微生物 第九章 微生物的药学应用2
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第一节微生物发酵制药一、微生物发酵的概念及分类(一)微生物发酵的概念所谓发酵( fermentation)原来是指在厌氧条件下酵母菌分解碳水化合物释放能量以及得到产物的过程。
随着科学技术的进步,尤其是分子生物学的发展,赋予了发酵新的更广泛的内涵,即发酵是借助于生物细胞(含动、植物细胞和微生物)在有氧或无氧条件下进行生命活动来制备产物的所有过程。
微生物发酵就是利用微生物生命活动产生的酶对各种原料进行酶加工以获得所需产品的过程。
它已成为一门工程学科,其利用的细胞一般都经过人工改造,然后再通过控制培养条件使其最大限度地生产目的产物。
(二)微生物发酵的类型由于微生物代谢类型的多样化,不同的微生物对同一物质进行发酵或用同一种微生物在不同的条件下进行发酵,可以获得不同的产物。
因此,发酵的类型也多种多样。
常见的微生物发酵类型有几种工业生产中常将发酵类型结合使用,如液体深层发酵、需氧浅层发酵。
二、微生物发酵制药的基本流程微生物的发酵技术一般分为上游技术、中游技术和下游技术二个阶段。
上游技术是指发酵生产用菌种的选育;中游技术是指微生物在适宜条件下的培养过程,即发酵阶段;下游技术是指从发酵培养液中分离、提取、精制加工有关产品的过程,即提取阶段。
2.微生物发酵培养的方法现代发酵工业上常用的培养方法有分批发酵法、连续发酵法、补料分批发酵法和固定化细胞发酵法。
3,发酵工艺控制微生物发酵生产的水平最基本的是取决于生产菌种的性能,而优良菌种还需要有最佳的环境条件即发酵工艺加以配合,使其处于最佳的产物合成状态,才能取得优质高产的效果。
(l)无菌操作:发酵过程中发生杂菌污染影响产品生成量,因此,在移种、取样等过程中应进行严格的无菌操作。
(2)营养物质:发酵中微生物所需要的营养必须充足。
因此,应定时抽取发酵液对其营养物质进行监测,及时添加或调整各种营养物质,确保微生物细胞的快速生长及代谢活动。
(3)溶解氧:氧气的供给往往是需氧深层发酵能否成功的重要限制因素。
微生物转化在药学中的应用微生物转化是指利用微生物产生的酶或细胞对化合物进行化学反应的过程。
这种技术在药学领域中具有广泛的应用价值,为药物研发、生产和应用带来了新的机遇和挑战。
本文将介绍微生物转化在药学中的应用领域,并举例说明其在制药工业中的重要性。
微生物转化在抗生素生产中发挥着重要作用。
例如,链霉素、红霉素等抗生素的生产都需要通过微生物转化来实现。
通过将微生物中的酶和抗生素分子结合,可以改变抗生素的化学结构,从而提高其药效和稳定性。
药物代谢研究是药物开发过程中至关重要的一环。
微生物转化可以为药物代谢研究提供有效的工具。
例如,通过将药物分子与微生物细胞或酶共培养,可以模拟药物在人体内的代谢过程,为药物疗效和不良反应的研究提供依据。
微生物转化还可以应用于活性先导化合物的发现。
通过将微生物细胞或酶与大量化合物共培养,可以筛选出能够被微生物转化成具有药效的化合物,从而发现新的药物候选。
微生物转化可以大大提高药物生产效率。
例如,利用微生物发酵生产抗生素,可以在短时间内实现大量生产,而且成本相对较低。
这不仅可以降低药品价格,还可以为制药企业带来更大的经济效益。
微生物转化在制药工业中的应用还可以降低生产成本。
例如,通过微生物转化技术,可以将一些价格昂贵的药物中间体转化为价格更为低廉的化合物。
这样可以降低药品生产成本,使更多人能够享受到高质量的医疗服务。
微生物转化还可以创新药物研发模式。
传统的药物研发模式通常需要投入大量的人力和物力资源,而且研发周期较长。
而利用微生物转化技术,可以通过大规模筛选寻找新的药物候选,并利用微生物细胞或酶进行药物代谢研究,这样不仅可以缩短药物研发周期,还可以降低研发成本。
微生物转化在制药工业中的另一个重要性是解决药物生产中的环境问题。
传统的药物生产过程往往会产生大量的废气、废水和废渣,对环境造成严重污染。
而利用微生物转化技术生产药物可以大大减少废物的产生,从而降低对环境的污染。
微生物转化在药学中具有广泛的应用前景和重要性。