青霉素

null青霉素青霉素医生的噩梦医生的噩梦nullSir Alexander Fleming (1881～1955) 　　英国人，青霉素发明者。1922年发现溶菌酶。1928年发现青霉素，此物质即使稀释 800倍，仍具有抑制金黄色葡萄球菌作用。由于青霉素的发现，开创了研究、生产及临床应用抗生素的新时代。1945年他获得诺贝尔生理学医学奖金。 nullnull一、天然存在的青霉素一、天然存在的青霉素 青霉素G 青霉素X 青霉素F 青霉素K 双氢青霉素F 青霉素V二、青霉素的理化性质二、青霉素的理化性质1.稳定性 与含水量和纯度有很大关系 ph5-7稳定 6-6.5最稳定 2.溶解度 青霉素游离酸在水中溶解度很小，易溶于有机溶剂，钾、钠盐易溶于水和甲醇，可溶于乙醇，在丙醇、丁醇、丙酮、醋酸乙酯、吡啶中难溶或不溶。 null3.降解反应 Ph>7，β-内酰胺环水解形成青霉噻唑酸 Ph=4，分子重排生成青霉烯酸 Ph=2，分子重排生成青霉酸 热 真空加热，分子重排，生成青霉咪唑酸null4.紫外吸收光谱 青霉素G钠盐紫外吸收光谱252nm，257nm，264nm，有弱的吸收峰 5.过敏反应 青霉素分子在ph 7.5水溶液中很快重新排列成青霉烯酸，进而分解成青霉噻唑酸，与γ-球蛋白结合，生成青霉噻唑蛋白。null菌种 → 种子制备 → 发酵 → 发酵液预处理 → 提取及精制 → 成品包装Strain → Preparation of seed → Fermentation → Treatment of broth → Isolation & purification → Package of product三. 青霉素生产工艺过程 nullStrain Improvement Scale-upStrain 出发菌株Agar plate 平板技术Primary shake flask Evaluation 摇瓶培养Secondary shake flask evaluation different media 二级摇瓶培养 各种培养基 　Lab fermentor evaluation 　Production Condition 小型发酵罐 模拟生产条件Master cell bankWorking cell bankInoculum Development 菌种扩大培养Pilot plant Evaluation 中试生产Production Evaluation 生产60003003031Possible recycle1.菌种1.菌种（1）生长繁殖快，发酵单位高 （2）遗传性能稳定 （3）培养条件粗放，发酵过程易于控制 （4）合成的代谢副产物少，生产抗生素质量好null人工诱变法： 紫外线、X-线、r-线照射 亚硝基胍、亚硝酸、秋水仙素、氮芥等诱变剂处理Conventional strain selection Physical mutagen eg. Ultraviolet Radiation Chemical mutagen eg. Nitrosoguanidine (NTG) Improved strain can be selected empirically 抗生素生产菌改良 Strain Improvementnull基因工程 Genetic Engineering 3. 抗生素生产菌改良 Strain ImprovementRecombinant DNA Technology （DNA重组技术）克隆2.孢子制备2.孢子制备必须进行纯种和生产性能的检验 常采用较大表面积方式生产3.种子培养3.种子培养目的是使孢子发芽、繁殖获得足够数量的菌丝，以便接种到发酵罐中。通常为二级，二级接种量为5%-10%。4.发酵4.发酵发酵的目的是使微生物分泌大量抗生素。 接种量一般为5%-20%。 发酵周期一般为4-5天。null发酵生产原料　 Materials for FermentationCarbon source: Beet & cane molasses Glucose, lactose, starch Ethanol, methanol Glycerol Maltose syrup, corn syrup Cottonseed oil, peanut oil, soy oil Lard oil Methyl oleate Tallow碳源: 甜菜和甘蔗糖蜜 葡萄糖，乳糖，淀粉 乙醇，甲醇 甘油 麦芽糖浆，玉米糖浆 绵籽油，花生油，豆油 猪油 油酸甲酯 油脂null氮源: 绵籽粉 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 鱼粉 酵母 酵母膏 肉粉和骨粉 Nitrogen source: Cotton seed meal Corn meal & steep liquor Soybean meal & flour Peanut meal Rapeseed meal Beef blood, Casein hydrolysate Whey Fish meal Whole yeast Yeast extract Meat & bone meal 发酵生产原料　 Materials for Fermentationnull 培 养 基　Media for Cell Growth & Final productionComponents Range % 组 成 Glucose/ sucrose 3.0-5.0 葡萄糖/ 蔗糖 Starch 淀粉 3.0-5.0 Corn steep liquor 3.0-5.0 Calcium carbonate 0.5-1.0 碳酸钙 Phosphate 磷酸盐 0.1-0.5 Ammonium sulphate 0.1-1.0 硫酸胺 Urea 尿素 0.1-0.5 Oil 油 0.1-0.5 Fermentation 发酵培养基 Components Range % 组 成 Glucose 0.5-1.0 Starch 0.5-5.0 Corn steep liquor 5.0-8.0 玉米浸提液 Soy flour 1.0-5.0 Phosphate 0.1-1.0 Ammonium sulphate 0.5-1.0 and fed periodically Oil 1.0 and fed continuously Corn syrup fed continuously 玉米糖浆 连续加料 Tank seed 种子培养基Stirred tank Fermentation 搅拌发酵Stirred tank Fermentation 搅拌发酵null5. 发 酵 控 制　Fermentation Control Sample Analysis pH DO Sugar Ammonia Phosphate Sulphate Products Precursors Contamination Pressure probeLevel probepH probeTemp. probeDO probeAntifoamAcid/BaseCoolingAir/agitationSugar/Oil feed发 酵 控 制 Fermentation control发 酵 控 制 Fermentation control5.提取和精制5.提取和精制萃取和过层析柱结合的方式6.成品检验6.成品检验项目包括效价测定、毒性试验、无菌试验、热原质试验、水分测定、水溶液酸碱度及浑浊度测定、结晶颗粒的色泽及大小的测定。作业作业给你一株产青霉素的放线菌，适宜生长温度为28℃，产头孢菌素的适宜温度为32℃，请你设计一个工艺流程来进行工业生产。