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【瑞士步琦】近紅外快速檢測藥物原料與中間體

閱讀:597      發(fā)布時間:2024-9-25
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【瑞士步琦】近紅外快速檢測藥物原料與中間體

近紅外

快速檢測藥物原料與中間體

近紅外應用

"


1



簡介

維生素 C 也被稱為抗壞血酸,是一種對人體至關重要的營養(yǎng)物質(zhì),不僅支持免疫系統(tǒng)的正常運作,還幫助傷口愈合并促進鐵的吸收。雖然許多水果和蔬菜,如柑橘類果實、草莓和西蘭花,都是維生素 C 的天然來源,但目前已經(jīng)開發(fā)出了將這種重要維生素在實驗室中大規(guī)模生產(chǎn)的方法。本文將介紹兩種主要的維生素 C 工業(yè)制備方法——傳統(tǒng)的雷施勒法和改良的雙階段發(fā)酵法。


2



雷施勒法:經(jīng)典方法的現(xiàn)代應用

1930 年代,瑞士化學家 Tadeus Reichstein 開發(fā)了一種結(jié)合有機化學合成和微生物工程的方法來生產(chǎn)維生素 C。這個過程始于一種稱為山梨醇的糖醇,通過以下步驟轉(zhuǎn)化為維生素 C:首先在微生物的幫助下,山梨醇被轉(zhuǎn)化為山梨酸,然后山梨酸經(jīng)過一系列化學反應,最終轉(zhuǎn)化為2-酮-L-古龍酸(2-KLG),最后通過催化加氫,2-KLG 被還原成為抗壞血酸。這種方法不僅高效,而且能夠以相對低成本在全球范圍內(nèi)生產(chǎn)和供應維生素 C,滿足各種商業(yè)和健康需求。


3



雙階段發(fā)酵法:生物技術的力量

隨著科技進步,雙階段發(fā)酵法應運而生,這是一種更環(huán)保且依賴生物過程的生產(chǎn)方法。這種技術利用兩種不同的微生物,將山梨醇轉(zhuǎn)化為維生素 C:山梨醇通過特定的細菌轉(zhuǎn)化為山梨酸,再利用另一種微生物通過發(fā)酵過程將山梨酸轉(zhuǎn)化為 2-KLG,最后 2-KLG 經(jīng)由化學或生物催化劑還原成維生素 C。這種方法強調(diào)了生物轉(zhuǎn)化的效率和環(huán)保性,減少了對傳統(tǒng)化學試劑的依賴,同時保持了高產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。


無論哪種制備方式,山梨醇和古龍酸都是重要的原料及中間產(chǎn)物,因此對其含量的準確測定關系到最終產(chǎn)品的收率和質(zhì)量。原料山梨醇因體系簡單,僅需測定其水分就能推斷出山梨醇的含量,而中間體古龍酸就需要對水分和有效成分含量同步檢測。常規(guī)測定中間產(chǎn)物中古龍酸含量的方法有高效液相色譜、紫外可見分光、比色法以及酶聯(lián)免疫吸附測定等方法,但以上常規(guī)方法均需要對樣品進行處理且需消耗一定試劑或耗材,同時伴隨長短不一的等待時間。近紅外光譜法能夠?qū)ν环N樣品的多個指標同時進行快速測定,既不需要復雜的前處理步驟,又不用漫長的等待流程。下面就介紹使用步琦近紅外光譜儀測定山梨醇和古龍酸的案例。


4



實驗內(nèi)容

分別準備山梨醇樣品 60 個和古龍酸樣品 59 個,已知山梨醇樣品水分和古龍酸樣品中水分和古龍酸含量,并用 BUCHI ProxiMate 測量上述樣品的近紅外光譜,隨后使用軟件 AutoCal 自動建模,所得模型如下:


【瑞士步琦】近紅外快速檢測藥物原料與中間體

圖1 山梨醇水分模型


【瑞士步琦】近紅外快速檢測藥物原料與中間體

圖2 古龍酸水分模型


【瑞士步琦】近紅外快速檢測藥物原料與中間體

圖3 古龍酸含量模型


上述模型評價指標如下表:


_

山梨醇

古龍酸

屬性

水分

水分

古龍酸

范圍

25.6-27.7

1.66-6.36

85.65-94.17

SEC

0.360

0.090

0.441

SECV

0.448

0.117

0.587


4



結(jié)論

【瑞士步琦】近紅外快速檢測藥物原料與中間體

BUCHI ProxiMate 近紅外光譜儀


上述案例中使用的是BUCHI 的 ProxiMate 近紅外光譜儀,具有 IP69 的高防護等級及 FDA 認證的外殼設計,能夠勝任各種復雜條件下的測量工作,固定陣列光柵也無懼振動環(huán)境的干擾,上下兩種照射方式及各式檢測附件能夠滿足多種樣品狀態(tài)的測量需求。


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