微生物與制藥工業(yè)

微生物與制藥工業(yè)第一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)微生物在制藥工業(yè)中的應(yīng)用第二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日一、微生物的發(fā)酵1.發(fā)酵的概念：（1）起源：源自拉丁文“fervere”，原意是“沸騰”，用于描述酵母作用于果汁或發(fā)芽谷物浸出物（如麥汁）時(shí)所呈現(xiàn)的外觀。（2）生化：厭氧的產(chǎn)能分解代謝，糖類經(jīng)厭氧代謝而產(chǎn)生CO2。（3）發(fā)酵工業(yè)：泛指通過(guò)微生物的大量培養(yǎng)而形成產(chǎn)物的過(guò)程，可以是無(wú)氧或有氧代謝，產(chǎn)品可以是菌體本身，或是代謝產(chǎn)物。（4）現(xiàn)代生物工程：泛指培養(yǎng)生物細(xì)胞（含動(dòng)物、植物和微生物細(xì)胞）來(lái)制得產(chǎn)物的所有過(guò)程。第三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日2.發(fā)酵的類型根據(jù)發(fā)酵過(guò)程中是否需要氧氣，發(fā)酵可以分為兩類：（1）厭氧發(fā)酵：如酒精發(fā)酵、啤酒發(fā)酵。（2）需氧發(fā)酵：大多數(shù)藥品的生產(chǎn)都是采用這種方式的，比如工業(yè)上生產(chǎn)抗生素、維生素、酶及酶制劑等都采用需氧發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)的。根據(jù)培養(yǎng)基的物理性狀來(lái)分，發(fā)酵又可以分為兩類（1）固體發(fā)酵：培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基。（2）液體發(fā)酵:利用液體培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵的方法，目前我們生產(chǎn)抗生素，氨基酸都是采用液體深層發(fā)酵制備的。第四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日3.微生物發(fā)酵的一般工藝菌種孢子制備種子制備發(fā)酵液預(yù)處理發(fā)酵提取精制成品檢驗(yàn)成品包裝sdafa第五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日青霉素的發(fā)酵工藝過(guò)程第六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4.影響微生物正常發(fā)酵的因素（1）培養(yǎng)基成分（2）pH值（3）溫度（4）通氣攪拌（5）消沫（6）雜菌和噬菌體的污染第八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日二、常見(jiàn)的發(fā)酵醫(yī)藥產(chǎn)品抗生素：青霉素、頭孢霉素、紅霉素，鏈霉素、利福霉素、四環(huán)素和制霉素等。2.維生素：如核黃素（VB2），VC和VA。3.氨基酸：構(gòu)成蛋白質(zhì)的大部分氨基酸均可以采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)。4.菌體制劑：靈芝，冬蟲(chóng)夏草，烏靈菌等。5.酶制劑及酶抑制劑：如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、溶菌酶、天冬酰胺酶、鏈激酶、抑肽素、泛涎菌素等。第九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日二、常見(jiàn)的發(fā)酵醫(yī)藥產(chǎn)品1.抗生素（1）抗生素的定義抗生素，也稱之為抗菌素，其原始含義是指由某些微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的，能抑制或殺滅其他微生物的物質(zhì)。目前對(duì)抗生素比較確切的概念是指生物包括微生物、動(dòng)植物在內(nèi)在其生命活動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的或由其它方法獲得的，能在低微濃度下有選擇性地抑制或影響其它生物機(jī)能的有機(jī)物質(zhì)。第十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（2）抗生素的發(fā)現(xiàn)第十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（2）醫(yī)用抗生素的特點(diǎn)A.差異毒力較大B.抗菌活性強(qiáng)C.有不同的抗菌譜D.不良反應(yīng)少和副作用小國(guó)家已經(jīng)停止使用的部分抗生素：復(fù)方鏈霉素，鹽酸四環(huán)素，鹽酸春雷霉素，頭孢噻啶，硫酸卡那霉素B，慶大霉素，硫酸鏈霉素，頭孢噻啶。第十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日2.抗生素的分類(1)根據(jù)產(chǎn)生抗生素的生物來(lái)源分類微生物是產(chǎn)生抗生素的主要來(lái)源，其中以放線菌產(chǎn)生的為最多，真菌次之，細(xì)菌較少，而高等動(dòng)植物則很少。①細(xì)菌產(chǎn)生的抗生素：為數(shù)不多，用于醫(yī)療的有多粘菌素（多粘桿菌產(chǎn)生）、桿菌肽（枯草桿菌）、短桿菌肽（短桿菌）等。②真菌產(chǎn)生的抗生素：較細(xì)菌產(chǎn)生的多，如青霉素，灰黃霉素（黃青霉）、頭孢菌素（頂頭孢霉菌）。第十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日③放線菌產(chǎn)生的抗生素：大多數(shù)天然抗生素是放線菌產(chǎn)生的，如灰色鏈霉菌產(chǎn)生的鏈霉素，金色鏈霉菌產(chǎn)生的金霉素、龜裂鏈霉素產(chǎn)生的土霉素，紅色鏈霉菌產(chǎn)生的紅霉素等，還有卡那霉素、慶大霉素、核糖霉素、巴龍霉素、新霉素、春雷霉素、林可霉素、兩性霉素及利福霉素等等都是由放線菌產(chǎn)生的。④動(dòng)植物產(chǎn)生的抗生素：如大蒜素、紅血球素、魚素等。

第十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（2）根據(jù)抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類①β-內(nèi)酰胺類抗生素：這類抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)中都含有一個(gè)四元的內(nèi)酰胺環(huán)。NO第十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日②四環(huán)類抗生素：這類抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)中都含有一個(gè)四并苯的母核。第十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（3）氨基糖苷類抗生素：這類抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)中都含有氨基糖苷或氨基環(huán)醇。第十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第二十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4）大環(huán)內(nèi)酯類抗生素：這類抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)中都含有一個(gè)大環(huán)內(nèi)酯作為配糖基，第二十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第二十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（5）多烯大環(huán)類抗生素：這類抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)中，不僅有大環(huán)內(nèi)酯，而且在內(nèi)酯環(huán)中還有許多共軛雙鍵。屬于這類抗生素的有制霉素、兩性霉素、菲律賓霉素、曲古霉素、克念菌素等。第二十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（6）多肽類抗生素：這類抗生素的結(jié)構(gòu)中，含有多個(gè)氨基酸通過(guò)肽鍵連接成環(huán)狀、線狀或帶側(cè)鏈的環(huán)狀多肽的結(jié)構(gòu)第二十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第二十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日7）其它抗生素：凡未列入上述六類化合物抗生素，均可劃入這類抗生素，如創(chuàng)新霉素（又稱濟(jì)南霉素）、赤霉素、林可霉素、氯霉素、磷霉素等。

第二十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日3、根據(jù)抗生素的作用對(duì)象（抗菌譜）分類（1）抗革蘭氏陽(yáng)性菌的抗生素：這類抗生素有青霉素、萬(wàn)古霉素、桿菌肽、林克霉素、新生霉素等。（2）抗革蘭氏陰性菌的抗生素這類抗生素主要有鏈霉素、多粘菌素、春雷霉素。第二十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（3）廣譜抗生素就是即抗革蘭氏陽(yáng)性菌又抗革蘭氏陰性菌的抗生素，屬于這類抗生素的主要有四環(huán)類抗生素、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素、頭孢菌素類抗生素，大多數(shù)氨基糖苷類抗生素、氯霉素、磷霉素以及創(chuàng)新霉素。（4）抗真菌的抗生素屬于這類抗生素的主要有多烯大環(huán)類抗生素，如制霉素、兩性霉素B、曲古霉素、球紅霉素以及灰黃霉素等。第二十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（5）抗腫瘤的抗生素主要有自力霉素、更生霉素、更新霉素、平陽(yáng)霉素（博來(lái)霉素）、柔紅霉素、阿霉素等。（6）抗病毒及抗原蟲(chóng)的抗生素主要有魚素、抗病毒霉素、殺狂犬病毒素以及巴龍霉素等。第二十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4、根據(jù)抗生素的作用機(jī)制來(lái)分類（1）抑制細(xì)胞壁合成的抗生素：有青霉素類、頭孢菌素類以及萬(wàn)古霉素、桿菌肽、環(huán)絲氨酸等。（2）影響細(xì)胞膜功能的抗生素：有多粘菌素類、制霉素、兩性霉素B等。（3）干擾細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的抗生素：有四環(huán)類、氨基糖苷類、大環(huán)內(nèi)酯類及氯霉素等。第三十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（4）抑制細(xì)胞核酸合成的抗生素：有利福霉素類、色霉素；自力霉素、平陽(yáng)霉素、光輝霉素、正定霉素等。（5）抑制細(xì)胞生物能作用的抗生素：有竹桃霉素、抗霉素、短桿菌肽、寡霉素等。第三十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日3.抗生素的作用機(jī)制根據(jù)抗生素對(duì)細(xì)菌和動(dòng)物細(xì)胞不同結(jié)構(gòu)或不同成分的作用，可將抗生素的作用機(jī)制分為以下五種類型：（1）影響細(xì)胞壁的合成；（2）影響細(xì)胞膜的功能；（3）抑制核酸的生物合成；（4）抑制蛋白質(zhì)的生物合成。（5）影響細(xì)胞的能量代謝。第三十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4.抗生素耐藥性產(chǎn)生的機(jī)制（1）耐藥菌的來(lái)源：遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，自然界耐藥菌的產(chǎn)生是自發(fā)突變和選擇的結(jié)果，并不是藥物的誘變作用所導(dǎo)致的。在自然界中發(fā)生染色體性耐藥性的機(jī)率很低，微生物之間可以通過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式而產(chǎn)生，染色體外性耐藥性是通過(guò)耐藥性質(zhì)粒（R質(zhì)粒）以接合的方式轉(zhuǎn)移到敏感菌種，可轉(zhuǎn)移多種耐藥信息。第三十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日（2）耐藥性的生化機(jī)制（2）改變抗生素作用部位的結(jié)構(gòu)（1）產(chǎn)生使抗生素失去活性的酶

（3）改變細(xì)胞膜對(duì)抗生素的通透性青霉素和頭孢菌素耐藥菌β－內(nèi)酰胺酶利福霉素耐藥性細(xì)菌RNA聚合酶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變四環(huán)素耐藥菌轉(zhuǎn)運(yùn)四環(huán)素的系統(tǒng)被抑制第三十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日是誰(shuí)在濫用抗生素？第三十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第三十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第三十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日濫用抗菌藥物的四大危害：1、誘發(fā)細(xì)菌耐藥。2、損害人體器官。3、導(dǎo)致二重感染。4、造成社會(huì)危害。第三十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)制藥工程中的微生物污染第三十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日一、藥物中微生物污染的來(lái)源1.空氣空氣中的微生物主要來(lái)自灰塵，或者人的皮膚、衣服，或者由我們談話、咳嗽、打噴嚏時(shí)飛沫中帶的微生物，所以說(shuō)人越多的地方，相對(duì)微生物數(shù)量就多一些，不干凈的房間比清潔的房間的微生物數(shù)量要多一些，因?yàn)椴粌舻姆块g灰塵要多。第四十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第四十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第四十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日方法總括起來(lái)有三種方法：（1）過(guò)濾：比如用纖維素、棉花、玻璃棉或人造纖維過(guò)濾，一般都能除去大于0.1μm的微粒。（2）化學(xué)消毒劑：如用福爾馬林蒸汽在空氣中濃度1-2mg/L，相對(duì)濕度80-90%有效。（3）紫外線照射：紫外線波長(zhǎng)280nm用于減少空氣中污染的微生物數(shù)量。減少空氣中的微生物數(shù)量第四十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日潔凈度級(jí)別塵粒最大允許數(shù)/立方米（靜態(tài)）微生物最大允許數(shù)

（靜態(tài)）換氣次數(shù)≥0.5μm≥5μm浮游菌/立方米沉降菌/Ф90皿0.5h100級(jí)3500050.5附注210000級(jí)3500002000501.5≥20次/時(shí)100000級(jí)3500000200001503≥15次/時(shí)300000級(jí)10500000600002005≥10次/時(shí)空氣潔凈度級(jí)別第四十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日2.水天然水中本身就有大量的微生物，比如假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌、產(chǎn)色細(xì)菌等，它們都是對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求不是很高的細(xì)菌，所以能在水中很好地生長(zhǎng)，另外如果這水被糞便污染的話，就會(huì)含有大腸桿菌、變形桿菌等腸道菌，所以這里的大腸桿菌通?？梢宰鳛樗词欠癖患S便污染的檢驗(yàn)指標(biāo)。垃圾和工業(yè)廢液污染的水源中有98%含有G-菌。第四十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日水的消毒方法和空氣中的一樣可以采取過(guò)濾、化學(xué)消毒劑和紫外線照射三種方法。其中以化學(xué)消毒劑方法最佳。常用的有次氯酸鈉或氯氣，其次是膜過(guò)濾法（孔徑為0.22μm）水有天然水、自來(lái)水、軟化水、去離子水、蒸餾水等，在制藥過(guò)程中，我們會(huì)根據(jù)不同需要來(lái)選用，比如制備注射劑或口服制劑中的配方用水必須同采用蒸餾水或去離子水。第四十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日3.人體人的體表、皮膚和粘膜上長(zhǎng)期寄居一些微生物，這種正常的微生物群有一定的種類和數(shù)量，和宿主用體外環(huán)境三者保持動(dòng)態(tài)平衡，有益于宿主健康，所以這類微生物我們稱為“正常菌群”，它們保持了人體這個(gè)微生態(tài)的平衡。第四十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)于我們制藥工業(yè)來(lái)說(shuō)，在口服藥和局部藥制備過(guò)程中，要求操作人員清洗和消毒雙手，穿上專用工作衣帽進(jìn)行操作，即可減少微生物污染。但在制備無(wú)菌要求高的注射劑和眼用、耳用溶液時(shí)要求操作人員操作前人，穿上全套的工作衣帽包括操作衣、褲、靴子、帽、面罩和手套。此外不要注意不允許帶菌者操作。第四十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日4.原材料動(dòng)物來(lái)源的原料如明膠、胰臟等都可能被動(dòng)物性病原菌所污染；植物來(lái)源的原料如瓊脂、大黃、淀粉等可能被多種細(xì)菌、霉菌、酵母菌所污染；合成藥的原料，情況又好一點(diǎn)，通常不受微生物的侵蝕；傳統(tǒng)中藥中常會(huì)帶有土壤中的微生物。第四十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日5.包裝物包裝物的作用，一方面是包裹藥物，另一方面也是為了防止外界微生物進(jìn)入到藥物中。包裝藥品的包裝材料要求就更嚴(yán)格一點(diǎn)，比如包裝紙和運(yùn)輸紙要求表面光滑、堅(jiān)固、平整、沒(méi)有裂縫。總的來(lái)說(shuō)，就是所有包裝容器、紙箱、紙盒、瓶子都要清潔或要消毒處理，并進(jìn)行合理封裝。原則是盡量減少微生物數(shù)量。第五十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日6.廠房建筑與制藥設(shè)備生產(chǎn)部門所有的建筑包括廠房、車間、庫(kù)房、實(shí)驗(yàn)室都必須清潔和整齊。房子不能漏水，所有設(shè)備最好能便于拆卸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這樣就容易清潔和消毒。第五十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日二、微生物引起藥物變質(zhì)在無(wú)菌制劑中有活的微生物存在；在非規(guī)定的滅菌藥物中，污染的微生物的總數(shù)超過(guò)一定的限量；有致病菌存在；有微生物的代謝產(chǎn)物，如熱原質(zhì)、毒素等存在；藥物發(fā)生了物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的改變。1.藥物被微生物污染后的表現(xiàn)第五十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日膠囊劑有軟化、碎裂或表面發(fā)生粘連現(xiàn)象；丸劑有變形、變色、發(fā)霉或臭味；藥片有花斑、發(fā)黃、發(fā)霉、松散或出現(xiàn)結(jié)晶；糖衣片表面已褪色露底，出現(xiàn)花斑或黑色，或者崩裂、粘連或發(fā)霉；沖劑已受潮、結(jié)塊或溶化、變硬、發(fā)霉；藥粉已吸潮成發(fā)酵變臭；藥膏已出現(xiàn)油水分層或有異臭，均不能使用。