生物工程設(shè)備概論(PPT 39頁).ppt

1、生物工程設(shè)備 Bioengineering equipment,李玉芹 (Yuqin Li, Ph D) 湘潭大學(xué) 化工學(xué)院 (College of Chemical Engineering) Tel:E-mail: yuqinli2004,教材 到課 考試,緒 論,一、現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生的背景 生物技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段： 傳統(tǒng)生物技術(shù)-釀造技術(shù)（酒、醛、醬）第一次世界大戰(zhàn)前。,緒 論,一、現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生的背景 生物技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段： 近代生物技術(shù)-微生物發(fā)酵技術(shù) (醋、檸檬酸、青霉素等)一戰(zhàn)后至20世紀(jì)七十年代。,緒 論,一、現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生的背景 生物技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段

2、： 現(xiàn)代生物技術(shù)-DNA重組及轉(zhuǎn)基因、細(xì)胞和原生質(zhì)體融合、酶和細(xì)胞固定化、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物胚胎工程、現(xiàn)代微生物發(fā)酵、現(xiàn)代生物反應(yīng)和分離工程、蛋白質(zhì)工程等,緒 論,一、現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生的背景 生物技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段： （新物種、轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物、克隆動(dòng)物、新型酶制劑、新型發(fā)酵產(chǎn)品、新型反應(yīng)器、基因工程藥物等）20世紀(jì)七十年代后。,多利和它的孩子,緒 論,一、現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生的背景 生物技術(shù)成為21世紀(jì)科技發(fā)展的帶頭學(xué)科，是世界高新技術(shù)的制高點(diǎn)。 人口、食物、資源、環(huán)保、能源是21世紀(jì)困擾人類的大問題。 解決上述難題的根本出路在于生物技術(shù)。 生物科學(xué)帶動(dòng)行為科學(xué)、生態(tài)學(xué)發(fā)展，生物科學(xué)與信息論、控制論

3、、系統(tǒng)論、核技術(shù)結(jié)合，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。 生物技術(shù)是21世紀(jì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大貢獻(xiàn)的產(chǎn)業(yè)，20世紀(jì)是研究為主，產(chǎn)業(yè)處于初級(jí)階段， 21世紀(jì)進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段。,緒 論,一、現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生的背景 主要體現(xiàn)在三大領(lǐng)域：生物農(nóng)業(yè)、生物制藥、生物工業(yè)。 21世紀(jì)預(yù)期幾大突破： 人的壽命將延長(zhǎng)，對(duì)長(zhǎng)壽基因和老年生態(tài)學(xué)的研究. 農(nóng)業(yè)工廠化初具規(guī)模，如高產(chǎn)、改性、抗性、功能品種等. 醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域取得巨大突破，基因工程藥物和基因工程治療，DNA藥物和DNA疫苗大量面世。 綠色能源初具規(guī)模，如光合細(xì)菌生產(chǎn)氫能源，液體黃金之稱的乙醇。,緒 論,二、生物工程設(shè)備重要性 實(shí)驗(yàn)室 產(chǎn)業(yè)化 涉及工程技術(shù)問題： 生物質(zhì)原料

4、處理 生物反應(yīng)過程的設(shè)計(jì) 生物產(chǎn)物的分離純化等,生物工程設(shè)備的設(shè)計(jì)、選型、控制和應(yīng)用至關(guān)重要,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,概念： 培養(yǎng)基是供特定的微生物、動(dòng)物細(xì)胞 、植物細(xì)胞 、細(xì)胞組織 、微藻生物等進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖 、代謝和合成產(chǎn)物需要的，按一定組成比例配制而成的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,主要用于增菌,用于檢測(cè)動(dòng)力及保存菌種,用于分離鑒定細(xì)菌,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,雙糖鐵培養(yǎng)基,SS培養(yǎng)基,普通瓊脂培養(yǎng)基,血液瓊脂培養(yǎng)基,庖肉培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 微生物培養(yǎng)基,培養(yǎng)基的制備程序：,調(diào)配 過濾 矯正p

5、H（7.0-7.6） 分裝過濾 滅菌（121.3，20-30分鐘） 鑒定是否有菌 放入冰箱冷藏備用 因高壓之后pH值會(huì)下降0.1左右，所以矯正pH時(shí)應(yīng)比所需的pH高 鑒定是否有菌可將培養(yǎng)基置于37 培養(yǎng)24小時(shí)，然后觀察。,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 2. 動(dòng)物培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 2. 動(dòng)物培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 2. 動(dòng)物培養(yǎng)基制備,第一章 培養(yǎng)基制備

6、與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 2. 動(dòng)物培養(yǎng)基制備,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 2. 動(dòng)物培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 2. 動(dòng)物培養(yǎng)基制備,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 3. 植物培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 3. 植物培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 3. 植物培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 3. 植物培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 3.

7、 植物培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 4. 微藻培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 4. 微藻培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第一節(jié) 培養(yǎng)基的制備 4. 微藻培養(yǎng)基,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌方法及設(shè)備,滅菌 方法,所有的生物細(xì)胞都要不斷地同外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換，都要進(jìn)行新陳代謝，才能表現(xiàn)出生命活動(dòng)，這時(shí)，就需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中大多數(shù)都利用純種培養(yǎng)技術(shù)，這就要求對(duì)培養(yǎng)基中已有的雜菌進(jìn)行去除或殺滅。,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌方法及設(shè)備,一、

8、濕熱滅菌原理和影響滅菌的因素,營(yíng)養(yǎng)成分的減少將影響菌種的培養(yǎng)和產(chǎn)物的生成，所以滅菌程度和營(yíng)養(yǎng)成分的破壞成為滅菌工作中的主要矛盾，恰當(dāng)掌握加熱溫度和受熱時(shí)間是滅菌工作的關(guān)鍵。,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌方法及設(shè)備,一、濕熱滅菌原理和影響滅菌的因素,（1）滅菌動(dòng)力學(xué) 微生物受熱而破壞是指其生活能力喪失，微生物受熱死亡原因是細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)。,（2）溫度對(duì)死亡速率的影響,微生物死亡與溫度的關(guān)系,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌方法及設(shè)備,一、濕熱滅菌原理和影響滅菌的因素,連續(xù)滅菌流程及設(shè)備,培養(yǎng)基滅菌應(yīng)盡量采用高溫短時(shí)間的連續(xù)滅菌。培養(yǎng)基經(jīng)連續(xù)加

9、熱、維持和冷卻后進(jìn)入發(fā)酵罐。培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌，就是將配好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置輸送的同時(shí)進(jìn)行加熱、保溫和冷卻而進(jìn)行滅菌。,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌方法及設(shè)備,一、濕熱滅菌原理和影響滅菌的因素,連續(xù)滅菌流程及設(shè)備,(一)連消塔-噴淋冷卻流程,1連消塔又稱加熱器，是培養(yǎng)基于蒸汽混合加熱至滅菌溫度的設(shè)備。生產(chǎn)中一般用0.50.8Mpa的活蒸汽與預(yù)熱后的料液直接接觸而加熱。,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌方法及設(shè)備,一、濕熱滅菌原理和影響滅菌的因素,連續(xù)滅菌流程及設(shè)備,(二)噴射加熱-真空冷卻流程,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌方法及設(shè)備,一、濕熱滅菌原理和影響滅菌的因素,連續(xù)滅菌流程及設(shè)備,(三) 板式換熱器滅菌流程,第一章 培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)基滅菌的設(shè)備,第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌方法及設(shè)備,一、濕熱滅菌原理和影響滅菌的因素,分批滅菌過程與設(shè)備 培養(yǎng)基的分批滅菌就是將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他