兽医生物制品学第六章生物制品生产的主要设备及废弃课件

兽医生物制品学

(VeterinaryBiologicology)

第六章生物制品生产的主要设备

及废弃物处理设备第一节灭菌与净化设备一、高压蒸汽灭菌器高压蒸汽灭菌的原理：高压蒸汽灭菌是利用热蒸汽穿透细胞使其蛋白质等物质变性而起到灭菌的作用的。水煮开后，压力与温度成正比，加快提高了灭菌效果；一般培养基灭菌温度是121.3℃，15-30分钟，含糖培养基一般为110℃灭菌。影响其灭菌效果的因素及注意事项有：1、水位：加水到隔板处，检查设备仪表，密封圈。2、排出高压锅的冷空气，冷空气是否排尽是影响其灭菌效果的重要因素：一般开始就开放气阀，等热气不断冒出5min时，关闭放气阀。

3、待灭菌物品摆放是否过于紧密（影响蒸汽的穿透，待灭菌物品需要装入容器时，如培养基，塞子要有透气效果，如棉球，不能密封）；

4、灭菌温度和压力是否达到要求；灭菌温度和时间：不同物品，用不同的温度和时间。5、压力蒸汽是否维持在要求范围内（自动控温的灭菌器可以自动维持在设定温度，手动的则需要认真操作，温度过低，灭菌效果不好，温度过高，营养成分损失严重）；6、灭菌结束后，压力到零时，开盖取物（不及时用锅内物品，也要开放气阀，防止压力表损坏）。二、干热灭菌器

干热灭菌器原理：干热灭菌法是用热空气进行灭菌。采用温度在160-170℃2个小时，达到灭菌效果。干热灭菌均电加热，自动控温，温度调节范围在室温至400℃，温差±l℃。日前，普通电热干燥箱都带有电热鼓风数显控温、超温报警及漏电保护装置，外壳喷塑，内胆采用耐腐蚀、易清洗的不锈钢板制造。一般于热灭菌多按160-170℃2h的规定进行；干热灭菌效果的因素及注意事项有：

1、仅供耐热物品的灭菌，适用于在160--170℃高温中灭菌不变质的物品，如玻璃瓶、注射器、试管、吸管、培养皿和离心管等。不能灭菌培养基以及塑料制品。

2、常用的温度和时间规定为160-170℃1-2h。洁净的器械在160℃高温中1h干热可以灭菌，但若器械上有油脂，则需160℃4h才能灭菌。高于180℃包扎器皿的棉花和纸张容易焦化。

3、灭菌前，玻璃瓶和各种玻璃器皿灭菌前必须洗涤干净、完全干燥，以免破裂。各种灭菌物品必须做好包扎，瓶口与试管口塞好棉花塞，再用纸包扎。

4、干热灭菌装灭菌器皿时要留有空隙，不宜过紧过挤。玻璃器皿包扎用的棉花纸张不能与干燥箱壁接触，以免烤焦。

5、灭菌开始应把排气孔敞开，以排除冷气和潮气。灭菌器升温要保持被灭菌物品均匀升温。干热灭菌器一般无防爆装置，必须拿握好加热的进程，严防爆炸和火灾。

6、灭菌结束，必须待灭菌器内温度下降到60℃以下，才能缓慢开门取物。取出的灭菌物品，应放入灭菌物品存放室，并作好记录。

7、灭菌后的物品一般要求5d内用完。

三、电离辐射灭菌

利用γ射线、伦琴射线或电子辐射穿透物品、杀死其中微生物的灭菌方法称为电离辐射灭菌。该方法是在常温下进行，不发生热交换、压力差别和扩散层的干扰，特别适用于各种怕热物品的灭菌，穿透力杀菌，最适合于大规模灭菌。目前国内外大量一次性使用的医用制品都已经采用辐射灭菌，各种SPF动物的饲料使用辐射灭菌后，不但其营养成分不被破坏，而且使用安全、保存期长。电力辐射灭菌的机理是：

由于微生物水的含量占90％以上，当射线照射后，水瞬间被激发和电离而分解成氢离子、氢氧离子和OH·、H·自由基，过氧化物和自由基具有破坏微生物核酸、酶或蛋白质的能力，因而能致死微生物。另外微生物被射线辐射时使DNA变性而杀灭微生物。电力辐射灭菌的优点是：①消毒均匀彻底。②价格便宜，节约能源。辐射灭菌1m3的物品比用蒸汽灭菌的费用低3-4倍。③可在常温下灭菌，特别适用于热敏材料。④不破坏包装，消毒后用品可长期保存。⑤消毒的速度快，操作简便。⑥穿透力强。缺点：一次性投资大，并要培训专门的放射技术工作人员管理；用放射材料60Co。四、无菌室

微生物无菌实验室分4级（一级、二级、三级和四级），一级最低，P3实验室是叫生物安全防护三级实验室（P—Protect保护），该实验室是密封，负压，用于烈性传染病病原微生物的检查，没有这个实验室，不允许检查诊断像“非典”，禽流感，口蹄疫等传染病。无菌室主要目的就是防止病原扩散。一般无菌室多由自己设计和建设，主要要密封房间，配紫外线灯，有缓冲间，递物口，空气过滤窗口，专用衣服和鞋，定时消毒，紫外线灯高度不超过2米。

一般无菌室在使用前必须进行除菌消毒。洁净无菌室不必专门进行，只需运转通风一定时间即可达到无菌要求。无菌室使用前应先清洁扫干净，习惯方法常是以消毒药液(0.1％新洁而灭溶液)涂抹顶棚、四壁和台凳；然后进行熏蒸消毒，连续生产，一般每周熏蒸一次。可采用丙二醇熏蒸，用量1.1ml／m3，加等量水；或采用甲醛溶液，用量5.4m1／m3，加等量水，熏蒸18h后再用等量氨水(含氨18％)中和。细胞培养室用乳酸熏蒸，用量3ml／m3，加等量水。操作人员进入无菌室前，开紫外光灯照射不少于l-2h，照射有效距离为1.25m，其波长为253.7nm。操作人员须穿戴灭菌衣帽口罩进入。五、净化工作台

净化工作台原理：变速离心风机将负压箱内经滤器过滤后的空气压入静压箱，再经高效过滤器进行二级过滤。从高效过滤器出风面吹出的洁净气流，以一定的和均匀的断面风速通过工作区时，将尘埃颗粒和生物颗粒带走，从而形成无尘无菌的工作环境。净化工作台使用方法：用前先用消毒药水和75%乙醇搽洗，再用紫外线灯照射半小时，然后开风扇操作。一般半年一检修，高效过滤器18个月一更换。营养平板打开在工作台5-10分钟，盖上培养，无菌才说明工作台效果好。

第二节微生物培养设备一、温室多自己设计，装电炉多个，风扇，控温仪表，多层格架，保温材料墙壁，主要保证温度室内均匀稳定就可以。作细菌或病毒繁育一般为37-38℃，其温度调节采用电子控温仪和导电表等仪表白动调温装置。二、细胞培养转瓶机细胞培养转瓶机是专用于大量生产细胞的一种设各。该设备能自动调温、调速和报警，依一台电动机驱动，架子分上下几层，每层可放一排转瓶，转瓶是搁汉在滚轴上。细胞培养转瓶机主要是生产病毒疫苗使用。三、发酵罐

大型发酵培养罐进行细菌和细胞的培养，小的几升，大的上百吨，主要有自动灭菌，可以自动调温、调pH，用无级调速电动机、磁搅拌、消泡、控制氧压、自动补液、换液、自动高压灭菌及自动计算呼吸商等精密仪表来大量繁殖细胞，而罐体结构均为不锈钢质。这种深层悬浮培养法的优点是可使细胞培养有比较一致的环境，抽样时有高度一致性，特别便于生物化学分析及细胞动力学研究。这种培养方法，特别便于对单位体积内细胞数目增长情况的研究，也是一个大量生产优质疫苗的方法。目前悬浮培养罐有1000L不锈钢培养罐（是生产亮点），全自动装置可由电脑来控制，一个主机可控制12个培养罐，操作起来既方便又准确，更可控制污染。目前各生物制品厂均用培养路培养细菌，生产规模可观。四、生物反应器

生物反应器用于大规模的培养动物细胞，比目前常用的静止培养、转瓶培养有更多的优越性。具体表现为：①可连续进行培养，生产数率提高200％-300％，从而降低了产品成本。②有完善的由计算机控制的检测及培养系统，保证了运行的安全。③生物反应器体积小，减少了生产车间所需的净化空间面积。④在生物反应器工作的任何时间里都可以随时采样观察，自动化程度高，污染率很低。

生物反应器的规格、型号很多，近年来规模大的反应器增长迅速。玻璃罐体反应器多为1-5L，5L以上的反应器罐体由不锈钢制造。搅拌式生物反应器应用最广。生物反应器控制系统由高性能、智能化的微机控制仪及附属功能电路和器件所组成，可自动控制O2、N2、CO2的浓度，能准确控制温度、转速、pH等。

五、微生物浓缩装置中空纤维超滤膜，可浓缩不同微生物，提高疫苗浓度。六、孵化器可自动控温，鼓风，翻蛋，降温，加湿等功能。第三节乳化器

一、胶体磨是制备油乳疫苗的主要设备，通过机器的高速剪切力，摩擦力，离心力和震荡，达到混匀油水的目的。一般要通过三遍，油乳疫苗才均匀和稳定。二、高压均浆机制备油乳疫苗用，高压产生空穴效应，湍流，剪切力，把油水混匀。三、高速捣碎机实验室用于小量油乳疫苗的制备，也可以用于卵黄抗体的打匀。一般1次可以混匀300-500ml，高速搅拌2-3分钟一次，最少搅拌3次。

第四节冻干机实验室有小型冻干机，通过实验了解。主要有冷冻，真空泵，仪表，载物盘，压盖旋转把手。第五节疫苗分装与包装设备（了解）主要有：理瓶旋转工作台，多头自动分装机，胶塞定位机，自动灌装半加塞联动机。第六节冷藏设备主要有冷库，冷藏运输车和液氮罐（196℃，保存马立克氏疫苗）。第七节污水及废弃物处理一