1、生物工程教研室生物工程教研室刘静霆刘静霆第四章第四章 微生物药物微生物药物制造工艺制造工艺生物工程教研室生物工程教研室刘静霆刘静霆 一一. . 微生物药物的定义和发展微生物药物的定义和发展 1.1.定义（定义（Microbial MedicinesMicrobial Medicines）：）：微生物在其生命活动过程中产生的生理微生物在其生命活动过程中产生的生理活性物质及其衍生物，活性物质及其衍生物，包括抗生素，酶包括抗生素，酶抑制剂，免疫调节剂等一类化学物质的抑制剂，免疫调节剂等一类化学物质的总称，是人类控制感染等疾病，保障身总称，是人类控制感染等疾病，保障身体健康，以及用来防治动、植物病害的
2、体健康，以及用来防治动、植物病害的重要化疗药物。重要化疗药物。19471947年年19481948年年19501950年年19521952年年19531953年年 二二. .微生物药物的分微生物药物的分类类。生物来源生物来源 化学结构化学结构 作用对象作用对象 作用机制作用机制 根据根据作用机制作用机制分类分类-胡萝卜素 酮基合成酶酮基合成酶(KS)(KS)、酰基转移酶（、酰基转移酶（ATAT）、脱氢）、脱氢酶（酶（DHDH）、烯酰还原酶（）、烯酰还原酶（ERER）、酮基还原酶）、酮基还原酶（KRKR）和酰基载体蛋白（）和酰基载体蛋白（ACPACP）等功能域）等功能域 a 青霉烷青霉烷* b
3、青霉烯青霉烯 c 头孢烷头孢烷 d 头孢烯头孢烯* e单环单环-内酰胺内酰胺 f 碳青霉烷碳青霉烷* g 碳青霉烯碳青霉烯* h 碳头孢烷碳头孢烷 I 碳头孢烯碳头孢烯 j 氧青霉烷氧青霉烷* k 氧青霉烯氧青霉烯 l 氧头孢烷氧头孢烷 m 氧头孢烯氧头孢烯 *天然产物天然产物CNHCHCHCOOCNCHCH3CH3COOHSSite of penicillinase action.Breakage of the - lactam ring.STRUCTURE OF PENICILLIN产黄青霉菌产黄青霉菌( (p581胍基胍基pK 11.5甲氨基甲氨基pK 7.7冷冻管冷冻管母斜母斜斜面孢子
4、斜面孢子孢子培养孢子培养27,67d一级种子罐一级种子罐二级种子罐二级种子罐发酵罐发酵罐放罐放罐提取提取摇瓶培养摇瓶培养种子培养种子培养种子培种子培养养发酵发酵28.5,pH=6.57.3接种量为接种量为10%最后接种最后接种为为20%发酵液发酵液酸化处理酸化处理 12倍水稀释，草酸酸化倍水稀释，草酸酸化pH2.83.2,加热加热 70 75 酸化液酸化液过滤或离心过滤或离心板框过滤板框过滤离心分离离心分离酸化滤洗液酸化滤洗液中和中和冷却至冷却至15以下，以下，10NaOH中和中和pH6.77.2中和滤液中和滤液一次离子交换一次离子交换110-Na型树脂吸附型树脂吸附（20万万U/ml）饱和树
5、脂饱和树脂一次洗脱一次洗脱 水洗至澄清，水洗至澄清，56H2SO4洗脱洗脱一次洗脱液一次洗脱液二次离子交换二次离子交换NaOH中和后中和后401树脂树脂 吸附（吸附（10万万U/ml）蒸发浓缩液蒸发浓缩液脱色、无菌过滤、喷雾干燥脱色、无菌过滤、喷雾干燥 先用无盐水挤压，再以先用无盐水挤压，再以8% H2SO4单罐洗脱单罐洗脱34次次精制精制NaOH中和中和,114-H型、型、 330-OH型树脂精制型树脂精制精制液精制液活性碳脱色活性碳脱色 pH4.35.0,0.2%3%活性碳，透光度活性碳，透光度90%以上以上精脱液精脱液薄膜浓缩薄膜浓缩35/-0.00266mPa（24万万36万万U/ml
6、）饱和树脂饱和树脂二次洗脱二次洗脱二次洗脱液二次洗脱液硫酸链霉素硫酸链霉素成品成品（一）、概述：（一）、概述： 结构特点：以大环内酯为母体结构特点：以大环内酯为母体1 1、菌种、菌种 红色链霉菌红色链霉菌 多组分多组分 主要有效组分主要有效组分-红霉素红霉素A A 其他成分其他成分-红霉素红霉素B B、C C、E E冷冻管冷冻管母斜母斜孢子培养液孢子培养液孢子培养孢子培养37,710d,避光避光一级种子罐一级种子罐繁殖罐繁殖罐发酵罐发酵罐放罐放罐提取提取微孔接种微孔接种种子培养种子培养种子培种子培养养发酵发酵31,pH=6.67.2， 67d33，40h35,65h37,79d,避光避光发酵液
7、发酵液预处理，过滤预处理，过滤0.1%甲醛，甲醛，3%ZnSO4NaOH 调pH7.88.2滤洗液滤洗液树脂吸附树脂吸附CAD-40树脂吸附，浓度树脂吸附，浓度3.5万万U/ml 流速流速1/25(V/V.min)饱和树脂饱和树脂树脂洗涤树脂洗涤40洗涤，氨水洗涤，氨水pH10洗涤后的洗涤后的饱和树脂饱和树脂树脂解吸树脂解吸丁酯用丁酯用2%氨水混合，丁酯用量氨水混合，丁酯用量1:0.51,流速流速1/130(V/V.min)丁酯洗脱液丁酯洗脱液提取分离提取分离pH4.75.2醋酸缓冲液醋酸缓冲液酸性缓冲液酸性缓冲液结晶、分离结晶、分离碱化碱化pH9.810加热加热3840湿晶体湿晶体干燥干燥制
8、颗粒，干燥制颗粒，干燥 (7880 /740mmHg)红霉素红霉素碱成品碱成品（一）、概述（一）、概述结构上都含有四并苯母核结构上都含有四并苯母核 砂土管砂土管麸皮琼麸皮琼脂斜面脂斜面孢子孢子菌悬液菌悬液孢子培养孢子培养36,45d接种接种种子罐种子罐发酵罐发酵罐放罐放罐发酵发酵2931,pH5.86.8，79d提取提取30-32,2427h接种接种种子培养种子培养发酵液发酵液酸化过滤酸化过滤草酸调草酸调pH1.71.8, ZnSO40.25%黄血盐黄血盐0.2%,硼砂硼砂0.2%压滤，压滤，滤渣用滤渣用0.3%草酸水顶洗草酸水顶洗滤洗液滤洗液粗品结晶粗品结晶用氨水调用氨水调pH4.8板框过滤
9、用水顶洗板框过滤用水顶洗粗制粗制游离碱游离碱溶解溶解加加1:15丁醇，加丁醇，加HCl调调pH22.5,板框过滤板框过滤丁醇丁醇萃取液萃取液连续结晶连续结晶用氨水用氨水(含含2%Na2SO3和和尿素尿素)调调pH4.8,5下搅拌下搅拌2h结晶液结晶液分离洗涤分离洗涤甩滤分离，水甩滤分离，水淋洗后再甩干淋洗后再甩干湿四环湿四环素碱素碱气流干燥气流干燥进风进风120130出风出风7080粗制粗制游离碱游离碱尿素复盐结晶尿素复盐结晶加水，加加水，加尿素尿素，加，加HCl溶解溶解 氨水调氨水调pH4.6,过滤过滤尿素复尿素复盐结晶盐结晶溶解溶解加加1:10(W/V)丁醇，加丁醇，加1:0.27(W/V)HCl溶解过滤溶解过滤丁醇丁醇萃取液萃取液结晶结晶加热至加热至36，保温保温1h,搅拌搅拌5h结晶液结晶液分离洗涤分离洗涤过滤分离，过滤分离，2倍量丙酮洗涤倍量丙酮洗涤湿晶体湿晶体固定床气流干燥固定床气流干燥粉层温度粉层温度60,60目过筛目过筛四环素盐酸盐成品四环素盐酸盐成品Thank YouThank You！
