生物技术制药第七章 发酵工程技术
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发酵工程技术一、引言发酵工程技术是指利用微生物进行生物化学反应的技术,是现代生物工程领域中的重要分支之一。
随着人们对生命科学认识的不断深入,发酵工程技术在食品、医药、化工等领域的应用也越来越广泛。
本文将从发酵过程、微生物选育、发酵设备和控制等方面详细介绍发酵工程技术。
二、发酵过程发酵过程是指利用微生物进行代谢反应,产生有用产物的过程。
发酵过程一般包括以下几个步骤:1.微生物培养:选取适合的微生物菌株进行培养,使其达到最佳状态。
2.接种:将培养好的微生物菌株加入到合适的基质中。
3.发酵:在适宜的条件下进行反应,如温度、气体含量、pH值等。
4.收获:收集并处理有用产物。
三、微生物选育微生物选育是指通过筛选和改良微生物菌株,获得更优良的特性和功能的过程。
微生物选育可以通过以下几个方面来进行:1.筛选:从自然界中或已有菌株中筛选出具有所需特性的菌株。
2.改良:通过基因工程等手段对微生物进行改良,使其具有更优异的性能。
3.培育:对已筛选或改良好的微生物菌株进行培养和保存,以便后续使用。
四、发酵设备发酵设备是指用于进行发酵反应的设备。
发酵设备一般包括以下几个部分:1.发酵罐:用于容纳微生物和基质,并提供适宜的环境条件,如温度、气体含量、pH值等。
2.搅拌器:用于将微生物和基质充分混合,以加速反应速率。
3.通气系统:用于提供适宜的气体含量和流速,以保证反应过程中氧气充足。
4.控制系统:用于监测和控制反应过程中各项参数,如温度、pH值、搅拌速度等。
五、发酵控制发酵控制是指对发酵过程中各项参数进行监测和控制的过程。
发酵控制可以通过以下几个方面来进行:1.温度控制:保持适宜的温度,以保证微生物菌株处于最佳状态。
2.pH值控制:保持适宜的pH值,以维持反应环境的稳定。
3.气体含量控制:保持适宜的气体含量和流速,以保证反应过程中氧气充足。
4.搅拌速度控制:调节搅拌速度,以加速反应速率。
5.在线监测:通过在线监测各项参数,及时调整反应条件,以提高产物质量和产量。
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c DN A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, inclusi on 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。
第一章:绪论生物技术制药:采用现代生物技术,借助某些微生物、植物、动物生产药品。
生物技术药物一般来说,采用DNA重组技术或其他生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物。
生物技术:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程、蛋白质工程、抗体工程等。
基因工程是生物技术的核心和关键,是主导技术;细胞工程是生物技术的基础;酶工程是生物技术的条件;发酵工程是生物技术获得最终产品的手段。
生物技术:从广义角度来看,是人类对生物资源(包括微生物、植物、动物)的利用、改造并为人类服务的技术。
现代生物技术包括:⑴重组DNA技术⑵细胞和原生质体融合技术⑶酶和细胞的固定化技术⑷植物脱毒和快速繁殖技术⑸动物和植物细胞的大量培养技术⑹动物胚胎工程技术⑺现代微生物发酵技术⑻现代生物反应工程和分离工程技术⑼蛋白质工程技术⑽海洋生物技术现代生物技术的发展趋势主要体现在下列几个方面:①基因操作技术日新月异,不断完善。
②新技术、新方法一经产生便迅速地通过商业渠道出售专项技术,并在市场上加以应用。
③基因工程药物和疫苗的研究和开发突发猛进。
④新的生物治疗制剂的产业化前景十分光明,21世纪整个医药工业将面临全面的更新改造。
⑤转基因植物和动物取得重大突破⑥现代生物技术在农业上的广泛应用将给农业和畜牧业生产带来新的飞跃。
⑦阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能是当今生命科学发展的一个主流方向,⑧基因治疗取得重大进展,有可能革新整个疾病的预防和治疗领域。
⑨蛋白质工程是基因工程的发展,它将分子生物学、结构生物学、计算机技术结合起来,形成一门高度综合的学科。
⑩信息技术的飞跃发展渗透到生命科学领域中,形成形成引人注目、用途广泛的生物信息学。
新型生物反应器有:1.气升式生物反应器2.流化床式生物反应器3.固定床式生物反应器4.袋式或膜式生物反应器5.中空纤维生物反应器一、生物技术药物分类1.重组DNA技术制造的多肽、蛋白类药物2.基因药物,包括基因治疗药、基因疫苗、反义药物、核酶3.来自动、植物、微生物的天然药物4.合成与半合成的生物药物按照医学用途分类:1.治疗药物,治疗疾病是生物药物的主要功能。