深层过滤在非达霉素粗品提炼工艺中的改进应用

马盛男，周陈锋，*，张军伟，陈辅辰，谢 厅，鲁 宁

(1．杭州中美华东制药有限公司 702车间，浙江 杭州 310011；2．杭州泉鑫化工有限公司，浙江 杭州 310021)

非达霉素(Fidaxomicin)是一种十八元大环内酯类抗生素，由德干高原游动放线菌(Actinoplans deccanensis)或桔橙指孢囊菌(Dactylosporangium aurantiacum)发酵产生。由Optimer公司研发的非达霉素于2011年5月27日获FDA批准。其作用机理新颖，主要是通过抑制细菌的RNA聚合酶而产生迅速的抗难治梭状芽孢杆菌感染(CDI)作用。其治疗CDI优于现有药物[1-2]。分子量1058.04，分子式C52H74C12O18，在体内可生成仍具活性的代谢物OP-1118，结构式如下：

图1 非达霉素结构式Fig.1 Formula of Phydamycin

目前非达霉素主要由发酵法得到，经过固液分离后得到粗品，然后经过活性炭吸附、层析、结晶、制备、精制等手段得到最终产品[3]。提炼工段是该类产品的关键工艺，提炼除杂的效果直接决定结晶效果，当发酵液效价不高、杂菌较多或提炼不彻底时，产品中会有色素、大分子蛋白、菌渣等存在，会直接影响结晶效果，甚至无法结晶，或者结晶后无法过滤[4]。结晶是否顺利实现，直接决定制备分离效果，而制备工艺直接决定了成品的质量，因此，提炼工艺就成了限制该类产品开发的关键。

我司目前采用发酵法得到高效价的非达霉素产品，当发酵水平不稳定时，容易出现粗提效果不佳的情况，导致结晶困难，产品颜色偏深，晶型不好，过滤困难，因此，我们寻找新颖的提炼技术，希望能够快速、简捷地除去一些杂质，从而不影响结晶效果。

深层过滤技术在生物制药领域逐渐发展[5]，3M公司使用一种新的活性炭吸附优化技术，采用Zeta Plus滤材，经过特殊工艺制成渐紧结构(Graded Density)，使其滤材上层孔径相对疏松，下层孔径随着纵向深度扩展而愈渐紧密，由此大的杂质颗粒可被阻挡在表面，而小的颗粒杂质随其粒径大小不同，被拦截在滤材纵向不同梯度上，从而保证了稳定的流速和极大的容污能力。与传统过滤介质相比，具有过滤量大，吸附效果好的有点；与传统的活性炭吸附相比，避免了使操作者暴露于大量粉尘中的缺陷，同时，使得放大生产时，操作更加便利、吸附效果更加稳定、废渣处理更加简捷。

图2 深层过滤装置Fig.2 Deep filtration plan

非达霉素发酵液经过固液分离等粗提手段后，得到含有高效价的、纯度为50%左右的非达霉素乙酸乙酯溶液，以之为起始原料，选用适合抗生素的AC-R55SP型滤材和相应夹具(直径17mm)，取1L原料(记为A)进行深层过滤，用蠕动泵调节过滤流速，每隔200mL接收滤液，共接收5瓶，按先后顺序分别编号为B～F分别进行检测，并进行结晶实验。实验结果如下。

表1 深层过滤结果对比Table 1 Comparison after deep filtration

从实验中可以看到，过滤前呈棕色浑浊的样品，经过过滤后，溶液颜色明显变澄清，尤其是过滤后前400 mL样品(编号B和C)，颜色改观显著。同时，B和C往下做结晶时，粗品的纯度更高，达到76.8%，而不通过过滤的原料的结晶后纯度只有65.4%。B的结晶粗品的检测图谱如图3所示。

图3 过滤液B的结晶粗品HPLC图

Fig.3 HPLC of filtrate B

从HPLC检测中可发现，B～F虽然颜色较原料澄清很多，但是其滤液的纯度与原料相差无几，这是因为滤膜主要过滤掉的成分是粗提液中的色素和大分子蛋白，其减少无法在HPLC上体现出来。而经过过滤后的样品的结晶效果普遍优于原料，是因为原料中的色素和大分子蛋白会对结晶溶剂体系有较大影响。我们在操作中发现，越是靠前的过滤液，其析晶过程更加清晰，粗品的晶型和颜色也更好，过滤更快。

值得一提的是，由于吸附容量的缘故，该滤材只对少量原料有吸附效果，无法处理更多量。而我司非达霉素在生产过程中，往往需要处理上千吨级的原料，因此，深层过滤的应用和成本受到较大的限制。同时，吸附杂质类型和吸附损失也需要进一步的研究。我们期待着深层过滤技术的发展，开发出更大规格、成本更低的滤材，以适合非达霉素等发酵产品的提炼工艺。