背景及概述
果糖-1,6-二磷酸(FDP)鈉鹽系細胞分子水平藥物,它具有改善細胞代謝,增加能量利用,加速組織修復,恢復正常功能,保護紅細胞韌性,以及維持紅細胞釋氧能力等功效。適應癥有:休克、心肌缺血及急性心肌梗塞,缺血性腦血管意外、麻醉意外、外周血管疾患、糖尿病血管病變、子宮內膜病變、外科復合傷及燒傷、體外循環(huán)及多次輸血中的輔助治療,以及外科胃腸外營養(yǎng)療法等,因此具有廣泛的臨床藥用前景。果糖二磷酸鈉性狀圖如下:
圖1 果糖二磷酸鈉性狀圖
制備
以蔗糖、磷酸鹽為原料加入新鮮酵母或干酵母發(fā)酵制備CaFDP、BaFDP,再從CaFDP或BaFDP經馬錢子堿純化得到FDP。華東理工大學、常州生化藥廠以蔗糖為原料加啤酒酵母發(fā)酵制備NaFDP。我們用商品面包酵母發(fā)酵法生產藥用FDP,原料以市售面包酵母和淀粉為主,方法簡易、成本低廉,產率為10.5%。本工作為我國進行藥用FDP的商業(yè)化生產打下了基礎[1]。
粗FDP的制備
稱取2kg淀粉,咖入適量的磷酸鹽及20kg水配成溶液,再加入干酵母,把混合物攪勻,至恒溫水浴發(fā)酵,4h后,加入10%辛醇-酒精溶劑以終止發(fā)酵,隨即在沸水浴加熱10min,使蛋白質凝固沉淀,離心15min,收集上清液,粗FDP游離存在于上清液中。
制備FDP鋇鹽
發(fā)酵液離心后得到的上清液加入鋇鹽溶液,出現白色沉淀,抽濾,用熱水洗滌2次,得BaFDP粗品750g。
制備FDP鈣鹽
方法與2.1.2類似,用無水CaCl2代替鋇鹽得CaFDP粗品224g。
FDP鋇鹽到鈉鹽的轉化
750gBaFDP懸浮液加入鈉鹽溶液,攪拌,過濾除去BaSO4沉淀,加入乙醇后置冰箱1.5h,抽濾,得白色NaFDP粗品,反復用無水乙醇沉淀,以去掉鹽份,重結晶數次,最后得NaFDP精制品,自然干燥后稱重得210g。
FDP鈣鹽到鈉鹽的轉化
112gFDP鈣鹽懸浮液,加入鈉鹽,振搖,抽濾得濾液150ml,加入酒精沉淀,冰箱放置1.5h,抽濾,得NaFDP粗品,反復溶解后用無水乙醇沉淀,去掉鹽分,得產品NaFDP41.5g。
分析
HF254熒光薄層層析
取5×15cm的玻璃板一塊,取1g硅膠HF254,放在研缽中加入適量的羧甲纖維素鈉溶液,加入4-5滴95%乙醇(消泡用)研磨數分鐘,研好的勻漿倒在玻璃板上,使其分布均勻,自然干燥后置105℃烘箱中活化30min。然后點樣并展層,所用展開劑為乙酸乙酯∶甲醇∶乙酸∶水=12∶3∶3∶2在層析缸中采用傾斜上行法展層,展開劑距離薄層板上端2cm時取出,放于40℃烘箱中烘干,在紫外燈下熒光顯示。
比旋度的測定
分別配制濃度為10mg/ml的產品溶液和標準樣品溶液,用全自動旋光儀測定旋光度,計算比旋光度,產品和標準樣品各測三次,取平均值。
產品純度測定采用酶法測定。取一定量的FDP標準液加兔肌醛縮酶和α-磷酸甘油醛脫氫酶,NADH,在340nm處測定光吸收的減少,作標準曲線。另取一定量的產品按上述方法測定,在標準曲線上查出產品中FDP的實際含量。
1, 6-二磷酸果糖鈉鹽結晶新工藝研究
(1)酒精-醋酸鈉體系結晶FDP與酒精-低溫體系結晶FDP相比,由于降低了溶液的粘度及過飽和度,改善了溶液的傳質狀況,通過控制成核速率和晶體的生長速率,從而控制晶體的大小,提高晶體顆粒的均一性。另外由于同離子效應的作用,醋酸鈉的加入,增加了溶液的化學勢,縮短了誘導期的時間。
(2)pH值和溫度對晶體粒度分布的影響較大。如溶液的pH值從4.5增加到5.2相差0.7,而晶體的平均粒度差異卻達84μm,又如結晶溫度從20℃增加到30℃,而晶體顆粒卻從92μm增加到241μm,因此可以通過控制溶液的pH值和結晶溫度控制晶體顆粒大小。
總之利用本工藝結晶FDP不但可以縮短結晶時間,提高產品收率,而且可以控制產品的均一性和顆粒大小,從而提高產品的質量和穩(wěn)定性。關于1,6-二磷酸果糖鈉鹽結晶時的相變、成核機理和結晶動力學還有待進一步的研究。
討論
本文介紹了從游離的FDP制備NaFDP的兩條途徑:
(1)從游離的FDP合成CaFDP,再由它轉化成NaFDP;
(2)從游離的FDP中和成BaFDP,再由它轉化成NaFDP。
在條途徑中,CaFDP的顆粒較大,沉淀疏松,易吸附大量水分和鹽,使轉化效率低,雜質帶入多,而導致通過條途徑所得的NaFDP的量很少,產率低,不適于生產應用。而BaFDP的顆粒細,沉淀緊密,可以通過抽濾,洗去大量鹽類和雜質,且BaSO4沉淀完全,使之有較高的轉化效率,雜質少,易純化,產品得率10.5%。薄層層析、比旋光度測定是定性的依據,兔肌醛縮酶只專一性地作用于FDP,所以是定量分析,NMR是化學結構分析,從1HNMR顯示,樣品與標準品波譜相同。又從13CNMR顯示其樣品與標準品波譜相同,因13C波譜與C骨架直接相連的原子化學環(huán)境有關,超過二鍵以上的基團影響C線的化學位移在圖上沒有影響,所以樣品與標準品主結構完全一致。以上分析證實確系果糖-1,6-二磷酸,HPLC分析既是定性又是定量分析,根據提供的測試結果。
本文用高壓液相色譜(HPLC)、核磁共振氫譜(1HNMR)、核磁共振碳譜(13CNMR)來檢測FDP結構,這在國內外未見報導。因此,我們?yōu)镕DP結構的檢測提供了一系列新的方法。本工藝簡單,產品得率高,質量好,且原料價格低廉,取材方便,經濟效益顯著。
參考文獻
[1] 應漢杰. 1, 6-二磷酸果糖制備新技術的研究 [博士論文].南京化工大學 , 1998