抗生素生產(chǎn)工藝

14抗生素生產(chǎn)工藝114.1抗生素的定義和命名14.1.1抗生素的生物起源生存競(jìng)爭(zhēng)說：共生與拮抗，抗生素是拮抗菌分泌的用來與別的微生物戰(zhàn)斗的武器代謝說：抗生素的產(chǎn)生是由于生物的代謝功能，而抗生素的抗生現(xiàn)象，只是其作用表現(xiàn)。證據(jù)：生產(chǎn)中一定要求純培養(yǎng)；抗生素生產(chǎn)一般不用誘導(dǎo)物；抗生素生產(chǎn)可加入一些前體；某些微生物在人工合成的培養(yǎng)基才能生產(chǎn)抗生素；有時(shí)抗生素的生產(chǎn)也不一定使菌體達(dá)到競(jìng)爭(zhēng)的目的。214.1.2抗生素的定義和命名（1）抗生素的定義

早期：一般認(rèn)為來源于微生物，且主要作用于細(xì)菌感染。故認(rèn)為抗生素(antibiotics)是微生物在代謝過程中產(chǎn)的，在低濃度下就能抑制它種微生物生長(zhǎng)和活動(dòng)，甚至殺死他種微生物的化學(xué)物質(zhì)。由于抗生素的這種殺菌能力，我們?cè)?jīng)把這類物質(zhì)叫做抗菌素。3現(xiàn)在：來源：隨著抗生素研究和生產(chǎn)的發(fā)展，新的抗生素的來源正在擴(kuò)大?？梢允俏⑸铩⒅参铮ㄈ缢馑?、常山堿、黃連素、長(zhǎng)春花堿、魚腥草素等）、動(dòng)物（如魚素、紅血球素等）。但抗生素的工業(yè)化生產(chǎn)主要是來自微生物的大量發(fā)酵法，微生物是抗生素舞臺(tái)上的主角。作用對(duì)象：病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、寄生蟲、藻類、腫瘤細(xì)胞等。因此不能把抗生素僅僅作為抗菌藥物。

4定義：雖然抗生素已被廣泛使用，但是由于抗生素的多樣性，關(guān)于抗生素的定義在專家中一直存在著分歧。目前，一個(gè)大多數(shù)專家所接受的定義是：抗生素是由生物（包括某些微生物、植物和動(dòng)物在內(nèi)）在其生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的，能在低濃度下有選擇地抑制他種生物機(jī)能的低分子量的有機(jī)物質(zhì)。

狹義的定義是：抗生素是低分子量的微生物代謝產(chǎn)物，能在很低的濃度下抑制其他微生物的生長(zhǎng)。5掌握狹義的抗生素這個(gè)概念，需要把握以下幾點(diǎn)：A、低分子量分子量一般不超過幾千。如溶菌酶這類酶及其他復(fù)雜的蛋白質(zhì)分子雖然也具有抗菌活性，但由于它們的分子量很大，因而在習(xí)慣上不將它們歸入抗生素一類。6B、天然代謝產(chǎn)物只有微生物的天然代謝產(chǎn)物才能稱為抗生素，通過化學(xué)修飾的只能稱為半合成抗生素，根據(jù)天然抗生素的結(jié)構(gòu)完全采用化學(xué)合成方法制造的則稱為全合成抗生素。C、抑制其他微生物生長(zhǎng)是指抑制細(xì)胞的繁殖，因此是針對(duì)微生物群體而不是個(gè)別細(xì)胞而言的。這種抑制作用一類是永久性的，例如殺細(xì)菌劑和殺霉菌劑等可以將微生物殺死；另一類抗生素只能起到抑制微生物繁殖生長(zhǎng)的作用，但不能將它們殺死。7D、低濃度因?yàn)樵诟邼舛认?，即使是正常的?xì)胞組分，如甘氨酸和亮氨酸，也會(huì)對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。基于同樣的理由，一些厭氧發(fā)酵產(chǎn)物，如乙醇和丁醇，雖然在高濃度下也有殺菌或抑菌作用，也不屬于抗生素。典型的抗生素的抗菌活性非常高，只要在微摩爾甚至納摩爾濃度時(shí)就會(huì)有顯著的抗菌活性。自從A.Fleming于1929年發(fā)現(xiàn)第一種廣泛用于醫(yī)療上的抗生素以來，至今已找到1萬種以上新抗生素（1984）和合成了7萬多種的半合成抗生素，但真正得到臨床應(yīng)用的常用抗生素僅約五六十種。8

按生物的來源：凡是在動(dòng)、植物或微生物產(chǎn)生的，可按來源命名。如青霉素、赤霉素、蒜素按化學(xué)結(jié)構(gòu)命名：化學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)清楚的，如四環(huán)素（含有四并苯的基本母核），氯四環(huán)素（金霉素），氧四環(huán)素（土霉素）。名稱R1R2微生物來源四環(huán)素HH金色鏈霉菌金霉素HOH金色鏈霉菌土霉素ClH龜裂鏈霉菌其它：紀(jì)念意義、產(chǎn)地、俗名（2）抗生素的命名（一般分為三類）9

HNONSCH3CH3HCOO-H-lactamringβ-內(nèi)酰胺環(huán)RnaturalpenicillinR=CH2-CO-10β-內(nèi)酰胺環(huán)苯甲異噁唑青霉素氨芐青霉素羧芐青霉素苯氧甲基青霉素1114.2抗生素的發(fā)展簡(jiǎn)史14.2.1治療和發(fā)展我國(guó)的發(fā)展：1953年5月1日，建立了第一個(gè)生產(chǎn)青霉素的抗生素工廠（上海第三制藥廠）；1958年6月3日，最大的抗生素聯(lián)合企業(yè)建成投產(chǎn)（華北制藥廠,石家莊）目前，多為原料藥基地。但在半合成及成品藥的劑型方面與國(guó)外相比差距很大。1214.3抗生素的分類抗生素的分類主要是便于研究，不同學(xué)科和科研人員因出發(fā)點(diǎn)不同有不同的分類體系?？筛鶕?jù)生物來源、作用對(duì)象、化學(xué)結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制、生物合成途徑等方面對(duì)抗生素進(jìn)行分類。14.3.1根據(jù)抗生素的生物來源分類(生物學(xué)家)（1）放線菌產(chǎn)生的抗生素：如鏈霉素、四環(huán)類（如四環(huán)素）、大環(huán)內(nèi)酯類（如紅霉素）、多烯類（如制霉菌素）

、放線菌素類（如放線菌素D）等。（其中鏈霉菌屬最多，諾卡氏菌屬、小單孢菌次之）（2）真菌產(chǎn)生的抗生素：如青霉菌屬和頭孢菌屬等分別產(chǎn)生一些很重要的抗生素（青霉素、灰黃霉素、頭孢菌素）。13（3）細(xì)菌產(chǎn)生的抗生素：如多粘桿菌、枯草桿菌、芽孢桿菌等。如多粘菌素。（4）植物或動(dòng)物產(chǎn)生的抗生素：從被子植物蒜中制得的蒜素；從動(dòng)物臟器中制得的魚素等。14.3.2根據(jù)抗生素的作用對(duì)象分類（醫(yī)生、病理學(xué)家）（1）廣譜抗生素：如氨卞青霉素既抑制G+，又抑制G-（2）抗G+的抗生素：如青霉素，（3）抗G-的抗生素：如鏈霉素（3）抗真菌的抗生素：如制霉菌素（4）抗病毒的抗生素：如四環(huán)類抗生素對(duì)立克次氏體及較大病毒有一定作用。（5）抗癌的抗生素：如阿霉素1414.3.3根據(jù)抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類（化學(xué)家）較復(fù)雜，目前已確定結(jié)構(gòu)的抗生素習(xí)慣如下分類：（1）β-內(nèi)酰胺類抗生素：包括青霉素類，頭孢菌素類等（2）氨基糖苷類抗生素：包括鏈霉素、慶大霉素等（3）大環(huán)內(nèi)脂類抗生素：如紅霉素、麥迪加霉素（4）四環(huán)類抗生素：如四環(huán)素、土霉素（5）多肽類抗生素：如多粘菌素、桿菌肽（6）蒽環(huán)類抗生素：如阿霉素、柔紅霉素（7）喹諾酮類抗生素：如環(huán)丙沙星、諾氟沙星1514.3.4根據(jù)抗生素的作用機(jī)制分類此種分類的優(yōu)點(diǎn)：便于進(jìn)行理論研究，有助于了解抗生素影響病原體新陳代謝的哪些環(huán)節(jié)，從而找出治療的規(guī)律，使抗生素的使用更為合理。（1）抑制細(xì)胞壁合成的抗生素：如青霉素。（2）影響細(xì)胞膜功能的抗生素：多烯類抗生素。（3）抑制病原菌蛋白質(zhì)合成的抗生素：四環(huán)素。（4）抑制核酸合成的抗生素：如影響DNA結(jié)構(gòu)和功能的絲裂霉素C。（5）抑制生物能作用的抗生素：如抑制電子轉(zhuǎn)移的抗霉素。1614.3.5根據(jù)抗生素的合成途徑分類（1）氨基酸、肽類衍生物抗生素：如青霉素類、頭孢菌素等寡肽抗生素。（2）糖類衍生物抗生素：如鏈霉素等糖苷類抗生素。（3）以乙酸、丙酸為單位的衍生物抗生素：紅霉素等丙酸衍生物。問題：一種抗生素可能有幾種機(jī)制，機(jī)制非常清楚的不多。1714.4抗生素的劑量表示法及抗菌譜14.4.1抗生素的劑量表示法抗生素應(yīng)用時(shí)劑量小，因此除重量外，常用特定的效價(jià)單位表示（1）稀釋單位：無法制得純品，最初的表示方法，一定基于稀釋法定的基準(zhǔn)單位。

一個(gè)青霉素的效價(jià)單位：為能在50mL肉湯培養(yǎng)基中完全抑制金黃色葡萄球菌標(biāo)準(zhǔn)菌株的發(fā)育的最小青霉素劑量。

一個(gè)鏈霉素效價(jià)單位：能在1mL肉湯培養(yǎng)基中完全抑制大腸桿菌（ATCC9637）發(fā)育的最小劑量。

18（2）重量單位：以抗生素的有效成分（生理活性成分）的重量作為抗生素的基準(zhǔn)單位。（大多數(shù)使用）一般定義1mg=1400單位。對(duì)于各種酸、堿、鹽，指定其中的一個(gè)。如鏈霉素、氯霉素等以游離堿計(jì)，又如金霉素、氯霉素以鹽酸鹽計(jì)。例1：1mg硫酸鏈霉素的效價(jià)=1400×580.1(鏈霉素堿的分子量)/728.1(硫酸鏈霉素的分子量)=798U(實(shí)際上使用的要求必須大于720U）例2：1mg青霉素G鈉鹽，可抑制83300ml中的金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)，有多少單位？解：83300/50=1667U，1U=0.6μg1914.4.2抗生素的體外抗菌作用判斷藥物有無抗菌作用及其抗菌作用的強(qiáng)弱，有體外和體內(nèi)兩種試驗(yàn)方法。一般先進(jìn)行體外抗菌試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)藥物有抗菌作用，可再進(jìn)行體內(nèi)抗菌試驗(yàn)。體外抗菌試驗(yàn)主要用于篩選抗菌藥物或測(cè)定細(xì)菌對(duì)藥物的敏感性，所以也稱為藥敏試驗(yàn)，常用最低抑菌濃度（MIC）表示，是指藥物完全抑制某種微生物的最低濃度。（1）抑菌、殺菌作用抑菌作用：抗生素存在時(shí)細(xì)菌的繁殖受到抑制，去除抗生素后，對(duì)細(xì)菌的抑制作用消失。殺菌作用：對(duì)細(xì)菌的不可逆損害，導(dǎo)致死亡。（2）菌種的最低藥物敏感度測(cè)定20最小抑禍菌濃度（MIC）：培養(yǎng)灶24h以貌最低濃度您無菌體生偷長(zhǎng)者。用任來表示抗移生素的抗攔菌活性作燒用，單位賊是μg/想mL。最小殺菌主濃度（MBC）：次代界繼續(xù)孵化敲24h以拴最低濃度認(rèn)無菌生長(zhǎng)甲者。即當(dāng)留藥物濃度悅在稍高于格MIC值匪濃度下的晴抑菌作用壓是不可逆簽的，稱為講殺菌作用末。最低抑茄菌濃度與感最低殺菌幣濃度可以偶相同，也還可以有所備不同。最低殺浩菌濃度榴的確定肌即依次揉將未見皆細(xì)菌生帶長(zhǎng)的各附管培養(yǎng)薪物各吸潑取0.薪1mL酬涂布于氣合適的拿瓊脂培炕養(yǎng)基平構(gòu)板上，網(wǎng)在規(guī)定披的溫度筍下培養(yǎng)摔18～路24h靠，平板出上的菌得落數(shù)小秧于5個(gè)歷的最小廉稀釋度膠的藥物梁濃度即使為最低尚殺菌濃蓮度。（3）抗影菌譜：某種抗煤生素所能墻抑制或殺料滅病原體面的范圍，謹(jǐn)稱之為該托種抗生素壯的抗菌譜竟。2114.4偷.3醫(yī)熟療用抗生剖素應(yīng)具備殘的條件（1）級(jí)抗生素聽在低濃竊度下對(duì)磨多種病互原菌有麗效—高蘇效（2）鉤難以使茂病原菌棉產(chǎn)生耐桌藥性—朋交叉用偷藥，防繼止最重渡要（3）比較大的附差異毒三性——泛副作用鋪小22生產(chǎn)方法主：1、生物摔合成法：①傳統(tǒng)方叢法②“工程距菌”制仰造法③細(xì)胞融合盤技術(shù)法2、化學(xué)搜合成法；3、生從物合成火加化學(xué)社合成法軌。14.睬5抗辣生素的浴生產(chǎn)工礙藝231、生物時(shí)合成法：①傳統(tǒng)方法大多數(shù)語(yǔ)抗生素蛋是由放癢線菌和出霉菌產(chǎn)良生的。差菌種是瘋通過從臣土壤中礙分離、壘篩選獲貍得，一儀般采用講深層通基風(fēng)攪拌她發(fā)酵罐貓生產(chǎn)。傳統(tǒng)方法搬目前存在椒很多不足裳，因此，悠人們采用叫基因工程詞和細(xì)胞融轟合技術(shù)，從對(duì)抗生素第產(chǎn)生菌進(jìn)販行了改造三和重新設(shè)蹤蝶計(jì)，不僅己可以制造醬出許多高也效低毒的江新型抗生慣素，還可飲改革工藝掘，使抗生蹄素產(chǎn)量成稍倍地增長(zhǎng)備。24②“工程菌雖”制造法第一次抄由“工攀程菌”才制造的備全新抗輸生素—洪麥迪紫獲紅素A諒，是美君國(guó)報(bào)道崇的。他烏們將產(chǎn)扛放線紫頑紅素的造部分基梳因插入洲產(chǎn)麥迪必霉素的僵放線菌捉中，構(gòu)牙建的“蘭工程菌熔”產(chǎn)生凈了全新沸的抗生地素。我國(guó)新賤構(gòu)建的庫(kù)生產(chǎn)丁除胺卡那嘴霉素的舞“工程廣菌”，增就是把臣?；溉位蚩朔〉娇I(lǐng)那霉素柱產(chǎn)生菌飽中獲得惑的。新濤的“工庭程菌”占生產(chǎn)慨的新抗失生素毒慘副作用屋小，對(duì)僻耐卡那盼霉素、廢慶大霉?fàn)幩刂虏～F菌臨床葡療效顯遮著。25③細(xì)胞融合峽技術(shù)法對(duì)抗生形素產(chǎn)生遠(yuǎn)菌采用神細(xì)胞融騰合技術(shù)名的成果善更為突構(gòu)出。橄描欖色無晝孢小單填孢菌細(xì)焦胞融合克株抗生餅素產(chǎn)率精比原菌食株提高擦140叛倍。目前DN嫂A重組技惠術(shù)已廣泛呈用于紅霉油素、鏈霉遠(yuǎn)素等20潮多種抗生續(xù)素的育種濁工作，可溝以預(yù)見不匪久將來會(huì)賽有更多的側(cè)由“工程掙菌”生產(chǎn)陜的新型抗屬生素問世。262、化學(xué)萄合成法根據(jù)某吳種抗生素寇的化學(xué)魄組成和鈴結(jié)構(gòu)，籃通過化學(xué)合堡成的方天法，可功生產(chǎn)部俘分抗生素。如：氯中霉素、口磷霉素嶄等。經(jīng)過化學(xué)合連成方法享和控制暖條件的倆不斷深喇入研究老，越來辜越多的抗生素卡可用化學(xué)合成傾法生產(chǎn)。273、生物窯合成加化倡學(xué)合成法許多細(xì)打菌逐漸費(fèi)出現(xiàn)了仰抗藥性犁，已經(jīng)牙證實(shí)某物些抗藥份性因子挑位于細(xì)窯菌內(nèi)的或質(zhì)粒上詞，質(zhì)粒奴可以在堆細(xì)菌之苦間轉(zhuǎn)移績(jī)，結(jié)果伸抗性菌梨日益增厭多，抗板生素療姜效就越窩來越低錢。為了對(duì)妖付細(xì)菌予的抗藥揀性，科子學(xué)家對(duì)辭原有的譯抗生素宜進(jìn)行了既“整容戶手術(shù)”朽，細(xì)菌寒因再無朵法識(shí)別趨改頭換屢面的抗罷生素而邪被抑制影或殺死舟?，F(xiàn)在已態(tài)能使用漸克隆了陵?；肛暬虻哪谩肮こ虠罹保ㄒ未竽c桿泊菌）高夕效率的喪生產(chǎn)半信合成抗那生素。枝臨床現(xiàn)芳在使用憐的貴重辜特效藥豆物先鋒碑霉素（舉頭孢菌除素類）獸、氨芐枝青霉素艱，就是解這類半心合成抗綿生素類敢藥物。勝國(guó)外已寧有幾十凳種這類臭藥物在漆實(shí)驗(yàn)室僻研制成鋼功。281、菌種：產(chǎn)黃君青霉生長(zhǎng)發(fā)怖育分六晝個(gè)階段強(qiáng)：Ⅰ—Ⅳ琴期：菌蘭絲生長(zhǎng)碑期，適像宜做種怖子；Ⅳ—Ⅴ期押：青霉素安分泌期；Ⅵ期：菌友絲體自溶弦期。292、培養(yǎng)基：碳源：訂乳糖、真蔗糖、扎葡萄糖振等；氮源：卷玉米漿嬌、麩皮萌粉、無暫機(jī)氮源盡；前體：克苯乙酸夜或苯乙章酰胺；尸（一次扔﹤0.毀1％）無機(jī)鹽朽：S、劇P、G洽a、M扶g、K茅等。鐵離子有鞋害，控彼制在﹤3獲0μg/涼mL。303、發(fā)酵條件昌控制補(bǔ)糖：套殘?zhí)墙灯罩?.殺6％（翠PH上追升）；補(bǔ)氮：侄氨氮0酷.05諒％，補(bǔ)繁硫銨、我氨水或恐尿素；PH：6幣.4—6贊.6，加仇糖、加酸敞、加堿調(diào)援節(jié)；溫度：肝前期，教25-廢26℃險(xiǎn)；后期往，2層3℃；通氣比然：1：付0.8云；溶氧：有﹥氧飽芝和溶解森度的3撞0％；消沫劑滾：玉米咐油、豆允油或化昂學(xué)合成照消沫劑索。314、青霉素的儀分離純化過濾：板逃框、真空舌轉(zhuǎn)鼓；萃?。航壌姿岫∥分?堅(jiān)-3次鍛；脫色：活陳性碳，1債50-2級(jí)00g/原14億單遼位；結(jié)晶：濃肚縮結(jié)晶或漏直接結(jié)晶政；洗滌干燥3233思考題1、什么哀是抗生素現(xiàn)？抗生素籃是怎樣進(jìn)榜行分類的央？2、抗刮生素對(duì)性微生物題作用的綠機(jī)制有攏幾種？啦試舉例刑說明之透。3、抗生導(dǎo)素的分類籃方法很多刺，按生物諸來源分類笛青霉素屬或于抗生素，驢按作用對(duì)戲象分類屬淹于抗生素庫(kù)，按化報(bào)學(xué)結(jié)構(gòu)礦分類屬享于抗生素，途按照抗生怪素的作用慰機(jī)制分類戀屬于抗生素。349、靜夜略四無鄰喇，荒居鞏舊業(yè)貧按。。4月-幟234月-2贈(zèng)3Frid矛ay,汗Apri脈l28渴,20假2310、雨中棵黃葉樹出，燈下祖白頭人尺。。20:1草1:4420:管11:覺4420:暮114/2娛8/2結(jié)023庸8:潮11:反44世PM11、以我猛獨(dú)沈久物，愧君稈相見頻欣。。4月-2虎320:1符1:4420:1熟1Apr涉-2328-A辟pr-2寺312、故人江件海別，幾牛度隔山川忠。。20:舌11:朗4420:1塔1:4420:1殺1Fri撕day堆,A鴨pri關(guān)l2賢8,涉202懷313、乍見翻莖疑夢(mèng)，相瓶悲各問年養(yǎng)。。4月-2鏟34月-2絕320:槍11:久4420:贊11:服44Apr樹il替28,服20普2314、他鄉(xiāng)生搜白發(fā)，舊錯(cuò)國(guó)見青山拳。。28四線月20零238:11侮:44滔下午20:1爹1:444月-究2315、比不疾了得就借不比，爹得不到莊的就不退要。。。四月2煩38:1狼1下德午4月-談2320:1役1Apri舟l28輩,20悄2316、行動(dòng)肥出成果生，工作萌出財(cái)富謀。。2023陡/4/2明820陵:11:段4420:1賀1:4428A杜pril張202浮317、做前，將能夠環(huán)視襪四周；做銷時(shí)，你只嘗能或者最立好沿著以里腳為起點(diǎn)礙的射線向蓄前。。8:11賄:44饅下午8:11送下午20:1銳1:444月-久239、沒有失旨敗，只有睡暫時(shí)停止緩成功！。4月-2礦34月-2儉3Fri蒸day嫁,A趴pri菜l2柄8,奏202公310、很多緣瑞事情努斑力了未誼必有結(jié)繡果，但裕是不努珍力卻什圓么改變套也沒有鵲。。20:1匪1:4420:1伏1:4420:櫻114/2駕8/2夠023蘇8:寄11:壞44愉PM11、成功就攜是日復(fù)一精日那一點(diǎn)缸點(diǎn)小小努扔力的積累鍋。。4月-砍2320:1早1:4420:1固1Apr-猛2328-慣Apr測(cè)-2312、世間救成事，習(xí)不求其純絕對(duì)圓息滿，留獻(xiàn)一份不籮足，可后得無限向完美。撕。20:組11:循4420:識(shí)11:給4420:佩11Frid遵ay,鹿Apri桂l28壘,20郵2313、不知香律積寺，數(shù)緩里入云峰倘。。4月-2販34月-2殿320:裂11:狗4420:結(jié)11:道44Apri筋l28源,20朝2314、意志雪堅(jiān)強(qiáng)的壤人能把萬世界放竊在手中義像泥塊排一樣任服意揉捏挪。28遵四月方202伐38:11兆:44詢下午20:1闖1:444月-2路315、楚塞三棗湘接，荊捐門九派通用。。。四月2訪38:11飯下午4月-2摔320:1稀1Apri迷l28廣,20戴2316、少年十糕五二十時(shí)熟，步行奪密得胡馬騎馳。。202賞3/4圖/28須20刻:11販:4420:1臂1:4428華Apr暫il火202民317、空山新廳雨后，天蹄氣晚來秋放。。8:11摧:44疼下午8:1謹(jǐn)1下仗午20:1沸1:444月-萄239、楊柳散亮和風(fēng)，青懸山澹吾慮釋。。4月-承234月-廟23Fri脹day叼,A緊pri澇l2召8,插202亞310、閱讀一牙切好書如賊同和過