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概述生產(chǎn)前期研究生產(chǎn)菌改良生產(chǎn)工藝過(guò)程發(fā)酵條件的控制提取和精制IntroductionResearchinLabStrainimprovementProductionprocessingFermentationcontrolIsolation&purification抗生素發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)AntibioticsFermentationProduction1現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二抗生素是生物在其生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)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(xì)胞的有機(jī)物。
Antibiotics
Anyorganicsubstancesproducedbyvariousorganismsthathavethepowerofarrestingthe
growthofothermicroorganismsorofdestroyingthem.1.概述Introduction2現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二歷史1929年,英國(guó)弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素二戰(zhàn)期間,大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)世界上最早用于臨床的抗菌素History
PenicillinwasdiscoveredbyFlemingin1929.WorldWarII,fermentedinlarge-scale
Thefirstmajorantibiotictobecommercialized1.概述Introduction3現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二根據(jù)抗生素的作用機(jī)制分類(ModesofActionofAntibiotics)
抑制細(xì)胞壁合成(CellWallSynthesis)
:青霉素抑制細(xì)胞膜功能(CellMembraneDamage)
:多烯類抗生素抑制蛋白質(zhì)合成(ProteinSynthesis)
:四環(huán)素抑制核酸合成(NucleicAcidSynthesis)
:絲裂霉素
分類Classification1.概述Introduction4現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二復(fù)制翻譯轉(zhuǎn)錄5現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二根據(jù)抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類β-內(nèi)酰胺類(β-lactam):青霉素類(penicillins)
頭孢菌素類(cephalosporins)氨基糖苷類(aminoglycosides):鏈霉素、慶大霉素大環(huán)內(nèi)酯類(macrolides):紅霉素、麥迪加霉素四環(huán)類(tetracyclines):四環(huán)素、土霉素多肽類(polymyxin):多粘菌素
分類Classification1.概述Introduction6現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二
HNONSCH3CH3HCOO-H-lactamringβ-內(nèi)酰胺環(huán)RnaturalpenicillinR=CH2-CO-7現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二β-內(nèi)酰胺環(huán)8現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二兩性霉素Antibioticsare
socomplextheycanonlybesynthesized
inalivingsystem9現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二產(chǎn)生菌的篩選抗菌性試驗(yàn)提取、精制、鑒定毒性試驗(yàn)藥理和臨床試驗(yàn)ScreeningofastrainAntimicrobialtrialIsolation,purificationandidentificationToxicologicaltrial
Medicinal&clinicaltrial
2.生產(chǎn)前期研究ResearchinLab10現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二
Agardiffusionassayagarplate瓊脂培養(yǎng)基lawnoftestbacteria測(cè)試菌苔filterpaperssoakedwithtestcompounds含藥物濾紙zonesofinhibition(nogrowth)
抑菌圈11現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二分析儀器Analyticalinstruments現(xiàn)代分析儀器:核磁共振毛細(xì)管電泳氣相色譜高效液相色譜質(zhì)譜Modernanalyticalinstruments:Nuclearmagneticresonance(NMR)Capillaryelectrophoresis
(CE)Gaschromatography
(GC)Highperformanceliquidchromatography
(HPLC)Massspectroscopy
(MS)
Automation
Sensitivity
Accuracy
自動(dòng)靈敏準(zhǔn)確12現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二人工誘變法:紫外線、X-線、r-線照射亞硝基胍、亞硝酸、秋水仙素、氮芥等誘變劑處理ConventionalstrainselectionPhysicalmutageneg.UltravioletRadiationChemicalmutageneg.Nitrosoguanidine(NTG)Improvedstraincanbeselectedempirically3.抗生素生產(chǎn)菌改良StrainImprovement13現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二基因工程GeneticEngineering
3.抗生素生產(chǎn)菌改良StrainImprovementRecombinantDNATechnology(DNA重組技術(shù))克隆14現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二StrainImprovementScale-upStrain出發(fā)菌株Agarplate平板技術(shù)PrimaryshakeflaskEvaluation搖瓶培養(yǎng)Secondaryshakeflaskevaluationdifferentmedia二級(jí)搖瓶培養(yǎng)各種培養(yǎng)基
Labfermentorevaluation
ProductionCondition小型發(fā)酵罐模擬生產(chǎn)條件MastercellbankWorkingcellbankInoculumDevelopment菌種擴(kuò)大培養(yǎng)PilotplantEvaluation中試生產(chǎn)ProductionEvaluation生產(chǎn)60003003031Possiblerecycle15現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二16現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二Scale-up(比擬放大)modelsELGaddenJr<10dm3GoodproductGoodproductivity>200m3Sameproductivity?Limitations?模擬17現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二搖瓶發(fā)酵Shake-flaskfermentation10-50mlin125-500mlflaskBatchonlyLimitedcontrol:temperatureSlowmetabolizingcarbohydrateAmbientpressureBuffersneededtocontrolpHIn-processsamplingdifficultVolumedecreasebyevaporationSolidgrowthonsidewallsAntifoamnotneededAgitationlimited:shakerspeedNocontrolofdissolvedoxygen裝液量:10%(~250ml)間歇培養(yǎng)溫控受限制代謝碳水化合物慢常壓緩沖液控制pH在線取樣難容量減少瓶壁上結(jié)垢無(wú)需消泡攪拌受限制無(wú)法控制溶解氧18現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二攪拌罐發(fā)酵Stirredtankfermentation10-100,000升容量間歇和補(bǔ)料培養(yǎng)連續(xù)控制:pH,溫度需要銨鹽或氨氣2大氣壓無(wú)需緩沖液在線取樣易補(bǔ)料,容量增加生長(zhǎng)均勻一致需消泡多種攪拌控制溶解氧:通氣,加壓10-100,000litervesselsBatchandfeedpossibleContinuouscontrol:pH,temperatureAmmoniumsaltsorammonianeededPressureattwoatmospherespossibleNobuffersnecessaryIn-processsamplingeasyVolumeincreasebysugarfeedVeryuniformgrowthAntifoamoftenrequiredWidevarietyofimpellersandbafflesDissolvedoxygencontrolledbyaeration,pressure19現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二搖瓶發(fā)酵Shake-flask裝液量:10%(~250ml)間歇培養(yǎng)溫控受限制代謝碳水化合物慢常壓緩沖液控制pH在線取樣難容量減少瓶壁上結(jié)垢無(wú)需消泡攪拌受限制無(wú)法控制溶解氧10-100,000升容量間歇和補(bǔ)料培養(yǎng)連續(xù)控制:pH,溫度需要銨鹽或氨氣2大氣壓無(wú)需緩沖液在線取樣易補(bǔ)料,容量增加生長(zhǎng)均勻一致需消泡多種攪拌控制溶解氧:通氣,加壓攪拌罐發(fā)酵Stirredtank20現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二菌種
→種子制備
→發(fā)酵
→發(fā)酵液預(yù)處理→提取及精制→成品包裝Strain
→Preparationofseed
→Fermentation
→Treatmentofbroth→Isolation&purification→Packageofproduct4.抗生素生產(chǎn)工藝過(guò)程AntibioticsProductionProcessing21現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二Aschemeofthematerialflowinanantibioticproduction22現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二Aschemeofthematerialflowinanantibioticproduction連消發(fā)酵罐緩沖罐種子罐23現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二發(fā)酵生產(chǎn)原料
MaterialsforFermentationCarbonsource:Beet&canemolassesGlucose,lactose,starchEthanol,methanolGlycerolMaltosesyrup,cornsyrupCottonseedoil,peanutoil,soyoilLardoilMethyloleateTallow碳源:甜菜和甘蔗糖蜜葡萄糖,乳糖,淀粉乙醇,甲醇甘油麥芽糖漿,玉米糖漿綿籽油,花生油,豆油豬油油酸甲酯油脂24現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二氮源:綿籽粉玉米粉和玉米浸出液大豆粉和大豆面花生粉菜籽粉牛血,酪蛋白水解液乳清魚粉酵母酵母膏肉粉和骨粉
Nitrogensource:CottonseedmealCorn
meal&steepliquorSoybeanmeal&flourPeanutmealRapeseedmealBeefblood,CaseinhydrolysateWheyFishmealWholeyeastYeastextractMeat&bonemeal
發(fā)酵生產(chǎn)原料
MaterialsforFermentation25現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二
培養(yǎng)基MediaforCellGrowth&FinalproductionComponentsRange%組成葡萄糖/蔗糖Starch淀粉碳酸鈣Phosphate磷酸鹽
硫酸胺Urea尿素Oil油Fermentation發(fā)酵培養(yǎng)基
ComponentsRange%組成Starch
玉米浸提液andfedperiodicallyOil1.0andfedcontinuouslyCornsyrupfedcontinuously
玉米糖漿連續(xù)加料Tankseed種子培養(yǎng)基26現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二StirredtankFermentation攪拌發(fā)酵27現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二5.發(fā)酵控制FermentationControl
SampleAnalysispHDOSugarAmmoniaPhosphateSulphateProductsPrecursorsContaminationPressureprobeLevelprobepHprobeTbeDOprobeAntifoamAcid/BaseCoolingAir/agitationSugar/Oilfeed28現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有33頁(yè)\編輯于星期二ScaleWeightSignalPumpSpeedAmplifierControll
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