Серия «Пищевые и биотехнологии»

При выделении биологически активных веществ, полученных с помощью микробиологического синтеза одной из первых стадий, является фильтрация культуральной жидкости с получением нативного раствора. Это стадия особенно трудоемка, если продуцентом целевого вещества является бактериальная клетка размерами около 1 мкм, поскольку нерастворимые остатки питательной среды и метаболиты продуцента, а также сами клетки забивают фильтрующую поверхность, тем самым повышая гидродинамическое сопротивление настолько, что фильтрация практически останавливается. Для борьбы с этим используются различные дорогостоящие методы, например, метод постоянного обновления фильтрующего слоя путем механического снятия верхней части фильтрующего слоя вместе с твердой фракцией культуральной жидкости. Такой способ применяется на барабанных фильтрах. Барабанные фильтры крупногабаритные, занимают много места на заводе являются дорогостоящими в производстве и эксплуатации. В данной работе на примере копропорфирина III, продуцентом которого является бактерия Arthrobacter globiformis с размерами клетки около 1 мкм, рассмотрена возможность заменить стадию фильтрации более технологичным процессом сорбции целевого продукта непосредственно из культуральной жидкости. Была разработана технология выделения и очистки копропорфирина III c сорбцией копропорфирина III непосредственно из культуральной жидкости без отделения биомассы в пульсирующем-псевдоожиженном режиме с последующей десорбцией. Дальнейшие стадии выделения и очистки включают в себя осаждение целевого вещества путем изменения значения рН раствора, экстракции порфирина из осадка, хроматографической очистки на молекулярном сорбенте, перевод копропорфирина III в калиевую соль и сушку. Технология испытана в лабораторных условиях и получен конечный продукт с высокой степенью очистки.

Малков М.А., Петрищев Н.Н., Мишуткин С.Н. Разработка способа фотодинамической терапии для лечения неопластических новообразований с использованием фотосенсибилизатора на основе препарата копропорфирин // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 1. – С. 142–146.

Antonio C.Tedesco, Fernando L.Primo, Priscila da Costa Carvalho de Jesus. Antimicrobial Photodynamic Therapy (APDT) Action Based on Nanostructured Photosensitizers // Multifunctional Systems for Combined Delivery, Biosensing and Diagnostics. – 2017. – Р. 9–29.

Juan Zhang, Chengshi Jiang, João Paulo Figueiró Longo et al. An updated overview on the development of new photosensitizers for anticancer photodynamic therapy // Acta Pharmaceutica Sinica B. – 2018. – Vol. 8, Iss. 2. – P. 137–146.

Быховский В.Я., Зайцева Н.И., Полулях О.В. Микробиологический синтез порфиринов / ВНИИСЭНТИ. – М., 1985. – С. 1–7.

Process for separating porphyrins / Maruhashi kenji [JP]; Kojima ichiro [JP]; Oguchi yutaka [JP]; Endoh noboru [JP]; Satoh tetsuo [JP] // US patent no. 4436663, 1984.

Полатовская О.Г., Барабанщикова Г.В., Малков М.А. и др. Штамм бактерий Arthrobacter Globiformis – продуцент копропорфирина III и способ получения копропорфирина III. Патент Российской Федерации № 2078138, 1993.

Быховский В.Я., Зайцева З.И., Радина В.П. и др. Метод выделения копропорфирина III. Авторское свидетельство № 1482946, 1978.

Falk G.E. Porphyrins and metalloporphyrins. – Amsterdam, New York, Oxford, Elsevier sci. publ. comp., 1964.

Мишуткин С.Н., Момот Н.Н. Разработка метода анализа содержания копропорфирина III в культуральной жидкости // Журнал прикладной химии. – 2005. – Т. 78, Вып. 11. – С. 1864–1867.

Мишуткин С.Н., Малков М.А. Изучение кинетики сорбции копропорфирина III на различных катионитах // Биотехнология. – 2009. – № 1. – С. 83–89.

Самсонов Г.В., Тростянская Е.Б., Елькин Г.Э. Ионный обмен. Сорбция органических веществ. – Л.: Наука, 1969. – С. 240, 245, 259, 264.

Кокотов Ю.А., Золотарев П.П., Елькин Г.Э. Теоретические основы ионного обмена: Сложные ионообменные системы. – Л.: Химия, 1986. – 280 с.

Goldstein S. Proc. Roy. Soc., A219. 171. 1953.

Patterson S. Proc. Physic. Soc. (London), 59, 50, 1947.

Малков М.А., Мишуткин С.Н., Момот Н.Н. Изучение сорбционных свойств кремнеземных сорбентов. Предмет изучения – копропорфирин III // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 8. – С. 35–36.