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抗生素生产工艺以及发展前景 摘要：抗生素是青霉素、链霉素、红霉素和四环素等一类化学物质的总称，是生物在其生命过程中产生的能在低浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。 青霉素是人类发现的第一个抗生素。1928年英国细菌学家弗莱明发现了能产生青霉素的点青霉。1940年制出了青霉素的干燥制品。1943---1945年间，抗生素实现了工业化生产，以通气搅拌的深层培养法大规模发酵生产青霉素。随后，链霉素、氯霉素和金霉素等品种相继被发现并投入生产。 关键词： 抗生素 ；生产工艺 ；应用 ；发展前景 抗生素的概述 抗生素是青霉素、链霉素、红霉索等一类化学物质的总称。它是生物，包括微生物、植物和动物，在其生产活动过程中所产生，并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质[1]。 抗生素的生产目前主要用微生物发酵法进行生物合成。很少数抗生素如氯霉素、磷霉素等亦可用化学合成法生产。此外还可将生物合成法制得的抗生素用化学或生化方法进行分子结构改造而制成各种衍生物，称半合成抗生素，如氨苄青霉素就是半合成青霉素的一种[2], 二、抗生素的发展 最初认为 ,抗生素 ( antibiotics ) 是微生物在代谢过程中产生 , 在低浓度下就能抑制它种微生物的生长和活动 ,甚至杀死它种微生物的化学物质[3] . 然而,抗生素的迅速发展很快就突破了这一定义 :在来源上 ,已不局限于微生物 ,它包括高等动、植物产生的代谢物 , 也包括用化学方法合成或半合成的化合物 ;在性能上 ,从抗菌到抗肿瘤、抗病毒 、抗寄生虫等物质亦属抗生素范畴. 纵观抗生素的发展史 ,抗生素的研究 、生产大体可分三个发展阶段 : 1.天然抗生素的发展阶段 1928 年 ,英国科学家 A lex an der Flem i ng ( 1881 - 1955 ) 偶然发现了青霉素 ( penicilli n ) .1938 年 , Chain 和 Florey 等科学家又成功地从点青霉 ( penicilli u m nat u re ) 的培养液中分离制得青霉素. 40 年代初期 ,随着培养方法的改良 , 青霉素的生产成本大幅度下降 , 从而很快开始了大规模的工业化生产 , 产量迅速增加[4 ] . 由于青霉素的发现 , 挽救了无数感染性病人的生命 ,被当时的人们誉为黄色的魔物 , 科学家 Fleming 、Florey 和 Chain 因此同时获得了 1945 年诺贝尔医学生理奖. 之后 ,一系列新抗生素如链( 1945 ) 、氯霉素 ( 1947 ) 、金霉素 ( 1948 ) 、新[5 ]霉素 ( 1949) 、土霉素 ( 1950 ) 、红霉素 ( 1952 ) 等相继被发现 ,对如肠伤寒 、斑疹伤寒及赤痢等有特效. 随着抗生素的广泛应用 ,细菌对抗生素的耐药性问题也日益引起人们的关注. 例如青霉素 G 开始使用时只有 8 %葡萄球菌对它有耐药性 ,而到了 1962 年 ,耐药的葡萄球菌增加到70 % ,呈现逐年上升的趋势 [ 6 ] . 因此 ,对抗生素的结构改造及其衍生物的研究显得日益重要. 2.半合成抗生素的发展阶段 1958 年 ,发现了青霉素的活性母核 —— - 氨基青霉烷酸 ( 6 - APA ) ,并通过 6 - APA 的—6酰化反应合成了一系列新的青霉素. 随后 ,对头孢菌素 C 结构进行改造研究 ,分离出母核 7 -氨基头孢霉烷酸 ( T - ACA) . 目前 ,大多数半合成头孢菌素均为母核 7 - ACA 中的 7 位氨基酸及 3 位乙酰甲基进行化学改造制得的衍生物. 1960 年 ,通过对四环类抗生素 、氨基糖甙类抗生素、大环内酰抗生素 、利福平类抗生素等相继进行化学改造 ,获得了大量具有抗菌谱广 、抗菌活力强 、稳定、 毒性小 、易吸收等优点的半合成抗生素. 目前 ,半合成青霉素和半合成头孢菌素品种已不下 70 个 ,其产量和销售额占据着抗生素的大半壁江山。 三、抗生素的分类 1.根据抗生素的生物学来源分类 （1）放线菌产生的抗生素 如链霉素、四环素、红霉素、庆大霉素和利福霉素等。在已发现的抗生素中，由放线菌产生的抗生素占一半以上，特别是链霉菌属产生的抗生素最多。 (2)真菌产生的抗生素 如青霉素、头孢菌素等。这些抗生素对病原菌杀菌浓度和抑菌浓度很接近，所以效率高，毒性低。 （3）细菌产生的抗生素 如多黏菌素、枯草菌素、短杆菌素等。 （4）植物和动物产生的抗生素 如蒜素和鱼素等。 2.根据化学结构分类 （1）β-内酰胺类抗生素 如青霉素类、头孢菌素类等。它们都含有一个四元内酰胺环，这是在当前最受重视的一类抗生素。 （2）氨基糖苷类抗生素 如链霉素、庆大霉素等。在它们的结构中