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上传者: 宋洪生 2017-10-16 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《生物工程设备课程论文.docdoc》,可适用于综合领域,主题内容包含生物工程设备课程论文doc生物工程设备论文摘要:抗生素是青霉素、链霉素、红霉素和四环素等一类化学物质的总称是生物在其生命过程中产生的能在低浓度下有选符等。

生物工程设备课程论文doc生物工程设备论文摘要:抗生素是青霉素、链霉素、红霉素和四环素等一类化学物质的总称是生物在其生命过程中产生的能在低浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。青霉素是人类发现的第一个抗生素。年英国细菌学家弗莱明发现了能产生青霉素的点青霉。年制出了青霉素的干燥制品。年间抗生素实现了工业化生产以通气搅拌的深层培养法大规模发酵生产青霉素。随后链霉素、氯霉素和金霉素等品种相继被发现并投入生产。关键词:抗生素生产工艺应用发展前景一、抗生素的概述抗生素是青霉素、链霉素、红霉索等一类化学物质的总称。它是生物包括微生物、植物和动物在其生产活动过程中所产生并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。抗生素的生产目前主要用微生物发酵法进行生物合成。很少数抗生素如氯霉素、磷霉素等亦可用化学合成法生产。此外还可将生物合成法制得的抗生素用化学或生化方法进行分子结构改造而制成各种衍生物称半合成抗生素如氨苄青霉素就是半合成青霉素的一种。二、抗生素的临床选择首先要掌握抗生素的抗菌谱各种抗生素都有不同的作用特点因此所选的药物的抗菌谱务必使其与所感染的微生物相适应否则就无的放矢既浪费钱财又延误病情。根据致病菌的敏感度选择抗生素如我院年月日至年月日的临床标本中分离出主要病原菌株其中肺炎克雷伯氏菌株硝酸盐阴性杆菌株大肠埃希氏菌株金黄色葡萄球菌株铜绿假单胞菌株阴沟肠杆菌株。其药敏试验情况:肺炎克雷伯氏菌对氨苄青霉素、氨曲南和羧苄青霉素耐药率较高分别为、和对氧氟沙星、泰能、舒普森敏感率最高均为其次是头孢哌酮和丁胺卡那敏感率均为金黄色葡萄球菌对交沙霉素、青霉素、复方新诺明、红霉素耐药率较高分别为对万古霉素敏感率为对丁胺卡那的敏感率为铜绿假单胞菌对西力欣、先锋霉素号耐药率均为其次对氯霉素、卡那霉素的耐药率分别为、对环丙沙星、舒普森的敏感率最高均为对丁胺卡那、头孢哌酮、复达欣的敏感率分别为、、三、抗生素的分类根据抗生素的生物学来源分类()放线菌产生的抗生素如链霉素、四环素、红霉素、庆大霉素和利福霉素等。在已发现的抗生素中由放线菌产生的抗生素占一半以上特别是链霉菌属产生的抗生素最多。()真菌产生的抗生素如青霉素、头孢菌素等。这些抗生素对病原菌杀菌浓度和抑菌浓度很接近所以效率高毒性低。()细菌产生的抗生素如多黏菌素、枯草菌素、短杆菌素等。()植物和动物产生的抗生素如蒜素和鱼素等。根据化学结构分类()β内酰胺类抗生素如青霉素类、头孢菌素类等。它们都含有一个四元内酰胺环这是在当前最受重视的一类抗生素。)氨基糖苷类抗生素如链霉素、庆大霉素等。在它们的结构中既含(有氨基糖苷也可以含有氨基环醇的结构。()大环内酯类抗生素如红霉素、螺旋霉素等。它们的结构中含有一个大环内酯作配糖体以糖苷键和个分子的糖相连。()四环类抗生素如四环素、金霉素和土霉素等。它们都是以四并苯为母核。()多肽类抗生素如多黏菌素、杆菌肽等。它们的结构含有多种氨基酸经肽键缩合成线状、环状或带侧链的环状多肽。()蒽环类抗生素如阿霉素、柔红霉素等。这一类主要是抗肿瘤类抗生素。()喹诺酮类抗生素如环丙沙星、诺氟沙星等。这一类抗生素均使用全合成法生产其抗菌活性强抗菌普广而且毒副作用小。四、抗生素生产工艺青霉素的生产历史最长工艺最成熟。故以其生产工艺为例作简要介绍。(一)工艺流程消沫剂冷冻干燥孢子琼脂斜面孢子米孢子种子罐发酵罐菌体丝综合利用补料(前体、氮源、碳源)过滤青霉素回收(二)工艺说明菌种青霉素的生产菌种按其在深层培养中菌丝的形态分为丝状菌和球状菌两种。丝状菌根据其孢子颜色又分为黄孢子丝状菌和绿孢子丝状菌。目前生产上采用产黄青霉菌的变种绿孢子丝状菌作为青霉素的生产菌种。培养基()碳源主要用以供给菌种生命活动所需的能量构成菌体细胞及代谢产物。常用碳源包括淀粉、葡萄糖和油脂类。()氮源主要用以构成菌体细胞物质(包括氨基酸、蛋白质、核酸)和含氮代谢物。有机氮源中包括黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉,玉米浆、蛋白胨、尿素、酵母粉等。无机氮源中包括氨水,硫酸铵、硝酸盐和磷酸氢二氨等。在含有机氮源的培养基中菌丝生长速度较快菌丝量也较多。()无机盐和微量元素抗生素产生菌和其他微生物一样在生长、繁殖和产生生物产品的过程中需要某些无机盐类和微量元素。如硫、磷、镁、铁、钾、钠、锌、铜、钴、锰等其浓度与菌种的生理活性有一定影响。因此应选择合适的配比和浓度。此外在发酵过程中可加入碳酸钙作为缓冲剂以调节pH。()前体前体是在产物的生物合成过程中被菌体直接用于产物合成而自身结构无显著改变的物质。前体除直接参与抗生素生物合成外在一定条件下还控制菌体合成抗生素的方向并增加抗生素的产量。如苯乙酸成苯乙酰胺可用作为青霉素发酵的前体。丙醇或丙酸可作为红毒素发酵的前体。此外有时还需要加入某种促进剂或抑制剂如在四环素发酵中加入M促进剂和抑制剂溴化钠以抑制金霉索的生物合成并增加四环素的产量。(三)工艺控制要点以青霉素的生产工艺为例来说明。青霉素发酵要特别注意严格操作防止污染杂菌。在接种前后、种子培养过程及发酵过程中应随时进行无菌检查以便及时发现染菌并在染菌后进行必要处理。用葡萄糖作为碳源必须控制其加入的浓度因为它易被菌氧化而产生阻遏作用。加糖主要控制残糖量加入量决定于耗糖速度、pH变化、菌丝量及培养液体积加糖率一般不大于h。严格控制培养基内前体的浓度除在基础培养基中加入以外应根据发酵过程中合成青霉素的需要加入其含量不应超过。否则对青霉素的生长会产生毒性。青霉素发酵的最适pH为左右。如果pH过高可以通过补糖、加油、加硫酸或无机氮源等方法调节如果pH过低可以采取加CaCO、加碱或加尿素、氨水等方法调节但应尽量避免超过。五、抗生素的提取常用的抗生素提取方法包括有溶媒萃取法、离子交换法和沉淀法等。()溶媒萃取法抗生素在不同pH条件下在水与溶媒中溶解度不同利用此原理就可调节pH的办法使抗生素从发酵滤液转移到有机溶媒中去以达到浓缩和提纯的目的。所选用的溶媒与水应是互不相溶同时溶媒在一定的pH下对于抗生素应有较大的溶解度和选择性。目前一些重要的抗生素如青霉素、红霉素和林可霉素等均采用此法进行提取。()离子交换法原理:利用抗生素能解离为阳离子或阴离子的特性使其与离子交换树脂进行交换将抗生素吸附在树脂上再以适当的条件将抗生素从树脂上洗脱下来以达到浓缩和提纯的目的。此法具有成本低、设备简单、操作方便已成为提取抗生素的重要方法之一。如链霉菌素、庆大霉素、卡那霉素、多粘菌素等均可采用离子交换法。此法在生产过程中PH变化较大不适用于稳定性较差的抗生素等。()其他提取方法如直接沉淀法就是提取抗生素的方法中最简单的一种。例如四环类抗生素的提取即可用此法。发酵液在用草酸酸化后加黄血盐、硫酸锌过滤后得滤液然后以脱色树脂脱色后直接将其PH调至等电点后使其游离碱折出。六、抗生素发展前景世纪年代以来抗生素工业飞速发展抗生素新品种不断出现。到目前为止已经用于临床的抗生素品种有多种。如果把半合成抗生素衍生物及其盐类计算在内估计不少于中。其中以青霉素类、头孢菌素类、四环素类、氨基糖苷类及大环内酯类为最常用。目前对抗生素的研究集中表现在以下几个方面:寻找新的抗生素新的抗生素的来源有从土壤中寻找产生新抗生素的菌种通过化学结构的改造应用遗传工程手段得到产抗生素菌等。应用遗传工程手段改造已知菌种将是今后新抗生素的重要来源之一例如:用内切酶将所需遗传基因切下设法重组到另一菌株的染色体上从而改变菌种的遗传学特性或将参与产生抗生素的质粒转人另一两株使其产生新的抗生素。解决耐药问题人们发现抗生素在反复用于治疗病菌感染时疗效会逐渐降低说明病菌会产生耐药性的突变菌株。如何防止和解决耐药菌的产生仍然是今后研究的课题。目前解决耐药途径有:(l)寻找新的抗生素寻找细菌还没有来得及形成抗药性的新化合物()研制抗生素钝化酶的抑制剂。例如棒酸就是最早发现的抗生索钝化酶抑制剂。参考文献:发酵工程刘东张学仁主编北京:高等教育出版社抗生素多学科研究入门M北京:人民卫生出版社,王大琛,陈陶声微生物工程M北京:化学工业出版社,徐浩工业微生物学基础及应用M北京:科学出版社,沈同,王镜岩生物化学M北京:高等教育出版社,陈玉辉,俞月琴抗菌药物临床应用新论M上海:同济大学出版社,

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