पेनिसिलिन की रासायनिक संरचना और किण्वन प्रक्रिया: अलेक्जेंडर फ्लेमिंग द्वारा
पेनिसिलिन की रासायनिक संरचना और किण्वन प्रक्रिया: अलेक्जेंडर फ्लेमिंग द्वारा!
1929 में अलेक्जेंडर फ्लेमिंग द्वारा पेनिसिलिन का वर्णन किया गया था। फ्लोरी और चेन के तहत ऑक्सफोर्ड में एक शोध समूह ने 1940 में पेनिसिलियम नोटेटम की सतह संस्कृति से इसे अलग कर दिया और पेनिसिलिन का पहला नैदानिक अनुप्रयोग 1941 में हुआ।
पेनिसिलिन कई कवक, विशेष रूप से पेनिसिलियम और एस्परगिलस प्रजातियों द्वारा उत्पादित किया जाता है।
रासायनिक संरचना:
पेनिसिलिन की मूल संरचना 6-एमिनोपेनिसिलिक एसिड (6-एपीए) है, जिसमें कंडेंस्ड पी-लैक्टम रिंग के साथ थियाजोलिडीन रिंग होता है। 6-APA स्थिति 6 में एक परिवर्तनशील एसाइल मोइलिटी करता है, जैसा कि चित्र 12.5 में दिया गया है। यदि पेनिसिलिन किण्वन को साइड-चेन अग्रदूतों के अतिरिक्त के बिना किया जाता है, तो प्राकृतिक पेनिसिलिन का उत्पादन होता है। इस मिश्रण से, केवल बेंज़िलपेनिसिलिन चिकित्सीय रूप से उपयोगी है; उत्पाद पुनर्प्राप्ति चरण में अन्य यौगिकों को हटाया जाना चाहिए।
साइड-चेन अग्रदूत जोड़कर किण्वन को बेहतर ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है, ताकि केवल एक वांछित पेनिसिलिन का उत्पादन हो। सेमीसिनेटिक पेनिसिलिन का उत्पादन करने के लिए, पेनिसिलिन जी (कभी-कभी पेनिसिलिन वी का उपयोग किया जाता है) रासायनिक या एंजाइमेटिक रूप से 6-एपीए के लिए विभाजित होता है, जिसे रासायनिक रूप से 6-एपीए के रूप में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जिसे रासायनिक रूप से पुनर्नवीनीकरण किया जाता है ताकि एक और पेनिसिलिन व्युत्पन्न हो सके।
तनाव में सुधार:
पेनिसिलिन उत्पादन के लिए फ्लेमिंग द्वारा मूल रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले कवक पी। नोटम ने खराब परिणाम दिया। इसके अलावा, इस कवक के कई उपभेद विकसित किए गए थे जो मूल लोगों की तुलना में कई गुना अधिक पेनिसिलिन का उत्पादन करते थे। पी। नोटेटम के अलावा, पी। क्राइसोजेनम का भी परीक्षण किया गया, जिसने जलमग्न संस्कृति की स्थिति में अच्छे परिणाम दिए। बाद के चयनित उपभेदों ने बढ़ी हुई मात्रा में पेनिसिलिन का उत्पादन किया।
किण्वन माध्यम:
पहली बार पी। नोटैटम की सतह की संस्कृति कोज़ापेक्स-डॉक्स शोरबा में किया गया था। खमीर निकालने, कैसिइन या गोमांस निकालने जैसे कार्बनिक पदार्थों के साथ पूरक करने पर पेनिसिलिन उत्पादन की दर में वृद्धि हुई। इसके अलावा, कपास बीज, मूंगफली भोजन और सोयाबीन भोजन में संशोधन के साथ बढ़ी हुई उपज भी प्राप्त की गई थी। कई प्राकृतिक पेनिसिलिन का उत्पादन किया जाता है जब पूरक पर्क्यूसर की अनुपस्थिति में पी। क्राइसोजेनम द्वारा एक उपयुक्त माध्यम को किण्वित किया जाता है।
मध्यम में फैटी एसिड की उपस्थिति से इन प्राकृतिक पेनिसिलिन का उत्पादन भी उत्तेजित होता है। कैलम और होकेनहुल (1949) ने रासायनिक रूप से परिभाषित माध्यम विकसित किया, जिसने पी। क्राइसोजेनम के कई उपभेदों द्वारा एंटीबायोटिक के उत्पादन का समर्थन किया। 6.8 और 7.4 के बीच किण्वन माध्यम का पीएच रखकर एंटीबायोटिक का उत्पादन भी बढ़ाया गया था; बफ़रिंग एजेंट्स जैसे, CaC0 3 और फॉस्फेट को मध्यम और बाँझ H 2 S0 4 और NaOH में जोड़ने पर जब आवश्यक हो; ऊष्मायन के दौरान तापमान 25 ° 0.5 डिग्री सेल्सियस पर रखना और एक बड़े किण्वक में वातन के लिए संस्कृति को उत्तेजित करना।
किण्वन प्रक्रिया:
एक बड़े पैमाने पर पेनिसिलिन का उत्पादन व्यावसायिक रूप से तैयार किए गए किण्वक में किया जाता है जो अधिकतम उपज के लिए पी। क्रिसोजेनम को अनुकूलतम वृद्धि की स्थिति प्रदान करता है। बेन्ज़िल पेनिसिलिन यानी पेनिसिलिन जी के किण्वन के चरण निम्नलिखित हैं।
1. 500 मिलीलीटर Erlenmeyer फ्लास्क में 100 मिलीलीटर मीडियम को P. chrysogenum उपभेदों के बीजाणु के साथ टीका लगाते हैं और उन्हें 25 ° C पर रोटेटरी शेकर पर रख देते हैं।
2. 4 दिनों के बाद, फ्लास्क की सामग्री को 2 लीटर माध्यम वाले दूसरे फ्लास्क (4 लीटर क्षमता) में स्थानांतरित करें और 2 दिन पहले सेते हैं।
3. सामग्री को 500 लीटर माध्यम वाले स्टेनलेस स्टील टैंक (800 लीटर क्षमता) में स्थानांतरित करें। यह टैंक इस तरह से सुसज्जित है कि यह कवक के विकास के लिए अनुकूलतम स्थिति प्रदान कर सके।
4. 3 दिनों के बाद, एक किण्वक (2, 50, 000 लीटर क्षमता) में रखे गए लगभग 1, 80, 000 लीटर माध्यम के इनोक्यूलेशन की सामग्री का उपयोग करें। बाद में स्वचालित उपकरणों के साथ इष्टतम विकास की स्थिति (जैसे, तापमान, पीएच, ओ 2, आदि) से लैस है।
5. 6 दिनों के ऊष्मायन के बाद किण्वक की सामग्री को फ़िल्टर करें। फिल्ट्रेट में पेनिसिलिन होता है। पेनिसिलिन को एमाइल या ब्यूटाइल-एसीटेट में निकालें। इसमें से फॉस्फेट बफर के साथ निकालने से पेनिसिलिन को जलीय विलायक में स्थानांतरित किया जाता है।
ब्यूटेनॉल-पानी के मिश्रण से पोटेशियम पेनिसिलिन जी को क्रिस्टलीकृत किया जाता है। फिर इसके उपयोग से पहले पोटेशियम पेनिसिलिन जी को शुद्ध करें।
