7.发酵工程制药

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发酵工程技术制药课件

微生物发酵制药技术可生产抗生素、维生素、氨基酸、酶制剂等各类药物。
酶工程制药技术
酶工程制药技术是指利用酶的催化作用，将原料转化为所需的药物或中间体。
酶工程制药技术具有高效、专一、条件温和等优点，广泛应用于药物合成、手性药物制备等领域。
酶工程制药技术可生产手性药物、生物催化剂、药物中间体等。
细胞工程制药技术是指利用细胞培养技术，生产具有生物活性的蛋白质药物或细胞治疗剂。
细胞工程制药技术可生产细胞因子、生长因子、细胞疫苗等生物药物。
细胞工程制药技术具有生产效率高、安全性好等优点，是现代生物医药领域的重要发展方向之一。
03
发酵工程制药工艺流程
微生物菌种的选育与培养
总结词
微生物菌种的选育与培养是发酵工程制药工艺流程的起始步骤，对后续发酵过程和产品质量具有重要影响。
在抗生素的发酵生产中，选育和改良微生物菌种是关键，通过基因工程等手段不断优化微生物菌种的抗生素合成能力，提高发酵产率。
目前，常见的抗生素发酵产品包括青霉素、头孢菌素、红霉素等，这些抗生素在医疗领域广泛应用，对于治疗各种感染性疾病具有重要作用。
维生素C的发酵生产
01
02
03
04
维生素C即抗坏血酸，是人体必需的水溶性维生素之一，具有抗氧化、增强免疫力等
生物信息学
利用生物信息学技术，对微生物基因组、转录组和蛋白质组进行深入研究，挖掘潜在的生物制药资源。
提高发酵产物的产量与质量
菌种选育
通过自然选育、诱变育种和基因工程手段，筛选出具有优良性状的菌种，提高发酵产物的产量和质量。
优化发酵条件
通过优化培养基配方、发酵温度、pH值等发酵条件，提高发酵产物的产量和质量。

生物技术制药课后习题答案

第一章绪论1生物技术是以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞及其组分）的特性和功能，设计构建有预期性状的新物种或新品系，并与工程相结合，进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性的技术体系。

2生物技术的主要内容：P1基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程蛋白质工程：运用基因工程全套技术改变蛋白质结构的技术。

染色体工程：探索基因在染色体上的定位，异源基因导入、染色体结构改变。

生化工程：生物反应器及产品的分离、提纯技术。

3生物技术制药采用现代生物技术人为创造条件，借助微生物、植物或动物来生产所需的医药品过程被称为4生物技术药物采用DNA重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物才能被称为5生物药物生物技术药物与天然生化药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为PPT复习题第二章基因工程制药1、简述基因工程制药的基本程序。

P162、说明基因工程技术用于制药的三个重要意义。

P15第一段第一行3、采用哪两种方法来确定目的cDNA克隆？P18（7目的基因cDNA的分离和鉴定）①核酸探针杂交法用层析法或高分辨率电泳技术(蛋白质双向电泳技术或质谱技术)分离出确定为药物的蛋白质，氨基酸测序，按照密码子对应原则合成出单链寡聚核苷酸，用做探针，与cDNA文库中的每一个克隆杂交。

这个方法的关键是分离目的蛋白，②免疫反应鉴定法（酶联免疫吸附检测）4、说明用大肠杆菌做宿主生产基因工程药物必须克服的6个困难。

①原核基因表达产物多为胞内产物，必须破胞分离，受胞内其它蛋白的干扰，纯化困难；②原核基因表达产物在细胞内多为不溶性(包含体, inclusion body)，必须经过变性、复性处理以恢复药物蛋白的生物学活性，工艺复杂；③没有翻译后的加工机制，如糖基化，应用上受到限制；④产物的第一个氨基酸必然是甲酰甲硫氨酸，因无加工机制，常造成N-Met冗余，做为药物，容易引起免疫反应；⑤细菌的内毒素不容易清除；⑥细菌的蛋白酶常常把外源基因的表达产物消化；5、用蓝藻做宿主生产基因工程药物有什么优越性？蓝藻：很有前途的药物基因的宿主细胞①有内源质粒，美国Wolk实验室已构建1200种人工质粒，可用做基因载体。

生物制药发酵工程制药

20世纪50年代，氨基酸发酵工业又成为微生物技术产业的又一个成员，实现了对微生物的代谢进行人工调节，这又使微生物技术进了一步。
20世纪60年代，微生物技术产业又增加了酶制剂工业这一成员。
20世纪70年代，为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题，进行了非碳水化合物代替碳水化合物的发酵，如利用石油化工原料进行发酵生产，培养单细胞蛋白，进行污水处理，能源开发等。
3.微生物代谢产物发酵微生物代谢产物很多。在菌体对数生长期所产
生的产物，如氨基酸、核苷酸、蛋白质和糖类等是菌体生长繁殖所必需的，这些产物叫做初级代谢产物。在菌体生长静止期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁殖无明显关系，叫做次级代谢产物。
3、微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的
一些物质，包括氨基酸、核苷酸等。
微生物的优点
• 微生物繁殖非常迅速 • 微生物培养易于控制 • 微生物本身也容易改造
微生物发酵
• 发酵：利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
• 发酵工程：采用现代化工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
要措施； • 2、能够改变菌种的某些遗传性状，使之更适合于
工业生产，例如抗噬菌体的菌株能利用廉价发酵原料或需氧量较小的菌株等。
选育方法
• 1、自然选育：是指微生物细胞群体不经过人工处理而利用菌种的自发突变（spontaneous mutation）进行菌种筛选的育种方法。
• 效率低、进展缓慢。
• a. 准性生殖（parasexual reproduction）：是指真菌中不通过有性生殖的基因重组过程。

生物制药-发酵工程

细胞破碎
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。

发酵工程制药实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解发酵工程制药的基本原理和过程；2. 掌握微生物发酵生产药物的方法；3. 熟悉发酵过程中主要参数的检测和控制；4. 提高实验操作技能和数据分析能力。

二、实验原理发酵工程制药是指利用微生物的代谢能力，通过发酵过程生产具有药用价值的生物活性物质。

发酵过程包括菌种选育、培养基配制、种子扩大培养、发酵过程、分离纯化等环节。

三、实验材料与仪器1. 材料与试剂：葡萄糖、酵母提取物、蛋白胨、琼脂、硫酸铵、磷酸二氢钾、氢氧化钠、盐酸、氯化钠等；2. 仪器与设备：发酵罐、摇床、超净工作台、高压灭菌锅、电子天平、pH计、分光光度计、离心机、无菌操作工具等。

四、实验步骤1. 菌种选育：从土壤样品中分离筛选得到一株能够产生抗生素的微生物，经过纯化、鉴定和保存；2. 培养基配制：根据微生物生长需求，配制适宜的培养基；3. 种子扩大培养：将纯化后的菌种接种到试管斜面培养基上，置于恒温培养箱中培养；4. 发酵过程：将活化后的种子液接种到发酵罐中，控制发酵温度、pH值、溶氧量等参数，进行发酵；5. 发酵过程监测：定期检测发酵液的pH值、溶氧量、菌体浓度等参数，确保发酵过程顺利进行；6. 分离纯化：发酵结束后，对发酵液进行分离纯化，得到目标产物；7. 数据分析：对实验数据进行统计分析，得出实验结果。

五、实验结果与分析1. 菌种选育：成功分离筛选得到一株能够产生抗生素的微生物，经过鉴定为链霉菌属；2. 培养基配制：根据微生物生长需求，配制了适宜的培养基；3. 种子扩大培养：菌种在试管斜面培养基上生长良好，菌落形态典型；4. 发酵过程：发酵过程中，发酵液的pH值、溶氧量、菌体浓度等参数均在适宜范围内，发酵过程顺利进行；5. 分离纯化：发酵液经过分离纯化，得到目标产物；6. 数据分析：通过实验数据统计分析，得出以下结论：（1）该菌株在发酵过程中，发酵液的pH值、溶氧量、菌体浓度等参数均在适宜范围内；（2）发酵液中的目标产物含量达到预期水平；（3）分离纯化过程中，目标产物纯度较高。

第四章-发酵工程制药技术(全)

❖ 6、藻类：许多国家已把藻类用作人类保健食品和饲料，如：螺旋藻；此外，某些藻类还能利用光能将CO2转变为石油，如：单胞藻。
黑曲霉
是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。是生产酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、果胶酶）的菌种。生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸等）。农业上用作生产糖化饲料的菌种。
青霉
❖ 可用于生产抗生素、苯氧甲基青霉素酰化酶等。
微生物发酵药物的分类 (第二章内容)
❖ (1)抗生素类 ❖ (2) 氨基酸类药物：个别氨基酸制剂、复方
氨基酸制剂 ❖ (3) 核苷酸类药 ❖ (4) 维生素类药 ❖ (5) 甾体类激素。 ❖ (6) 治疗酶及酶抑制剂
第一节微生物细胞的培养概述
❖ 工业生产常用微生物
❖ 当前发酵工业所用菌种的总趋势是从野生菌转向变异菌，从自然选育转向代谢控制育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。
第四章 4.1 微生物细胞培养概述
❖ 4.1.1 培养基 ❖ 1、培养基的种类。 ❖ （1）孢子培养基：孢子培养基是供制备孢子用的。
要求此培养基能使微生物形成大量的优质孢子，但不能引起菌种变异。生产中常用的孢子培养基有麸皮培养基，大（小）米培养基，由葡萄糖（或淀粉）、无机盐、蛋白胨等配制的琼脂斜面培养基等。 ❖ （2）种子培养基：种子培养基是供孢子发芽和菌体生长繁殖用的。培养基的组成随菌种的不同而改变。 ❖ （3）发酵培养基：发酵培养基是供菌体生长繁殖和合成大量代谢产物用的。
❖ 微生物转化发酵：微生物的转化就是利用微生物细胞中的一种酶或多种酶将一种化合物转变成结构相关的另一种产物的生化反应。包括脱氢反应、氧化反应(羟基化反应)、脱水反应、缩合反应、脱羧反应、氨化反应、脱氨反应和异构化反应等，这些转化反应特异性强，反应条件温和，对环境无污染，微生物转化制药最突出的例子则是甾族化合物的转化和抗生素的生物转化等。

发酵工程制药工试题

发酵工程制药工试题
第一部分：选择题
1.发酵工程的基本原理是（）。

A. 理论性文化 B. 发展理路 C. 发酵菌的生长及代谢 D. 实践知识
2.发酵工程制药工设计药品生产工艺主要包括（）。

A. 配方设计 B. 加工工艺流程设计 C. 装备选型 D. 以上都是
3.发酵工程制药工为企业提供（）的技术服务。

A. 输弱 B. 咨品 C. 技术
D. 设计
4.发酵工程制药工的设计需要考虑（）的选择。

A. 杀食源 B. 温度橱 C. 发酵罐材料及结构形式 D. 分敛情理
第二部分：填空题
1.发酵工程中，常采用的发酵菌有（）。

2.发酵工程中，发酵过程是在（）中进行的。

3.发酵工程中最常用的发酵罐材料是（）。

4.发酵工程设计中需要考虑的因素包括（）。

第三部分：问答题
1.请简要介绍发酵工程在制药工中的应用。

2.发酵工程的设计中，为什么需要考虑发酵罐材料及结构形式的选择？
3.请说明发酵工程中常用的发酵菌对药品生产的重要性。

以上就是关于发酵工程制药工试题的全部内容，希望对您有所帮助。

生物技术制药第七章发酵工程技术ppt课件

酵液预处理提取精制
第四节发酵方式
第六节发酵产物的提取
吸附法、沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法
第七章发酵工程技术
第一节概述
一、发酵工程的概念
发酵工程又成为微生物工程，是利用微生物制造工业原料与工业产品
并提供服务的技术微生物发酵工程是一个十分复杂的自催化工程，是生物技术的基础工程，用
于:如基因工程、细胞工程、酶工程都与发酵工程相关
二、发酵工程的发展历程
第一阶段 20C以前时期，利用传统的微生物发酵技术（酿造技术）生产酒、醋、酱、奶酪等食品
制造原料）等
第三阶段第二次世界大战爆发至1953年，本阶段是发酵工业的大发展时期，青霉素实现工业化生产推动了发酵工业的发展；特点是：纯菌培养、大规模、产品多为抗生素、氨基酸、核酸、甾体等次级代谢产物
第四阶段 1953年至今，基因工程等高新技术应用阶段；如DNA双螺旋结构模型的提出、质粒载体的发现及成功应用、分子杂交、克隆技术等
并置于0-4℃冰箱（库）中
二、种子的制备
种子制备在在摇瓶或小罐内进行，种子要经过两次扩大培养才能进入发酵罐
三、发酵
注意：通气（一般0.3-1m3/m3）、搅拌（一般搅拌消耗功率12KW/m3）、温度（26-37℃）、罐压（一般0.3-0.5kg/cm3）；发酵时间因不同品种而异，大多数微生物的发酵周期为2-8d
1675年，荷兰人列文虎克发明了显微镜，并首次观察到了微生物体，为人类对微生物的深入研究提供了可能
19C中叶，法国葡萄酒的酿造工艺出现问题，巴斯德经研究发现时由于传统“酿造”技术环境中的杂菌（乳酸杆菌）干扰了酿酒的正常生化反应过程；指出对酿造原料进行灭菌，可解决问题
第二阶段 1900—1940年，准“纯菌培养”阶段，规模增大，产品主要有酵母、甘油、乳酸、柠檬酸、丁醇、丙酮（第一次世界大战弹药

发酵工程制药

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冷冻保藏种类
一、普通冷冻保藏技术(-20℃) 二、超低温冷冻保藏技术(-60 -80℃) 三、液氮冷冻保藏技术
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普通冷冻保藏技术(-20℃)

将液体培养物或从琼脂斜面培养物收获的细胞分接到试管，然后贮藏于一冰箱的冷藏室中，或于温度范围在-5～-20℃的普通冰箱(-20℃)中。或者，将菌种培养在小的试管或培养瓶斜面上，待生长适度后，将试管或瓶口用橡胶塞严格封好，同上置于冰箱中保存。用此方法可以维持若干微生物的活力1—2年
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如果待保藏菌种生长在斜面上，则可用含10％甘油的新配制液体培养基洗涤收获。超低温冰箱的冷冻速度一般控制在1-2℃／min。若干细菌和真菌菌种可通过此保藏方法保藏5年而活力不受影响。
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三、液氮冷冻保藏技术
(一)冷冻保护剂
在液氮冷冻保藏中，最常用的冷冻保护剂是二甲亚砜和甘油，最终使用浓度一般为甘油 10％、二甲亚砜5 ％。所使用的甘油—般用高压蒸汽灭菌，而二甲亚砜最好为过滤灭菌。
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(5)细胞冻结后，将致冷速度降为1℃/min，直到温度达50℃； (6) 将安瓿迅速移入液氮罐中于液相 (-196℃) 或气相 (156℃)中保存。如果无控速冷冻机，则一般可将安瓿或液氮瓶置于一 70℃冰箱中冷冻4h，然后迅速移入液氮罐中保存。
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(三)复苏 1．从液氮罐中取出所需的安瓿，立即置于冰浴中； 2．迅速将安瓿置于37-40℃水浴中，并轻轻摇动以加速解； 3．用巴氏吸管将安瓿中贮存培养物移接入含有2m1无菌液体培养基的试管中，用同一支吸管反复抽吸数次，然后取0.1-0.2ml (约4、8滴)转接入琼脂斜面上。
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菌种筛选
发酵罐试验

发酵工程中的定向名词解释

发酵工程中的定向名词解释发酵工程是一门研究利用微生物对物质进行生化转化的工程科学。

在发酵过程中，使用合适的微生物、培养基和操作条件，通过调整温度、pH值、氧气浓度等因素，使微生物进行生物化学反应，从而达到生产有机物或转化废料的目的。

在发酵工程中，我们经常遇到一些定向名词，这些名词对于理解和应用发酵工程具有重要意义。

本文将对一些常见的发酵工程定向名词进行解释，帮助读者更好地理解这一专业领域。

1. 微生物菌种微生物菌种是指用于发酵过程中的微生物种类。

微生物菌种的选择直接影响发酵工程的结果。

常用的微生物菌种包括细菌、酵母菌和真菌。

细菌常用于产生酸、醇等有机物质，酵母菌常用于发酵酒精、乳酸等产品，真菌常用于生产酶制剂等。

2. 发酵培养基发酵培养基是供给微生物生长和生化反应所必需的物质组成。

发酵培养基通常由有机物、无机盐和微量元素组成。

有机物提供能量和碳源，无机盐提供微生物所需的矿质元素，而微量元素则作为酶的辅助因子，调节微生物代谢。

发酵培养基的配方和调控对于发酵工程的效果至关重要。

3. 发酵代谢途径发酵代谢途径是指微生物在发酵过程中利用底物产生产品的途径。

不同的微生物通过不同的发酵代谢途径进行代谢过程。

常见的发酵代谢途径包括乳酸发酵、醇发酵、醋酸发酵等。

通过掌握微生物的发酵代谢途径，可以调控发酵反应，提高产品产量和纯度。

4. 发酵控制系统发酵控制系统是指对发酵过程中的温度、pH值、氧气浓度等操作条件进行监测和调节的装置和系统。

发酵控制系统通过传感器、控制器和执行器等组成，可以实时监测发酵过程的关键参数，并根据设定的控制策略进行调节。

发酵控制系统的合理设计和稳定运行对于发酵工程的成功至关重要。

5. 发酵产物回收发酵产物回收是指将发酵过程中所产生的有价值的产物从发酵液中提取和纯化的过程。

这些有价值的产物可能是有机酸、有机溶剂、生物柴油等。

发酵产物回收的过程涉及到离心、蒸馏、结晶等物理和化学技术，能够提高产品的纯度和产量，降低生产成本。

发酵工程制药(Fermentation Engineering)PPT

发酵工程（Fermentation Engineering）
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医学ppt
第一节概述
发酵的相关概念发酵工程的发展简史发酵类型微生物发酵生产的药物
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医学ppt
一、发酵的相关概念
发酵：传统发酵生化和生理学意义的发酵工业上的发酵
传统发酵：最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。
发酵工程：利用微生物的特定性状，通过现代工程技术在生物反应器中生产有用物质的一种技术体系。
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医学ppt
二、发酵工程的发展简史
19世纪或更早:酿酒、酒变质 20世纪初：一战--丙酮丁醇的发酵
第一个大规模工业生产的
发酵过程
1929年—1942：青霉素的发现及生产 20 世纪40 年代：抗生素工业
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2、放线菌
介于细菌和真菌之间的一类微生物放线菌的形态：
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医学ppt
放线菌的结构
丝气生菌
丝孢子
孢子
培养基
基内菌丝
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放线菌的分布放线菌在自然界分布很广，在土壤、堆肥
和湖底、河底的淤泥等处，尤其在土壤中种类和数量很多。放线菌的繁殖
放线菌没有有性繁殖，主要通过形成无性抱子形式进行无性繁殖，成熟的分生孢子或孢囊孢子在适宜环境里发芽形成新的菌丝体。
厌氧发酵 →有氧发酵
20 世纪50 年代：氨基酸发酵工业
20世纪60年代：酶制剂工业
70年代：非碳水化合物代替碳水化合物的发酵
5
80 年代以来：重组DNA 技术
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三、发酵类型及微生物发酵生产的药物
1. 微生物菌体发酵 2. 微生物的酶 3. 微生物代谢产物发酵 4. 微生物转化发酵 5. 微生物特殊机能的利用

发酵工程技术制药

• 〔3〕容易实现自控操作。 • 〔4〕能够防止系统的反复加热和冷却，可
提高热利用率。是目前很多制药厂经常采用的方法。
〔4〕连续灭菌法的缺乏
• 〔1〕投资较大，
• 〔2〕需要同时设置加热、冷却装置。
4：空气加热灭菌法
• 利用空气压缩时产生的高温，使得微生物体内的蛋白质变性，而到达杀菌目的，这种方法称为空气加热灭菌法。
6：营养物质瞬时高温杀菌法
• 一般来说，当温度升高时，微生物死亡速率的增加>>营养物质遭到破坏的速率。
• 因此，对于瞬时的高温，细菌常常被杀死，而营养物质则破坏得不多。
• 根据这一原理，可以采用营养物质瞬时高温杀菌法进行杀菌操作。
三、别离纯化技术
• 微生物的发酵产物是一种混合物，里面除了含有主要产物以外，还含有未能转化的基质和底物、剩余的原料、大量的水、微生物细胞、各种杂质。因此，必须对发酵产物进行别离和纯化。
• 从离子物性来看，硫酸铵并不是盐析效应最强的盐类，但是由于它在水中的溶解度极大，对盐析十分有利，因此硫酸铵是目前最常用的盐析剂。
4、膜别离
• 膜别离技术是基于一种半透性薄膜，它能够使得溶液中的某些组分通过，而阻止和截留其它组分的别离方法。
• 膜别离的优点〔1〕由于膜别离是纯粹物质粒度大小这一几何特性来进行别离，它不必象萃取、沉淀法那样需参加其它化学物质、也不必象蒸发那样进行加热。因此，产物的生物学特性能够得到完好的保存，〔2〕产物的损失量很少，有利于提高得率。
〔二〕初步别离
• 进一步把已经别离的溶液浓缩，提高目的产物浓度的方法，称为初步别离。
• 初步别离的具体方法可以分为： • 1、蒸发 • 2、萃取 • 3、沉淀 • 4、膜别离

发酵制药知识点总结图

发酵制药知识点总结图引言发酵制药是利用微生物、细胞和其相关产物制备药物的过程，它已经成为了当代制药工业的重要部分。

通过发酵制药技术，可以生产各种药物，包括抗生素、蛋白质药物、疫苗和酶制剂等。

本文将就发酵制药的相关知识点进行总结，包括发酵过程、微生物选材、发酵工艺、发酵设备、发酵产物提取与纯化等内容。

一、发酵过程1.1 发酵概念发酵是一种利用微生物或其相关产物在适当条件下产生化学变化的生物技术过程。

在制药工业中，利用发酵过程生产药物主要分为微生物发酵和细胞培养两种方式。

1.2 发酵原理微生物在发酵中生长繁殖，产生代谢产物。

发酵原理主要涉及微生物的种类、发酵基质、发酵条件等因素。

其中，发酵基质的选择和优化是发酵制药的重要内容，影响发酵产物的产量和品质。

1.3 发酵类型按照微生物的分类，发酵可以分为真菌发酵、细菌发酵、酵母发酵等。

不同种类的微生物在发酵过程中有不同的特点和适用范围。

1.4 发酵控制发酵过程中温度、pH值、氧气供给、培养基营养成分等参数的控制对于产物的质量和产量有着重要的影响。

良好的发酵控制能够保证发酵过程的稳定性和高效性。

二、微生物选材2.1 微生物类型在制药工业中，常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌、放线菌、真菌等。

不同类型的微生物在发酵制药中有不同的应用领域和特点。

2.2 微生物筛选为了获得具有高产量和高产物纯度的菌株，需要进行微生物的筛选和改良。

通常通过自然选择或者基因工程技术来实现。

2.3 微生物培养基微生物在发酵过程中需要适合的培养基来提供养分。

培养基的优化对于发酵产物的产量和质量至关重要。

三、发酵工艺3.1 发酵菌种培养在发酵开始之前，需要进行菌种的培养。

培养条件的优化能够提高菌种的产量和活性。

3.2 发酵条件控制发酵的温度、pH值、氧气供给等条件的控制对于发酵过程的稳定性和产物的质量有重要的影响。

3.3 发酵产物分析对于发酵产物的分析是发酵工艺中的重要环节，可以通过物理化学方法进行产物纯度、活性等方面的评估。

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。

2.基因工程技术就是将目的基因插入载体，拼接后转入新的宿主细胞，构建工程菌（或细胞），实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。

发酵工程制药工艺技术基础应用护理课件

免疫性疾病和感染性疾病等。
生物农药的发酵生产
生物农药概述
生物农药是一类由天然生物资源加工而成的农药，具有环保、低毒、高效等特点。
生物农药发酵生产工艺流程
通过微生物发酵技术生产生物农药，包括菌种筛选、发酵条件优化、提取和纯化等步骤。
生物农药发酵生产的应用
生物农药广泛应用于农业领域，用于防治病虫害，提高农作物产量和品质。
酶工程制药技术是利用酶的催化作用生产药物的过程，具有高效率、高选择性、低能耗等优点。
酶工程制药技术是利用酶的催化作用生产药物的过程，具有高效率、高选择性、低能耗等优点。通过酶的固定化技术，可以连续生产药物，广泛应用于制药工业中。
细胞培养技术
细胞培养技术是利用细胞生长繁殖的特性生产药物的过程，具有高度模拟体内生理环境等优点。
02
发酵工程制药工艺技术基础
微生物发酵技术
微生物发酵技术是利用微生物的代谢过程生产药物的过程，具有高效、环保、可持续等优点。
微生物发酵技术是利用微生物的代谢过程生产药物的过程，具有高效、环保、可持续等优点。通过控制发酵条件，可以生产出各种药物，如抗生素、维生素、氨基酸等。
酶工程制药技术
免疫调节药物的发酵生产
体免疫功能的药物，用于治疗
免疫系统相关疾病。
免疫调节药物发酵生产工艺流程
02
与抗生素发酵生产类似，包括菌种制备、种子扩大培养、发酵
罐发酵、提取和纯化等步骤。
免疫调节药物发酵生产的应用
03
免疫调节药物在临床治疗中广泛应用，如用于治疗肿瘤、自身
发酵工程制药工艺技术对护理的影响
提高药物生产效率
发酵工程技术能够大规模生产药物，提高生产效率，降低生产成

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真菌之其它
牛肝菌属：含有人体必需的8种氨基酸，还含有腺膘呤、胆碱和腐胺等生物碱。灵芝属：灵芝多糖、灵芝多肽、三萜类、16种氨基酸(其中含有七种人体必需氨基酸)、蛋白质、甾类、甘露醇、
香豆精苷、生物碱、有机酸（主含延胡索酸），以及微量
元素Ge、P、Fe、Ca、Mn、Zn等。
发酵菌种的选育要求
发酵工程制药的定义
利用微生物技术，通过高度工程化的新型综合技术，以利用微生物反应过程为基础，依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物，通过分离纯化进行提取精制，并最终制剂成型来实现药物产品的生产。
发酵工程的4个阶段
第一阶段
1676年制成第一台显微镜 ——微生物的存在 1857年巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起的 1897年毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精——酶
生产力：能在廉价的培养基上迅速生长，所需的
代谢产物的产量高，其它类似代谢产物少。
操作性：培养条件简单，发酵易控制，产品易分
离。
稳定性：抗噬菌体能力强，菌种纯粹，遗传性状稳定、不易变异退化。安全性：非病源菌，不产有害生物活性物质或毒素。
菌种选育
诱变育种的理论依据是DNA分子结构的改变。分为：自然选育诱变育种杂交育种原生质体融合基因工程
4、微生物转化发酵
利用微生物细胞的一种或几种酶，对外源化合物的特定部位进行加工，如加入羟基、还原双键、脱氧或切断支链等。反应最显著的特点是特异性强，包括反应特异性、结构位置特异性、立体特异性。
如：甾体转化
可的松（Cortisone）
发酵技术的应用
产物：微生物细胞，酶，活性物质，特殊化学品和食品添加剂。
发酵方式
（一）分批培养
•1、分批培养的定义
•2、分批培养的生长过程
•3、分批培养过程中影响细胞生长的因素
• 分批培养是一种间歇式的培养方法，在每一批次的培养过程中，不再加入其它营养物料。待生物反应进行到一为了提高生物反应器在分批培养中的效率定程度之后，将全通常采用多级分批培养的办法。即在小型生物反应器中接入少量种子部培养液倒出、进经过分批培养，来获得较大数量的细胞作为种子行后道工序处理。
发酵工程制药
L/O/G/O
第一节概述
L/O/G/O
发酵工程
又称微生物工程，是利用微生物制造工业原料与工业产品并提供服务的技术。现代发酵工程已形成完整的工业体系，包括抗生素、氨基酸、维生素、有机酸、有机溶剂、多糖、酶制剂、单细胞蛋白、基因工程药物、核酸类物质及其他生物活性物质等的生产。
从自然界中获得新菌种
土壤、空气、动植物等，严重污染的水域，极端
环境等基本程序：采样→预处理→富集培养→筛选→鉴定→野生型
菌株
诱变育种
物理或化学方法诱发突变。物理诱变剂：紫外线、X-射线、γ-射线等化学诱变剂：氮芥、亚硝酸、5-氟尿嘧啶等
自然选育：不经人工处理利用微生物的自然突变进行育种的过程。诱变育种：利用物理、化学等因素，诱发基因突变，并从中筛选出具有某一优良性状的突变体。杂交育种：借助基因重组，使不同菌株的遗传物质得以交换。原生质体融合育种：借助原生质融合技术实现遗传物质的交换。基因工程育种：DNA体外重组技术定向育种，技
• 顶孢头孢霉菌(Cephalosporium acremonium) 都生产头孢菌素C
真菌之酵母菌属(Saccharomyces)
啤酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae)：生产啤酒、酒精、药用酵母等；核酸、麦角固醇、细胞色素C、凝血质和辅酶A等。红酵母 (Rhodotorula)：β-胡萝卜素棉病针孢酵母(Nematspora gossypii)：核黄素
基因工程的载体
细菌之短杆菌属(Brevibacterium)
维生素B12、氨基酸、核苷酸类药物生产中常用的
菌种，也是酶法合成生产辅酶A的菌种。
细菌之棒状杆菌属(Corynebacterium)
生产氨基酸、核苷酸类药物，用于甾体转化
是谷氨酸和其他氨基酸的高产菌，
如北京棒杆菌AS1.299钝齿棒杆菌AS1.542
第二阶段对发酵技术的认识起始于19世纪末，主要来自于
厌氧发酵，如利用酵母菌、乳酸菌生产酒精、乳
酸和各种发酵食品。
第三阶段
20世纪40年代初，第二次世界大战爆发，青霉素迅速工业大规摸生产。深层培养、生产大规模化、多种抗生素、氨基酸、核酸发酵成功。
第四阶段 20世纪50年代，利用代谢调控发酵氨基酸、核酸。 20世纪70年代，利用固定化酶或细胞连续发酵。 20世纪80年代，基因工程、蛋白质工程、细胞融合技术等高新技术应用阶段。
下游工程
DOWNSTREAM PROCESSES - product extraction, purification & assay - waste treatment -by product recovery
FERMENTATION Process Control
微生物发酵类型
1、微生物菌体的发酵
生产抗癌类药物
放线菌
抗生素12000余种，60%左右来自放线菌，
经济价值大。
放线菌之链霉菌属 ( Streptomyces )
灰色链霉菌(Streptomyces griseus) 产链霉素
金霉素链霉菌(Streptomyces aureofaciens) 产金霉素红霉素链霉菌(Streptomyces erythreus) 龟裂链霉菌 (Streptomyces rimosus) 产红，减压抽真空，需冻干机
各类微生物
5-15年
液氮超低温保藏法
保护剂，超低温（各类微生物 196℃），需超低温液氮设备与培养基混合直接低温保存专性活细胞寄生微生物（如病毒）
15年以上
宿主保藏法
第三节
（一）分批培养（二）连续培养（三）其它培养方法
发酵工业简介
发酵食品有机酸氨基酸核酸类物质酶制剂医药工业（抗生素…）饲料工业（单细胞蛋白）环境工程（废物处理）其它（冶金工业…）
Fermentation Industry
Fermented Foods Organic Acids Amino Acids Nucleotides Enzymes Pharmaceutical (Antibiotics…) Feedstuff (eg. SCP) Environmental Application (Waste Treatment) Others (eg. Metallurgical industry…)
上游工程
UPSTREAM PROCESSES - genetics, cell … - inoculum development - media formulation - sterilization - inoculation
FERMENTATION Process Control
Fermentation engineering
SCP、药用真菌（冬虫夏草、茯苓等）生物防治制剂（如苏云金杆菌）
活性乳制剂
细胞的生长与产物的积累成平行关系，
生长速率最大的时期也是产物合成最高阶段。
2、微生物酶发酵
各种酶制剂：糖化酶、α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等天冬酰胺酶：抗癌
纳豆激酶、链激酶：治疗血栓
青霉素酰化酶：青霉素生产
菌种保藏的常用方法
斜面低温保藏法
石蜡油封存法
砂土管保藏法
麸皮保藏法
甘油悬液保藏法冷冻真空干燥保藏法液氮超低温保藏法宿主保藏法
方法名称斜面低温保藏法石蜡油封存法
主要特点传代培养，4℃保藏石蜡油隔绝空气，室温或4℃保藏沙土管作载体，干燥器中抽真空，室温或4℃保藏麸皮作载体，干燥，4℃ 保藏悬浮于10-15%甘油中，需低温冰箱
Fermentation engineering
发酵工程组成
上游工程 UPSTREAM PROCESSES 从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程
下游工程
FERMENTATION Process Control
DOWNSTREAM PROCESSES
Fermentation engineering
基因突变及其机制
诱变育种操作步骤
质粒育
转基因工程菌的构建
菌种保藏(Culture conservation)
目的：保证菌种经过较长时间后仍保持生活能力，防止被杂菌污染，形态特征和生理形状尽可能不发生变异。
菌种保藏三要素
典型菌种的优良纯种的休眠体；
创造有利于种子休眠的环境（低温、干燥、缺氧、避光、缺少营养）；尽可能采用多种不同的手段保藏同一菌株。
白介素促红细胞生成素等；
新型菌体制剂和疫苗。
红细胞生成素
生长激素胰岛素干扰素
( 治疗贫血)
( 促进生长) (治疗糖尿病) (抗病毒、抗肿瘤)
第二节发酵制药中的微生物
L/O/G/O
常见的制药用微生物
细菌
放线菌真菌
细菌之大肠杆菌属(Escherichia coli)
生产天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸等氨基酸类药物
发酵的理论产量存在约10%的变量
发酵过程常温常压，操作条件温和
纯种培养、无菌条件
生产过程是以生物体的自动调节方式进行的
分子水平生产，定向发酵、突变、杂交等手段
投资少、见效快
发展趋势
利用DNA重组技术和细胞工程技术的发展、新的
工程菌和新型微生物的开发