반코마이신은 그람양성 세균의 세포벽 합성을 억제해 세균을 괴사시키는 최초의 당펩타이드계 항생물질로 메티실린에 내성을 갖는 폐니실린과 황색 포도상 구균 치료 또는 세팔로스포린 알레르기가 있는 심내막염 치료에 널리 사용되고 있다. 이온성 액체는 높은 열안정성과 높은 이온 전도도,낮은 증기압등의 특성을 갖고 있고 기존의 휘발성 유기용매 대체 물질로 주목받고 있는 환경친화적 용매이다.실리카겔을 이용한 반응액 부피당 표면적이 증가된 반코마이신 결정화 공정에 이온성 액체를 최초로 접목해서 결정화 효율과 특히 결정화에 소요되는 시간 단축 및 결정 질을 향상시키고자 했다.
<h1>표면적이 증가된 반코마이신 결정화 공정에서 이온성 액체의 영향</h1> <p>반코마이신은 그람양성 세균의 세포벽 합성을 억제하여 세균을 괴사시키는 최초의 당펩타이드계 항생물질이다. 메티실린에 내성을 갖는 황색 포도상 구균 치료와 폐니실린 또는 세팔로스포린에 알레르기가 있는 심내막염 치료에 널리 사용되고 있다. 또한 심장 수술, 정형외과 수술, 뇌 수술시 예방적 치료 목적으로도 많이 사용되고 있다. 미국 및 유럽 약전에 등재된 반코마이신의 경우 반코마이신 함량, 전체 불순물 함량 및 각각의 불순물 함량을 엄격하게 규제하고 있다. 이러한 규정을 충족시키기 위하여, 여러 단계의 분리 및 정제 공정을 거치게 된다. 일반적으로 항생제와 같이 고순도로 정제된 의약품 생산 공정에서 최종 정제 단계로 결정화 공정을 많이 도입하고 있다. 결정화는 최종제품의 순도향상뿐만 아니라 제품의 물성과 형태도 조절할 수 있는 기술로 에너지 소모가 적고 환경 친화적이다. 일반적으로 생물제품과 같이 용해도가 비교적 높은 용질의 경우 과포화도에 이르기 어려워 핵생성 속도가 매우 느리다. 따라서 결정화 장치 내부의 표면(반응기 벽, 교반장치 등)의 도움을 받아 결정핵이 생성된다. 반코마이신 결정화 역시 핵생성에 많은 시간이 소요되고, 결정화를 위한 반응기 내부 표면적 증가로 핵생성 속도를 증가시킬 수 있다. 반코마이신 결정화에서 주요 공정 변수들(용매, 보관온도, 시간, 전도도, \( \mathrm { pH } \), 온도, 교반속도, 초기농도 등)을 최적화하여 고순도, 고수율로 반코마이신을 생산할 수 있는 방법이 2010년에 보고되었다. 그러나 반코마이신 결정 생성에 많은 시간 \( ( \sim 24 \) 시간이 소요되어 결정화에 의한 반코마이신 대량생산에서 생산성을 저하시키는 원인이 되었다. 이러한 단점을 보완하고자 2011년과 2012년에 유리구슬 또는 이온교환수지를 이용하여 반응액 부피당 표면적(surface area per volume of reaction solution)을 증가시켜 반코마이신의 결정 생성 시간을 12시간까지 단축시킬 수 있었다. 하지만 생성된 반코마이신 결정의 질이 떨어지고 결정화에 여전히 많은 시간이 소요되고 있는 실정이다.</p> <p>이온성 액체는 낮은 증기압, 높은 열안정성, 높은 이온 전도도 등의 특성을 가지고 있어 기존의 휘발성 유기용매 대체 물질로 각광받고 있는 환경 친화적 용매이다. 이러한 이온성 액체의 독특한 특성 때문에 최근 단백질이나 유기성분의 결정화에 많이 응용되고 있다. 특히 단백질 결정화 과정에서 이온성 액체는 결정 양상(핵 생성, 결정 성장, 결정 형태/상태, 안정성)에 많은 영향을 미치는 것으로 보고되어 있다. 따라서 본 연구에서는 실리카겔(silica gel) 을 이용한 반응액 부피당 표면적이 증가된 반코마이신 결정화 공정에 이온성 액체(ionic liquid)를 최초로 접목하여 결정화 효율, 특히 결정화에 소요되는 시간 단축 및 결정 질 (crystal quality)을 향상시키고자 하였다. 또한 최적의 이온성 액체의 종류와 농도를 선정하여 반코마이신 결정화 효율을 극대화하고자 하였다.</p>