胰岛素生产流程图说课材料
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胰岛素(E.Coli)生产流程
人胰岛素的制备方法
• 人胰腺提取---原料来源有限 • 通过单个氨基酸化学合成---生产成本太高 • 猪胰岛素转化或“半合成”--成本高，来源少 • 基因工程菌发酵
--双链—Genentech,开发，Eli Lilly 放大 --胰岛素原（82个氨基酸，胰岛素的前体）
P-1 / V-101
Mixing
P-2 / ST -101 S -1 0 6
Heat Sterilization
S -1 0 1
A m m o n ia
A ir
S-110 P-3 / MX-101
Mixing
P-4 / G-101
Centrifugal Compression
P-5 / AF-101
S -1 5 7
P-34 / BCF-101
Basket Centrifugation
L iq W a s te 1 6
P-12 / V-111
Crystallization
S -1 7 2
P-33 / DF-104 L iq W a s t e 1 5
Diafiltration
L iq W a s te 1 4
Hom ogenization Blending / Storage
S -1 1 8
P-13 / DS-101
Centrifugation
P-10 / V-110
Blending / Storage
S -1 0 9 W F I-1
M rET OH/Urea
S -1 3 0 L iq W a s te 3
Air Filtration
P-7 / V-102
Fermentation
S-127 Guan HCl
S-104
L iq w a s t e 1
P-19 / V-106
Storage
P-9 / DS-101
Centrifugation
S-111
CNBr/HCOOH
S -1 4 2
P-11 / HG-101 P-38 / V-109
--分泌法（Yeast），Novo Nordisk产业化 --细胞内法（E.coli），表达121+82个氨基酸 的Trp-LE’-Met-proinsulin包涵体，Eli Lilly 产业化
E.Coli胰岛素原法 转化流程
市场分析和设计基础（2005）
• 糖尿病人数：美国1800万，全世界1.5-2.0亿，年增 长率3-4%
S -1 0 2
Fermentation Section
S -1 0 7
S-108 P-6 / AF-102
Air Filtration
Primary Recovery Section
EDT A Solution S -1 3 8
L iq W a s t e 2 T riton-X-100
S -1 2 5
S -1 5 6
S-154
L iq W a s te 1 1
S -1 1 9 S -1 4 4
Liq Waste 7
S -1 4 1
P-36 / C-101
S-Sepharos e
MrEtOH P-23 / V-107
Refolding
S -1 8 6
S -1 3 7
P-24 / DF-102 Liq Waste 8
S -1 4 3
WFI-2
S -1 3 2
P-18 / CSP-101 S -1 1 7
S -1 2 9
S-128 Rotary Evaporator
P-21 / DF-101
Liq Waste 6 Diafiltration
P-20 / V-105
Sulfitolys is
Reactions Section
• 胰岛素年销售额35-40亿美元, 由Novo Nordisc、Eli Lilly和Sanofi Aventis三家垄断
• 每个患者每年购买胰岛素的花费：$250-750 • 每个病人每年平均用量：0.5克纯胰岛素 • 对1.5-2.0亿患者，年需求75-100吨纯胰岛素 • 目前年产量20-30吨纯胰岛素
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
S -1 7 5
W F I-6
S -1 6 5 S -1 6 6 S -1 6 7
S -1 6 1 W F I-5
S -1 2 4
Product
P-35 / FDR-101
Freeze Drying
Liq Waste 17
Diafiltration
Liq Waste 9
P-22 / C-102
HIC Column
S -1 2 6
S -1 6 2
P-26 / V-108
P-27 / DF-102L iq W a s t e 1 0
Diafiltration
P-25 / C-103
S-Sepharos e
Enzyme Conversion
Liq Waste 5
Diafiltration
S -1 1 5
S -1 5 0
E n zym e s
S -1 5 1
WFI-4
S -1 5 3
S -1 1 4
P-8 / V-103
IB Solubilization
P-14 / DS-101
Centrifugation
S -1 5 8 S -1 5 9 S -1 6 0
P-31 / C-105
Gel Filtration
P-29 / DF-1L0i3q W a s t e 1 3
Diafiltration
P-28 / C-104
L iq W a s te 1 2
RP-HPLC
P-30 / DF-103
Diafiltration
Media
S -1 0 2
发酵工段
Fermentation Section
• 设计年产量：1800kg纯胰岛素，满足350万人 • 年工作330天，每48小时生产一批次，每年160批次 • 每批次发酵液体积：37.5立方米， • 发酵罐空罐体积：50立方米
人重组胰岛素（E.coli）生产流程
• 发酵工段 • 初回收工段 • 反应工段 • 终纯化工段
Media
W a teห้องสมุดไป่ตู้r
S-135
S -1 3 6
WFI-3
P-15 / V-103
CNBr Cleavage
S -1 4 6 S -1 4 7 S -1 4 8
S -1 4 9
S -1 2 3
S -1 5 2
S -1 2 1
P-17 / DE-101
Dead-End FiltratioLniq Waste 4 P-16 / DF-101
人胰岛素的制备方法
• 人胰腺提取---原料来源有限 • 通过单个氨基酸化学合成---生产成本太高 • 猪胰岛素转化或“半合成”--成本高，来源少 • 基因工程菌发酵
--双链—Genentech,开发，Eli Lilly 放大 --胰岛素原（82个氨基酸，胰岛素的前体）
P-1 / V-101
Mixing
P-2 / ST -101 S -1 0 6
Heat Sterilization
S -1 0 1
A m m o n ia
A ir
S-110 P-3 / MX-101
Mixing
P-4 / G-101
Centrifugal Compression
P-5 / AF-101
S -1 5 7
P-34 / BCF-101
Basket Centrifugation
L iq W a s te 1 6
P-12 / V-111
Crystallization
S -1 7 2
P-33 / DF-104 L iq W a s t e 1 5
Diafiltration
L iq W a s te 1 4
Hom ogenization Blending / Storage
S -1 1 8
P-13 / DS-101
Centrifugation
P-10 / V-110
Blending / Storage
S -1 0 9 W F I-1
M rET OH/Urea
S -1 3 0 L iq W a s te 3
Air Filtration
P-7 / V-102
Fermentation
S-127 Guan HCl
S-104
L iq w a s t e 1
P-19 / V-106
Storage
P-9 / DS-101
Centrifugation
S-111
CNBr/HCOOH
S -1 4 2
P-11 / HG-101 P-38 / V-109
--分泌法（Yeast），Novo Nordisk产业化 --细胞内法（E.coli），表达121+82个氨基酸 的Trp-LE’-Met-proinsulin包涵体，Eli Lilly 产业化
E.Coli胰岛素原法 转化流程
市场分析和设计基础（2005）
• 糖尿病人数：美国1800万，全世界1.5-2.0亿，年增 长率3-4%
S -1 0 2
Fermentation Section
S -1 0 7
S-108 P-6 / AF-102
Air Filtration
Primary Recovery Section
EDT A Solution S -1 3 8
L iq W a s t e 2 T riton-X-100
S -1 2 5
S -1 5 6
S-154
L iq W a s te 1 1
S -1 1 9 S -1 4 4
Liq Waste 7
S -1 4 1
P-36 / C-101
S-Sepharos e
MrEtOH P-23 / V-107
Refolding
S -1 8 6
S -1 3 7
P-24 / DF-102 Liq Waste 8
S -1 4 3
WFI-2
S -1 3 2
P-18 / CSP-101 S -1 1 7
S -1 2 9
S-128 Rotary Evaporator
P-21 / DF-101
Liq Waste 6 Diafiltration
P-20 / V-105
Sulfitolys is
Reactions Section
• 胰岛素年销售额35-40亿美元, 由Novo Nordisc、Eli Lilly和Sanofi Aventis三家垄断
• 每个患者每年购买胰岛素的花费：$250-750 • 每个病人每年平均用量：0.5克纯胰岛素 • 对1.5-2.0亿患者，年需求75-100吨纯胰岛素 • 目前年产量20-30吨纯胰岛素
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
S -1 7 5
W F I-6
S -1 6 5 S -1 6 6 S -1 6 7
S -1 6 1 W F I-5
S -1 2 4
Product
P-35 / FDR-101
Freeze Drying
Liq Waste 17
Diafiltration
Liq Waste 9
P-22 / C-102
HIC Column
S -1 2 6
S -1 6 2
P-26 / V-108
P-27 / DF-102L iq W a s t e 1 0
Diafiltration
P-25 / C-103
S-Sepharos e
Enzyme Conversion
Liq Waste 5
Diafiltration
S -1 1 5
S -1 5 0
E n zym e s
S -1 5 1
WFI-4
S -1 5 3
S -1 1 4
P-8 / V-103
IB Solubilization
P-14 / DS-101
Centrifugation
S -1 5 8 S -1 5 9 S -1 6 0
P-31 / C-105
Gel Filtration
P-29 / DF-1L0i3q W a s t e 1 3
Diafiltration
P-28 / C-104
L iq W a s te 1 2
RP-HPLC
P-30 / DF-103
Diafiltration
Media
S -1 0 2
发酵工段
Fermentation Section
• 设计年产量：1800kg纯胰岛素，满足350万人 • 年工作330天，每48小时生产一批次，每年160批次 • 每批次发酵液体积：37.5立方米， • 发酵罐空罐体积：50立方米
人重组胰岛素（E.coli）生产流程
• 发酵工段 • 初回收工段 • 反应工段 • 终纯化工段
Media
W a teห้องสมุดไป่ตู้r
S-135
S -1 3 6
WFI-3
P-15 / V-103
CNBr Cleavage
S -1 4 6 S -1 4 7 S -1 4 8
S -1 4 9
S -1 2 3
S -1 5 2
S -1 2 1
P-17 / DE-101
Dead-End FiltratioLniq Waste 4 P-16 / DF-101