生物发酵技术

药物分离与纯化技术课程药物制取技术--生物发酵技术生物发酵技术--药物制取技术大纲常见反应类型：

生物发酵技术概念

生物发酵类型

生物发酵制药工艺路线1.生物发酵技术概念

以生物体和生物反应过程为基础，依赖于生物机体或细胞的生长繁殖及其代谢过程，生产具有生物活性的初级代谢或次级代谢产物、天然活性化合物及其类似物。如除氯霉素、磷霉素以外绝大多数抗生素。

生物发酵技术--药物制取技术2.生物发酵类型（1）按微生物对氧的不同需求分类：

需氧发酵、厌氧发酵、兼性厌氧发酵（2）按培养基的物理性状分类：

液体发酵、固体发酵（3）按发酵工艺流程分类：

分批发酵、连续发酵、补料分批发酵（4）按产品类型不同分类：

微生物菌体发酵、微生物酶制剂发酵、微生物代谢产物发酵、微生物生物转化发酵生物发酵技术--药物制取技术3.生物发酵制药工艺路线生物发酵技术--药物制取技术菌种扩大培养发酵工段提取精制三废处理合格产品发酵培养基（1）发酵工业培养基①发酵工业培养基的基本要求

必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分；

有利于减少培养基原料的单耗；

有利于提高产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力；

有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期；

尽量减少副产物的生成，便于产物的分离纯化；

原料价格低廉，质量稳定，取材容易；

所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，以利于提高氧的利用率，降低能耗。生物发酵技术--药物制取技术②发酵工业培养基的成分及来源(a)碳源：糖类、油脂、有机酸、低碳醇等(b)氮源：有机氮源-黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆等。

无机氮源-铵盐、硝酸盐、氨水等(c)无机盐及微量元素

：磷、钾、镁等。(d)水：所有培养基的主要组成部分，也是微生物机体的重要组成部分。(e)生长辅助物质：生长因子、前体、产物抑制剂和促进剂等。(f)前体:加入培养基后，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，其自身的结构并没有多大变化，但产物产量却因其加入而有较大提高的一类物质。生物发酵技术--药物制取技术（2）发酵液的组成与特点①发酵液中溶剂水的量很大，发酵产物浓度低，处理体积大；②含有未用完的培养基，液体流变特性复杂，液相粘度大；③微生物细胞颗粒小，含水量大，可压缩性大，相对密度与液相相差不大，难于分离；④微生物代谢过程难于严格控制，使发酵液成分复杂；⑤多数抗生素很不稳定，不耐热，对较强的酸或碱的环境敏感，易于受到空气氧化、微生物污染以及酶分解等作用的影响。生物发酵技术--药物制取技术（3）常用的分离纯化法①发酵液的预处理

使药物成分转入到易于分离的液相中，并用沉淀法除去杂蛋白和金属离子，改变流体特性以便过滤除去部分杂质。

通常用调节pH至等电点，加入凝聚剂和电解质。②发酵液的过滤

经过预处理后的发酵液，菌丝和预处理形成的固体杂质仍存在发酵液中，需要过滤来获得含有药物成分的发酵液和菌丝以便于进一步分离纯化。生物发酵技术--药物制取技术③吸附法

利用适量的吸附剂，在一定pH条件下，使发酵液中的药物成分

吸附在吸附剂上，后改变pH，以适当的洗脱剂把药物成分从吸附剂上解吸下来，以达到浓缩和提纯的目的。④溶剂萃取法

药物成分在不同的pH条件下不同的化学状态存在，且它们在水和与水不互溶的溶剂中溶解度不同，利用这一特征，使药物成分从一种液体转移到另一种液体中去以实现浓缩和提纯过程。生物发酵技术--药物制取技术⑤离子交换法

利用某些药物成分能离解为阳离子或阴离子的特点，使其与离子交换树脂进行选择性交换，再利用洗脱剂从树脂上将药物洗脱下来，以达到浓缩或提纯的目的。⑥沉淀法(a)等电点沉淀法

利用某些药物成分具有两性的性质，使其在等电点时从溶液中游离沉淀出来。(b)复盐沉淀法

利用药物成分能与某些酸、碱或金属形成不溶性或溶解度很小的复盐的特性，