链霉素发酵提取工艺
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项目名称:链霉素的生产编制人:编制时间:2012/10/23总页数:文件编码:JL-SXBG-2012-微生物药物的生产-链霉素的生产一、链霉素的概述链霉素的化学结构式定义基本解释:一种抗生的有机碱C21H39N7O12 ,是由土壤放线菌( Streptomyces griseus )产生的,能有效地抵抗许多细菌,主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。
详细解释:抗菌素的一种。
白色粉末,有苦味,对结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等有抑制作用。
简介链霉素是一种从灰链霉菌的培养液中提取的抗菌素。
属于氨基糖甙碱性化合物,它与结核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合,起到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用,从而杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。
由于链霉素肌肉注射的疼痛反应比较小,适宜临床使用,只要应用对象选择得当,剂量又比较合适,大部分病人可以长期注射(一般2个月左右)。
所以,应用数十年来它仍是抗结核治疗中的主要用药;链霉素由灰色链霉菌发酵生产。
双氢链霉素可由湿链霉菌产生,但通常以半合成方法生产;由灰色链霉菌产生的广谱抗生素,分子由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺组成;链霉素分子中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后,就成为双氢链霉素,其抗菌效能与链霉素大致相同,但对听觉神经的毒性比链霉素大。
药理作用链霉素是一种氨基糖苷类药,经主动转运通过细菌细胞膜,与细菌核糖体30S亚单位的特殊受体蛋白结合,干扰信息核糖核酸与30S亚单位间起始复合物的形成,抑制蛋白合成。
使DNA发生错读,导致无功能蛋白质的合成;使多聚核糖体分裂而失去合成蛋白的功能,使大量氨基糖苷类进入菌体,细菌细胞膜断裂,细胞死亡。
作用机理链霉素和其他的氨基糖苷类药物一样是通过干扰细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用的。
链霉素结合了细菌核糖体的30S亚基上的16SrRNA,干扰formyl-methionyl-tRNA与30SrRNA的连接,阻断细菌蛋白质的合成。
1
链霉素生产流程
链霉素生产流程:
1.菌种培养:培养灰链霉菌,收获孢子
2.发酵培养:孢子接种于发酵罐,进行液体发酵
3.提取精制:发酵液经过过滤、萃取、离子交换等步骤提纯
4.质量检测:对链霉素成品进行含量、纯度等指标测定
5.成品包装:检验合格的链霉素进行分装、标签、入库
(微生物实验室)→(孢子培养基)→(发酵罐)→(提取设备/精制单元)→(质检实验室)→(高效液相色谱仪等)→(包装车间)→(分装机/标签机)→(仓库)
注:箭头表示流程走向,括号内为对应环节涉及的主体或设备。
1。
链霉素的生产工艺1. 引言链霉素是一种广泛应用于临床的抗菌药物,具有广谱的杀菌作用,特别对革兰氏阳性细菌具有较强的抑制作用。
链霉素的生产工艺是一个复杂的过程,涉及到选材、培养、分离提取、精制等多个步骤。
本文将详细介绍链霉素的生产工艺。
2. 选材链霉素的生产一般选用链霉菌(Streptomyces sp.)作为生物发酵的菌种。
选材时,需要从自然环境中筛选出链霉菌,通过生化和遗传性状鉴定确定其属于链霉菌属。
在选择菌种时,需要考虑菌株的抗性、生长速度、产量等因素。
3. 培养链霉菌的培养过程一般包括前处理、发酵、产霉和分离等步骤。
3.1 前处理前处理的目的是为了提高菌种的活力和发酵能力。
首先,将菌种预培养于适宜的培养基中,培养时间为24-48小时。
然后,将菌种转移到发酵培养基中,再次培养24-48小时,使菌种适应发酵培养条件。
3.2 发酵发酵是链霉菌生产链霉素的关键步骤。
发酵培养基的组成对链霉素的产量和质量有着重要影响。
发酵培养基一般包括碳源、氮源、矿质盐和调节剂等成分。
发酵过程一般分为两个阶段:生长期和产霉期。
生长期主要是链霉菌的生长和繁殖,产霉期主要是链霉菌产生链霉素的阶段。
发酵过程需要控制温度、pH、氧气供应等条件,以保证菌体的生长和链霉素的产量。
3.3 产霉产霉是指在发酵完成后,将产生链霉素的链霉菌和发酵液分离的过程。
产霉一般通过离心、过滤、提取等方法实现。
离心可以将链霉菌从发酵液中分离出来,过滤则可去除菌体,提取则能将链霉素从菌体中提取出来。
4. 分离提取分离提取是将链霉素从发酵液中纯化的过程。
分离提取一般包括固液分离、溶剂提取、浓缩纯化等步骤。
固液分离通过离心或过滤将发酵液中的固体菌体分离出来。
溶剂提取是利用溶剂对发酵液进行提取,一般采用醇类、酮类、醚类等有机溶剂。
浓缩纯化是将溶剂提取得到的链霉素溶液通过浓缩器等设备进行浓缩和纯化,以获得链霉素的纯品。
5. 精制链霉素的精制是指对链霉素进行进一步纯化和提升质量的过程。
项目名称:链霉素的生产编制人:编制时间:2012/10/23总页数:文件编码:JL-SXBG-2012-微生物药物的生产-链霉素的生产一、链霉素的概述链霉素的化学结构式定义基本解释:一种抗生的有机碱C21H39N7O12 ,是由土壤放线菌( Streptomyces griseus )产生的,能有效地抵抗许多细菌,主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。
详细解释:抗菌素的一种。
白色粉末,有苦味,对结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等有抑制作用。
简介链霉素是一种从灰链霉菌的培养液中提取的抗菌素。
属于氨基糖甙碱性化合物,它与结核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合,起到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用,从而杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。
由于链霉素肌肉注射的疼痛反应比较小,适宜临床使用,只要应用对象选择得当,剂量又比较合适,大部分病人可以长期注射(一般2个月左右)。
所以,应用数十年来它仍是抗结核治疗中的主要用药;链霉素由灰色链霉菌发酵生产。
双氢链霉素可由湿链霉菌产生,但通常以半合成方法生产;由灰色链霉菌产生的广谱抗生素,分子由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺组成;链霉素分子中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后,就成为双氢链霉素,其抗菌效能与链霉素大致相同,但对听觉神经的毒性比链霉素大。
药理作用链霉素是一种氨基糖苷类药,经主动转运通过细菌细胞膜,与细菌核糖体30S亚单位的特殊受体蛋白结合,干扰信息核糖核酸与30S亚单位间起始复合物的形成,抑制蛋白合成。
使DNA发生错读,导致无功能蛋白质的合成;使多聚核糖体分裂而失去合成蛋白的功能,使大量氨基糖苷类进入菌体,细菌细胞膜断裂,细胞死亡。
作用机理链霉素和其他的氨基糖苷类药物一样是通过干扰细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用的。
链霉素结合了细菌核糖体的30S亚基上的16SrRNA,干扰formyl-methionyl-tRNA与30SrRNA的连接,阻断细菌蛋白质的合成。
发酵工厂工艺课程设计题目:5000t链霉素生产工艺设计课程名称:发酵工厂工艺设计概论学院:药学与生物工程学院班级: 112100101学号: 20姓名:指导老师:二零一五年五月目录1前言 (4)2设计任务书 (5)2.1本课程设计的性质、目的 (5)2.2本课程任务: (5)2.3基本要求: (5)2.4 基础数据: (5)2.5设计内容: (6)2.6参考数据及公式 (6)3厂址选择 (7)3.1厂址选择主要考虑的几个因素 (7)3.2厂址的最终选择 (7)3.3厂址卫星图 (8)4工厂总平面设计 (8)4.1工厂的平面设计图见附表: (8)5工艺流程简图及说明论证 (8)5.1发酵工艺 (8)5.1.1斜面孢子培养 (8)5.1.2 摇瓶种子培养 (9)5.1.3 种子罐扩大培养 (9)5.2 链霉素发酵条件及中间控制 (9)5.2.1溶氧的影响及控制 (9)5.2.2 温度 (10)5.2.3 pH值 (11)5.3 提取工艺 (11)5.4工艺流程简图如下: (12)6工艺计算 (13)6.1物料衡算 (13)6.2热量衡算 (14)6.2.1.对于生产1000kg链霉素产品,利用直接蒸汽混合加热,蒸汽消耗量为: (14)6.2.2.发酵罐空罐灭菌时的蒸汽消耗量估算: (15)6.2.3.发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽消耗量估算: (15)6.3耗水量的计算 (16)7发酵车间设备的选型计算 (17)7.1发酵罐的设计 (17)7.1.1发酵罐的选型及尺寸 (17)7.2设备结构的工艺设计 (18)7.2.1 空气分布器 (18)7.2.2 挡板 (18)7.2.3搅拌器设计 (18)7.2.4电机设计及轴功率的计算 (19)7.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计 (20)7.2.6 PH测定 (22)7.2.7消泡 (22)7.2.8观察窗口 (22)7.2.9液面高度显示管安装 (22)7.2.10封头连接方式 (23)7.2.11密封方式 (23)8对本设计的评述 (23)9个人心得 (24)10参考文献 (24)1前言链霉素(Streptomycin)是瓦克斯曼(Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉菌(Streptomyces,griseus)培养液中分离出来的一种碱性抗生素。
链霉素生产工艺流程
链霉素是一种广谱抗生素,常用于治疗病原微生物引起的感染。
下面是链霉素生产工艺流程的简介。
链霉素的生产一般分为三个主要步骤:发酵、提取和纯化。
1. 发酵:链霉素通过链霉菌(Streptomyces erythreus)进行发
酵生产。
首先,从链霉菌菌种中选取适合的菌株,然后进行接种培养。
接种后的菌株放入适当的培养基中,如含有糖、氮源和无机盐的培养基。
培养过程中需要控制温度、气体供应、
pH值等条件,以促进菌株的生长和代谢产物的产生。
链霉菌
在培养基中生长时,产生链霉素,并分泌到培养液中。
2. 提取:发酵液中的链霉素无法直接使用,需要经过提取步骤进行纯化。
首先,培养液通过离心或过滤等方式分离出菌体。
然后,将菌体与溶剂如甲醇或乙酸乙酯混合,使链霉素从菌体中溶解。
混合溶液经过过滤或离心等步骤,分离出链霉素溶液。
此外,还可以采用萃取、萃余、结晶、蒸馏等方法进一步提取链霉素。
3. 纯化:提取得到的链霉素溶液中还可能含有其他杂质,需要进行纯化步骤。
常用的纯化方法包括流动相色谱、逆流色谱和凝胶过滤等。
色谱法可以根据链霉素与其他成分在流动相中的差异,通过分离和选择性吸附来提高链霉素的纯度。
凝胶过滤可以去除较大分子量的杂质,使得链霉素更加纯净。
纯化后的链霉素通过蒸发浓缩或结晶法得到固体链霉素。
总结起来,链霉菌通过发酵生产链霉素,然后通过提取和纯化步骤得到纯净的链霉素。
这个工艺流程不仅可以应用于链霉素的大规模工业生产,也可以在实验室中进行链霉素的小规模制备。
链霉素的生产灰色链霉菌的扩大培养与保藏种子扩大培养:简称种子扩培.是发酵工程的一个组成部分,其实指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。
种子扩培所得的纯种培养物称为种子。
种子扩培的一般过程:斜面菌种 → 一级种子培养(摇瓶) → 二级种子培养(种子罐) → 发酵● 种子应具备要求● 总量及浓度能满足要求。
● 生理状况稳定,个体与群体区隔明显。
● 活力强,移种发酵后,能够迅速生长。
无杂菌污染。
● 种子扩培的目的● 接种量的需要。
● 菌种的训化。
缩短发酵时间,保证生产水平。
种子的制备工艺实验室种子制备阶段:1琼脂斜面 2 固体培养基扩大培养 3摇瓶液体培养生产种子制备阶段:种子罐扩大培养斜面孢子培养● 将砂土管(或冷冻管)保持的链霉菌孢子接种到斜面培养基,于27℃下培养7天。
摇瓶种子培养 待斜面长满孢子后,制成悬浮液接入装有培养基的摇瓶中,于27℃下培养45-48小时,待菌丝生长旺盛。
链霉素的生产灰色链霉菌的扩大培养与保藏 链霉素的发酵与过程监控 链霉素的分离与效价测定种子罐扩大培养取若干个摇瓶,合并其中的培养液将其接种10%于种子罐内已灭菌的培养基,通入无菌空气搅拌,在罐温27℃下培养62-63小时,然后接入发酵罐内已灭菌的培养基中,通入无菌空气,搅拌培养,在罐温27℃下,发酵约7-8天。
幻灯片8斜面孢子培养:将砂土管(或冷冻管)菌种接种到斜面培养基上,经培养后即得原始斜面。
斜面培养基:可溶性淀粉20g,硝酸钾1g,氯化钠0.5g,磷酸氢二钾0.5g,硫酸镁0.5g,硫酸亚镁0.01g,琼脂20g,水1000毫升,PH7.2-7.4(配置时注意,可溶性淀粉要先用冷水调匀后再加入到以上培养基中)配制:按配方称量药品,加热搅拌至琼脂完全熔化,补水至1000ml。
趁热分装于18ml*180ml 试管,斜面以8ml为宜。
链霉素的生产工艺首先是发酵。
链霉菌属微生物培养在培养基中,通过控制温度、酸碱度和氧气供应等条件,使其进行代谢产生链霉素。
培养基的成分一般包括碳源和氮源,如葡萄糖、玉米浆等作为碳源,酵母膏、大豆粉等作为氮源。
培养基中还需添加适量的矿物盐和微量元素,以满足微生物的生长和代谢需求。
其次是分离。
经过一定时间的培养后,链霉菌属微生物产生的链霉素溶于培养基中。
通过离心、过滤等方法将微生物菌丝、细胞等固体物质与链霉素分离开来。
最后是纯化。
分离得到的链霉素溶液中还存在着其他杂质,如蛋白质、碳水化合物等。
通过醋酸乙酯萃取、硅胶柱层析、逆流色谱等方法,去除杂质,得到纯度较高的链霉素。
最后将链霉素经过结晶、干燥等工艺处理,得到成品链霉素。
总的来说,链霉素的生产工艺包括发酵、分离和纯化三个步骤,通过控制培养条件,分离和纯化链霉素,从而得到高纯度的链霉素成品。
这些工艺步骤的合理运用可以提高链霉素的产量和质量,满足药物生产的需要。
链霉素是一种非常重要的广谱抗生素,具有广泛的抗菌活性,对许多细菌和一些真菌具有杀菌作用。
因此,链霉素在临床上被广泛应用于治疗各种感染性疾病。
对于大多数人类的细菌感染,链霉素都具有广泛的杀菌作用。
因此,链霉素的生产工艺显得尤为重要。
链霉素的发酵工艺是链霉素生产过程的核心环节。
在发酵中,链霉菌属微生物在合适的培养基和发酵条件下进行生长和代谢,产生链霉素。
培养基的配方和发酵条件的控制对链霉素的产量和质量起着决定性的作用。
其主要目的是为了提供微生物生长和代谢所需的营养物质、促进微生物生长,并通过合适的条件使得微生物生产所需的产品。
在链霉菌生长的过程中,需要提供适当的防腐剂,并严格控制发酵过程中的温度、pH值和氧气供应等参数,以维持微生物的生长和代谢活动。
此外,为了提高链霉素的产量,还需要不断优化培养基的成分和发酵过程的操作条件。
分离和纯化是链霉素生产工艺中的另外两个重要环节。
分离包括从发酵液中将链霉素与微生物、培养基中的残余物等分离开来,使得链霉素获得初步纯化。
生物制药工程系毕业实习调研报告姓名:专业:班级:学号:指导老师:完成时间:目录链霉素的发酵工艺过程1、制备流程图 (1)2、链霉素详细过程 (2)3、链霉素制备注意事项 (8)4、参考文献 (8)链霉素的发酵工艺过程发酵工艺流程图:摘要:链霉菌在生产抗生素方面的特殊作用使它成为放线菌中遗传育种的核心,近年来的进展主要在于原生质体融合、脂质体的使用、质粒及其它载体的发现和克隆技术工业应用。
本文综述了链霉素生物合成途径、代谢调节机制、链霉素发酵的代谢调控育种及其进展。
关键词:链霉素;发酵;代谢调控链霉素是1944年从灰色链霉菌培养液中分离出来的一种碱性抗生素,我国于1958年以来大量生产,目前已形成了相当大的生产规模与能力。
传统工艺:链霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法。
目前国内外多采用离子交换法提取链霉素,其工艺流程如图:链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺组成的三糖苷,属于氨基糖苷类抗生素。
链霉胍是在l,3-位置上带有2个孤基的l,3-去氧青蟹肌醇,去掉2个脒基后称为链霉胺。
链霉糖是带有支链的5’-脱氧五碳糖,在第3碳上有一个醛基。
N-甲基-L-葡萄糖胺是在第2碳上的-NH2被甲基化(-CH3NH)的L-葡萄糖胺。
这三糖连接的糖苷键都是α型的糖苷键。
链霉素发酵工业延续至今已有相当长的历史,和其它抗生素生产过程一样,它的菌体生长,产物形成等所涉及的一系列时刻变化着的生物化学和质量、能量传递过[1]使链霉素发酵表现出相当程度的不确定性。
同时又由于反应机理复杂,无合适的模型用以描述过程,使人们在其发酵操作上依赖经验甚于理论。
这给链霉素生产水平的提高带来了一定的困难,但同时又给基于理论分析提高生产提供了可能。
1 链霉素生物合成的途径及代谢调节机制1.1 链霉素的生物合成途径由D-葡萄糖和NH3合成链霉素的大致途径如图1所示[2]从图l可看出,每生成1个链霉素分子都需消耗3个葡萄糖分子、7个HN3分子、2个CO2分子和l个甲硫氨酸分子。
链霉素发酵提取应用的膜分离工艺
链霉素是从灰色链霉菌培养液中分离出来的一种碱性抗生素,我国自从大量生产以来,目前已形成了相当大的生产规模与能力。
链霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法。
这些传统工艺总收率不高,链霉素浓度低,各种杂质如色素、金属离子等含量较高,造成下游工艺处理困难,产品纯度不高。
膜法工艺取代链霉素生产中的薄膜蒸发工艺,使这一问题得到了很好的解决。
膜分离是一种无相变的纯物理手段,能在任何膜能承受的温度下对料液进行分子水平的分离。
清洁,环保,占地少,另外它的一大优势是运行成本低,去除一吨水的成本比普通的三效蒸发器低,有效地控制产品,提高了产品的质量。
链霉素是一种氨基葡萄糖型抗生素。
链霉素是由土壤放线菌产生的。
能有效的抵抗许多细菌,主要用其治疗结核病,鼠疫,百日咳,细菌性痢疾,泌尿系统感染等其他传染病,链霉素也是一种从灰链霉素的培养液中提取的抗菌素,属于氨基糖甙碱式化合物。
目前多用离子交换树脂法提取链霉素,其优势有需要的原辅料少且易得,可在易于控制的条件下进行,设备条件要求低,收益佳,经济效益好。
使用膜分离技术代替传统分离纯化技术,可简化抗生素生产工艺流程,具有节约有机溶媒、减少提取过程中目的产物的降解、提高产品收率、减轻环境污染等优点。
目前,膜分离技术在链霉素的提炼工艺上主要用于发酵液澄清、产品浓缩和去除内毒素3个方面。
链霉菌感受态制备
链霉菌感受态制备是指培养链霉菌( Streptomyces)细菌以产生其次级代谢产物。
次级代谢产物是链霉菌细菌在特定条件下产生的化合物,这些化合物对医药、农业和工业等领域有着重要的应用。
以下是一般的链霉菌感受态制备步骤:
1.链霉菌培养:
•选取合适的菌株:选择具有产生特定次级代谢产物潜力的链霉菌菌株。
•培养基准备:准备适宜的培养基,其中包括合适的碳源、氮源、微量元素和其他必要的营养物质。
2.发酵过程:
•接种培养基:将链霉菌接种到培养基中,培养并进行前期发酵过程。
•调控培养条件:控制发酵过程中的环境因素,如温度、pH、氧气供应和搅拌速度等。
这些条件会影响细菌的生长和次级代谢产物的生成。
•感受态诱导:在特定的生长阶段,通过改变培养条件( 如添加特定的诱导剂或改变营养物质含量)来诱导链霉菌产生次级代谢产物。
3.次级代谢产物提取和分离:
•菌体分离:通过离心或过滤等方法分离菌体。
•次级代谢产物提取:利用化学方法或生物技术手段从菌体培养物中提取次级代谢产物。
•分离纯化:通过色谱、层析等技术对提取的混合物进行分离和纯化,得到目标产物。
4.评估和应用:
•活性评估:对获得的次级代谢产物进行活性评估和检测,确定其可能的生物学活性和潜在应用价值。
•应用研究:将获得的活性物质进行进一步研究,包括药理学、医药化学、生物学等方面,以确定其在医学、农业、工业等领域的应用潜力。
链霉菌感受态制备是一个复杂的过程,需要仔细设计实验条件和严格控制培养环境,以获得理想的次级代谢产物。
同时,对产物的提取、分离和评估也需要具备专业的技术和设备。
aa。