微生物生產(chǎn)抗生素

1、.收集數(shù)據(jù)：PPT制作：PPT演講：微生物生產(chǎn)抗生素，I .抗生素定義，傳統(tǒng)定義：抗生素是微生物細(xì)胞產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，旨在以低濃度抑制其他微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)?，F(xiàn)代定義：抗生素是一種化學(xué)物質(zhì)，由某些微生物、植物、動(dòng)物和其他生物細(xì)胞生成，以低濃度抑制其他生物細(xì)胞的生長(zhǎng)或功能。摘要抗生素是特定生物產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)，不僅抑制其他微生物的發(fā)育和代謝，還抑制癌癥的發(fā)育和代謝、抗血小板溶解酶等?？股厥侨藗冏畛Ｓ玫乃幬?，也是制藥行業(yè)利潤(rùn)最高的產(chǎn)品。世界各國(guó)通過發(fā)酵法生產(chǎn)的抗生素約有400種，只有120種，其他主要是毒性高、成本高、沒有商業(yè)用途?？股厣a(chǎn)是現(xiàn)代微生物技術(shù)中最大的產(chǎn)業(yè)之一，世界產(chǎn)量超過35000

2、噸，在經(jīng)濟(jì)上也占有重要地位，對(duì)人類健康做出了巨大貢獻(xiàn)。概述，第二次世界大戰(zhàn)期間，英美科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了青霉素，共同開發(fā)了青霉素，利用紫外線暴露處理低產(chǎn)量菌種提高了青霉素生產(chǎn)能力，利用玉米漿作為培養(yǎng)基的氮源，成功地開始了青霉素的工業(yè)生產(chǎn)，建立了深層發(fā)酵技術(shù)，這是發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的革命，是抗生素生產(chǎn)的開始?？股氐漠a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)主要利用微生物發(fā)酵法。像克里琳這樣的極少數(shù)抗生素是通過法律法生產(chǎn)的。另外，用天然生成的抗生素改造化學(xué)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生多種衍生物。第二，抗生素的生物來源，微生物產(chǎn)生抗生素，第一，放線菌產(chǎn)生的抗生素：鏈霉菌：放線菌，鏈霉菌等。小單體持有量：紅霉素(macrolide)、新霉素(氨基環(huán)醇)諾卡氏菌屬：霉

3、素(氨基環(huán)醇)、諾卡氏霉素放線菌中的鏈霉菌，2，細(xì)菌產(chǎn)生抗生素芽孢桿菌：芽孢桿菌和枯草桿菌假單胞菌：銅綠假單胞菌(Bacillus polymyces)桿菌(Bacillus)桿菌(bacitin)，myxon3、真菌產(chǎn)生抗生素青霉菌：青霉素，griseofulvin。頭孢菌素：頭孢菌素、其他生物(動(dòng)植物)產(chǎn)生抗生素，地衣和藻類植物生產(chǎn)的地衣酸、綠藻酸、被子植物、大蒜、番茄等植物或水果制造的大蒜素、番茄索林、銀杏、紅杉等裸子植物也能產(chǎn)生抗生物質(zhì)動(dòng)物的不同組織可以從心臟、肺、脾臟、腎臟、眼淚、鬧鈴數(shù)中提取溶菌酶，產(chǎn)生抗菌和抗病毒藥物等作用的溶菌酶或抗生素。第三，抗生素產(chǎn)生菌的繁殖1，抗生素產(chǎn)生菌

4、的分離2，抗菌試驗(yàn)3，抗生素產(chǎn)生菌的改良1)人工誘變2)原生質(zhì)體融合3)體外DNA重組，4，抗生素的純化，微生物在發(fā)酵過程中產(chǎn)生多種主要代謝產(chǎn)物和次要代謝產(chǎn)物，培養(yǎng)基的固有成分等多種代謝產(chǎn)物。這些成分的存在會(huì)影響抗生素的使用效果，本身就有毒性副作用，必須通過引起保管難的方法進(jìn)行提煉?？股貎艋幕静襟E和原則3個(gè)基本步驟：發(fā)酵液過濾和預(yù)處理，粗精制，精制4個(gè)原則：時(shí)間盡可能短；使用適當(dāng)?shù)牡蜐舛?。適當(dāng)?shù)臈l件，適當(dāng)?shù)膒H，適當(dāng)?shù)臏囟?；防止雜菌污染。提取方法：吸附、提取、離子交換、沉淀、色譜分離、分子篩過濾、透析等?？股鼐?，5，青霉素發(fā)酵工藝，1，青霉素的作用機(jī)制，抗菌譜和穩(wěn)定性，作用機(jī)制：抑制

5、細(xì)菌的反式肽酶，妨礙細(xì)胞壁合成中的交叉連接階段，在繁殖分裂過程中，細(xì)菌細(xì)胞壁的合成發(fā)生障礙，細(xì)菌細(xì)胞壁受損，滲透等導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部溶解和死亡?？咕V：適用于大部分革蘭陽(yáng)性細(xì)菌和部分革蘭陰性細(xì)菌。穩(wěn)定性：弱酸性有機(jī)化合物，干燥純青霉素鹽穩(wěn)定，pH5-7，6最穩(wěn)定。2，菌株，青霉素是第一種具有臨床應(yīng)用價(jià)值的抗生素，1928年發(fā)現(xiàn)，1943年在美國(guó)首次實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)。第一個(gè)生產(chǎn)青霉素的菌株是青霉菌點(diǎn)，生產(chǎn)力很低，發(fā)酵單位2U/mL不能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求，因此被淘汰了。目前，青霉菌主要使用，是目前世界上最高的發(fā)酵單位80000-9000u/ml。2，菌株在深層培養(yǎng)中分為菌絲體形態(tài)思想絲和球形細(xì)菌。根據(jù)絲狀真

6、菌制造孢子的顏色分為黃孢子思想細(xì)菌和綠孢子思想細(xì)菌。常用菌株是綠色孢子思想細(xì)菌，如青霉黃色生產(chǎn)菌。為了提高青霉的青霉素產(chǎn)量，使用了二環(huán)氧丁烷、甲基磺酸乙酯、乙烯亞胺、亞硝酸鹽、x射線等變質(zhì)劑。3，目前青霉素生產(chǎn)工藝，一般青霉素生產(chǎn)工藝需要四環(huán)。第一環(huán)是通過介質(zhì)準(zhǔn)備、蒸汽滅菌等工序?qū)⒃霞庸こ梢患?jí)種子罐。與此同時(shí)，將青霉素細(xì)菌、斜毛病、米孢子等添加到初級(jí)種子罐中。第二環(huán)利用培養(yǎng)基準(zhǔn)備和蒸汽滅菌等將原料培養(yǎng)成第二種子罐。第三個(gè)環(huán)是在第二個(gè)環(huán)中加入發(fā)酵罐制作發(fā)酵液。最后一環(huán)是將上述發(fā)酵液放入皮帶裝置內(nèi)，得到最終發(fā)酵液，完成青霉素發(fā)酵劑。青霉素發(fā)酵工藝及發(fā)酵控制，(1)制造孢子，首先清除保存在沙子中的

7、菌株孢子，在用甘油、葡萄糖、蛋白胨制造的培養(yǎng)基中傾斜培養(yǎng)、通過和激活。培養(yǎng)溫度在26 左右調(diào)節(jié)(最適合激活菌株孢子系的溫度)。培養(yǎng)7d左右，獲得單個(gè)殖民地，然后傳遞坡度，以同樣的方式培養(yǎng)7d。然后將獲得的斜面孢子移植到高質(zhì)量的谷子或大米固體培養(yǎng)基，25，相對(duì)濕度45%-50%，培養(yǎng)7d，獲得最終生產(chǎn)孢子。得到的生產(chǎn)孢子經(jīng)過搖瓶試驗(yàn)，其效價(jià)和雜菌均符合相關(guān)規(guī)定，才能在下一生產(chǎn)階段使用。孢子成熟后，可以進(jìn)行真空干燥，在低溫下進(jìn)行初步儲(chǔ)存。初級(jí)種子發(fā)酵：發(fā)芽槽、孢子發(fā)芽、菌絲培養(yǎng)基形成：葡萄糖、玉米漿、碳酸鈣、玉米油、泡沫清除劑等。接種量：200億孢子/噸培養(yǎng)基氣流：1: 3 (m3/m3min)攪

8、拌速度：300-350r/minpH:自然溫度：271 時(shí)間：40h，(2)，(2)種子罐培養(yǎng)過程，第二種子罐：繁殖罐，大量繁殖培養(yǎng)基：葡萄糖，玉米漿，玉米油，泡沫劑等接種量：10%氣流：1: 1-1.5 (m3/m3min)(3)生產(chǎn)罐培養(yǎng)工藝，3段罐：發(fā)酵罐培養(yǎng)基：花生粉、葡萄糖、尿素、硝酸銨、硫酸鈉、苯基乙酰胺、碳酸鈣、玉米油、硅油溫度調(diào)節(jié)：溫度調(diào)節(jié)，不同階段溫度較高(26)降低有助于青霉素合成的溫度(22)。pH: 6.4-6.6左右每PH補(bǔ)充(有糖分，但PH上升)氣流：13600.8-1.5 (m3/m3min)攪拌速度：150-200r/min，發(fā)酵罐示意圖、攪拌器、冷卻液進(jìn)口、排

9、出口、滅菌空氣、培養(yǎng)液、冷卻液出口、排出口、ph檢測(cè)和控制裝置、馬達(dá)、排出口、菌絲體的生長(zhǎng)速度和形式、濃度發(fā)酵中后期通常每天放一次液體，每次釋放約10%的總發(fā)酵液。，泡沫去除，天然油：玉米油；化學(xué)消泡劑：主間歇攪拌，少加油中期：攪拌，加油，通氣略有減少(必要時(shí)，少量)后期：最少的消泡劑，青霉素的發(fā)酵過程很精密，一般2小時(shí)取樣一次，測(cè)定發(fā)酵液中的pH值、細(xì)菌富集、殘留糖、青霉素效價(jià)等指標(biāo)。同樣，也進(jìn)行無菌測(cè)試，發(fā)現(xiàn)染色菌立即結(jié)束發(fā)酵。感染后pH值大幅度波動(dòng)，青霉素在幾小時(shí)內(nèi)全部波動(dòng)。(4)青霉素提取工藝，青霉素不穩(wěn)定，酸、堿、熱解停用水溶液中不穩(wěn)定，非極性溶劑中穩(wěn)定，容易溶于有機(jī)溶劑，溶于水極低

10、的青霉素鹽穩(wěn)定；分解產(chǎn)物防止敏感分解，條件溫和、快速，青霉素的提取工藝，發(fā)酵液預(yù)處理提取脫色過濾洗滌干(發(fā)酵液中青霉素的濃度在10-30k g/m3以下)發(fā)酵液預(yù)處理：去除濃縮目的產(chǎn)品，大部分雜志，改變發(fā)酵液的流變性特性，后續(xù)分離純化工藝a青霉素以鹽的形式存在于濾液中，添加酸和乙酸丁酯，在有機(jī)想象中溶解，添加乙酸丁酯的碳酸鉀，6.8-7.4將鹽分轉(zhuǎn)化成水相，進(jìn)行反萃取。b，影響提取因素，pH: pH值反復(fù)調(diào)節(jié)，青霉素不穩(wěn)定，發(fā)生分解，異構(gòu)化，重排，-lactam環(huán)具有功能性。溫度：加熱可加快分解反應(yīng)過程和濃度倍數(shù)，系列越高，純度越高，但產(chǎn)率低。微生物污染：鐮刀菌：-內(nèi)酰胺酶和青霉素酰胺酶提取時(shí)

11、間：水中青霉素的半衰期18.5分鐘。(5)青霉素精制制備堿金屬鹽：堿金屬鹽穩(wěn)定性大。青霉素在水中穩(wěn)定性差，水解速度快。1)結(jié)晶工藝：a，直接結(jié)晶乙酸丁酯：乙酸鉀-乙醇-碳酸鉀，丁烷醇-水真空共沸精餾。b，丁烷醇-水共沸結(jié)晶：青霉素的堿金屬鹽溶于水，穩(wěn)定不溶于丁烷醇，丁烷醇和水形成二元共沸物質(zhì)蒸發(fā)，丁烷醇獲取水分，不斷添加丁烷醇，使水分減少，結(jié)晶析出成為可能。2)將母液過濾、洗滌、干燥結(jié)晶后，用真空過濾處理，用丁醇清洗。干燥采用真空雙錐旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)，(6)溶劑回收采用垂直傳質(zhì)塔蒸餾回收。1，斜面培養(yǎng)：淀粉1%，硫酸銨0.3%，玉米粉0.6 1.0%，氯化鈉0.3%，蛋白胨0.2%，瓊脂2%，ph

12、7.0 7.2377 10d初級(jí)種子培養(yǎng)：豆粉2.5%，葡萄糖3%，淀粉4%，蛋白胨0.5%，酶粉0.5%，硫酸銨0.5%，%，玉米粉0.2%，氯化鈉0.3%，磷酸二鉀0.06% 發(fā)酵罐培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)基：豆餅2.4%，葡萄糖3%，3.5%，蛋白胨0.5%，酶粉0.5%，硫酸銨0.1%，玉米粉0.8%，氯化鈉0.3%，碳酸鈣0.6%，豆油0 紅霉素分泌期：45h 150 h，菌絲體生長(zhǎng)減弱，達(dá)到平衡，pH值約為7.2，c源利用快，紅霉素持續(xù)分泌。菌絲體自行溶解時(shí)間：隨著菌絲體老化，發(fā)酵液顏色深，菌絲體短，粘度大，pH升高7.5，氨基氮增加。iii，紅霉素的提取和純化，紅霉素是在堿性條件下溶于有機(jī)溶劑，在酸性條件下溶于水的有機(jī)堿化合