Nghiên cứu một số vấn đề của kháng sinh

Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy các chủng vi sinh vật sinh kháng sinh được phân lập

Sau khi đã gây đột biến và gây chọn lọc được các chủng cho năng suất cao cần phải nghiên cứu tiếp điều kiện nuôi cấy thích hợp như: thành phần môi trường, nhu cầu oxy hòa tan, nhiệt độ, pH, tiền chất… có thể tăng tiền chất lên 2-3 lần. Ví dụ: để lên men sản xuất Penicillin V người ta cho thêm tiền chất là acid phenoxyacetic, để tạo penicillin G cho thêm acid phenylacetic.

Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy vi sinh vật sinh kháng sinh là công đoạn quan trọng của công nghệ lên men, nó giúp cho việc tối ưu hóa các kĩ thuật lên men và làm tăng năng suất sinh tổng hợp, hạ giá thành sản phẩm.

Nghiên cứu chiết xuất và tinh chế kháng sinh

Kháng sinh là  những sản phẩm trao đổi chất thứ cấp. Tùy theo đặc tính của loài mà sản phẩm đó được tiết vào môi trường nuôi cấy hay giữ lại trong tế bào. Để thu lấy các hoạt chất có độ tinh khiết cao cần tìm phương pháp chiết thích hợp. Nếu chiết bằng dung môi hữu cơ thì dung môi cần thỏa mãn các điều kiện sau:

• Dung môi dễ kiếm, rẻ tiền, không độc, khó cháy.
• Có tính chọn lọc cao: hòa tan tốt hoạt chất ít hòa tan tạp chất.
• Dễ cất thu hồi.

Có kháng sinh lại chiết bằng phương pháp kết tủa hoặc bằng nhựa trao đổi ion (kháng sinh nhóm aminoglucosid…) vì vậy phải nghiên cứu chọn được tất cả các phụ gia cho quá trình kết tủa  hoặc các cationit có dung lượng trao đổi lớn, dễ phản hấp thụ để không phá hủy hoạt chất. Kỹ thuật chiết suất và tinh chế kháng sinh thích hợp làm cho sản phẩm đạt chất lượng cao, bảo quản được lâu hơn đồng thời làm tăng tỉ lệ thu hồi và hạ giá thành sản phẩm. Ví dụ năm 60 -70 tỉ lệ chiết xuất penicillin từ môi trường lên men chỉ đạt 60-70% thì nay tỉ lệ đó đã đạt 90-92%.

Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn và độc tính của kháng sinh

Sau khi chiết xuất và tinh chế được kháng sinh tinh khiết, phải kiểm tra hoạt lực của nó (phổ tác dụng) đối với vi sinh vật kiểm định  xác định được MIC (nồng độ tối thiểu có tác dụng ức chế). Ngoài ra còn phải kiểm tra độ vô trùng của kháng sinh xem có lẫn vi sinh vật lạ, đặc biệt các bảo tử của vi sinh vật gây bệnh. Để làm được việc đó phải khử hoạt tính của kháng sinh, sau đó cấy trên môi trường đặc biệt: canh thang, thạch máu,…khử hoạt tính penicillin bằng penicillinase hay clohydrat hydroxylamin, streptomycin khử bằng hydroxylamin hay cystein … Nhiều kháng sinh không có chất khử đặc trưng thì độ vô trùng của nó chỉ xác định được đối với những vi sinh vật không bị tác dụng của kháng sinh đó.

Độc tính kháng sinh được kiểm tra bằng động vật thí nghiệm. Người ta thường dụng chuột, tiêm tĩnh mạch, phúc mạc hay dưới da, uống các liều lượng kháng sinh cần nghiên cứu. Theo dõi chúng cẩn thận sau 12-15 ngày thí nghiệm mới có kết luận về độc tính của kháng sinh đem thử.