khó khăn
Mặc dù:
 Áp dụng kỹ thuật xử lý trên máy tính