學(xué)習(xí)情境藥品-鏈霉素發(fā)酵

學(xué)習(xí)目的與要求（1）知識目標：（2）能力目標：（3）情感目標：情境3藥品抗生素-鏈霉素發(fā)酵合成1接受工作任務(wù)工作任務(wù)分析制定工作計劃工作任務(wù)實施工作任務(wù)檢查

工作任務(wù)評價知識拓展鏈霉素發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)2鏈霉素是繼青霉素之后，用于臨床的第二個重要抗生素，鏈霉素是含有鏈霉胍的氨基糖苷類抗生素族（圖1）中的主要成員，鏈霉素又稱鏈霉素A，其化學(xué)名為N-甲基-α-L-葡萄糖胺-(1→2)-α-L-鏈霉糖-(1→4)鏈霉胍。是生物在其生產(chǎn)活動過程中所產(chǎn)生，并能在低微濃度下有選擇性地抑制或殺滅其他微生物或腫瘤細胞的有機物。

1.接受工作任務(wù)34復(fù)制翻譯轉(zhuǎn)錄5鏈霉素主要理化性質(zhì)鏈霉素游離堿為白色粉末，大多數(shù)鹽類也是白色粉末或略帶黃色的粉末或結(jié)晶，無嗅，味微苦，有吸濕性，在空氣中易潮解。6生產(chǎn)菌種

2．工作任務(wù)分析7培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基

高氏1號培養(yǎng)基

8設(shè)備機械攪拌通風(fēng)式發(fā)酵罐

9

Agardiffusionassayagarplate瓊脂培養(yǎng)基lawnoftestbacteria測試菌苔filterpaperssoakedwithtestcompounds含藥物濾紙zonesofinhibition(nogrowth)

抑菌圈10分析儀儀器器Analyticalinstruments現(xiàn)代分析析儀器：：核磁共振振毛細管電電泳氣相色譜譜高效液相相色譜質(zhì)譜Modernanalyticalinstruments:Nuclearmagneticresonance(NMR)Capillaryelectrophoresis(CE)Gaschromatography(GC)Highperformanceliquidchromatography(HPLC)Massspectroscopy(MS)AutomationSensitivityAccuracy自動靈靈敏準準確113.制定工作作計劃確定鏈霉霉素生產(chǎn)產(chǎn)的原料料。因地地制宜，，立足本本地資源源。（見見發(fā)酵原原料要求求）確定培養(yǎng)養(yǎng)基組成成。包括括斜面培培養(yǎng)基、、搖瓶培培養(yǎng)基、、種子培培養(yǎng)基和和發(fā)酵培培養(yǎng)基。。明確發(fā)酵酵過程中中各工藝藝參數(shù)、、影響因因素和調(diào)調(diào)控方法法。1213StrainImprovementScale-upStrain出發(fā)菌株株Agarplate平板技術(shù)術(shù)PrimaryshakeflaskEvaluation搖瓶培養(yǎng)養(yǎng)Secondaryshakeflaskevaluationdifferentmedia二級搖瓶瓶培養(yǎng)各種培養(yǎng)養(yǎng)基LabfermentorevaluationProductionCondition小型發(fā)酵酵罐模擬生產(chǎn)產(chǎn)條件MastercellbankWorkingcellbankInoculumDevelopment菌種擴大大培養(yǎng)PilotplantEvaluation中試生產(chǎn)產(chǎn)ProductionEvaluation生產(chǎn)60003003031Possiblerecycle1415搖瓶發(fā)發(fā)酵酵Shake-flaskfermentation10-50mlin125-500mlflaskBatchonlyLimitedcontrol:temperatureSlowmetabolizingcarbohydrateAmbientpressureBuffersneededtocontrolpHIn-processsamplingdifficultVolumedecreasebyevaporationSolidgrowthonsidewallsAntifoamnotneededAgitationlimited:shakerspeedNocontrolofdissolvedoxygen裝液量：：10%(~250ml)間歇培養(yǎng)養(yǎng)溫控受限限制代謝碳水水化合物物慢常壓緩沖液控控制pH在線取樣樣難容量減少少瓶壁上結(jié)結(jié)垢無需消泡泡攪拌受限限制無法控制制溶解氧氧16攪拌拌罐罐發(fā)發(fā)酵酵Stirredtankfermentation10-100,000升容量間歇和補補料培養(yǎng)養(yǎng)連續(xù)控制制：pH，溫度需要銨鹽鹽或氨氣氣2大氣壓無需緩沖液在線取樣樣易補料,容量增加加生長均勻勻一致需消泡多種攪拌拌控制溶解解氧:通氣,加壓10-100,000litervesselsBatchandfeedpossibleContinuouscontrol:pH,temperatureAmmoniumsaltsorammonianeededPressureattwoatmospherespossibleNobuffersnecessaryIn-processsamplingeasyVolumeincreasebysugarfeedVeryuniformgrowthAntifoamoftenrequiredWidevarietyofimpellersandbafflesDissolvedoxygencontrolledbyaeration,pressure17搖瓶發(fā)發(fā)酵酵Shake-flask裝液量：：10%(~250ml)間歇培養(yǎng)養(yǎng)溫控受限限制代謝碳水水化合物物慢常壓緩沖液控控制pH在線取樣樣難容量減少少瓶壁上結(jié)結(jié)垢無需消泡泡攪拌受限限制無法控制制溶解氧氧10-100,000升容量間歇和補補料培養(yǎng)養(yǎng)連續(xù)控制制：pH，溫度需要銨鹽鹽或氨氣氣2大氣壓無需緩沖液在線取樣樣易補料,容量增加加生長均勻勻一致需消泡多種攪拌拌控制溶解解氧:通氣,加壓攪拌罐罐發(fā)發(fā)酵Stirredtank18菌種→種子制備備→發(fā)酵→發(fā)酵液預(yù)預(yù)處理→提取及精精制→成品包裝裝Strain→Preparationofseed→Fermentation→Treatmentofbroth→Isolation&purification→Packageofproduct4.工作任務(wù)務(wù)實施19Aschemeofthematerialflowinanantibioticproduction20Aschemeofthematerialflowinanantibioticproduction連消發(fā)酵罐緩沖罐種子罐21發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)原料MaterialsforFermentation碳源:葡萄糖、、果糖、麥芽糖、、乳糖淀粉22氮源:有機氮源源無機氮源源有機氮源源包括：：黃豆餅粉粉、玉米米漿、蠶蠶蛹粉、、酵母粉粉和麩質(zhì)質(zhì)水，其中以黃黃豆餅粉粉為最佳佳，其它它可做為為輔助氮氮源。發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)原料23培養(yǎng)基基MediaforCellGrowth&FinalproductionComponentsRange%組成可溶性淀粉粉20g、NaCl0．5g、KNO31g、K2HPO4·3H2O0.5g、MgSO4·7H2O0．5g、FeSO4·7H2O0．01g、瓊脂15-20g、水1000ml、pH7.4-7.6Fermentation發(fā)酵培養(yǎng)基基ComponentsRange%組成為葡萄糖、、黃豆餅粉、、硫酸鉸、磷酸二氫鉀鉀、碳酸鈣、玉米漿Tankseed種子培養(yǎng)基基24255.發(fā)酵控控制FermentationControlSampleAnalysispHDOSugarAmmoniaPhosphateSulphateProductsPrecursorsContaminationPressureprobeLevelprobepHprobeTbeDOprobeAntifoamAcid/BaseCoolingAir/agitationSugar/Oilfeed26ScaleWeightSignalPumpSpeedAmplifierControllerSupervisoryComputerFlowRateControl流量控制2728菌種(strain)：灰色鏈霉霉菌(S.griseus)無菌情況有有保證；代代謝速度45小時為準耗耗糖1.0+0.2％耗氧30+5mg/100ml；效價8000u/ml；粘度8-12秒；菌絲階階段3-4；在大罐發(fā)發(fā)酵中有一一定水平鏈霉素發(fā)發(fā)酵29鏈霉素發(fā)酵酵溫度以28.5℃℃左右為宜。。鏈霉菌菌絲絲生長的pH約為6.5～7.0，而鏈霉素合合成的pH約為6.8～7.3鏈霉菌的臨臨界溶氧濃濃度約為10-5mol/L，發(fā)酵終點確確定：殘?zhí)?0發(fā)酵產(chǎn)物鏈鏈霉素的提提取與精制制鏈霉素的提提取，目前前均采用離離子交換法法。離子交交換法提取取過程一般般包括：發(fā)發(fā)酵液的過過濾(或不過濾)及預(yù)處理、、吸附和洗洗脫、精制制及干燥等等過程。離離子交換樹樹脂有：D311樹脂，D390樹脂，703樹脂與1*14樹脂的按比比例混合。。31發(fā)酵產(chǎn)物鏈鏈霉素的干干燥成品濃縮液液中，加入入如檸