微生物發(fā)酵制藥寶典-課件

制藥工藝學PharmaceuticalTechnology微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件第二篇生物技術(shù)制藥工藝微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件第十章微生物發(fā)酵制藥工藝10.1概述10.2微生物生長與生產(chǎn)的關(guān)系10.3制藥微生物菌種建立10.4制藥微生物培養(yǎng)基制備10.5滅菌工藝10.6微生物發(fā)酵培養(yǎng)技術(shù)10.7發(fā)酵工藝過程的檢測與控制微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件10.3制藥微菌種的建立10.3.1新藥生產(chǎn)菌種的選育10.3.2菌種保藏10.3.3菌種庫建立與質(zhì)量控制

發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件制藥生產(chǎn)對菌種的要求1.遺傳穩(wěn)定性：能長期繁殖，不易變異和退化。純種，無雜菌及噬菌體。2.易生長性：生長旺盛、迅速；4.容易培養(yǎng)性：條件易控，利用價廉易得的原料。3.抗污染性：自身保護機制，抵抗雜菌污染能力強。4.經(jīng)濟性：發(fā)酵周期短，產(chǎn)量高，良好經(jīng)濟能力。5.突變敏感性：對各種誘變較敏感，提高的潛力大。菌種選育的目的：改善菌種的特性，使提高產(chǎn)量，改進質(zhì)量，降低成本，改革工藝，方便管理及綜合利用微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件10.3.1.1自然分離目的：出發(fā)菌的獲取樣品的采集：大陸表層土壤，海洋水體預處理：根據(jù)分離目的和微生物的特性。溫度；化學處理；離心、膜過濾培養(yǎng)基：選擇性，營養(yǎng)和pH；添加抑制劑。分離方法：（1）稀釋法：無菌水，生理鹽水，緩沖液（2）濾膜法：細菌在膜上，放線菌進入培養(yǎng)基。培養(yǎng)條件：溫度。放線菌：25－30℃，32－37℃，45－50℃；7－14天至1月。發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件藥物的篩選瓊脂擴散法——活性測定：非致病菌為對象，篩選生物活性物質(zhì)。耐藥和超敏菌種。HPLC、LC－MS等，分析鑒定活性物質(zhì)。靶向篩選高通量篩選高內(nèi)涵篩選發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件微生物藥物與菌種的篩選流程樣品采集微生物分離培養(yǎng)篩選鑒定篩選方法學建立陽性結(jié)果化合物分離純化鑒定前藥－新化合物新藥研究與開發(fā)菌種鑒定與保藏生產(chǎn)出發(fā)菌發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件10.3.1.2生產(chǎn)選育概念：不經(jīng)過人工誘變處理，根據(jù)菌種的自然突變而進行的菌種篩選過程。應用：（1）菌種的提純復壯。（2）防止退化，穩(wěn)定生產(chǎn)水平。1年1次。過程菌種單孢子單菌落測活平板分離優(yōu)良菌株效率低（10－E5－E8），增產(chǎn)幅度小發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件10.3.1.3誘變育種概念：人為創(chuàng)造條件（誘變劑處理），使菌種發(fā)生變異，篩選優(yōu)良個體，淘汰劣質(zhì)個體。物理類：紫外線，快中子，激光，太空射線。化學類：堿基類似物，嵌合劑，亞硝酸。生物類：噬菌體，轉(zhuǎn)座子。特點：快速，簡單，效益大。缺點：無定向性，大量篩選。發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件誘變方案設計出發(fā)菌種的選擇：較高產(chǎn)，對誘變劑敏感。誘變劑的使用：交叉使用多種，合理組合。中等劑量（80％致死率）。選擇壓：施加一定的選擇壓，獲得耐藥菌株。措施：添加抗生素，提高前體濃度，增加產(chǎn)物濃度。發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件誘變育種流程出發(fā)菌種單孢子懸液稀釋涂板單菌落初篩高產(chǎn)菌株誘變處理穩(wěn)定性特性放大中試復篩投入生產(chǎn)發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件10.3.1.4原生質(zhì)體融合育種概念通過化學或物理學的方法，使兩個不同種類的體細胞融合在一起，形成雜合細胞，產(chǎn)生兼具兩個親本遺傳性狀的新細胞。特點：有一定的定向性，效果顯著。發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件d.篩選，鑒定e.高產(chǎn)菌株a.原生質(zhì)體制備：用去壁酶處理將微生物細胞壁除去，制成原生質(zhì)體。操作過程hybridcell

c.細胞壁再生b.原生質(zhì)體融合：異核體或重組子菌株1菌株2去細胞壁原生質(zhì)體1原生質(zhì)體2高滲，PEG處理雜合原生質(zhì)體發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件概念：操作對象為單染色體組成的基因組，以原生質(zhì)體融合技術(shù)為基礎，使基因組整體發(fā)生重組形成候選突變庫，經(jīng)過篩選得到生產(chǎn)途徑和表型改進的菌種，即經(jīng)濟適用的菌種。特點：短時、快速，定向應用：效果很顯著10.3.1.5基因組shuffling發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件基因組Shuffling過程突變：隨機突變獲得單個性狀優(yōu)良的菌株重組：多個菌株的原生質(zhì)體混合、融合、再生，形成第一個融合庫（F1）篩選鑒定：獲得有益突變積累的新性狀菌株多輪循環(huán)：再次融合，得到融合庫F2、F3、F4…….,篩選鑒定……結(jié)果：消除有害突變，組合有益突變新菌種發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件例1：改良青霉菌生產(chǎn)青霉素的產(chǎn)量隨機突變育種方法：

X-射線(X)

紫外線(UV)

氮芥(N)120units2658units發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件toothpick1.01.251.251.01菌落1菌落0.5ml2.510菌落10菌落CKE.coliINVaF'0.5E.coliINVaF'-80℃stocktoothpick0.5ml0.5ml1.251.51.52.02.02.5-80℃stock2菌落-80℃stock例2：菌種篩選示意圖（選擇壓逐步增加）發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件生長曲線(選擇壓2.5M)黑色：出發(fā)菌種;藍色：耐0.5綠色：耐1.25;紅色：耐2.5發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件例3：提高泰樂菌素生產(chǎn)能力突變育種 基因組shuffling出發(fā)菌種效果ZhangYX,etal.,Nature,415(6872):644-666.發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件1年，24,000次分析發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件10.3.2菌種保藏原因：菌種經(jīng)過多次傳代，會發(fā)生遺傳變異，導致退化，從而喪失生產(chǎn)能力甚至菌株死亡。目的：保持菌種原有優(yōu)良特性，延長生命時限，長期存活、不退化，不污染，隨時為生產(chǎn)供菌。原理：使菌種代謝處于不活躍狀態(tài)，即生長繁殖受抑制的休眠狀態(tài)。措施：物理和化學方法（溫度：低溫；水分：干燥；氧氣：缺氧；營養(yǎng)；缺乏）發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件保藏方法比較發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件10.3.3菌種庫建立與質(zhì)量控制依據(jù)：GMP對藥品生產(chǎn)的有關(guān)要求和規(guī)定建立各級種子細胞庫，實施種子批系統(tǒng)管理，進行驗證確保菌種的穩(wěn)定、無污染，保證生產(chǎn)正常有序進行。發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件建庫的流程WCBQCWCBQCQCMCB新菌種或細胞系原始培養(yǎng)物QC質(zhì)保實驗室，繁殖保存實驗室，繁殖主菌種庫MCB：來源于原始菌種或細胞培養(yǎng)物工作菌種庫WCB：由主菌種庫或主細胞庫繁殖而來。發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件菌種庫的質(zhì)量管理發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件保藏機構(gòu)－中國中國典型培養(yǎng)物保藏中心:ChinaCenterforTypeCultureCollection(CCTCC)。中國科學院典型培養(yǎng)物保藏委員會,下設9個庫中國普通微生物菌種保藏管理中心：ChinaGeneralMicrobiologicalCultureCollectionCenter(CGMCC)，微生物所（真菌和細菌）；武漢所（病毒）抗生素菌種保藏管理中心（CACC）：中國醫(yī)學科學院抗生素所，四川抗生素所，華北制藥集團抗生素所發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件保藏機構(gòu)－國外WFCC：Worldfederationforculturecollections,

美國的典型菌種保藏中心ATCC:AmericanTypeCultureCollection,日本發(fā)酵研究所IFO:InstituteforFermentation,Osaka,Japan英國國家典型菌種保藏所NCTC:NationalCollectionofTypeCulture,London,UK發(fā)酵制藥生產(chǎn)菌種的建立微生物發(fā)酵制藥寶典ppt課件小結(jié)與要求生產(chǎn)菌種選育：自然分離獲得出發(fā)菌種，生產(chǎn)選育、誘變和原生質(zhì)體融合、Shuffling，提高菌種生產(chǎn)性能菌種保藏：防止失活和退化（物理手段）建立菌種庫：GMP的要求，質(zhì)量控制，保證生產(chǎn)菌種活力和供給了解菌