生物制药发酵工程
生物工程技术在生物制造中的应用
生物工程技术在生物制造中的应用随着科技的不断发展和进步，生物工程技术已逐渐成为当今社会中不可或缺的一部分。
生物工程技术是指通过人类的手段来改变、利用和控制生物体的一门学科。
其中，生物制造是生物工程技术中的一个重要方向，它利用微生物、动植物等生物体来转化和生产有价值的物质，具有生产效率高、环境友好、无污染等优点。
本文将探讨生物工程技术在生物制造中的应用。
一、基因工程技术在生物制造中的应用基因工程技术是生物制造中最主要的一种技术手段。
它是利用遗传学、分子生物学等学科的实验技术对生物体中的基因进行人为操作和改变，以达到预期效果的一项新兴技术。
利用基因工程技术，人们可以改变生物体的遗传物质，使其产生目标产品。
例如，利用转基因技术，可以将外源基因导入生物体基因组，使其产生特定的酶、蛋白质等有用物质。
同时，基因工程技术还可以实现对基因的精准编辑，以修复或删除病理基因，从而实现基因治疗。
二、发酵工程技术在生物制造中的应用发酵工程技术是生物制造中另一种重要的技术手段。
它是利用微生物在一定条件下对含有有机物的物质进行转化，产生特定的有用物质的一种技术。
发酵工程技术的最大优点是可以利用廉价的原料生产高价值的目标产品，同时发酵过程具有无污染、节能等特点。
该技术在食品、医药、化学等领域都有广泛的应用。
例如，利用微生物在发酵过程中产生的有机酸和抗生素是制药领域中的重要原料。
三、细胞培养技术在生物制造中的应用细胞培养技术是利用无脊椎动物、哺乳动物等体外细胞制备人药、动物药等的主要技术手段。
细胞培养技术具有实时性、高精度、高纯度等特点，可以生产出高质量的目标产品。
细胞培养技术在生物医学、食品、化工等各个领域都有广泛的应用。
例如，利用细胞培养技术可以大规模生产疫苗、单克隆抗体等生物制品，同时还可以制备人类器官和组织修复材料。
四、生物传感器技术在生物制造中的应用生物传感器技术是利用生物体对周围环境或物质变化做出特定反应的一种技术。
生物制药 发酵工程制药
4、麸皮保藏法
基质的处理
麦粒浸透、煮熟 麸皮拌湿
装管
灭菌 接种 培养 干燥器去水
特点
防衰老 保藏时间长 转接后生长旺 易污染，灭菌要彻底
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5、甘油保藏法
• 对数生长期细菌与灭菌甘油混合，使甘油 终浓度为10%--15%，分装置于低温冰箱， -20℃可保存1年，-70℃可保存10年以上。
发酵过程
影响青霉素发酵产率的因素有环境因素，如pH值、 温度、溶氧饱合度、碳氮组份含量等；有生理变量 因素，包括菌丝浓度、菌丝生长速度、菌丝形态等， 对它们都要进行严格控制。
(一)青霉素发酵生产培养基 1、碳源 目前普遍采用淀粉经酶水解的葡萄糖糖化
液进行流加。 2、氮源 可选用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉
• 深层过滤所用的过滤介质-------棉花、活性碳、 玻璃纤维、合成纤维、各种有机或无机的烧结 材料（烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料、蒙乃 尔合金粉烧结板）、超细玻璃纤维、超细玻璃 纤维过滤纸，微孔聚合物（聚乙烯醇PVA过滤板、 PVA烧结板等已经在日本的发酵工业中广泛应 用）。
6：营养物质瞬时高温杀菌法
• 连续灭菌法可以分为2种：
• （Ⅰ）加热、冷却缓慢交替进行方法。
• （Ⅱ）迅速升温+闪急冷却方法-----这种 方法称为HTST方法，这对于保证营养物质 极为有利。
（3）连续灭菌法的优点
• （Ⅰ）可减少培养剂中营养物质的损失、 提高产物收率。
• （Ⅱ）由于操作条件恒定，可以获得稳定 的灭菌质量。
发酵工程制药
张忠山
第六节 灭菌技术
• 灭菌操作是为了保证杂菌不进入工业发酵 系统。
• （一）灭菌项目 • （二）灭菌方法 • （三）灭菌的矛盾之处 • （四）具体的灭菌技术
生物制药-发酵工程
采用物理或化学方法破碎细胞，释放细胞内含物。
分离纯化
利用各种分离纯化技术，如离心、过滤、萃取、层析等，将目标产物从细胞破碎 液中分离出来并进行纯化。
04
生物制药的未来发展
新药研发与临床试验
创新药物研发
利用基因组学、蛋白质组学等技术， 发现和验证新药靶点，开发出针对特 定疾病的新药物。
临床试验
生物制药-发酵工程
• 生物制药概述 • 发酵工程在生物制药中的应用 • 发酵工程的关键技术 • 生物制药的未来发展 • 案例分析
01
生物制药概述
生物制药的定义与特点
生物制药的定义
生物制药是指利用生物技术手段，通过微生物发酵、细胞培 养、酶反应等过程，从生物体中提取、分离、纯化出具有药 用价值的生物活性物质或其衍生物，用于预防、诊断和治疗 人类疾病的一类药品。
02
发酵工程在生物制药中的应用
微生物发酵
微生物发酵是生物制药中常用的技术 手段，通过微生物发酵生产各种药物， 如抗生素、疫苗、生长因子等。
微生物发酵的过程需要经过菌种筛选、 培养基配制、发酵过程控制等环节， 这些环节都对最终产品的质量和产量 有着至关重要的影响。
微生物发酵具有高效率、低成本、大 规模生产等优点，能够满足市场需求， 同时也有利于提高药品质量和安全性。
详细描述
重组蛋白药物的生产涉及基因克隆、载体构 建、转化、表达及纯化等多个环节。目前市 场上已有多种重组蛋白药物，如胰岛素、人 生长激素、干扰素等。
案例三：基因工程疫苗的研发与生产
总结词
基因工程疫苗是利用基因工程技术制备的疫苗，通过将病原体的抗原基因导入微生物或 细胞中，实现病原体的抗原表达，从而激发人体免疫反应，达到预防和治疗疾病的目的。
生物技术制药复习知识点
生物技术制药复习知识点第一章绪论1.生物制药的研究内容包括基因工程制药, 细胞工程制药, 酶工程制药和发酵工程制药。
2.生物技术制药, 是采用现代生物技术人为地创造一些条件, 借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品。
3.生物技术药物, 是采用DNA 重组技术、单克隆抗体技术或其它生物新技术研制的蛋白质、治疗性抗体或核酸类药物。
4.生物药物, 指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物或生物体的某一组成部分, 甚至整个生物体用作诊断和治疗的医药品。
5.现代生物药物四种类型: ①应用DNA重组技术制造的基因重组多肽、蛋白质类治疗剂。
②基因药物, 如基因治疗剂、基因疫苗、反义药物和核酶等。
③来自动植物和微生物的天然生物药物。
④合成与部分合成的生物药物。
6.生物药物按功能用途分为三类: 治疗药物, 预防药物和诊断药物。
7.生物技术药物的特性：分子结构复杂, 具种属特异性, 治疗针对性强、疗效高, 稳定性差, 基因稳定性, 免疫原性、重复给药会产生抗体, 体内半衰期短, 受体效应, 多效性和网络效应, 质量控制的特殊性, 生产系统的复杂性。
8.生物技术制药特征：高技术, 高投入, 长周期, 高风险, 高收益。
9.基因诊断: 指采用分子生物学的方法在DNA水平或RNA水平对基因的结构和功能进行分析从而对特定的疾病进行诊断。
第二章基因工程制药1.利用基因工程技术生产药品的优点: （1）可以大量生产过去难以获得的生理活性蛋白和多肽（如胰岛素、干扰素、细胞因子等）, 为临床使用提供有效的保障；（2）可以提供足够数量的生理活性物质, 以便对其生理、生化和结构进行深入的研究, 从而扩大这些物质的应用范围；（3）利用基因工程技术可以发现、挖掘更多的内源性生理活性物质；（4）内源性生理活性物质在作为药物使用时存在的不足之处, 可通过基因工程和蛋白质工程进行改造和去除；（5）利用基因工程技术可获得新型化合物, 扩大药物筛选来源。
发酵工程在制药工作的应用
新药生产菌的选育
自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据 菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程叫自然选育或自然分 离。
基本过程如下： 菌种→单孢子或单细胞悬液→适当稀释→琼脂平板分离→挑 单个菌落进行生产能力的测定→选出优良菌株。
自然选育简单易行，可达到纯化菌种、防止退化、稳定 生产水平和提高产量的目的。但效率低，增产幅度不会很大。
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新药生产菌的选育
杂交育种：是两个不同基因型的菌株通过接合或原生质体融合使 遗传物质重新组合，再从中分离和筛选具有新性状的菌株。带有定向 育种的性质。
基因工程技术育种：采用基因工程技术即基因克隆与表达技术，过 量表达或抑制表达某一个或一组基因，调控代谢过程，实现目标产物 的高效表达。
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新药生产菌的保藏
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发酵制药种类
微生物菌体发酵、 微生物酶的发酵、微生 物代谢产物、发酵微生 物转化发酵。
制药微生物的种类
生产药物的天然微生物主要包括细菌、放线菌和丝状真菌 三大类。细菌主要生产环状或链状多肽类坑生素，如芽孢杆 菌（Bacillus)产生杆菌肽（bacitracin），细菌还可以产生氨基 酸和维生素，如黄色短杆菌（Brevibacterium flarum）产生氨 基酸，大小菌生产维生素C。
发酵制药的基本过程发酵制药就是利用制药微生物通过发酵培养在一定的条件下生长繁殖同时在代谢过程中产生药物然后从发酵液中提取分离纯化精制获得药品
发酵工程在制药工作中的应用研究进展
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发酵工程
主要指在最适发 酵条件下，发酵 罐中大量培养细 胞和生产代谢产 物的工艺技术。
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微生物发酵技术的产生
• 1857年法国化学家、微生物学家巴斯德提出了著名的发酵 理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”
生物选修三发酵工程知识点知乎
生物选修三发酵工程知识点知乎发酵工程是一门研究利用微生物进行发酵生产的学科，涉及到微生物学、化学、生物工程等多个学科领域。
以下是发酵工程的一些重要知识点：1.发酵过程及其条件：发酵是一种利用微生物或酶催化剂进行有机物转化的生物过程。
发酵过程通常需要一些基本条件，如适宜的温度、pH值、氧气供应、营养物质等。
2.微生物的选择：发酵过程中，选择适宜的微生物对于产品的质量和产量起到至关重要的作用。
常见的发酵微生物包括酵母菌、乳酸菌、大肠杆菌等。
3.发酵基质：发酵基质是微生物生长和代谢所必需的营养物质，它包括碳源、氮源、矿物质、维生素等。
发酵过程中需要根据不同微生物的需求来设计合适的发酵基质。
4.发酵过程的控制：发酵过程是一个相对复杂的过程，需要通过控制发酵温度、pH值、氧气供应、基质浓度等参数来实现最佳的发酵效果。
5.发酵设备及操作：发酵工程中使用的设备包括发酵罐、搅拌器、气体供应系统、温控系统等。
发酵操作需要严格控制发酵过程中的各个参数，并采取相应的措施来确保发酵过程的成功进行。
6.剪切力与氧气传递：在发酵过程中，剪切力的作用可以促使混合物更加均匀地分布在发酵液中，从而提高氧气传递效率，有效促进微生物的生长和代谢。
7.发酵产物的分离与纯化：发酵产物的分离与纯化是发酵工程中的关键步骤之一、常用的分离技术包括离心、滤过、透析、薄层层析、凝胶层析等。
8.发酵中的计量和控制：发酵过程的计量和控制是发酵工程中的重要内容之一、通过监测和调控发酵过程中的各个参数，可以实现发酵过程的优化和控制。
9.发酵工程的应用：发酵工程在食品工业、医药工业、化工工业等领域有广泛的应用。
例如，酿酒、饮料、乳制品、药物、酶制剂等都是通过发酵工艺生产的。
10.发酵工程的发展：随着生物技术的迅猛发展，发酵工程的研究和应用也得到了广泛的推广。
发酵工程的发展方向包括发酵过程优化、新型发酵设备开发、生物传感器等。
总结起来，发酵工程是研究利用微生物进行发酵生产的学科，涉及到微生物学、化学、生物工程等多个学科领域。
第四章-发酵工程制药技术(全)
大肠杆菌
细菌，可生产多种酶 类，一般属于胞内酶， 需要经过细胞破碎才 能分离得到。 作为基因工程的宿主 菌
枯草芽孢杆菌
细菌，是应用最广泛的 产酶微生物之一，可用 于生产α-淀粉酶、蛋白 酶、β-半乳糖苷酶、碱 性磷酸酶等；作为基因 工程的宿主菌
第四章 4.1 微生物细胞培养概述
第四章 4.1 微生物细胞培养概述
2、发酵培养基的组成。 （1）碳源：构成菌体及产物的碳架及能量 来源。 （2）氮源：构成菌体本身的含氮物及代谢 产物中的含氮物。 （3）无机盐：构成菌体原生质成分，酶的 组分或维持酶的活性，调节细胞渗透压， 参与产物生物合成等 。
第四章 4.1 微生物细胞培养概述
0.5～1％
0.05～0.5mol/L
10～30min， 孢子18～24h
10～60min， 孢子3～6h 15～60min， 90～120min 15～90min
pH值7.0，0.1mol/L 磷酸缓冲液
pH值7.0，0.1mol/L 磷酸缓冲液 pH值7.0，0.1mol/L 磷酸缓冲液或Tris缓 冲液 pH值6.0～7.0， 0.1mol/L磷酸缓冲剂 或Tris缓冲液
微生物菌体发酵：即以获得具有药用菌体为目的发酵。 如：帮助消化的酵母菌片和具有整肠作用的乳酸菌制剂等； 药用真菌，如香菇类、灵芝、金针菇、依赖虫蛹而生存的冬 虫夏草菌以及与天麻共生的密环菌等药用真菌；一些具有致 病能力的微生物菌体，经发酵培养，再减毒或灭活后，可以 制成用于自动免疫的生物制品。 微生物酶发酵：目前许多医药用酶制剂是通过微生物发酵制 得的，如用于抗癌的天冬酰胺酶和用于治疗血栓的纳豆激酶 和链激酶等。 微生物代谢产物发酵：微生物在其生产和代谢的过程中，产 生的各种初级代谢产物和次级代谢产物中许多是可以用于制 作药物的。 如初级代谢产物：氨基酸、蛋白质、核苷酸、类脂、糖类以 及维生素等；次级代谢产物：抗生素、生物碱、细菌素等。
发酵工程生物化学工程系发酵工程专业(代码：082
生物化学工程系发酵工程专业（代码：082203）
（一级学科：轻工技术与工程）
一、专业简介
发酵工程专业源于我院生物工程省级示范专业，于2003年获得硕士学位授予权，2004年开始招生。
发酵工程学科是我国重点发展的高新技术――生物工程的重要组成部分，是生物工程技术产业化的关键。
70年代以来基因工程、细胞工程、酶工程、生化工程等新技术的发展给发酵工程注入了新的活力，使其为解决人类所面临的食品与营养、健康与环境、资源与能源等重大问题开辟了新的途径。
目前，专业建有发酵工程、膜分离、生物反应器工程、酶工程、生化分离工程、基因工程等专业实验室及分析测试中心等；已完成多项国家级、省部级和地市级科研项目，拥有作风严谨、实力强劲的科研团队。
我们本着公平竞争、择优录取的原则，广纳有志于微生物发酵工程研究、具有拚博精神的莘莘学子。
二、培养目标
培养具有较高思想道德素质，掌握发酵工程、酶工程和生化工程方面的专业理论知识和试验操作技能；具备严谨求实的科学态度，能担任科研和专业性较强的工作的应用型人才。
三、学制
两年半
授予工学硕士学位
四、主要研究方向
1、生物反应器与过程控制
2、资源生物转化
3、酶工程与技术
4、生物分离工程
5、生物资源开发与利用
五、课程设置与培养环节：。
发酵工程制药
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按发酵过程中所处位置和作用分为：
斜面或平板固体培养基（solid medium） 种子培养基（seed medium） 发酵培养基(fermentation medium)
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对微生物进行培养，生产有用物 质的过程就是发酵。
采用微生物发酵生产药物就是微 生物发酵制药。
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第一节 概述
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一、微生物发酵制药的发展历史
微生物发酵制药的历史悠久。但直到第二 次世界大战初期，人们认识到抗生素特别是 青霉素重要性以后，才大大推动微生物制药 工业的发展。
（一）、培养基及其制备
1、培养基的成分 （1）、 碳源
凡是构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营 养物质均称为碳源。其主要作用是供给菌种生 命活动所需要的能量；构成菌体细胞成分和代 谢产物。
在药物发酵生产中常用的碳源有：糖类、醇类、脂 肪、有机酸等。
（2）、 氮源
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
凡是构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营 养物质均称为氮源。其主要功能是构成微生物 细胞物质和含氮代谢物。可分为有机氮源和无 机氮源两类。
2、制药微生物菌种的选育
主要有：自然选育 、 诱变育种 、杂 交育种 、基因工程技术育种四种。
自然选育：
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在生产过程中，不经过人工诱变处理，根
据菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程，叫自
然选育或自然分离。
生物发酵工程面试题目(3篇)
第1篇一、面试题目1. 请简述生物发酵工程的基本概念及其在生物技术领域的重要性。
2. 解释酶工程和发酵工程之间的关系，并举例说明它们在实际应用中的区别。
3. 请阐述生物发酵过程中常见的微生物类型及其代谢特点。
4. 在生物发酵过程中，如何提高发酵效率？请列举几种提高发酵效率的方法。
5. 请简述生物发酵过程中菌种选育的重要性，以及菌种选育的常用方法。
6. 生物发酵工程在食品、医药、化工等领域有哪些应用？请举例说明。
7. 请解释生物发酵过程中，发酵罐的作用及分类。
8. 在生物发酵过程中，如何控制发酵条件？请列举几种控制发酵条件的方法。
9. 请简述生物发酵过程中，发酵液的分离与纯化的常用方法。
10. 生物发酵工程中的废弃物处理有哪些方法？请举例说明。
11. 请解释生物发酵过程中，菌种突变的原因及其对发酵过程的影响。
12. 在生物发酵过程中，如何防止发酵液污染？请列举几种防止污染的方法。
13. 请阐述生物发酵工程在节能减排方面的作用。
14. 生物发酵工程在生物制药领域的应用有哪些？请举例说明。
15. 请解释生物发酵过程中，发酵液pH值对发酵过程的影响。
16. 在生物发酵过程中，如何提高发酵液的产量和质量？请列举几种提高产量和质量的方法。
17. 请简述生物发酵工程在生物能源领域的应用。
18. 在生物发酵过程中，如何优化发酵工艺？请列举几种优化方法。
19. 请解释生物发酵过程中，发酵温度对发酵过程的影响。
20. 在生物发酵过程中，如何提高菌种抗逆性？请列举几种提高抗逆性的方法。
二、解析1. 生物发酵工程是指利用微生物的代谢活动，将生物原料转化为人类所需的生物产品的过程。
生物发酵工程在生物技术领域具有重要性，因为它为人类提供了丰富的生物产品，如食品、医药、化工原料等。
2. 酶工程和发酵工程密切相关，酶工程是发酵工程的基础。
酶工程主要研究酶的性质、制备和应用，而发酵工程则利用酶催化微生物代谢反应，实现生物产品的生产。
发酵工程与生物制药
发酵工程与生物制药发酵工程在生物制药领域扮演着至关重要的角色。
通过利用微生物、细胞培养和生物催化等技术，发酵工程帮助我们生产出了许多重要的生物制药产品。
本文将介绍发酵工程在生物制药中的应用，并探讨其在药物生产中的重要性。
一、发酵工程在生物制药中的应用在现代生物制药过程中，发酵工程被广泛应用于药物的生产和制造。
其主要涉及三个方面：微生物发酵、细胞培养和生物催化。
1. 微生物发酵：微生物发酵是一种常见且重要的生物制药生产方式。
在该过程中，微生物（如细菌或真菌）通过在合适条件下生长和繁殖，合成所需的药物分子。
例如，青霉素的生产就是基于青霉菌的发酵过程。
通过将青霉菌培养在合适的培养基中，提供适当的营养物质和温度，使其合成青霉素。
这种微生物发酵技术不仅生产出高质量的药物，还有较低成本和高效率的优势。
2. 细胞培养：细胞培养是一种利用细胞生物学技术进行药物生产的方法。
这一过程中，细胞（如哺乳动物细胞、细菌或真核细胞）在合适的营养基中培养和繁殖，合成所需的药物分子。
细胞培养技术广泛应用于生产重组蛋白药物、抗体药物等生物制药产品。
通过调节培养条件、改进培养基配方和优化发酵过程，可以提高产品的产量和纯度，满足市场需求。
3. 生物催化：生物催化是指利用微生物、酶或细胞等生物催化剂来促进药物合成的过程。
这种方法具有选择性高、反应条件温和等优点，广泛应用于药物合成中。
生物催化可以通过提供合适的底物和酶催化剂来增加反应速率和选择性，从而生产出高效、高纯度的药物。
二、发酵工程在药物生产中的重要性发酵工程在药物生产中具有重要的作用，其重要性主要体现在以下几个方面：1. 高效性：发酵工程利用微生物或细胞培养技术，使药物的生产过程大大加快。
通过优化发酵条件和培养工艺，可以提高产量和产出速度，从而满足市场的需求。
2. 降低成本：与传统的化学合成方法相比，发酵工程具有较低的成本。
微生物和细胞培养可以在相对低成本的条件下产生药物，从而降低了生产成本。
生物工程和生物制药
20世纪80 年代，细 胞工程和 蛋白质工 程的发展 为生物工 程提供了 更多的可 能性
21世纪初， 生物制药 的兴起为 生物工程 带来了新 的机遇和 挑战
生物工程的应用领域
医药领域：疫苗、抗体、 药物等
食品领域：食品添加剂、 食品加工等
环保领域：污水处理、废 物处理等
农业领域：转基因作物、 农业生物技术等
生产
疫苗研发：针对新兴传染病 的疫苗研发
添加标题
添加标题
添加标题
基因编辑：CRISPR技术在疾 病治疗中的应用
添加标题
生物仿制药：仿制生物药物， 降低成本和提高可及性
添加标题
药物递送系统：提高药物疗 效和减少副作用
生物制药对人类健康的影响
生物制药可以治疗许多传统 药物无法治愈的疾病，如癌 症、艾滋病等
添加标题
细胞工程：利用细胞培养技术，生 产新型药物和疫苗
纳米生物技术：利用纳米材料和生 物技术，开发新型药物传递系统和 靶向治疗药物
生物制药的未来发展趋势
精准医疗：个性化治疗，针 对特定疾病和患者
添加标题
细胞治疗：干细胞治疗、 CAR-T细胞治疗等
添加标题
生物制药与AI技术的结合： 利用AI技术加速药物研发和
发酵工程在生物 制药中的应用： 生产抗生素、疫 苗、生物制剂等
发酵工程的优点： 高效、环保、成 本低
发酵工程的挑战： 控制微生物生长、 提高产量和质量、 防止污染等
5
生物制药的前景与 展望
生物制药的市场前景
市场需求：随着人口 老龄化和疾病谱的变 化，生物制药的需求
将持续增长
政策支持：政府对生 物制药产业的支持力 度加大，有利于产业
国际合作：生物制药的伦理与 法律问题需要国际合作，共同 制定和遵守相关标准和规范。
常见生物制药技术及其在制药工艺中的实际作用
常见生物制药技术及其在制药工艺中的实际作用摘要：近年来，科学技术的快速发展，对促进生物制药技术的发展起着重要作用，现阶段生物制药的产品已经随处可见，所取得的成果是非常显著的。
本文首先对当前较为常见的几种生物制药技术进行了研究与分析，然后阐述了生物制药技术在制药工艺中的实际作用与运用，充分展现出了生物制药技术的价值，最后展望了生物制药技术的发展趋势。
关键词：生物制药技术；制药工艺；实际作用引言：生物制药技术，主要是运用生物手段来实现特定类型的药物提取与研制，不但有助于制药质量、制药水平的提高，同时还可避免传统制药中对人类健康的损害与产生各种类型的污染。
因此，充分、科学、合理地将生物制药技术运用在制药工艺中后，可实现推动人类的进步、加快社会的进步，加强对生物制药技术在制药工艺中的实际作用与运用的研究具有重要意义。
1我国生物制药技术的发展现状由于受到众多因素的影响，我国在生物制药技术领域的发展相对较晚，但即便如此，在近年来快速发展的背景下，已经取得了较为显著的成果。
但是，纵观国内当前生物制药技术的发展情况，我国在多个方面与发达国家仍然存在着较大的差距。
例如，由于现阶段我国生物制品开发经费及生物制药专业人才数量无法与生物制药的发展速度相匹配，这必然会对其科研成果产生较大的阻碍。
伴随着生物制药技术的作用与价值日益显著，在我国相关政策和科技创新人才的支持与努力下，21世纪以来该领域一直处于快速、稳定的状态发展，特别是我国部分生物制品在海内外的销量急剧提高，这意味着我国生物制药领域在全球已经占有一席之地。
但是基于技术专业性角度来分析，现阶段全球各个国家的先进生物制药技术处于保密状态，使得我国在技术层面一直处于追赶的状态，并且由于在生物制药领域缺乏专业的技术管理体系、成熟的经验，其在各个方面都有可能遇到阻碍。
2当前常见的生物制药技术相对于传统的制药技术来说，现代的生物制药技术很好地弥补了其存在的不足与缺陷，实现了制药技术水平的大幅度提高。
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发酵工程技术，即利用微生物的发酵现象（包括细胞培养过 程），通过现代工程技术手段进行规模化生产，获得各种特定 的有用物质。
化学工程的许多单元操作在发酵工程中都有广泛应用，两者 之间有很多的共性。
发酵工程制药工艺通常分为两个阶段：发酵和提取。 发酵是指菌种在一定培养条件下生长繁殖，合成产物的过程， 包括发酵原料的选择及预处理、微生物菌种的选育及扩大培养、 发酵设备选择及工艺条件控制等； 提取是指利用物理、化学方法，对发酵液中的产物进行提取 和精制的过程，包括发酵产物的分离提取、废弃物的处理等。
任何菌种，在生产和保藏的传代过程中，总会有不断的变异、 衰退现象。因此，生产过程中应不断改造菌种性能、培养优良 菌株的育种，必须做好菌种的保藏与复壮，恢复菌种优良性能。
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发酵工程制药的常用菌种
类别
菌种
产物
用途
枯草杆菌
淀粉酶、蛋白酶
制葡萄糖、糊精、糖浆
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细菌
大肠杆菌 短杆菌
酰胺酶 谷氨酸、肌苷酸
灰黄霉菌
灰黄霉素
医药
黄曲霉菌
淀粉酶
医药、化工
各类放线菌 放线 菌 小单孢菌
链霉素、金霉素、氯霉素、新生霉素 、卡那霉素、土霉素、红霉素
医药
庆大霉素
医药
球孢放线菌 甾体激素
医药
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培养基制备
培养基是人工配制的供微生物细胞生长、繁殖、代谢和合成 各种产物的营养物质和原料，提供生长所必需的环境条件。
第二次世界大战期间，青霉素的发现与大量生产，建立了 微生物液态深层发酵技术，带动了发酵工程技术的两个显著进 步：微生物转化甾体化合物，以谷氨酸发酵为代表的代谢控制 发酵技术。
20世纪70年代实现了基因的重组和转移。重组DNA技术给发 酵工程带来了划时代的变革。
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发酵工程制药
发酵工程制药指利用发酵工程技术来获取药物成分，其实质 是利用生物催化剂生产生物产品的过程的过程。
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发酵工程的类型
①微生物菌体发酵 以获得微生物菌体为目的。通过发酵生 产，可以获得与天然药用真菌具有同等疗效的药用产物。
②微生物酶发酵 例如如淀粉酶、糖化酶用于葡萄糖的生产， 青霉素酰化酶用来生产半合成青霉素的中间体6-氨基青霉素等。
③微生物代谢产物发酵 已知的微生物代谢产物中，大部分 都属于药物，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、糖类等称为初级代 谢产物；抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等称为次 级代谢产物。
制新型青霉素 医药、食用
蜡状芽孢杆菌 青霉素酶
青霉素检定
酵母
酵母 菌
假丝酵母
啤酒酵母
黑曲霉
甘油、酒精
医药、食用等
石油蛋白
医药、酵母菌体蛋白等
细胞色素C、辅酶A、酵母片、凝血素 医药
柠檬酸、单宁酶、糖化酶
医药、化工、食用
根霉
糖化酶、甾体激素
医药
霉菌
青霉菌 犁头霉
青霉素、葡萄糖、糖化酶 甾体激素
医药、食品 医药
培养基和发酵设备的灭菌多数使用湿热灭菌法。 湿热灭菌有分批法和连续法两种方式。分批灭菌也称为实罐 灭菌、间歇灭菌或者实消。连续灭菌也称连消，空罐灭菌称为 空消。 过滤灭菌法常用于发酵过程中空气的灭菌。发酵用空气除菌 的方法很多，常用的流程为：空压机→冷却→分油水→总过滤 器→分过滤器。
发酵工程制药
一 发酵工程的概念 二 发酵工程制药 三 发酵工艺流程 四 发酵下游加工
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发酵工程的概念
微生物学角度：指细胞将有机物氧化释放的电子交给中间产 物、释放能量并产生各种不同的代谢产物。发酵底物有糖类、 有机酸、氨基酸等。
生物化学角度：无氧条件下的低效产能反应，底物在酶催化 下脱氢，不经过呼吸传递而直接交给中间代谢产物。
培养基的种类很多，按照组成可分为天然培养基、半合成培 养基和合成培养基；依据在生产中的用途，又可分为孢子培养 基（供制备孢子培养用）、种子培养基（供孢子发芽和菌体生 长繁殖用）和发酵培养基（供菌体生长繁殖和合成大量代谢产 物用）。
培养基中含有提供微生物生长所必须的基本营养条件，包括 碳源、氮源、无机盐及微量元素等。
④微生物转化发酵 即利用微生物细胞的一种或多种酶把一 种化合物转化成结构相关的更有经济价值的产物，又称为酶工 程技术。
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发酵工程的发展
19世纪中叶，法国人巴斯德通过实验证明了发酵原理。此 后，微生物的纯种分离、培养技术逐步建立，发酵技术从天然 发酵转变为纯粹培养发酵，开始乙醇、甘油、丙酮、丁醇、乳 酸、柠檬酸、淀粉成和蛋白质等的微生物纯种发酵生产。
可直接被吸收利用 可直接被吸收利用
主要是相应的盐
可直接被吸收利用
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种子扩大培养
菌种扩大培养又称为种子制备或种子的扩大培养，目的是 使菌株数量增加，能够供发酵生产使用，其过程一般包括孢子 制备和种子制备。
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灭菌
灭菌是指利用物理或化学的方法杀死或除去物料及设备中所 有的微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。常用的灭菌方 法有：干热灭菌法、湿热灭菌法、射线灭菌法、化学药品灭菌 法和过滤灭菌法。
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基本营养源
类型
基本成分
原料来源
备注
大分子碳 源
（半）纤维素、 淀粉、脂肪、脂 肪酸
碳源
秸秆、棉籽壳、土豆粉、 玉米粉、糖蜜、各种动物 油
一般需要降解成单 糖或低聚糖后再被 利用
小分子碳 源
低聚糖（葡萄糖、蔗糖等）、有机酸（乙醇、 柠檬酸等）、醇类（乙醇、甘油）等
可直接利用
大分子碳 源
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发酵工程制药的工艺流程
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发酵菌种
发酵菌种必须满足以下条件：菌种不能产生有害成分、有较 大的生产能力、产物有利于分离纯化、具有良好的繁殖能力、 原料来源广泛、具有较好的抗性和遗传稳定性。
发酵工程菌种的选育，常使用自然选育、诱变育种、杂交育 种、转导和转化、原生质体融合等方法，通过四个步骤完成： 样品采集、增殖培养、纯种分离和生产性能测定。
蛋白质、多肽
氮源
小分子碳 源
氨基酸、氨、无 机氮盐类（硝酸 盐、铵盐等）
无机 常用无机 镁、磷、钾、硫
盐及 盐
、钙等
微量 元素
微量元素
钴、铜、铁、锰 、锌等
玉米粉、牛肉膏、酵母膏 等
一般需要降解成氨 基酸或短肽后再被 利用
游离氨基酸、氨水、硝酸 铵等
硫酸镁、磷酸二氢钾、磷 酸氢二钠、碳酸钙、氯化 钾等