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KR102015100B1 - Method for recovering or purifying gentamicin B from fermented culture medium of microorganism - Google Patents

Method for recovering or purifying gentamicin B from fermented culture medium of microorganism Download PDF

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KR102015100B1
KR102015100B1 KR1020160150115A KR20160150115A KR102015100B1 KR 102015100 B1 KR102015100 B1 KR 102015100B1 KR 1020160150115 A KR1020160150115 A KR 1020160150115A KR 20160150115 A KR20160150115 A KR 20160150115A KR 102015100 B1 KR102015100 B1 KR 102015100B1
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gentamicin
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Abstract

본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법은 겐타마이신 B 및 이의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액을 양이온 교환수지에 통과시켜 겐타마이신 B를 흡착하고, 용리제를 사용하여 겐타마이신 B를 용리시킨 후, 겐타마이신 B 함유 용리액을 음이온 교환수지에 통과시켜 탈색시키는 것을 기본 구성으로 한다. 본 발명에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법은 공정이 단순하고 겐타마이신 B의 회수 수율 또는 정제 순도가 높기 때문에 일반적으로 행하여지는 정제공정의 경제적 부담, 복잡한 공정 및 낮은 정제 수율을 극복할 수 있고, 원가 경쟁력을 가지며 대량생산에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법을 이용하면 이세파마이신 등과 같은 항생제의 전구물질로 사용되는 고품질의 겐타마이신 B를 확보할 수 있다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to an embodiment of the present invention, the microorganism fermentation broth containing gentamicin B and its flexible substance is passed through a cation exchange resin to adsorb gentamicin B, and gentamicin is used as an eluent. After eluting B, the gentamicin B-containing eluent is passed through an anion exchange resin and decolorized. The recovery or purification method of gentamicin B according to the present invention can overcome the economic burden, complicated process and low purification yield of the purification process generally performed because the process is simple and the recovery yield or purification purity of gentamicin B is high. It is cost-competitive and can be applied to mass production. Therefore, by using the method for recovering or purifying gentamicin B according to the present invention, it is possible to secure high-quality gentamicin B used as a precursor of an antibiotic such as isepamycin.

Figure R1020160150115
Figure R1020160150115

Description

미생물 발효 배양액으로부터 겐타마이신 B를 회수 또는 정제하는 방법{Method for recovering or purifying gentamicin B from fermented culture medium of microorganism}Method for recovering or purifying gentamicin B from fermented culture medium of microorganism

본 발명은 미생물 발효 배양액으로부터 겐타마이신 B를 회수 또는 정제하는 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 겐타마이신 B 및 이의 유연물질을 포함하는 미생물 발효 배양액으로부터 겐타마이신 B를 고수율로 회수하거나 고순도로 정제하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering or purifying gentamicin B from a microbial fermentation broth, and more particularly, to recovering gentamicin B in high yield or purifying it with high purity from a microbial fermentation broth comprising gentamicin B and a flexible substance thereof. It is about how to.

겐타마이신은 마이크로모노스포라 푸르프레아(micromonospora purprea) 또는 마이크로모노스포라 에키노스포라(micromonospora echinospora)가 생산하는 아미노글리코사이드계 항생물질로서, 그람양성균 중 포도상구균과 그람음성균 중 대장균, 살모넬라균 및 이의 변형균, 그리고 녹농균 등에 효과가 있다. 또한, 겐타마이신은 페니실린이나 암피실린(ampicillin)과 함께 장내구균성 심내막염의 치료에도 사용된다.Gentamicin is a micromonospora purprea ) or micromonospora echinospora echinospora ) is an aminoglycoside antibiotic produced by Gram-positive bacteria and E. coli, Salmonella and its modified bacteria, and Pseudomonas aeruginosa. Gentamicin is also used in the treatment of enterococcal endocarditis with penicillin or ampicillin.

겐타마이신은 유연물질로 불리는 수많은 성분이 존재한다. 겐타마이신을 구성하는 주요 성분은 겐타마이신 C 복합체이고, 겐타마이신 C 복합체는 겐타마이신 C1, 겐타마이신 C1a, 겐타마이신 C2 등을 포함한다. 겐타마이신 C 복합체는 겐타마이신의 약 80%를 구성하며 임상에서 주로 사용된다. 또한, 겐타마이신을 구성하는 마이너 성분으로는 겐타마이신 A, 겐타마이신 A1, 겐타마이신 X2, 겐타마이신 B, 겐타마이신 B1 등이 있고, 상기 마이너 성분은 겐타마이신의 약 20%를 구성한다. 하기 화학식 1 및 화학식 2는 다양한 겐타마이신 또는 이의 유도체의 기본 구조를 나타낸 것이고 표 1은 화학식 1 및 화학식 2의 구조에 해당하는 겐타마이신과 이의 유도체 종류를 구체적으로 나타낸 것이다.Gentamicin has a number of components called flexible substances. The major constituents of gentamicin are the gentamycin C complex, and the gentamycin C complex includes gentamycin C1, gentamycin C1a, gentamicin C2 and the like. Gentamicin C complex constitutes about 80% of gentamicin and is mainly used in clinical practice. In addition, minor components constituting gentamicin include gentamycin A, gentamycin A1, gentamycin X2, gentamycin B, gentamycin B1, and the like, and the minor components constitute about 20% of gentamicin. The following Chemical Formulas 1 and 2 show the basic structures of various gentamicins or derivatives thereof, and Table 1 specifically shows the types of gentamicin and its derivatives corresponding to the structures of Chemical Formulas 1 and 2.

Figure 112016110325351-pat00001
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Figure 112016110325351-pat00002
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겐타마이신 종류Gentamicin Class R1R1 R2R2 R3R3 R4R4 R5R5 R6R6 화학식Chemical formula AA HH OHOH NHCH3 NHCH 3 OHOH HH NH2 NH 2 1One A1A1 OHOH HH NHCH3 NHCH 3 OHOH HH NH2 NH 2 1One X2X2 CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 OHOH HH NH2 NH 2 1One BB CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 NH2 NH 2 HH OHOH 1One B1B1 CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 NH2 NH 2 CH3 CH 3 OHOH 1One C1C1 CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 NHCH3 NHCH 3 CH3 CH 3 NH2 NH 2 22 C1aC1a CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 NH2 NH 2 HH NH2 NH 2 22 C2C2 CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 NH2 NH 2 CH3 CH 3 NH2 NH 2 22 G-418G-418 CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 OHOH CH3 CH 3 NH2 NH 2 1One JI-20AJI-20A CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 NH2 NH 2 HH NH2 NH 2 1One JI-208JI-208 CH3 CH 3 OHOH NHCH3 NHCH 3 CH2NH2 CH 2 NH 2 CH3 CH 3 NH2 NH 2 1One

상기 겐타마이신의 제조와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-0032788호에는 마이크로모노스포라(Micromonospora)속에 속하는 미생물 변이주(KFCC 10346)를 영양배지에서 호기적으로 배양할 때 무기염원으로 염화마그네슘 또는 염화망간을 0.2-0.4g/l로 첨가함을 특징으로 하는 겐타마이신의 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-0029275호에는 마이크로모노스포라속에 속하며 고농도의 젠타마이신 첨가 배지에서 생육이 가능한 변이주 마이크로모노스포라 퍼퓨리아(KFCC-10346)를 영양 배지에서 호기적으로 배양하여 배지에 젠타마이신을 생성, 축적함을 특징으로 하는 발효에 의한 겐타마이신의 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2009-0005436호에는 겐타마이신을 생합성하지 않는 이종숙주에 유전자 gntB, gntA, gntP, gntZ, gntD, btrD, kacA 및 neo16를 재조합하여 구성되는 재조합 균주를 이용하여 겐타마이신, 파로마민(paromamine), 2’-N-아세틸 파로마민(2’-N-acetylparomamine) 및 2-데옥시스트렙타민(2-deoxystreptamine)으로 이루어진 그룹 중 선택된 1종 이상의 물질을 생산하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-0519142호에는 겐타마이신 B를 생산하는 마이크로모노스포라 푸르푸리아(Micromonospora purpurea) KCTC 10506BP 균주 및 이를 겐타마이신 B 생산배지에 배양하여 겐타마이신 B를 제조하는 방법이 개시되어 있다.Regarding the production of gentamicin, Korean Patent No. 10-0032788 discloses magnesium chloride or manganese chloride as an inorganic salt when aerobic culture of microbial mutant strain (KFCC 10346) belonging to the genus Micromonospora A method for preparing gentamicin is disclosed, which is added at 0.2-0.4 g / l. In addition, Korean Patent No. 10-0029275 discloses a mutant micromonaspora perpuria (KFCC-10346) belonging to the genus Micro monospora and capable of growing in a medium containing high concentrations of gentamicin, by aerobic culture in a nutrient medium. A method for producing gentamicin by fermentation characterized by producing and accumulating gentamicin is disclosed. In addition, Korean Patent Publication No. 10-2009-0005436 discloses gentamicin using a recombinant strain consisting of recombining genes gntB, gntA, gntP, gntZ, gntD, btrD, kacA, and neo16 in a heterologous host that does not biosynthesize gentamicin. , A method for producing at least one substance selected from the group consisting of paromamine, 2'-N-acetyl paromamine and 2-deoxystreptamine It is. In addition, the Republic of Korea Patent No. 10-0519142 discloses a method of manufacturing a micro gentamicin mono spokes la greener Apulia (Micromonospora purpurea) KCTC 10506BP strains producing B and culturing them in gentamicin B production medium by gentamicin B is described have.

한편, 하기 화학식 3의 구조를 갖는 이세파마이신(isepamicin)은 겐타마이신(즉, 겐타마이신 C 복합체)에 비해 생체 독성이 훨씬 낮은 것으로 알려져 있으며, 겐타마이신 내성균주에 대해 탁월한 항생효과를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 상기 이세파마이신은 미국 특허 제4,136,254호 및 제4,283,528호에서 개시한 바와 같이, 겐타마이신 B의 3,6' 아미노기를 벤질옥시카르보닐기로 보호하고 이를 N-(R-베타-벤질옥시카르보닐아미노-알파-히드록시프로피오닐옥시)숙신이미드와 반응시켜 겐타마이신 B의 1번 탄소 위치의 아민기에 알파-히드록시-베타-아미노프로피오닐기(α-hydroxy-β-aminopropionyl group)를 결합시킴으로써 제조할 수 있다. 따라서, 이세파마이신의 생산성을 높이기 위해서는 이세파마이신 제조에 필수적으로 사용되는 전구체인 겐타마이신 B의 생산성의 향상과 더불어 정제 순도를 높이는 것이 당업계에 요구되고 있다.Meanwhile, isepamicin having the structure of Formula 3 is known to have much lower biotoxicity than gentamycin (ie, gentamycin C complex), and has excellent antibiotic effect against gentamycin resistant strains. Known. The ispamycin protects the 3,6 'amino group of gentamicin B with a benzyloxycarbonyl group and discloses N- (R-beta-benzyloxycarbonylamino-, as disclosed in US Pat. Nos. 4,136,254 and 4,283,528. Prepared by reacting with alpha-hydroxypropionyloxy) succinimide to bind an alpha-hydroxy-beta-aminopropionyl group with an amine group at the carbon position of gentamicin B. can do. Therefore, in order to increase the productivity of isepamycin, it is required in the art to increase the purity of the tablet together with the improvement of the productivity of the gentamicin B, which is an essential precursor for the production of isepamycin.

Figure 112016110325351-pat00003
Figure 112016110325351-pat00003

현재 겐타마이신 B 생산에 특화된 균주의 발효 역가는 800mg/ℓ 정도인 것으로 알려져 있으며, 균주의 개량 및 빌효 조건 최적화를 통해 짧은 시일 안에 1,000~1,500mg/ℓ 까지 도달할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 겐타마이신 B 생산 균주의 발효과정에서 겐타마이신 B와 구조가 유사한 여러 가지 다른 겐타마이신 유연성분이 함께 생성되기 때문에 발효 역가가 높아도 정제가 곤란하다는 문제점이 있다. 따라서, 높은 순도의 겐타마이신 B를 확보할 수 있는 정제방법의 연구가 필요하다. 겐타마이신 등과 같은 항생제의 분리 또는 정제방법과 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1366216호에는 (a) 세프카펜 피복실(cefcapene pivoxil)의 염산염을 C1 내지 C3의 알코올의 1차 용매로 용해시키는 단계; (b) 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 벤젠, 헥산, 아세톤, 메틸이소부틸케톤 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함하는 2차 용매를 첨가하여 희석시키는 단계; 및 (c) 염산 수용액을 추가로 첨가하는 단계를 포함하는 세프카펜 피복실 염산염의 정제방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-0430202호에는 지지 용액이 콜산의 술포베타인 쯔비터이온 유도체인 세제 및 우레아의 수성 혼합물임을 특징으로 하는, 고정 쯔비터 이온 막을 갖는 다격실 전해조 중에서의 등전성 집속을 사용하는, 달바헵티드 계 항생제 화합물의 정제 방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2001-0024027호에는 -5 내지 20℃ 사이의 온도에서, FG가 용액내에 잔류하는 농도에서 혼합물의 pH가 3 내지 8 사이가 되도록 하고, 수득된 고체 β-락탐 항생제를 회수하고, 잔류 액체의 온도를 10 내지 60℃ 사이로 올리고, 고체 FG를 형성하고, FG를 고체로 분리하여 석출시키고, 모액을 적어도 부분적으로 재순환시키는 것으로 이루어진 용액내 β-락탐 항생제 및 D-페닐 글리신(FG)을 함유하는 혼합물로부터 β-락탐 항생제의 회수방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2001-0024028호에는 FG가 용액내에 잔류하는 농도에서, β-락탐 항생제 및 D-페닐 글리신(FG)을 함유하는 혼합물의 pH가 pH 3 내지 8이 되도록 하고, 수득된 고체 β-락탐 항생제를 회수하고, 및 고체 β-락탐 항생제 및 고체 FG를 갖는 슬러리를 형성하고, 상기 슬러리의 pH를 β-락탐 항생제가 용해하는 pH로 되게 하고, FG를 고체로서 분리시키고, 모액내에 존재하는 β-락탐 항생제를 적어도 일부 사용하는 농축단계로 잔류 액체를 보내는, β-락탐 항생제와 D-페닐 글리신을 함유하는 혼합물로부터 β-락탐 항생제를 회수하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B와 유사한 구조를 가지는 다른 겐타마이신이 함유된 미생물 발효 배양액으로부터 겐타마이신 B를 고순도로 정제하는 방법에 대해서는 상기 선행기술들에 전혀 개시되어 있지 않다.It is known that the fermentation titer of the strain specialized in the production of gentamicin B is about 800 mg / l, and it is expected to reach 1,000 ~ 1,500 mg / l in a short time by improving the strain and optimizing the fermentation condition. However, in the fermentation process of the gentamicin B producing strain, various other gentamicin flexible components having a similar structure to the gentamicin B are generated together, and thus there is a problem in that purification is difficult even if the fermentation titer is high. Therefore, it is necessary to study a purification method capable of securing high purity gentamicin B. In connection with the method for separating or purifying antibiotics such as gentamicin, Korean Patent No. 10-1366216 discloses a method of preparing a pharmaceutical composition comprising: (a) dissolving a hydrochloride salt of cefcapene pivoxil with a primary solvent of an alcohol of C1 to C3; (b) adding and diluting a secondary solvent comprising at least one selected from the group consisting of dichloromethane, ethyl acetate, benzene, hexane, acetone, methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone; And (c) further adding a hydrochloric acid aqueous solution. In addition, Korean Patent No. 10-0430202 discloses isoelectric focusing in a multi-compartment electrolyzer having a fixed zwitter ion membrane, wherein the support solution is an aqueous mixture of detergent and urea, which is a sulfobeta zwitterion derivative of cholic acid. A method for purifying a dalbaheptide antibiotic compound for use is disclosed. In addition, Korean Patent Publication No. 10-2001-0024027 discloses a solid β-lactam antibiotic obtained at a temperature between -5 and 20 ° C. such that the pH of the mixture is between 3 and 8 at a concentration of FG remaining in the solution. Β-lactam antibiotics and D-phenyl in solution consisting of recovering the temperature of the residual liquid, raising the temperature of the residual liquid to between 10 and 60 ° C., forming a solid FG, separating the FG as a solid and precipitating the mother liquor at least partially. A method for recovering β-lactam antibiotics from a mixture containing glycine (FG) is disclosed. In addition, Korean Patent Publication No. 10-2001-0024028 discloses that the pH of a mixture containing β-lactam antibiotics and D-phenyl glycine (FG) at a concentration of FG remaining in the solution is pH 3 to 8, and is obtained. Recover the solid β-lactam antibiotics, and form a slurry with solid β-lactam antibiotics and solid FG, bring the pH of the slurry to the pH at which β-lactam antibiotics dissolve, separate the FG as a solid, A method of recovering β-lactam antibiotics from a mixture containing β-lactam antibiotics and D-phenyl glycine is sent, wherein the residual liquid is sent to a concentration step using at least a portion of the β-lactam antibiotics present in the mother liquor. However, no method of purifying gentamicin B with high purity from microbial fermentation broth containing gentamicin B and other gentamicins having a structure similar to gentamicin B is disclosed in the prior art.

본 발명은 종래의 기술적 배경하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 겐타마이신 B 및 이의 유연물질이 함유된 미생물 발효 배양액에서 겐타마이신을 고수율로 회수하거나 고순도로 정제하는 방법을 제공하는데에 있다.The present invention has been derived under the conventional technical background, and an object of the present invention is to provide a method for recovering gentamicin in high yield or purifying it with high purity in a microbial fermentation broth containing gentamicin B and a flexible substance thereof.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 일 예는 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액을 여과하여 겐타마이신 B 함유 여과액을 얻는 단계; 상기 겐타마이신 B 함유 여과액을 약산성 양이온 교환수지와 접촉시켜 겐타마이신 B를 흡착시키는 단계; 상기 양이온 교환수지에 흡착된 겐타마이신 B를 용리제로 용리시켜 겐타마이신 B 함유 용리액을 얻는 단계; 및 상기 겐타마이신 B 함유 용리액 또는 이의 농축액을 강염기성 음이온 교환수지와 접촉시켜 탈색하는 단계를 포함하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법을 제공한다.One embodiment of the present invention to solve the above object is a step of obtaining a gentamicin B-containing filtrate by filtration of the microbial fermentation broth containing the flexible material of gentamicin B and gentamicin B; Contacting the gentamicin B-containing filtrate with a weakly acidic cation exchange resin to adsorb gentamycin B; Eluting the gentamicin B adsorbed on the cation exchange resin with an eluent to obtain a gentamicin B-containing eluent; And it provides a method for recovering or purifying gentamicin B comprising the step of decolorizing the gentamicin B-containing eluent or concentrate thereof in contact with a strong base anion exchange resin.

본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 겐타마이신 B의 유연물질은 미크로노마이신(micronomicin), 겐타마이신 A, 겐타마이신 A1, 겐타마이신 X2, 겐타마이신 B1, 겐타마이신 C1, 겐타마이신 C1a 또는 겐타마이신 C2에서 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있고, 바람직하게는 미크로노마이신(micronomicin) 및 겐타마이신 C1a의 조합으로 구성될 수 있다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to an embodiment of the present invention, the flexible substance of gentamicin B may be micronomicin, gentamicin A, gentamycin A1, gentamicin X2, gentamicin B1, gentamicin C1. , May be composed of one or more selected from gentamicin C1a or gentamicin C2, preferably may be composed of a combination of micronomicin and gentamicin C1a.

본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 미생물은 겐타마이신 B 및 이의 유연물질을 생산하는 미생물이라면 그 종류가 크게 한정되지 않으며, 예를 들어 마이크로모노스포라 푸르푸리아(Micromonospora purpurea), 마이크로모노스포라 에키노스포라(Micromonospora echinospora) 또는 이들의 변이 균주에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 겐타마이신 B 및 이의 유연물질을 생산하는 미생물로 마이크로모노스포라 푸르푸리아(Micromonospora purpurea) ATCC 15835 균주, 마이크로모노스포라 푸르푸리아(Micromonospora purpurea) KCTC 10506BP 균주를 포함할 수 있다. 상기 마이크로모노스포라 푸르푸리아(Micromonospora purpurea) KCTC 10506BP 균주는 대한민국 등록특허 제10-0519142호에 개시되어 있다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to an embodiment of the present invention, the microorganism is not limited to a kind thereof if the microorganism produces gentamicin B and a flexible substance thereof, for example, micromonospora purpuria ( Micromonospora). purpurea ), Micromonospora echinospora or variant strains thereof. Specifically, the present invention is a micromonospora purpuria ( Micromonospora ) as a microorganism to produce gentamicin B and its flexible material. purpurea ) ATCC 15835 strain, Micromonospora purpurea ) may comprise a KCTC 10506BP strain. The micromonospora purpuria ( Micromonospora) purpurea ) KCTC 10506BP strain is disclosed in Korean Patent No. 10-0519142.

본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 미생물 발효 배양액의 여과는 원심분리, 여과지, 여과포, 규조토, 파라셀(PARACELL) 또는 이들에서 선택되는 2가지 이상의 조합에 의해 수행될 수 있고, 원심분리 및 파라셀(PARACELL)의 조합에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 겐타마이신 B 함유 여과액을 얻는 단계는 a1) 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액의 pH를 1.5~4.5로 조정한 후 원심분리하여 겐타마이신 B 함유 상등액을 얻는 단계; 및 a2) 상기 겐타마이신 B 함유 상등액의 pH를 5.5~7.0으로 조정한 후 여과지, 여과포, 규조토 또는 파라셀(PARACELL)에서 선택되는 어느 하나로 여과하는 단계로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 a1) 단계는 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액의 pH를 2~3으로 조정하고 2~8℃에서 10시간 이상(예를 들어 12~24시간) 방치한 후 원심분리하여 원심분리하여 겐타마이신 B 함유 상등액을 얻는 것으로 구성되는 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 a2) 단계는 겐타마이신 B 함유 상등액의 pH를 6.0~6.8으로 조정하고 8~20시간 동안 방치한 후 파라셀(PARACELL)로 여과하는 것으로 구성되는 것이 더 바람직하다.Filtration of the microbial fermentation broth in the method for recovering or purifying gentamicin B according to an embodiment of the present invention may be performed by centrifugation, filter paper, filter cloth, diatomaceous earth, paracell, or a combination of two or more thereof. And is preferably performed by a combination of centrifugation and PARACELL. In this regard, the step of obtaining the gentamicin B-containing filtrate in the method of recovery or purification of gentamicin B according to an embodiment of the present invention is a1) of the microbial fermentation broth containing the flexible material of gentamicin B and gentamicin B adjusting the pH to 1.5-4.5 and centrifuging to obtain a gentamicin B-containing supernatant; And a2) adjusting the pH of the gentamicin B-containing supernatant to 5.5 to 7.0 and filtration with any one selected from filter paper, filter cloth, diatomaceous earth, or paracells (PARACELL). In addition, in step a1), the pH of the microbial fermentation broth containing the flexible material of gentamicin B and gentamicin B is adjusted to 2 to 3 and left for 10 hours or more (for example, 12 to 24 hours) at 2 to 8 ° C. More preferably, by centrifugation followed by centrifugation to obtain the gentamicin B-containing supernatant. In addition, the step a2) is more preferably configured to adjust the pH of the gentamicin B-containing supernatant to 6.0 ~ 6.8 and left for 8 to 20 hours and then filtered with a paracell (PARACELL).

본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 약산성 양이온 교환수지는 다공성 타입이고 입자 크기가 10~60 메쉬(mesh) 인 것이 바람직하다. 또한, 상기 약산성 양이온 교환수지는 입자 크기가 15~50 메쉬(mesh) 인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 약산성 양이온 교환수지는 카르복실산을 교환기로 사용하는 것이 더 바람직하다. 상기 약산성 양이온 교환수지는 상업적으로 입수가 가능하며, 상업적인 제품으로는 Amberite IRC-50, Amberite IRC-50S, Amberite IRP-64, Dowex CCR-3 등이 있다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to an embodiment of the present invention, the weakly acidic cation exchange resin is preferably porous and has a particle size of 10 to 60 mesh. In addition, the weakly acidic cation exchange resin is more preferably a particle size of 15 ~ 50 mesh (mesh). In addition, it is more preferable that the weakly acidic cation exchange resin uses carboxylic acid as an exchanger. The weakly acidic cation exchange resin is commercially available, and commercial products include Amberite IRC-50, Amberite IRC-50S, Amberite IRP-64, and Dowex CCR-3.

본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 용리제는 0.1~0.5N 농도의 암모니아수인 것이 바람직하고, 0.1~0.3N 농도의 암모니아수인 것이 바람직하다. 이와 관련하여 본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 겐타마이신 B 함유 용리액을 얻는 단계는 겐타마이신 B가 흡착된 양이온 교환수지를 물로 세척하고 용리제인 0.1~0.3N 농도의 암모니아수를 양이온 교환수지와 접촉시켜 양이온 교환수지에 흡착된 겐타마이신 B 및 겐타마이신 b의 유연물질을 용리시키는 것으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상기 겐타마이신 B 함유 용리액 내 겐타마이신 B의 함량은 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 90% 이상인 것이 바람직하고 95% 이상인 것이 더 바람직하다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to an embodiment of the present invention, the eluent is preferably 0.1-0.5 N concentration of ammonia water, and preferably 0.1-0.3 N concentration of ammonia water. In this regard, the step of obtaining the gentamicin B-containing eluent in the method for recovering or purifying the gentamicin B according to an embodiment of the present invention may be performed by washing the cation exchange resin in which the gentamicin B is adsorbed with water and using an eluent of 0.1-0.3N. Preferably, the ammonia water is contacted with a cation exchange resin to elute the flexible material of gentamicin B and gentamicin b adsorbed on the cation exchange resin. In addition, the content of gentamicin B in the gentamicin B-containing eluent is preferably 90% or more and more preferably 95% or more based on the total weight of the gentamicin flexible material.

본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 강염기성 음이온 교환수지는 겔(gel) 타입이고 입자 크기가 50~400 메쉬(mesh)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 강염기성 음이온 교환수지는 입자 크기가 50~200 메쉬(mesh)인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 강염기성 음이온 교환수지는 4급 암모늄기를 교환기로 사용하는 것이 더 바람직하다. 상기 강염기성 음이온 교환수지는 상업적으로 입수가 가능하며, 상업적인 제품으로는 Dowex 1X2-200, Dowex 1X2-100, Dowex 1X2-400, Amberite IRA-743, DIAION SA10A, DIAION SA11A, DIAION SA12A, DIAION SA20A 등이 있다. 또한, 상기 겐타마이신 B 함유 용리액은 겐타마이신 B 농도가 소정의 값이 될 때까지 강염기성 음이온 교환수지와 접촉하기 전에 농축되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 겐타마이신 B 함유 용리액의 농축액 내 겐타마이신 B 농도는 8,000~30,000 ㎍/㎖인 것이 바람직하고, 8,000~15,000 ㎍/㎖인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 겐타마이신 B 함유 용리액 또는 이의 농축액은 강염기성 음이온 교환수지와 접촉하기 전에 pH가 5.5~7.5로 조정되는 것이 바람직하고, 5.5~6.5로 조정되는 것이 더 바람직하다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to one embodiment of the present invention, the strongly basic anion exchange resin is preferably a gel type and has a particle size of 50 to 400 mesh. In addition, the strongly basic anion exchange resin is more preferably a particle size of 50 ~ 200 mesh (mesh). In addition, the strongly basic anion exchange resin is more preferably used a quaternary ammonium group as the exchanger. The strong basic anion exchange resin is commercially available, and commercial products include Dowex 1X2-200, Dowex 1X2-100, Dowex 1X2-400, Amberite IRA-743, DIAION SA10A, DIAION SA11A, DIAION SA12A, DIAION SA20A, etc. There is this. In addition, the gentamicin B-containing eluent is preferably concentrated before contact with the strong basic anion exchange resin until the gentamicin B concentration reaches a predetermined value. For example, the concentration of gentamicin B in the concentrate of the gentamicin B-containing eluate is preferably 8,000 to 30,000 µg / ml, and more preferably 8,000 to 15,000 µg / ml. In addition, the gentamicin B-containing eluate or concentrate thereof is preferably adjusted to a pH of 5.5 to 7.5, and more preferably to 5.5 to 6.5 before contact with the strong basic anion exchange resin.

본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법은 바람직하게는 강염기성 음이온 교환수지에 의해 탈색된 겐타마이신 B 함유 용리액 또는 이의 농축액을 분말화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 분말화 방법으로는 스프레이 드라이, 동결건조 등을 사용할 수 있다. 또한, 강염기성 음이온 교환수지에 의해 탈색된 겐타마이신 B 함유 용리액 또는 이의 농축액은 분말화를 용이하게 하기 위해 추가로 더 농축될 수 있다.The method for recovering or purifying gentamicin B according to one embodiment of the present invention may preferably further include powdering the gentamicin B-containing eluent or its concentrated solution decolorized by a strong basic anion exchange resin. As the powdering method, spray drying, lyophilization, or the like may be used. In addition, the gentamicin B-containing eluent decolored by the strong basic anion exchange resin or concentrate thereof may be further concentrated to facilitate powdering.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 다른 예는 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액을 여과하여 겐타마이신 B 함유 여과액을 얻는 단계; 상기 겐타마이신 B 함유 여과액을 약산성 양이온 교환수지와 접촉시켜 겐타마이신 B를 흡착시키고, 물로 양이온 교환수지를 세척하고, 양이온 교환수지에 흡착된 겐타마이신 B를 제1 용리제로 용리시켜 겐타마이신 B 함유 제1 용리액을 얻는 단계; 상기 겐타마이신 B 함유 제1 용리액을 약산성 양이온 교환수지와 접촉시켜 겐타마이신 B를 재흡착시키고, 물로 양이온 교환수지를 세척하고, 양이온 교환수지에 재흡착된 겐타마이신 B를 제2 용리제로 용리시켜 겐타마이신 B 함유 제2 용리액을 얻는 단계; 및 상기 겐타마이신 B 함유 제2 용리액 또는 이의 농축액을 강염기성 음이온 교환수지와 접촉시켜 탈색하는 단계를 포함하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법을 제공한다. 본 발명의 다른 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법은 겐타마이신 B를 약산성 양이온 교환수지에 흡착시키고 용리제로 용리하는 것을 2번 반복하는 재흡착 방법을 사용한다.Another example of the present invention to solve the above object is a step of obtaining a gentamicin B-containing filtrate by filtration of the microbial fermentation broth containing the flexible material of gentamicin B and gentamicin B; The gentamicin B-containing filtrate was contacted with the weakly acidic cation exchange resin to adsorb the gentamycin B, the cation exchange resin was washed with water, and the gentamicin B adsorbed on the cation exchange resin was eluted with the first eluent to contain the gentamicin B. Obtaining a first eluent; The gentamicin B-containing first eluate was contacted with the weakly acidic cation exchange resin to resorb the gentamicin B, the cation exchange resin was washed with water, and the gentamicin B resorbed to the cation exchange resin was eluted with a second eluent. Obtaining a mycin B-containing second eluent; And it provides a method for recovering or purifying gentamicin B comprising the step of decolorizing the gentamicin B-containing second eluent or concentrate thereof in contact with a strong base anion exchange resin. The recovery or purification method of gentamicin B according to another embodiment of the present invention uses a resorption method in which gentamicin B is repeatedly adsorbed on a weakly acidic cation exchange resin and eluted with an eluent.

본 발명의 다른 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 약산성 양이온 교환수지는 다공성 타입이고 입자 크기가 10~60 메쉬(mesh)이고 카르복실산을 교환기로 사용하는 것이 바람직하다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to another embodiment of the present invention, it is preferable that the weakly acidic cation exchange resin has a porous type and has a particle size of 10 to 60 mesh and uses carboxylic acid as an exchanger.

본 발명의 다른 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 제1 용리제는 0.1~0.3N 농도의 암모니아수이고 제2 용리제는 0.4~0.6N 농도의 암모니아수인 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 상기 겐타마이신 B 함유 제1 용리액을 얻는 단계는 상기 겐타마이신 B 함유 여과액을 약산성 양이온 교환수지와 접촉시켜 겐타마이신 B를 흡착시키고, 물로 양이온 교환수지를 세척하고, 양이온 교환수지에 흡착된 겐타마이신 B를 제1 용리제인 0.15~0.25N 농도의 암모니아수로 용리시키는 것으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 겐타마이신 B 함유 제2 용리액을 얻는 단계는 겐타마이신 B 함유 제1 용리액을 약산성 양이온 교환수지와 접촉시켜 겐타마이신 B를 재흡착시키고, 물로 양이온 교환수지를 세척하고, 0.1~0.2N 농도의 암모니아수를 이용하여 예비적으로 용리한 후, 양이온 교환수지에 재흡착된 겐타마이신 B를 제2 용리제인 0.4~0.6N 농도의 용리제로 용리시키는 것으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 겐타마이신 B 함유 제2 용리액은 강산성 음이온 교환수지와 접촉하기 전에 겐타마이신 B 농도가 8,000~30,000 ㎍/㎖(바람직하게는 8,000~15,000 ㎍/㎖)가 되도록 농축되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 겐타마이신 B 함유 제2 용리액 또는 이의 농축액은 강산성 음이온 교환수지와 접촉하기 전에 pH가 5.5~7.5(바람직하게는 6.0~6.8)로 조정되는 것이 바람직하다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to another embodiment of the present invention, it is preferable that the first eluent is ammonia water at a concentration of 0.1 to 0.3 N and the second eluent is ammonia water at a concentration of 0.4 to 0.6 N. In this regard, the step of obtaining the gentamicin B-containing first eluent is contacting the gentamicin B-containing filtrate with the weakly acidic cation exchange resin to adsorb the gentamicin B, wash the cation exchange resin with water, The adsorbed gentamicin B may be eluted with ammonia water at a concentration of 0.15 to 0.25 N, which is the first eluent. In addition, the step of obtaining the gentamicin B-containing second eluent is contacting the gentamicin B-containing first eluent with the weakly acidic cation exchange resin to resorb the gentamicin B, wash the cation exchange resin with water, 0.1 ~ 0.2N concentration After preliminarily eluting with ammonia water of, may be composed of eluting the gentamicin B reabsorbed in the cation exchange resin with an eluent of 0.4 ~ 0.6N concentration of the second eluent. In addition, the gentamicin B-containing second eluent is preferably concentrated to have a concentration of gentamicin B of 8,000 to 30,000 μg / ml (preferably 8,000 to 15,000 μg / ml) before contacting the strong acid anion exchange resin. In addition, the gentamicin B-containing second eluate or concentrate thereof is preferably adjusted to a pH of 5.5 to 7.5 (preferably 6.0 to 6.8) before contacting the strong acid anion exchange resin.

본 발명의 다른 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 강염기성 음이온 교환수지는 겔(gel) 타입이고 입자 크기가 50~200 메쉬(mesh)이고 4급 암모늄기를 교환기로 사용하는 것이 바람직하다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to another embodiment of the present invention, the strongly basic anion exchange resin is a gel type, has a particle size of 50 to 200 mesh, and uses a quaternary ammonium group as an exchanger. Do.

본 발명의 다른 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 상기 겐타마이신 B 함유 여과액을 얻는 단계는 a1) 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액의 pH를 1.5~4.5로 조정한 후 원심분리하여 겐타마이신 B 함유 상등액을 얻는 단계; 및 a2) 상기 겐타마이신 B 함유 상등액의 pH를 5.5~7.0으로 조정한 후 여과지, 여과포, 규조토 또는 파라셀(PARACELL)에서 선택되는 어느 하나로 여과하는 단계로 구성되는 것이 바람직하다.In the method of recovering or purifying gentamicin B according to another embodiment of the present invention, the step of obtaining the gentamicin B-containing filtrate may include a1) pH of the microbial fermentation broth containing the flexible material of gentamicin B and gentamicin B of 1.5 to Adjusting to 4.5 and then centrifuging to obtain a gentamicin B-containing supernatant; And a2) adjusting the pH of the gentamicin B-containing supernatant to 5.5 to 7.0 and filtration with any one selected from filter paper, filter cloth, diatomaceous earth, or paracells (PARACELL).

본 발명의 다른 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법은 본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법의 용리액을 얻는 단계가 제1 용리액을 얻는 단계 및 제2 용리액을 얻는 단계로 구성되는 점에서 차이가 있는바 나머지 구성의 특징에 대해서는 본 발명의 일 예에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법에서 설명한 내용을 참조한다.In the method for recovering or purifying gentamicin B according to another embodiment of the present invention, the obtaining of the eluent of the method for recovering or purifying the gentamicin B according to one embodiment of the present invention includes obtaining the first eluent and obtaining the second eluent. For the features of the rest of the configuration is different in that it refers to the contents described in the method for recovering or purifying gentamicin B according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법은 공정이 단순하고 겐타마이신 B의 회수 수율 또는 정제 순도가 높기 때문에 일반적으로 행하여지는 정제공정의 경제적 부담, 복잡한 공정 및 낮은 정제 수율을 극복할 수 있고, 원가 경쟁력을 가지며 대량생산에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법을 이용하면 이세파마이신 등과 같은 항생제의 전구물질로 사용되는 고품질의 겐타마이신 B를 확보할 수 있다.The recovery or purification method of gentamicin B according to the present invention can overcome the economic burden, complicated process and low purification yield of the purification process generally performed because the process is simple and the recovery yield or purification purity of gentamicin B is high. It is cost-competitive and can be applied to mass production. Therefore, by using the method for recovering or purifying gentamicin B according to the present invention, it is possible to secure high-quality gentamicin B used as a precursor of an antibiotic such as isepamycin.

도 1은 실시예 12의 방법으로 얻은 정제된 겐타마이신 B 분말을 HPLC로 분석한 결과이고, 도 2는 실시예 12의 방법으로 얻은 정제된 겐타마이신 B 분말을 HPLC-ELSD로 분석한 결과이다.1 is a result of HPLC analysis of purified gentamicin B powder obtained by the method of Example 12, Figure 2 is a result of HPLC-ELSD analysis of the purified gentamicin B powder obtained by the method of Example 12.

본 발명에서 사용되는 용어인 "겐타마이신 유연물질"은 겐타마이신을 구성하는 성분인 겐타마이신 A, A1, X2, B, B1, C1, C1a, C2 뿐만 아니라 미크로노마이신(micronomicin), G-418, JI-20A, X2, JI-20B 등과 같은 다양한 유도체를 포함하는 개념이다.As used herein, the term "gentamicin analogue" refers to gentamicin A, A1, X2, B, B1, C1, C1a, C2 as well as micromycin (G-418), which constitutes gentamicin. , JI-20A, X2, JI-20B and the like, including various derivatives.

본 발명에서 사용되는 용어인 "겐타마이신 B의 유연물질"은 겐타마이신을 구성하는 성분들 중 겐타마이신 B를 제외한 나머지 성분들과 미크로노마이신(micronomicin), G-418, JI-20A, X2, JI-20B 등과 같은 다양한 유도체를 포함하는 개념이다.The term "flexible material of gentamicin B" used in the present invention is a component constituting gentamicin except for gentamicin B, and micronomicin, G-418, JI-20A, X2, The concept includes various derivatives such as JI-20B.

본 발명에서 사용되는 용어인 "RV"는 반응기 부피(Reactor Volume)의 약어이며 이온 교환수지 충전 칼럼 시스템에서는 충전된 이온 교환수지의 부피를 의미한다.As used herein, the term "RV" is an abbreviation for Reactor Volume and means the volume of charged ion exchange resin in an ion exchange resin packed column system.

본 발명에서 사용되는 용어인 "SV"는 공간속도(Space Velocity)의 약어이며 충전층을 통과하는 유체의 유속을 나타낸다.As used herein, the term "SV" is an abbreviation for Space Velocity and indicates the flow rate of the fluid through the packed bed.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only intended to clearly illustrate the technical features of the present invention, and do not limit the protection scope of the present invention.

실시예Example 1 : 겐타마이신 B를 함유하는 미생물 발효 배양액의 제조 1: Preparation of microbial fermentation broth containing gentamicin B

겐타마이신 생산 균주인 마이크로모노스포라 에키노스포라(micromonospora echinospora) ATCC 15835 균주를 덱스트린 45 g/ℓ, 옥수수 분말 15 g/ℓ, 탈지 대부분 35 g/ℓ, 펩톤 5 g/ℓ, 탄산칼슘 3 g/ℓ, 황산암모늄 0.3 g/ℓ, 질산칼슘 0.1 g/ℓ, 염화코발트 0.008 g/ℓ의 조성을 가진 배지에 접종하고 약 30℃에서 약 8일 동안 배양하여 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액을 제조하였다.45 g / l of dextrin, 15 g / l of corn powder, 35 g / l of degreasing, 35 g / l of peptone, 3 g of calcium carbonate, strain of gentamicin-producing micromonospora echinospora ATCC 15835 / l, ammonium sulfate 0.3 g / l, calcium nitrate 0.1 g / l, cobalt chloride 0.007 g / l inoculated in a medium and incubated for about 8 days at about 30 ℃ gentamicin B and gentamicin B analog A microbial fermentation broth containing was prepared.

실시예Example 2 : 겐타마이신 B 흡착 수지의 선정 2: Selection of Gentamicin B Adsorption Resin

실시예 1에서 제조한 발효 배양액의 pH를 50 중량% 농도의 황산 수용액을 사용하여 2.5로 조정하고 4℃에서 12시간 이상 방치한 후 원심분리하여 발효 상등액을 수득하였다. 이후, 발효 상등액 50㎖를 활성화된 양이온 교환수지(732, Amberlite IR-120) 비드 0.5㎖와 혼합하고 25℃에서 100 rpm의 속도로 2시간 30분 동안 교반하여 겐타마이신 B를 양이온 교환수지 비드에 흡착시켰다. 또한, 발효 상등액 100㎖를 활성화된 다른 양이온 교환수지(Amberlite IRC-50) 비드 0.5㎖와 혼합하고 25℃에서 100 rpm의 속도로 2시간 30분 동안 교반하여 겐타마이신 B를 양이온 교환수지 비드에 흡착시켰다. 또한, 발효 상등액 100㎖를 합성 흡착 수지인 Diaion HP-20 0.5㎖와 혼합하고 25℃에서 100 rpm의 속도로 2시간 30분 동안 교반하여 겐타마이신 B를 합성 흡착 수지에 흡착시켰다. 하기 표 2에 사용한 흡착 수지의 종류에 따른 겐타마이신 B 등의 흡착량을 나타내었다.The pH of the fermentation broth prepared in Example 1 was adjusted to 2.5 using a 50 wt% sulfuric acid aqueous solution, and left at 4 ° C. for at least 12 hours, followed by centrifugation to obtain a fermentation supernatant. Then, 50 ml of the fermentation supernatant was mixed with 0.5 ml of the activated cation exchange resin (732, Amberlite IR-120) beads and stirred at 25 ° C. at a speed of 100 rpm for 2 hours and 30 minutes to add gentamicin B to the cation exchange resin beads. Adsorbed. In addition, 100 ml of the fermented supernatant was mixed with 0.5 ml of other activated cation exchange resin (Amberlite IRC-50) beads and stirred at 25 ° C. at 100 rpm for 2 hours 30 minutes to adsorb gentamycin B to the cation exchange resin beads. I was. In addition, 100 ml of the fermented supernatant was mixed with 0.5 ml of Diaion HP-20, which is a synthetic adsorption resin, and stirred at 25 ° C. at 100 rpm for 2 hours and 30 minutes to adsorb gentamicin B to the synthetic adsorption resin. The adsorption amount of gentamicin B etc. according to the kind of adsorption resin used in following Table 2 was shown.

흡착 수지 종류Adsorption Resin Type 겐타마이신 B 흡착량(㎎/㎖)Gentamicin B adsorption amount (mg / ml) 미크로노마이신 흡착량(㎎/㎖)Micromycin Adsorption Amount (mg / ml) 겐타마이신 C1a 흡착량(㎎/㎖)Gentamicin C1a adsorption amount (mg / ml) 732732 8.708.70 3.503.50 2.122.12 Amberlite IR-120Amberlite IR-120 12.1312.13 5.275.27 3.133.13 Amberlite IRC-50Amberlite IRC-50 73.6573.65 42.8542.85 21.0621.06 Diaion HP-20Diaion HP-20 27.3527.35 11.4411.44 5.045.04

* 732 : 겔 타입의 폴리스티렌 설포네이트로 이루어진 강산성 양이온 교환수지이고, 고분자 골격은 가교된 스티렌-다이비닐벤젠 공중합체임* 732 is a strongly acidic cation exchange resin consisting of a gel type polystyrene sulfonate, and the polymer backbone is a crosslinked styrene-divinylbenzene copolymer

* Amberlite IR-120 : 겔 타입의 폴리스티렌 설포네이트로 이루어진 강산성 양이온 교환수지임Amberlite IR-120 is a strong acid cation exchange resin composed of gel-type polystyrene sulfonate

* Amberlite IRC-50 : 다공성 타입의 약산성 양이온 교환수지이고, 16~50 메쉬(mesh)의 입자 크기를 가지며, 카르복실산을 교환기로 사용함Amberlite IRC-50 is a porous acid weak acid cation exchange resin, has particle size of 16 ~ 50 mesh and uses carboxylic acid as exchanger

* Diaion HP-20 : 스티렌과 다이비닐벤젠의 공중합체로 이루어진 합성 흡착 수지로서, 다수의 큰 기공을 가짐* Diaion HP-20: Synthetic adsorption resin composed of a copolymer of styrene and divinylbenzene, and has many large pores

상기 표 2에서 보이는 바와 같이 다공성 약산성 양이온 교환수지인 Amberlite IRC-50은 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 상대적으로 많이 흡착시켰다.As shown in Table 2, Amberlite IRC-50, a porous weakly acidic cation exchange resin, adsorbed a relatively large amount of the flexible material of gentamicin B and gentamicin B.

실시예Example 3 : 흡착 온도에 따른 겐타마이신 B의 흡착량  3: adsorption amount of gentamicin B according to adsorption temperature

실시예 1에서 제조한 발효 배양액의 pH를 50 중량% 농도의 황산 수용액을 사용하여 2.5로 조정하고 4℃에서 12시간 이상 방치한 후 원심분리하여 발효 상등액을 수득하였다. 이후, 상기 발효 상등액의 pH를 30 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액을 사용하여 6.5로 조정하고, 발효 상등액 70㎖를 활성화된 Amberlite IRC-50(NH4+) 비드 0.5㎖와 혼합하고 다양한 온도(14, 24, 34℃)에서 100 rpm의 속도로 2시간 30분 동안 교반하여 겐타마이신 B를 양이온 교환수지 비드에 흡착시켰다. 하기 표 3에 흡착 온도별 겐타마이신 B 등의 Amberlite IRC-50 비드로의 흡착량을 나타내었다.The pH of the fermentation broth prepared in Example 1 was adjusted to 2.5 using a 50 wt% sulfuric acid aqueous solution, and left at 4 ° C. for at least 12 hours, followed by centrifugation to obtain a fermentation supernatant. The pH of the fermentation supernatant was then adjusted to 6.5 using 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and 70 ml of the fermentation supernatant was mixed with 0.5 ml of activated Amberlite IRC-50 (NH4 + ) beads and subjected to various temperatures (14, Gentamicin B was adsorbed onto the cation exchange resin beads by stirring at 100 rpm (24, 34 ° C.) for 2 hours 30 minutes. Table 3 below shows the adsorption amount of gentamicin B and the like to Amberlite IRC-50 beads.

흡착 온도Adsorption temperature 겐타마이신 B 흡착량(㎎/㎖)Gentamicin B adsorption amount (mg / ml) 미크로노마이신 흡착량(㎎/㎖)Micromycin Adsorption Amount (mg / ml) 겐타마이신 C1a 흡착량(㎎/㎖)Gentamicin C1a adsorption amount (mg / ml) 14℃14 ℃ 14.1214.12 15.2215.22 9.109.10 24℃24 ℃ 16.3716.37 21.9521.95 10.2110.21 34℃34 ℃ 18.6018.60 19.9419.94 10.7510.75

상기 표 3에서 보이는 바와 같이 Amberlite IRC-50은 흡착 온도가 높을수록 겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 더 많이 흡착시켰으나 그 차이는 크지 않았다. 따라서, Amberlite IRC-50에 대한 겐타마이신 B 등의 흡착은 상온에서 진행하여도 무방한 것으로 평가된다.As shown in Table 3 above, Amberlite IRC-50 adsorbed more of the gentamicin B and the gentamicin B related substances as the adsorption temperature was higher, but the difference was not large. Therefore, the adsorption of gentamicin B and the like to Amberlite IRC-50 is estimated to proceed at room temperature.

실시예Example 4 : 발효 상등액의 pH에 따른 겐타마이신 B의 흡착량  4: Adsorption amount of gentamicin B according to pH of fermentation supernatant

실시예 1에서 제조한 발효 배양액의 pH를 50 중량% 농도의 황산 수용액을 사용하여 2.5로 조정하고 4℃에서 12시간 이상 방치한 후 원심분리하여 발효 상등액을 수득하였다. 이후, 상기 발효 상등액의 pH를 30 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액을 사용하여 다양한 값(5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0)으로 조정하고, 발효 상등액 70㎖를 활성화된 Amberlite IRC-50(NH4+) 비드 0.5㎖와 혼합하고 25℃에서 100 rpm의 속도로 2시간 30분 동안 교반하여 겐타마이신 B를 양이온 교환수지 비드에 흡착시켰다. 하기 표 4에 발효 상등액의 pH별 겐타마이신 B 등의 Amberlite IRC-50 비드로의 흡착량을 나타내었다.The pH of the fermentation broth prepared in Example 1 was adjusted to 2.5 using a 50 wt% sulfuric acid aqueous solution, and left at 4 ° C. for at least 12 hours, followed by centrifugation to obtain a fermentation supernatant. Thereafter, the pH of the fermentation supernatant was adjusted to various values (5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0) using an aqueous 30% sodium hydroxide solution, and 70 ml of the fermentation supernatant was activated Amberlite IRC-50 (NH4 +). ) Gentamicin B was adsorbed onto cation exchange resin beads by mixing with 0.5 ml beads and stirring at 25 ° C. at 100 rpm for 2 hours 30 minutes. Table 4 shows the adsorption amount of the fermentation supernatant to Amberlite IRC-50 beads, such as gentamicin B by pH.

발효 상등액의 pHPH of fermentation supernatant 겐타마이신 B 흡착량(㎎/㎖)Gentamicin B adsorption amount (mg / ml) 미크로노마이신 흡착량(㎎/㎖)Micromycin Adsorption Amount (mg / ml) 겐타마이신 C1a 흡착량(㎎/㎖)Gentamicin C1a adsorption amount (mg / ml) 5.05.0 20.5320.53 19.6719.67 5.475.47 5.55.5 30.1330.13 27.1127.11 8.658.65 6.06.0 32.8032.80 29.6529.65 9.479.47 6.56.5 39.8639.86 36.2336.23 11.7611.76 7.07.0 36.5736.57 31.9431.94 11.9111.91

상기 표 4에서 보이는 바와 같이 발효 상등액의 pH가 6일 때 Amberlite IRC-50에 대한 겐타마이신 B 등의 흡착량이 가장 높았다.As shown in Table 4, when the pH of the fermentation supernatant was 6, the adsorption amount of gentamicin B and the like to Amberlite IRC-50 was the highest.

실시예Example 5 : 양이온 교환수지 칼럼 시스템에서  5: in the cation exchange resin column system 용리제Eluent 농도별  By concentration 흡착물의Adsorbate 용리Elution 특성 characteristic

실시예 1에서 제조한 발효 배양액의 pH를 50 중량% 농도의 황산 수용액을 사용하여 2.5로 조정하고 4℃에서 12시간 이상 방치한 후 원심분리하여 발효 상등액을 수득하였다. 이후, 상기 발효 상등액의 pH를 30 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액을 사용하여 6.5로 조정하고 12시간 동안 방치한 후 여과조제(Filter-Aid)인 파라셀(PARACELL)로 여과하여 발효 여과액을 수득하였다. 이후, 활성화된 Amberlite IRC-50(NH4+) 비드가 충전된 칼럼에 발효 여과액을 3 RV/hr의 속도로 통과시켜 겐타마이신 B 등을 흡착시켰다. 이후, 6 RV의 용량에 해당하는 증류수로 칼럼을 세척한 후, 용리제로 서로 다른 농도(0.15N, 0.2N)의 암모니아수를 각각 0.5 SV의 유속으로 칼럼에 통과시켜 흡착물을 용리하였다. 하기 표 5에 용리액에 포함된 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 겐타마이신 B가 차지하는 비율이 95% 정도 되었을 때의 겐타마이신 B 회수율을 사용한 용리제별로 나타내었다.The pH of the fermentation broth prepared in Example 1 was adjusted to 2.5 using a 50 wt% sulfuric acid aqueous solution, and left at 4 ° C. for at least 12 hours, followed by centrifugation to obtain a fermentation supernatant. Then, the pH of the fermentation supernatant was adjusted to 6.5 using an aqueous 30% by weight sodium hydroxide solution and left for 12 hours, followed by filtration with PARACELL, a filter aid (Filter-Aid), to obtain a fermentation filtrate. It was. The fermentation filtrate was then passed through a column filled with activated Amberlite IRC-50 (NH4 + ) beads at a rate of 3 RV / hr to adsorb gentamicin B and the like. Thereafter, the column was washed with distilled water corresponding to a capacity of 6 RV, and then the adsorbate was eluted by passing ammonia water of different concentrations (0.15N, 0.2N) into the column at a flow rate of 0.5 SV, respectively, as an eluent. Table 5 shows the gentamicin B recovery rate when the ratio of gentamicin B was about 95% based on the total weight of the gentamicin analogue contained in the eluent.

용리제Eluent 95% 이상 순도의 겐타마이신 B 회수율(%)Gentamicin B recovery of 95% or more purity (%) 0.15N 암모니아수0.15N ammonia water 21.821.8 0.2N 암모니아수0.2N ammonia water 68.568.5

실시예Example 6 : 겐타마이신 B 함유  6: containing gentamicin B 용리액Eluent 탈색용 활성탄의 선정 Selection of Activated Carbon for Decolorization

상기 실시예 5에서 얻은, 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 겐타마이신 B가 차지하는 비율이 95% 정도인 용리액을 겐타마이신 B의 농도가 약 100,000~120,000 ㎍/㎖가 될 때까지 농축하였다. 이후, 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH를 6M 농도의 황산 수용액을 사용하여 6.0으로 조정하였다. 이후, 활성탄 0.1g을 겐타마이신 B 함유 농축액 0.5㎖와 혼합하고 상온에서 1시간 동안 탈색 반응을 진행시켰다. 하기 표 6은 사용한 활성탄별 겐타마이신 B 회수율과 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색도를 나타낸 것이다.Based on the total weight of the gentamicin analogue obtained in Example 5, the eluent having a concentration of about 95% of the gentamicin B was concentrated until the concentration of the gentamicin B became about 100,000-120,000 μg / ml. Thereafter, the pH of the gentamicin B-containing concentrate was adjusted to 6.0 using an aqueous 6 M sulfuric acid solution. Thereafter, 0.1 g of activated carbon was mixed with 0.5 ml of gentamicin B-containing concentrate and decolorized for 1 hour at room temperature. Table 6 below shows the recovery of gentamicin B and the degree of decolorization of gentamicin B-containing concentrate by activated carbon.

측정 항목Measurement item 활성탄 종류(Norit사 제품)Activated Carbon Type CA1CA1 CN1CN1 CGSPCGSP SX-PLUSSX-PLUS 겐타마이신 B 회수율(%)Gentamicin B recovery (%) 98.098.0 90.090.0 75.575.5 86.086.0 농축액 탈색도(%)Concentration Decolorization (%) 13.613.6 30.830.8 46.246.2 1.01.0

상기 표 6에서 보이는 바와 같이 Norit사의 CN1 활성탄을 사용하는 경우 탈색 효과가 상대적으로 우수하였고, 겐타마이신 B의 회수율도 90%를 보였다. 이후의 활성탄 탈색조건 최적화 실험은 Norit사의 CN1 활성탄을 사용하여 수행하였다.As shown in Table 6, when the Norit CN1 activated carbon was used, the decolorizing effect was relatively excellent, and the recovery rate of gentamicin B was 90%. Subsequent experiments on activated carbon decolorization were performed using Norit's CN1 activated carbon.

실시예Example 7 : 탈색 반응 온도별 겐타마이신 B 회수율 및 탈색 효과 7: Gentamicin B Recovery and Decolorization Effect by Decolorization Reaction Temperature

상기 실시예 5에서 얻은, 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 겐타마이신 B가 차지하는 비율이 95% 정도인 용리액을 겐타마이신 B의 농도가 약 100,000~120,000 ㎍/㎖가 될 때까지 농축하였다. 이후, 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH를 6M 농도의 황산 수용액을 사용하여 6.0으로 조정하였다. 이후, Norit사의 CN1 활성탄 0.1g을 겐타마이신 B 함유 농축액 0.5㎖와 혼합하고 다양한 온도 조건(20, 40, 60℃)에서 1시간 동안 탈색 반응을 진행시켰다. 하기 표 7은 Norit사의 CN1 활성탄을 사용한 탈색 시험에서 탈색 반응 온도별 겐타마이신 B 회수율과 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색도를 나타낸 것이다.Based on the total weight of the gentamicin analogue obtained in Example 5, the eluent having a concentration of about 95% of the gentamicin B was concentrated until the concentration of the gentamicin B became about 100,000-120,000 μg / ml. Thereafter, the pH of the gentamicin B-containing concentrate was adjusted to 6.0 using an aqueous 6 M sulfuric acid solution. Thereafter, 0.1 g of CN1 activated carbon of Norit Inc. was mixed with 0.5 ml of a gentamicin B-containing concentrate and decolorized for 1 hour at various temperature conditions (20, 40, 60 ° C). Table 7 below shows the recovery of gentamicin B and the decolorization degree of gentamicin B-containing concentrate by decolorization reaction temperature in the decolorization test using CN1 activated carbon of Norit.

측정 항목Measurement item 탈색 반응 온도Decolorization reaction temperature 20℃20 ℃ 40℃40 ℃ 60℃60 ℃ 겐타마이신 B 회수율(%)Gentamicin B recovery (%) 97.197.1 92.292.2 91.091.0 농축액 탈색도(%)Concentration Decolorization (%) 9.29.2 30.530.5 36.836.8

Norit사의 CN1 활성탄을 사용한 탈색 효과는 탈색 반응 온도가 높을수록 우수하였으나, 겐타마이시 B의 회수율은 탈색 반응 온도가 높을수록 떨어지는 경향을 보였다. 다만, 탈색 반응 온도가 60℃인 경우에도 겐타마이신 B의 회수율은 90% 이상으로 나타났다.The decolorization effect using No1's CN1 activated carbon was excellent at higher decolorization reaction temperature, but the recovery of gentamishi B tended to decrease as the decolorization reaction temperature was higher. However, even when the decolorization reaction temperature is 60 ℃, the recovery of gentamicin B was found to be 90% or more.

실시예Example 8 : 겐타마이신 B 함유 농축액의  8: of gentamicin B-containing concentrate pH별by pH 활성탄의 탈색 효과 Decolorization Effect of Activated Carbon

상기 실시예 5에서 얻은, 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 겐타마이신 B가 차지하는 비율이 95% 정도인 용리액을 겐타마이신 B의 농도가 약 100,000~120,000 ㎍/㎖가 될 때까지 농축하였다. 이후, 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH를 6M 농도의 황산 수용액을 사용하여 다양한 값(5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 8.0)으로 조정하였다. 이후, Norit사의 CN1 활성탄 0.1g을 pH가 조정된 겐타마이신 B 함유 농축액 0.5㎖와 혼합하고 60℃에서 1시간 동안 탈색 반응을 진행시켰다. 하기 표 8은 Norit사의 CN1 활성탄을 사용한 탈색 시험에서 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH별 겐타마이신 B 회수율과 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색도를 나타낸 것이다.Based on the total weight of the gentamicin analogue obtained in Example 5, the eluent having a concentration of about 95% of the gentamicin B was concentrated until the concentration of the gentamicin B became about 100,000-120,000 μg / ml. Thereafter, the pH of the gentamicin B-containing concentrate was adjusted to various values (5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 8.0) using 6M aqueous sulfuric acid solution. Thereafter, 0.1 g of CN1 activated carbon of Norit Inc. was mixed with 0.5 ml of a concentrated concentration of gentamicin B containing pH and subjected to a decolorization reaction at 60 ° C for 1 hour. Table 8 below shows the recovery of gentamicin B by pH of the gentamicin B-containing concentrate and the decolorization degree of the gentamicin B-containing concentrate in the decolorization test using CN1 activated carbon of Norit.

측정 항목Measurement item 겐타마이신 B 함유 농축액의 pHPH of gentamicin B-containing concentrate 5.05.0 5.55.5 6.06.0 6.56.5 7.07.0 8.08.0 겐타마이신 B 회수율(%)Gentamicin B recovery (%) 77.777.7 72.372.3 67.467.4 63.463.4 71.971.9 68.268.2 농축액 탈색도(%)Concentration Decolorization (%) 90.490.4 90.190.1 90.090.0 84.584.5 84.384.3 72.672.6

실시예Example 9 : 음이온 교환수지를 이용한 탈색 실험 9: decolorization experiment using anion exchange resin

상기 실시예 5에서 얻은, 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 겐타마이신 B가 차지하는 비율이 95% 정도인 용리액을 겐타마이신 B의 농도가 약 10,000~13,000 ㎍/㎖가 될 때까지 농축하였다. 이후, 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH를 6M 농도의 황산 수용액을 사용하여 다양한 값(6.0, 7.0, 8.0, 9.0)으로 조정하였다. 이후, 활성화된 음이온 교환수지(Dowex 1X2-200, 삼양사의 SAR10MB) 0.5㎖를 pH가 조정된 겐타마이신 B 함유 농축액 0.5㎖와 혼합하고 상온에서 25분 동안 탈색 반응을 진행시켰다. 하기 표 9는 탈색 실험에 사용한 음이온 교환수지 종류 및 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH별 겐타마이신 B 회수율을 나타낸 것이고, 하기 표 10은 탈색 실험에 사용한 음이온 교환수지 종류 및 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH별 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색도를 나타낸 것이다.Based on the total weight of the gentamicin analogue obtained in Example 5, the eluent having a ratio of about 95% of the gentamicin B was concentrated until the concentration of the gentamicin B became about 10,000 to 13,000 μg / ml. Thereafter, the pH of the gentamicin B-containing concentrate was adjusted to various values (6.0, 7.0, 8.0, 9.0) using an aqueous 6 M sulfuric acid solution. Thereafter, 0.5 ml of an activated anion exchange resin (Dowex 1X2-200, SAR10MB of Samyang Co.) was mixed with 0.5 ml of a concentrated gentamicin B-containing concentrate and decolorized for 25 minutes at room temperature. Table 9 shows the recovery rate of gentamicin B by pH of the anion exchange resin type and gentamicin B-containing concentrate used in the decolorization experiment, Table 10 below by the pH of the anion exchange resin type and gentamicin B-containing concentrate used in the decolorization experiment The decolorization degree of the gentamicin B containing concentrate is shown.

겐타마이신 B 함유 농축액의 pHPH of gentamicin B-containing concentrate 겐타마이신 B 회수율(%)Gentamicin B recovery (%) Dowex 1X2-200Dowex 1X2-200 SAR10MBSAR10MB 66 59.859.8 61.861.8 77 55.255.2 64.364.3 88 40.640.6 42.942.9 99 52.152.1 54.854.8

겐타마이신 B 함유 농축액의 pHPH of gentamicin B-containing concentrate 농축액 탈색도(%)Concentration Decolorization (%) Dowex 1X2-200Dowex 1X2-200 SAR10MBSAR10MB 66 96.896.8 89.489.4 77 95.995.9 90.590.5 88 98.898.8 93.293.2 99 98.098.0 92.992.9

* Dowex 1X2-200 : 다공성 타입의 강염기성 음이온 교환수지로서, 100~200 메쉬(mesh)의 입자 크기를 가지고, 다공성 Styrene-Divinylbenzene 공중합체를 기본 모체로 하고, 4급 암모늄기를 교환기로 사용함* Dowex 1X2-200: Porous strong base anion exchange resin with 100 ~ 200 mesh particle size, porous Styrene-Divinylbenzene copolymer as base matrix and quaternary ammonium group as exchanger

* SAR10MB : 겔 타입의 강염기성 음이온 교환수지로서, Styrene-Divinylbenzene 공중합체를 기본 모체로 하고, 4급 암모늄기를 교환기로 사용함* SAR10MB: Gel-type strong basic anion exchange resin, with Styrene-Divinylbenzene copolymer as base matrix and quaternary ammonium group as exchanger

상기 표 9 및 표 10에서 보이는 바와 같이 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지가 삼양사의 SAR10MB 음이온 교환수지보다 우수한 탈색 효과를 보였으며, 겐타마이신 농축액의 pH별 탈색도 차이는 크지 않았다. 또한, Dowex 1X2-200 음이온 교환수지와 삼양사의 SAR10MB 음이온 교환수지의 겐타마이신 회수율 차이도 크지 않았다. 음이온 교환수지로 Dowex 1X2-200을 사용하고 겐타마이신 농축액의 pH를 6으로 하였을 때 겐타마이신 B의 회수율과 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색도가 모두 우수하였다.As shown in Table 9 and Table 10, Dowex 1X2-200 anion exchange resin showed a better decolorizing effect than Samyang's SAR10MB anion exchange resin, and the difference in pH decolorization of gentamicin concentrate was not large. Also, the difference in the recovery rate of gentamicin between Dowex 1X2-200 anion exchange resin and Samyang's SAR10MB anion exchange resin was not significant. When Dowex 1X2-200 was used as the anion exchange resin and the pH of the gentamicin concentrate was 6, both the recovery rate of the gentamicin B and the decolorization of the gentamicin B-containing concentrate were excellent.

실시예Example 10 : 음이온 교환수지를 사용한 탈색 과정에서 겐타마이신 B 함유 농축액의 겐타마이신 B 농도별 탈색 효과 10: Decolorization Effect of Gentamicin B Concentrations by Gentamicin B Concentration in Bleaching Process Using Anion Exchange Resin

상기 실시예 5에서 얻은, 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 겐타마이신 B가 차지하는 비율이 95% 정도인 용리액을 겐타마이신 B의 농도가 각각 200,000 ㎍/㎖; 100,000 ㎍/㎖; 50,000 ㎍/㎖; 10,000 ㎍/㎖가 될때가지 농축하였다. 이후, 겐타마이신 B의 농도가 다른 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH를 6M 농도의 황산 수용액을 사용하여 6.0으로 조정하였다. 이후, 활성화된 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지 0.5㎖를 겐타마이신 B 함유 농축액 0.5㎖와 혼합하고 상온에서 25분 동안 탈색 반응을 진행시켰다. 하기 표 11은 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지를 사용하여 겐타마이신 B 함유 농축액을 탈색할 때 겐타마이신 B 함유 농축액의 겐타마이신 B 농도에 따른 겐타마이신 B 회수율과 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색도를 나타낸 것이다.200,000 μg / ml of the concentration of gentamicin B in the eluate obtained in Example 5 with respect to 95% of the gentamicin B based on the total weight of the gentamicin analogue; 100,000 μg / ml; 50,000 μg / ml; Concentrate until 10,000 μg / ml. Thereafter, the pH of the gentamicin B-containing concentrate having a different concentration of gentamicin B was adjusted to 6.0 using an aqueous sulfuric acid solution having a 6 M concentration. Thereafter, 0.5 ml of the activated Dowex 1X2-200 anion exchange resin was mixed with 0.5 ml of the gentamicin B-containing concentrate and decolorized for 25 minutes at room temperature. Table 11 below shows the decolorization degree of gentamicin B and gentamicin B-containing concentrate according to the concentration of gentamicin B in the gentamicin B-containing concentrate when decolorizing the gentamicin B-containing concentrate using Dowex 1X2-200 anion exchange resin. will be.

측정 항목Measurement item 겐타마이신 함유 농축액의 겐타마이신 농도Gentamicin Concentration of Gentamicin-Containing Concentrates 200,000 ㎍/㎖200,000 μg / ml 100,000 ㎍/㎖100,000 μg / ml 50,000 ㎍/㎖50,000 μg / ml 10,000 ㎍/㎖10,000 μg / ml 겐타마이신 B 회수율(%)Gentamicin B recovery (%) 80.580.5 98.098.0 93.493.4 92.192.1 농축액 탈색도(%)Concentration Decolorization (%) 28.928.9 20.220.2 41.441.4 97.197.1

상기 표 11에서 보이는 바와 같이 겐타마이신 B의 농도가 상대적으로 낮은 겐타마이신 B 함유 농축액을 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지를 사용하여 탈색할 때 겐타마이신 회수율과 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색도가 더 높게 나타났다.As shown in Table 11, when the gentamicin B-containing concentrate having a relatively low concentration of gentamicin B was decolorized using the Dowex 1X2-200 anion exchange resin, the gentamicin recovery rate and the gentamicin B-containing concentrate were higher in decolorization. appear.

실시예Example 11 : 음이온 교환수지 칼럼 시스템에서 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색 11: Decolorization of Gentamicin B Concentrate in Anion Exchange Resin Column System

오픈 칼럼에 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지를 충전하고 활성화 시켰다.Dowex 1X2-200 anion exchange resin was charged and activated in an open column.

상기 실시예 5에서 얻은, 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 겐타마이신 B가 차지하는 비율이 95% 정도인 용리액(겐마타이신 B의 농도는 약 6,000 ㎍/㎖임)을 농축하지 않고 바로 활성화된 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지가 충전된 칼럼에 통과시켜 탈색시켰다. 또한, 실시예 7에서 얻은, 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 겐타마이신 B가 차지하는 비율이 95% 정도인 용리액의 겐타마이신 B의 농도가 약 10,000 ㎍/㎖가 될때까지 농축하였다. 이후, 겐타마이신 B 함유 농축액을 활성화된 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지가 충전된 칼럼에 통과시켜 탈색시켰다. 상기 칼럼을 통과하는 통액의 유속은 4 SV 이고 통액량은 1 RV 이었다. 하기 표 12에 음이온 교환수지 칼럼 시스템에서 겐타마이신 B 함유 농축액의 탈색 실험 결과를 나타내었다.Based on the total weight of the gentamicin analogue obtained in Example 5, the eluate having a concentration of about 95% of the gentamicin B based on the total weight of the gentamicin analogue (genmamic B concentration is about 6,000 µg / ml) was immediately activated without concentration. Dewet by passing through a column packed with Dowex 1X2-200 anion exchange resin. In addition, the concentration of gentamicin B in the eluate of about 95% based on the total weight of the gentamicin analogue obtained in Example 7 was about 10,000 μg / ml. The gentamicin B-containing concentrate was then decolorized by passing it through a column filled with activated Dowex 1X2-200 anion exchange resin. The flow rate of the liquid passing through the column was 4 SV and the liquid flow amount was 1 RV. Table 12 shows the results of the decolorization experiment of the gentamicin B-containing concentrate in the anion exchange resin column system.

측정 항목Measurement item 음이온 교환수지 칼럼에 공급되는 겐타마이신 B 함유 용리액 또는 겐타마이신 B 함유 농축액의 겐타마이신 B 농도Gentamicin B concentration in the gentamicin B-containing eluate or gentamicin B-containing concentrate supplied to the anion exchange resin column 6,000 ㎍/㎖6,000 μg / ml 10,000 ㎍/㎖10,000 μg / ml 겐타마이신 B 회수율(%)Gentamicin B recovery (%) 78.278.2 95.095.0 탈색도(%)Decolorization (%) 99.999.9 99.699.6

상기 표 12에서 보이는 바와 같이 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지가 충전된 칼럼에 겐타마이신 B 농도가 10,000 ㎍/㎖ 보다 낮은 겐타마이신 B 함유 용리액을 통과시키면 탈색도는 우수하나 겐타마이신 B의 회수율이 크게 떨어지는 것으로 나타났다.As shown in Table 12, when the gentamicin B-containing eluate having a gentamicin B concentration lower than 10,000 ㎍ / ml is passed through a column filled with a Dowex 1X2-200 anion exchange resin, the decolorization is excellent, but the recovery rate of gentamicin B is greatly increased. Appeared to fall.

실시예Example 12 : 재흡착법(Re-adsorption)을 이용한 겐타마이신 B 회수/분리 공정의 최적 설계 12: Optimal Design of Gentamicin B Recovery / Separation Process Using Re-adsorption

실시예 1 내지 실시예 11의 결과로부터 겐타마이신 B의 회수/분리 공정을 최적으로 설계하여 실험을 진행하였고, 구체적인 단위 공정의 조합은 아래와 같다.Experiments were conducted by optimally designing the recovery / separation process of gentamicin B from the results of Examples 1 to 11, and the specific unit process combinations are as follows.

1) 겐타마이신 B 및 이의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액의 pH를 50 중량% 농도의 황산 수용액을 사용하여 2.5로 조정하고 4℃에서 12시간 이상 방치한 후, 원심분리하여 발효 상등액을 얻는다.1) The pH of the microbial fermentation broth containing gentamicin B and its flexible substance is adjusted to 2.5 using a 50% by weight aqueous sulfuric acid solution and left at 4 ° C. for at least 12 hours, followed by centrifugation to obtain a fermentation supernatant.

2) 상기 발효 상등액의 pH를 30 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액을 사용하여 6.5로 조정하고 12시간 동안 방치한 후, 여과조제(Filter-Aid)인 파라셀(PARACELL)로 여과하여 발효 여과액을 얻는다.2) The pH of the fermentation supernatant was adjusted to 6.5 using a 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution and left for 12 hours, followed by filtration with a para-cell (PARACELL), a filter aid (Filter-Aid). Get

3) 상기 발효 여과액을 활성화된 Amberlite IRC-50(NH4+) 양이온 교환수지가 충전된 칼럼에 3 RV/hr의 속도로 통과시켜 겐타마이신 B 등을 흡착시킨다.3) The fermentation filtrate is passed through a column filled with activated Amberlite IRC-50 (NH4 + ) cation exchange resin at a rate of 3 RV / hr to adsorb gentamicin B and the like.

4) 6 RV의 용량에 해당하는 증류수로 겐타마이신 B 등이 흡착된 양이온 교환수지 충전 칼럼을 세척하고, 용리제인 0.2N 농도의 암모니아수를 양이온 교환수지 충전 칼럼에 0.5 SV의 속도로 통과시켜 겐타마이신 B 및 이의 유연물질을 포함하는 1차 용리액을 회수한다.4) Wash the cation exchange resin packed column adsorbed with gentamicin B with distilled water corresponding to the capacity of 6 RV, and pass ammonia water of 0.2N concentration as eluent at a rate of 0.5 SV through the cation exchange resin packed column. Recover the primary eluent containing B and its flexible material.

5) 1차 용리액의 pH를 다시 6.5로 조정하고 활성화된 Amberlite IRC-50(NH4+) 양이온 교환수지가 충전된 칼럼에 3 RV/hr의 속도로 통과시켜 겐타마이신 B 등을 재흡착시킨다.5) Re-adsorb gentamicin B and the like by adjusting the pH of the primary eluent back to 6.5 and passing the activated Amberlite IRC-50 (NH4 + ) cation exchange resin at a rate of 3 RV / hr.

6) 6 RV의 용량에 해당하는 증류수로 겐타마이신 B 등이 재흡착된 양이온 교환수지 충전 칼럼을 세척하고, 용리제인 0.15N 농도의 암모니아수를 양이온 교환수지 충전 칼럼에 0.5 SV의 속도로 약 7 RV에 해당하는 양만큼 통과시켜 예비적으로 용리하고, 계속해서 용리제인 0.5N 농도의 암모니아수를 양이온 교환수지 충전 칼럼에 0.5 SV의 속도로 통과시켜 겐타마이신 B를 함유하는 2차 용리액을 회수한다. 이때 겐타마이신 B의 회수율은 약 80.5%이다.6) Wash the cation exchange resin packed column re-adsorbed gentamicin B, etc. with distilled water corresponding to the capacity of 6 RV, and add ammonia water of 0.15N concentration as eluent at a rate of about 7 RV to the cation exchange resin packed column. Elution was carried out by the amount corresponding to the preliminary elution, and then the eluent 0.5N concentration of ammonia water was passed through the cation exchange resin packed column at a rate of 0.5 SV to recover a secondary eluate containing gentamycin B. The recovery rate of gentamicin B is about 80.5%.

7) 겐타마이신 B를 함유하는 2차 용리액을 겐타마이신 B의 농도가 10,000 ㎍/㎖가 될 때까지 농축하여 겐타마이신 B 함유 농축액을 제조하고, 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH를 6.0으로 조절한 후 활성화된 Dowex 1X2-200 음이온 교환수지가 충전된 칼럼에 통과시켜 1차 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 얻는다.7) Concentrate the secondary eluate containing gentamicin B until the concentration of gentamicin B is 10,000 ㎍ / ml to prepare a gentamicin B-containing concentrate, and adjust the pH of the gentamicin B-containing concentrate to 6.0. Pass through a column packed with activated Dowex 1X2-200 anion exchange resin to obtain a first bleached gentamicin B containing concentrate.

8) 1차 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH를 5.5로 조정하고 겐타마이신 B 중량 기준으로 30%에 해당하는 CN1 활성탄을 첨가하고 교반하여 2차 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 얻는다.8) Adjust the pH of the first decolorized gentamicin B-containing concentrate to 5.5, and add 30% CN1 activated carbon based on the weight of gentamicin B and stir to obtain the second degenerated gentamicin B-containing concentrate.

9) 2차 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 바로 동결건조하여 정제된 겐타마이신 B 분말을 얻거나 2차 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 추가로 농축하고 동결건조하여 정제된 겐타마이신 B 분말을 얻는다.9) Freeze-drying the secondary decolorized gentamicin B-containing concentrate immediately to obtain purified gentamicin B powder or further concentrateing the secondary decolorized gentamicin B-containing concentrate and lyophilized to obtain purified gentamicin B powder .

도 1은 실시예 12의 방법으로 얻은 정제된 겐타마이신 B 분말을 HPLC로 분석한 결과이고, 도 2는 실시예 12의 방법으로 얻은 정제된 겐타마이신 B 분말을 HPLC-ELSD로 분석한 결과이다. 도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이 실시예 12의 방법으로 얻은 정제된 겐타마이신 B 분말은 매우 높은 순도(80% 이상)를 나타냈다.1 is a result of HPLC analysis of purified gentamicin B powder obtained by the method of Example 12, Figure 2 is a result of HPLC-ELSD analysis of the purified gentamicin B powder obtained by the method of Example 12. As shown in FIGS. 1 and 2, the purified gentamicin B powder obtained by the method of Example 12 showed very high purity (80% or more).

이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been described through the above embodiments as described above, the present invention is not necessarily limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope and spirit of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention should be construed as including all embodiments falling within the scope of the claims appended to the present invention.

Claims (20)

겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액의 pH를 2~3으로 조정하고 2~8℃에서 10~24 hr 동안 방치한 후 원심분리하여 겐타마이신 B 함유 상등액을 얻는 단계;
상기 겐타마이신 B 함유 상등액의 pH를 6.5~7.0으로 조정한 후, 다공성 타입이고 입자 크기가 10~60 메쉬(mesh)이며 카르복실산을 교환기로 사용하는 약산성 양이온 교환수지와 접촉시켜 겐타마이신 B를 흡착시키는 단계;
상기 양이온 교환수지에 흡착된 겐타마이신 B를 0.2~0.3N 농도의 암모니아수로 용리시켜 겐타마이신 B 함유 용리액을 얻는 단계; 및
상기 겐타마이신 B 함유 용리액을 겐타마이신 B 농도가 8,000~15,000 ㎍/㎖가 되도록 농축하고 pH를 5.5~6.5로 조정한 후, 겔(gel) 타입이고 입자 크기가 50~400 메쉬(mesh)이며 4급 암모늄기를 교환기로 사용하는 강염기성 음이온 교환수지와 접촉시켜 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 얻는 단계를 포함하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
Adjusting the pH of the microbial fermentation broth containing the flexible material of gentamicin B and gentamicin B to 2 to 3, leaving for 10 to 24 hr at 2 to 8 ° C., and then centrifuging to obtain the gentamicin B containing supernatant;
After adjusting the pH of the gentamicin B-containing supernatant to 6.5 to 7.0, the gentamicin B was contacted with a weakly acidic cation exchange resin having a porous type and a particle size of 10 to 60 mesh and using a carboxylic acid as an exchanger. Adsorbing;
Eluting the gentamicin B adsorbed on the cation exchange resin with ammonia water at a concentration of 0.2-0.3 N to obtain a gentamicin B-containing eluent; And
The gentamicin B-containing eluate was concentrated to a concentration of gentamicin B of 8,000-15,000 ㎍ / ml, and the pH was adjusted to 5.5-6.5, and then gel-type and particle size of 50-400 mesh. A method for recovering or purifying gentamicin B, comprising contacting a strong basic anion exchange resin using a quaternary ammonium group as an exchanger to obtain a decolorized gentamicin B-containing concentrate.
제1항에 있어서, 상기 겐타마이신 B의 유연물질은 미크로노마이신(micronomicin), 겐타마이신 A, 겐타마이신 A1, 겐타마이신 X2, 겐타마이신 B1, 겐타마이신 C1, 겐타마이신 C1a 또는 겐타마이신 C2에서 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
The method of claim 1, wherein the flexible substance of gentamicin B is selected from micronomicin, gentamicin A, gentamycin A1, gentamicin X2, gentamycin B1, gentamycin C1, gentamycin C1a or gentamicin C2. Method for recovering or purifying gentamicin B, which is composed of one or more species.
제1항에 있어서, 상기 미생물은 마이크로모노스포라 푸르푸리아(Micromonospora purpurea), 마이크로모노스포라 에키노스포라(micromonospora echinospora) 또는 이들의 변이 균주에서 선택되는 것을 특징으로 하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
The method of claim 1, wherein the microorganism is recovered or purification of gentamicin B, characterized in that selected micro mono spokes la greener Apulia (Micromonospora purpurea), micro mono spokes la Station North Fora (micromonospora echinospora) or a mutant strain Way.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양이온 교환수지에 흡착된 겐타마이신 B를 암모니아수로 용리시키기 전에 양이온 교환수지를 물로 세척하는 것을 특징으로 하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
The method for recovering or purifying gentamicin B according to any one of claims 1 to 3, wherein the cation exchange resin is washed with water before eluting the gentamicin B adsorbed on the cation exchange resin with ammonia water.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 겐타마이신 B 함유 용리액 내 겐타마이신 B의 함량은 겐타마이신 유연물질 전체 중량을 기준으로 90% 이상인 것을 특징으로 하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
The recovery or purification of gentamicin B according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of gentamicin B in the gentamicin B-containing eluent is 90% or more based on the total weight of the gentamicin analogue. Way.
삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 분말화하는 단계를 더 포함하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
The method for recovering or purifying gentamicin B according to any one of claims 1 to 3, further comprising pulverizing the decolorized gentamicin B-containing concentrate.
겐타마이신 B 및 겐타마이신 B의 유연물질을 함유하는 미생물 발효 배양액의 pH를 2~3으로 조정하고 2~8℃에서 10~24 hr 동안 방치한 후 원심분리하여 겐타마이신 B 함유 상등액을 얻는 단계;
상기 겐타마이신 B 함유 상등액의 pH를 6.5~7.0으로 조정하고 8~20 hr 동안 방치한 후 여과지, 여과포, 규조토 또는 파라셀(PARACELL)에서 선택되는 어느 하나로 여과하여 겐타마이신 B 함유 여과액을 얻는 단계;
상기 겐타마이신 B 함유 여과액을 다공성 타입이고 입자 크기가 10~60 메쉬(mesh)이며 카르복실산을 교환기로 사용하는 약산성 양이온 교환수지와 접촉시켜 겐타마이신 B를 흡착시키고, 물로 양이온 교환수지를 세척하고, 양이온 교환수지에 흡착된 겐타마이신 B를 0.2~0.3N 농도의 암모니아수로 용리시켜 겐타마이신 B 함유 제1 용리액을 얻는 단계;
상기 겐타마이신 B 함유 제1 용리액의 pH를 6.5~7.0으로 조정한 후, 다공성 타입이고 입자 크기가 10~60 메쉬(mesh)이며 카르복실산을 교환기로 사용하는 약산성 양이온 교환수지와 접촉시켜 겐타마이신 B를 재흡착시키고, 물로 양이온 교환수지를 세척하고, 양이온 교환수지에 재흡착된 겐타마이신 B를 0.1~0.2 N 농도의 암모니아수로 예비적으로 용리시키고, 계속해서 0.4~0.6N 농도의 암모니아수로 용리시켜 겐타마이신 B 함유 제2 용리액을 얻는 단계; 및
상기 겐타마이신 B 함유 제2 용리액을 겐타마이신 B 농도가 8,000~15,000 ㎍/㎖가 되도록 농축하고 pH를 5.5~6.5로 조정한 후, 겔(gel) 타입이고 입자 크기가 50~400 메쉬(mesh)이며 4급 암모늄기를 교환기로 사용하는 강염기성 음이온 교환수지와 접촉시켜 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 얻는 단계를 포함하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
Adjusting the pH of the microbial fermentation broth containing the flexible material of gentamicin B and gentamicin B to 2 to 3, leaving for 10 to 24 hr at 2 to 8 ° C., and then centrifuging to obtain the gentamicin B containing supernatant;
Adjusting the pH of the gentamicin B-containing supernatant to 6.5 ~ 7.0 and left for 8 to 20 hr and filtered with any one selected from filter paper, filter cloth, diatomaceous earth or paracell (PARACELL) to obtain a gentamicin B-containing filtrate ;
The gentamicin B-containing filtrate was contacted with a weakly acidic cation exchange resin having a porous type and a particle size of 10 to 60 mesh and using carboxylic acid as an exchanger to adsorb gentamicin B, and wash the cation exchange resin with water. And eluting the gentamicin B adsorbed on the cation exchange resin with ammonia water at a concentration of 0.2-0.3 N to obtain a gentamicin B-containing first eluent;
After adjusting the pH of the gentamicin B-containing first eluent to 6.5 to 7.0, the gentamicin is brought into contact with a weakly acidic cation exchange resin having a porous type and a particle size of 10 to 60 mesh and using a carboxylic acid as an exchanger. Reabsorb B, wash the cation exchange resin with water, pre-elute gentamicin B resorbed on the cation exchange resin with 0.1-0.2 N concentration of ammonia water, then elute with 0.4-0.6 N concentration of ammonia water To obtain a gentamicin B-containing second eluent; And
After concentrating the gentamicin B-containing second eluent so that the gentamicin B concentration is 8,000-15,000 ㎍ / ml and adjusting the pH to 5.5-6.5, it is a gel type and has a particle size of 50-400 mesh. And contacting a strong basic anion exchange resin using a quaternary ammonium group as an exchanger to obtain a degenerated gentamicin B-containing concentrate.
제16항에 있어서, 상기 겐타마이신 B의 유연물질은 미크로노마이신(micronomicin), 겐타마이신 A, 겐타마이신 A1, 겐타마이신 X2, 겐타마이신 B1, 겐타마이신 C1, 겐타마이신 C1a 또는 겐타마이신 C2에서 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
17. The method according to claim 16, wherein the flexible substance of gentamicin B is selected from micronomicin, gentamycin A, gentamycin A1, gentamycin X2, gentamycin B1, gentamycin C1, gentamycin C1a or gentamycin C2. Method for recovering or purifying gentamicin B, which is composed of one or more species.
제16항에 있어서, 상기 미생물은 마이크로모노스포라 푸르푸리아(Micromonospora purpurea), 마이크로모노스포라 에키노스포라(micromonospora echinospora) 또는 이들의 변이 균주에서 선택되는 것을 특징으로 하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
The method of claim 16, wherein the microorganism is recovered or purified gentamicin B, characterized in that selected from Micromonospora purpurea, micromonospora echinospora or a variant strain thereof. Way.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액의 pH를 5~6으로 조정한 후, 활성탄과 접촉시켜 추가로 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 얻는 단계를 더 포함하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.
19. The method according to any one of claims 16 to 18, wherein the pH of the bleached gentamicin B-containing concentrate is adjusted to 5-6, followed by contact with activated charcoal to obtain a further bleached gentamicin B-containing concentrate. Method for recovering or purifying gentamicin B further comprising.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈색된 겐타마이신 B 함유 농축액을 분말화하는 단계를 더 포함하는 겐타마이신 B의 회수 또는 정제방법.19. The method for recovering or purifying gentamicin B according to any one of claims 16 to 18, further comprising powdering the decolorized gentamicin B-containing concentrate.
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