ВВЕДЕНИЕ. Министерство образования Республики Мордовия

Министерство образования Республики Мордовия

ГБОГУ НПО ПЛ№19

Утверждаю Рассмотрено

Директор_______Т.Н. Дубова на заседании м/к

«29» мая 2010г. «26» марта 2012г.

_______О.А. Маркина

Письменная экзаменационная работа

Тема: «I-химическая очистка СМФ нативного декстрана»

Учащейся группы 301

СотоваА.А.

Профессия: аппаратчик – оператор в биотехнологии

Специальность: аппаратчик

Дата выдачи задания: 30 марта 2012г.

Консультанты: Т.А. Гудкова

О.А. Маркина

Саранск 2012

Содержание

Введение

1. Первое осаждение нативного декстрана

1.1. Краткая характеристика оборудования и систем АСУ и КИПиА

1.2. Наименование сырья, полупродуктов и вспомогательных материалов

1.3. Порядок подготовки рабочего места, аппаратуры к проведению технологического процесса

1.4 Первое осаждение нативного декстрана

1.5. Удаление ВСМ из нативного декстрана

1.6. Растворение осадка нативного декстрана

1.7. Второе осаждение нативного декстрана

1.8. Удаление спирта этилового из раствора нативного декстрана

2. Гидролиз нативного декстрана

2. 1. Краткая характеристика оборудования и систем АСУ и КИПиА

2.2. Наименование сырья, полупродуктов и вспомогательных материалов

2.3. Порядок подготовки рабочего места, аппаратуры к проведению технологического процесса

2.4. Порядок проведения технологического процесса

2.5.Проведение гидролиза и нейтрализации

3.Отделение высоко-молекулярной фракции

3. 1. Краткая характеристика оборудования и систем АСУ и КИПиА

3.2. Наименование сырья, полупродуктов и вспомогательных материалов

3.3. Порядок подготовки рабочего места, аппаратуры к проведению технологического процесса

3.4. Порядок проведения технологического процесса

4.Техника безопасности на участке

5. Квалификационная характеристика аппаратчика

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Кровезаменитель реополиглюкин с глюкозой – препарат клинической фракции декстрана – полимера глюкозы, продуцируемого Leuconostoc mesenteroides, в котором глюкозные единицы соединены, главным образом α - 1,6 связями (от 93 до 94%).

Препарат «Реополиглюкин» был разработан К. И. Стручковой под руководством профессора Г. Я. Розенберга и д.б.н. Т. В. Полушенной в ЦОЛИПК совместно с Минским заводом медпрепаратов (1966 – 70г.г.). В те годы был оформлен первый промышленный регламент производства на Минском заводе медпрепаратов (1969 г.), а затем освоено промышленное производство на Саранском заводе медпрепаратов (1970 – 1972 г.г.). Реконструкции и расширению производство не подвергалось.

Наиболее важными физико-химическими показателями реополиглюкина с глюкозой регламентированными ФСП 42-0048677505 и обеспечивающими его положительный гемодинамический эффект и отсутствие побочного действия на организм является среднемассовая молекулярная масса от 30000 до 40000, молекулярно-массовое распределение между 10000 и 80000, а также отсутствие α – 1,3 связей в молекуле полимера.

Молекулярная масса реополиглюкина с глюкозой находиться в определенной эмпирической зависимости от характеристической вязкости.

ŋ=9,66 · 10ֿ Мн

Характеристическая вязкость является индивидуальным показателем зависящим от структуры и молекулярной массы полимера и находится в пределах от 0,097 до 0,273.

Характеристическая вязкость низкомолекулярной фракции (от 5 до 10%) при 25ºС не менее 0,097, молекулярная масса низкомолекулярной фракции не менее 10000.

Характеристическая вязкость высокомолекулярной фракции (от 5 до 10%) не более 0,273, молекулярная масса высокомолекулярной фракции не более 80000.

Содержание реополиглюкина с глюкозой в препарате регламентируется в пределах от 9,5 до 10,5% при определении поляриметрическим методом, принимая удельное вращение декстрана [α] = +199,0º.

Лечебная эффективность препарата реополиглюкина с глюкозой и отсутствие побочных реакций при введении обеспечивается физико-химическими показателями чистоты препарата.

Содержание спирта – не более 100 мг спирта в 100 мл;

Содержание азота - не более 0,001%;

Водородный показатель – от 3,0 до 5,0 рН;

Содержание тяжелых металлов – не более 0,0002 г в 100 мл.

А также испытанием на стерильность (препарат должен быть стерильным), биологическими испытаниями на животных на токсичность и пирогенность (препарат должен быть не токсичным и не пирогенным), испытанием на реактогенность в клинике.

Декстран – групповое название полисахаридов, получаемых методом микробиологического синтеза. Декстраны в течении многих лет используются в медицинской практике в России, США, Японии в качестве эффективного заменителя плазмы при кровопотерях и шоках. Перспективным направлением в изучении декстранов является применение боисовместных биологически инертных декстранов, молекулы которых сравнительно легко поддаются модификации и способы расщепляться декстраназами с образованием легко выводимых низкомолекулярных продуктов. Несмотря на уменьшение скорости ферментативного расщепления декстрана при его модификации исключается опасность накопления полимера в организме. С клиническим декстраном – полиглюкином получена модификация соевого ингибитора протеиназ типа Баумана-Бирка, используемого для получения производного пролонгирующим действием.

Препарат стоек при хранении в комнатных условиях при температуре от 10ºС до 25ºС. Выдерживает стерилизацию при 120ºС и кратковременное замораживание.

Изучение реополиглюкина с глюкозой изготовлено в условиях производства, и клинические наблюдения показали безвредность и хорошую переносимость при внутривенном введении.

Клинические наблюдения показали, что реополиглюкин с глюкозой обладает высокоэффективным лечебным действием при патологических состояниях, сопровождающихся нарушением циркуляции крови в периферических сосудах. Реополиглюкин повышает суспензионную устойчивость крови, уменьшает ее вязкость, способствует восстановлению кровотока в капиллярах, предотвращает и снижает агрегацию элементов крови при быстром переливании объем плазмы крови может увеличиваться почти в 2 раза по сравнению с объемом введенного препарата, т. к. каждый грамм полимера глюкозы с молекулярной массой от 30000 до 40000 способствует перемещению от 20 до 25 мл жидкости из тканей в кровяное русло. Поэтому дозы и скорость введения препарата следует выбирать в соответствии с показателями и состоянием больного.

Реополиглюкин с глюкозой применяют в следующих случаях:

1. При нарушении капиллярного кровотока. Для профилактики и лечения травматического, операционного и ожогового шока.

2. При нарушении артериального и венозного кровообращения. Для профилактики и лечения тромбозов и тромбофлебитов, эндартериитов, болезни Рейна.

3. При операциях на сердце, проводимых с использованием аппарата искусственного кровообращения для добавления к перфурозной жидкости.

4. В сосудистой и пластической хирургии. Для улучшения местной циркуляции и уменьшения тенденции к тромбозам и трансплантите.

5. Для дезинтоксикации при ожогах, перитоните, панкреатите.

Применение5 препарата противопоказано при тромбоцитопении, заболеваниях почек, сопровождающихся инурией, при сердечной недостаточности и в случаях, когда нельзя вводить большие объемы жидкости.

Основной путь выведения препарата – через почки, в первые сутки с мочой выводится примерно 70% препарата. Остальное количество реополиглюкина с глюкозой откладывается в ретикулоэндотелиальной системе, где он постоянно распадается до глюкозы и поэтому не является значительным источником углеродного питания.

Получение реополиглюкина с глюкозой осуществляется по следующей схеме.

Нативный декстран, полученный при ферментации на сахарной среде штамма СФ-4 бактерий LEUKONOSTOK MESENTEROIDES осаждают этанолом, подвергают частичному гидролизу и дальнейшему фракционированию этанолом. Полученную клиническую фракцию освобождают от остатков этанола, очищают на ионообменных смолах, отрабатывают активированным углем, добавляют глюкозу, стерилизуют, фильтруют и разливают стерильно в бутылки дозой по 200 и 400 мл.

Следует отметить, что свойство клинической фракции декстрана, а следовательно, полученного на ее основе препарата, зависят от условий ферментации и используемого штамма продуцента, степени деполимеризации декстрана, схемы и условий фракционирования и сохраняются в различных сериях только при строгом соблюдении технологических условий и аппаратурного оформления процесса, для которых она разработана.

Ферментация осуществляется на синтетической среде, содержащей минеральные соли: калия хлорид, играющий важную роль в физиологии бактерий, обеспечивая переноску фосфатов; магния сульфат, который входит в состав клеточных компонентов; калия фосфат однозамещенный, натрия фосфат двухзамещенный, аммония хлорид-фосфорное и азотное питание микроорганизмом, а также соль мора [Fe(NH) (SO) ] участвующая в реакциях клеточного обмена. Кроме того, среда содержит парааминобензойную кислоту (ПАБК) – фактор роста и пентон, как белковое питание. Основной компонент ферментационной среды – сахароза, используемая микроорганизмом как углеродное питание и для построения молекулы декстрана.

Штамм СФ-4 LEUKONOSTOK MESENTEROIDES, используемый для получения кровезаменителя, продуцирует на указанной среде декстрана с малоразветвленной молекулой, в которой от 93% до 94% глюкозных единиц связано α– 1,4 связями, причем связи α– 1,3 – отсутствуют вообще.

Очистка полимера от примесей, содержащихся в ферментационной массе не утилизированной сахарозы, фруктозы, высокомолекулярных спиртов, азотсодержащих веществ и минеральных солей, успешно достигается при осаждении нативного декстрана из фрагмента этанолом.

Из существующих методов гидролиза нативного декстрана (кислотный, ультрозвуковой, радиационный – лучами) наиболее широкое распространение получил кислотный, так как остальные очень сложны и требуют специального оборудования для применения.

Температура и концентрация кислоты при кислотном гидролизе влияют на скорость реакции деполимеризации и выбирают в соответствии с конкретными условиями следует отметить, что контроль относительной вязкости в процессе гидролиза нативного декстрана более точно отражает степень деполимеризации декстрана после предварительного удаления из раствора остатков этилового спирта. Этот процесс осуществляется в соответствии с предлагаемым регламентом под вакуумом (76,7±3,0) кПа [(575±25) мм рт. ст.] при температуре от 75ºС до 95ºС.

Фракционирование полидисперсного гидролиза декстрана с молекулярной массой от нескольких до сотен тысяч, удаление низкомолекулярной и высокомолекулярной фракции и выделение клинической среднемолекулярной фракции основано на уменьшении растворимости молекул полимера по мере увеличения молекулярной массы в смесях воды и этанола при строго постоянной температуре и концентрации раствора.

Строгое лучить оптимальный выход клинической фракции со среднемассовой молекулярной массой 30000±40000 и молекулярно-массовое распределение между 10000 и 80000.

Для получения высококачественного стандартного препарата кроме правильного решения технологической и аппаратурной схемы производства, большое внимание уделяется обеспечению высокого качества посевного материала, сырья (сахароза, пептон, парааминобензойная кислота и др.), постоянству состава питательной среды для культивирования штамма и ферментации декстрана, воды, этилового спирта, вспомогательных материалов (бутылок, пробок и прочее).

С целью обеспечения постоянства питательной среды все соли, используемые при ее приготовлении, имеют квалификацию х.ч. и ч.д.а. Увеличения количества магния, добавлением кальция по данным исследований ЦОЛИПК приводит к образованию декстрана с более разветвленной молекулой.

Среди других видов производственного сырья наиболее важными являются:

1.Сахароза – источник углеводного питания, а также компонент для построения молекулы полимера дисахарида, построенный из остатков α-глюкозы и α-фруктозы, м.м. 342,286, бесцветные кристаллы сложной многогранной формы моноциклической системы Т.пл (185,5±0,5)ºС α= + 66-53º, хорошо растворяется в воде, не растворяется в абсолютном этиловом спирте: в водно-спиртовых смесях растворимость возрастает с увеличением содержания воды. В производстве реополиглюкина используется сахароза в виде сахара-песка и рафинированного сахара; замена сахара-рафинада мелассой приводит к нарушению состава посевных и ферментационных сред и образованию нативного декстрана с более разветвленной структурой.

2.Пептон – белковый препарат, продукт неполного ферментативного гидролиза белков животного происхождения с помощью поджелудочной железы крупного рогатого скота, оказывающей большое влияние на декстранообразующую функцию штамма СФ-4, также на структуру синтезируемого полимера. В производстве используется пептон с содержанием общего и аминокислотного азота не менее соответственно 15% и 3,5%, свободного триптофана не менее 1%. В пептоне должен отсутствовать фурфурол, а содержание золы не должно превышать 6%.

3. Этиловый спирт – ректификат, получаемый брожением качественного пищевого сырья – важнейший представитель предельных одноатомных спиртов М.М. 46,47 бесцветная, легкоподвижная жидкость со жгучим вкусом и характерным запахом; температура кипения 78,39ºС, плотность …=0,79366, показатель преломления …=1,3611, смешивается с водой во всех отношениях; теплота растворения в воде 2,54 ккал/моль. В производстве используется спирт 1 сорта на стадии осаждения нативного декстрана и спирт высшей очистки на остальных стадиях (осаждение и переосаждение ВМФ, осаждение и переосаждение СМФ).