青霉素性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
青霉素是一種有機酸，性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水。可與金屬離子或有機堿結(jié)合成鹽，臨床常用的有鈉鹽、鉀鹽。
青霉素鉀或鈉鹽為白色結(jié)晶性粉末，無臭或微有特異性臭，有引濕性。干燥品性質(zhì)穩(wěn)定，可在室溫保存數(shù)年而不失效，且耐熱。遇酸、堿、重金屬離子及氧化劑等即迅速失效。極易溶于水，微溶于乙醇，不溶于脂肪油或液狀石蠟。其水溶液極不穩(wěn)定，在室溫中效價很快降低。10%水溶液pH為5.5～7.5。
1928年，英國細(xì)菌學(xué)家A.弗萊明在實驗室發(fā)現(xiàn)了青霉素及其抑菌作用，1938～1941年H.W.F.弗洛里和E.B.錢恩經(jīng)分離制得青霉素，并發(fā)現(xiàn)它對許多嚴(yán)重的全身性細(xì)菌感染有良好治療效果，是一個高效低毒抗生素。青霉素的出現(xiàn)，在醫(yī)學(xué)上開創(chuàng)了抗生素藥物治療的歷史，對治療人畜炎癥起到十分重要的作用。青霉素生產(chǎn)初期，在克氏培養(yǎng)瓶中進行表面培養(yǎng)，濃度僅能達到每毫升8～12單位。這樣，幾百個瓶子生產(chǎn)的量,只夠一個病人使用。直到1943年，才試驗成功在發(fā)酵罐里，采用通氣攪拌的深層培養(yǎng)法生產(chǎn)青霉素。
目前，生產(chǎn)青霉素的發(fā)酵罐體積已擴大到百噸以上，發(fā)酵液濃度已達每毫升 60000單位左右。但隨著青霉素的大量使用,細(xì)菌對青霉素產(chǎn)生的耐藥現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,尤其是金黃色葡萄球菌耐藥菌株的蔓延已成臨床上一個嚴(yán)重問題。其次，青霉素還存在抗菌譜不夠廣，易引起過敏反應(yīng)等問題,因而其應(yīng)用受到限制。1959年,美國J.C.希亨和K.R.亨利－朗根從青霉素發(fā)酵液中分離出青霉素母核6APA并成功地合成了第一個半合成青霉素──苯氧乙基青霉素。從此開始了對青霉素結(jié)構(gòu)改造的研究，用微生物合成與化學(xué)合成相結(jié)合的方法，生產(chǎn)很多各具特點的新型半合成青霉素，使青霉素類得到更廣泛的應(yīng)用。
青霉素 G生產(chǎn)可分為菌種發(fā)酵和提取精制兩個步驟。
(1)菌種發(fā)酵：將產(chǎn)黃青霉菌接種到固體培養(yǎng)基上，在25℃下培養(yǎng) 7～10天，即可得青霉菌孢子培養(yǎng)物。用無菌水將孢子制成懸浮液接種到種子罐內(nèi)已滅菌的培養(yǎng)基中，通入無菌空氣、攪拌，在27℃下培養(yǎng)24～28h,然后將種子培養(yǎng)液接種到發(fā)酵罐已滅菌的含有苯乙酸前體的培養(yǎng)基中，通入無菌空氣,攪拌，在27℃下培養(yǎng)7天。在發(fā)酵過程中需補入苯乙酸前體及適量的培養(yǎng)基。
(2)提取精制：將青霉素發(fā)酵液冷卻，過濾。濾液在pH2～2.5的條件下,于萃取機內(nèi)用醋酸丁酯進行多級逆流萃取,得到丁酯萃取液，轉(zhuǎn)入pH7.0～7.2的緩沖液中，然后再轉(zhuǎn)入丁酯中，將此丁酯萃取液經(jīng)活性炭脫色，加入成鹽劑，經(jīng)共沸蒸餾即可得青霉素G鉀鹽。青霉素G鈉鹽是將青霉素 G鉀鹽通過離子交換樹脂（鈉型）而制得。
青霉素屬窄譜的殺菌性抗生素，抗菌作用很強。青霉素對多種革蘭陽性菌(包括鏈球菌、肺炎球菌、敏感的葡萄球菌和桿菌)、部分革蘭陰性球菌(包括腦膜炎球菌、淋球菌)、螺旋體和放線菌有強大抗菌活性，對革蘭陽性桿菌包括白喉桿菌、炭疽桿菌及革蘭陽性厭氧桿菌，如破傷風(fēng)桿菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌等敏感; 但對革蘭陰性桿菌作用很弱，對結(jié)核桿菌、立克次體、病毒等無效。
青霉素是細(xì)菌繁殖期殺菌劑，主要通過干擾細(xì)菌細(xì)胞壁的合成而產(chǎn)生抗菌作用。它能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的基礎(chǔ)成分黏肽的合成，造成細(xì)胞壁缺損，使水分滲入細(xì)菌胞漿，導(dǎo)致菌體腫脹、變形，最后裂解而死亡。由于革蘭陽性菌的細(xì)胞壁黏肽含量較革蘭陰性菌高，所以對前者作用較強。人和動物的細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，所以青霉素對其幾乎無毒性。
臨床上主要用于革蘭陽性菌引起的各種感染，如敗血癥、肺炎、腎炎、乳腺炎、子宮內(nèi)膜炎、創(chuàng)傷感染、豬丹毒、豬淋巴結(jié)腫脹、兔和禽葡萄球菌病、鏈球菌病、炭疽、惡性水腫、氣腫疽、馬腺疫等。青霉素也可用于治療放線菌及鉤瑞螺旋體病。青霉素還可局部應(yīng)用，如乳管內(nèi)、子宮內(nèi)及關(guān)節(jié)腔內(nèi)注入，以治療乳房炎、子宮內(nèi)膜炎及關(guān)節(jié)炎等。另外，我國有人與鏈霉素合用，注射產(chǎn)后親魚，防治繼發(fā)性感染。青霉素也用于治療腸球菌感染性心包炎、梭狀芽胞桿菌所致的破傷風(fēng)和氣性壞疽、流行性腦脊髓炎、李氏桿菌病等。在手術(shù)或術(shù)后，為了預(yù)防炎癥的發(fā)生，青霉素也作為首選藥物。
本品不耐酸，也不耐酶，不宜內(nèi)服給藥。在水溶液中穩(wěn)定性差，降解迅速，禽病防治一般不宜采用自由混飲給藥，但可采用“口渴法”混飲給藥，用于腸道局部感染，如壞死性腸炎、潰瘍性腸炎，球蟲病以及病毒性疾病的繼發(fā)細(xì)菌感染。
本品不耐酸，也不耐酶，口服吸收差，僅10%～25%被吸收; 肌注吸收快而完全，肌注后15～30分鐘達血藥濃度高峰。單次劑量100萬U肌注，30分鐘達血藥濃度峰值，為2萬U/L。在體內(nèi)廣泛分布于大多數(shù)組織及體液，以腎、小腸、肺、橫紋肌和脾的含量較高。易滲入胸腔、腹腔、心包和關(guān)節(jié)腔，但在膿腫和壞死區(qū)的藥物濃度較低。在腦脊液中的藥物濃度較低，但腦膜炎癥時透入較多，可達到有效抗菌濃度。能滲透入胎盤并進入胎兒循環(huán)，少量進入乳汁。分泌至膽汁的濃度約為血液濃度的 1～5倍。本品解離度大，脂溶性低，大部分以原形由腎臟排泄，少數(shù)在肝臟很快滅活。血漿半衰期為30分鐘，新生兒和老年人由于腎功能不全，半衰期會延長，腎功能衰竭患者的半衰期可增至10小時。血漿蛋白結(jié)合率約為60%。加用丙磺舒可提高本品的血藥濃度，但因阻斷酸性代謝產(chǎn)物的分泌，可導(dǎo)致或加重患者的酸堿平衡紊亂，故一般不常規(guī)加用。
青霉素在干燥條件下穩(wěn)定，遇濕即加速分解，在水溶液中極不穩(wěn)定，宜在用前溶解配制并盡快用完。若一次用不完，可暫存于4℃冰箱內(nèi)，當(dāng)日內(nèi)用完，以保證藥效和減少過敏等不良反應(yīng)。
青霉素在近中性(pH值為6～7)溶液中較為穩(wěn)定，酸性或堿性溶液中可使之加速分解。應(yīng)用時最好用注射用水或生理鹽水溶解，溶于葡萄糖中亦有一定程度的分解。青霉素在堿性溶液中分解極快，嚴(yán)禁將堿性藥液(如碳酸氫鈉等)與其配伍。青霉素遇鹽酸氯丙嗪、重金屬鹽即分解或沉淀失效。
聯(lián)合用藥時應(yīng)注意與其他藥物的配伍禁忌和相互作用，如青霉素類與四環(huán)素類、氯霉素、大環(huán)內(nèi)脂類、磺胺藥呈拮抗作用，不宜聯(lián)合應(yīng)用。
本品毒性較小，較嚴(yán)重的反應(yīng)是過敏性休克，狗、貓多見，其他動物亦偶有發(fā)生，使用時應(yīng)注意觀察。發(fā)生過敏反應(yīng)后應(yīng)立即肌肉或靜脈注射腎上腺素(一次量，馬、牛2～5mg，羊、豬 0.2～1mg，犬0.1～0.5mg，貓0.1～0.5mg)進行急救，必要時可加用糖皮質(zhì)激素和抗過敏藥，以增強或穩(wěn)定療效。
交叉過敏反應(yīng)：病畜對一種青霉素過敏者可能對其他青霉素也過敏，也可能對頭孢菌素過敏。注射前可先做青霉素皮膚敏感試驗，皮試液濃度為每毫升含青霉素500U，皮內(nèi)注射 0.1ml，陽性反應(yīng)者禁用。
類別
有毒物品
毒性分級
低毒
急性毒性
口服-大鼠 LD50: 8000 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: > 5000 毫克/公斤
可燃性危險特性
燃燒產(chǎn)生有毒氮和硫氧化物煙霧;注射藥物副作用:內(nèi)耳結(jié)構(gòu)功能變化;呼吸困難,驚厥
儲運特性
通風(fēng)低溫干燥
滅火劑
干粉,泡沫,沙土,二氧化碳, 霧狀水
青霉素
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品