生物制药工艺学5章 生物制药工艺学.pptVIP

一、高温灭菌-干热灭菌 原理：利用高温对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。 常用方法：灼烧和电热箱加热，140-180℃ 1-2小时 使用范围：玻璃及金属用具及沙土管灭菌 一、高温灭菌-湿热灭菌 原理：蒸汽冷凝放出大量潜热，具有穿透力，且在高温有水分条件下，蛋白质易变性。 常用方法： 水煮常压灭菌：100℃ 饱和蒸汽灭菌：一般121℃，30分钟 使用范围：培养基和发酵设备灭菌。 二、过滤除菌 原理：利用微生物不能透过滤膜除菌。 方法: 0.01~0.45 ?m孔径滤膜， 使用范围：用于压缩空气、酶溶液及其他不耐热化合物溶液除菌。 三、 化学物质灭菌 原理：药物与微生物细胞中的成分反应，使蛋白质变 性酶失活。 常用的灭菌剂: 使用范围： 器皿、双手和实验室、无菌室的环境灭菌， 不能用于培养基灭菌 常用的灭菌剂 其他灭菌方法--? 臭氧灭菌 原理：利用臭氧的氧化作用杀灭微生物细胞。臭氧在常温、常压下分解成氧气（O2 ） 和单个氧分子（O），后者具有很强的活性，对细菌具有很强的氧化作用。 使用范围：用于洁净室及净化设备的消毒 其他灭菌方法--? 辐射灭菌 原理：利用高能量的电磁辐射与菌体核酸的光化学反应造成菌体死亡。 常用：紫外线、X射线和γ射线。 使用范围：用于室内空气及器皿表面灭菌 ?第二节 培养基和发酵设备的灭菌 一．培养基灭菌时间的选择 t =1/ k * Ln( N0/ N) 其中 K：一般耐热的细菌芽孢的K值 N0 ：细菌及芽孢数之和 N：10 -3 二.温度和时间对培养基灭菌的影响 1.培养基灭菌温度的选择选择即能达到灭菌要求，又保证营养成分不被破坏的温度 1.培养基营养成分破坏动力学方程 -dC/dt = K’ C -dC/dt :营养物降解速度 mol / L h C: 营养物浓度 mol / L K’ : 营养物降解反应速度常数 1 / s t ：时间( S ) Ln (C/ C0 ) = - K t K’ = A’ e- E’/ RT Ln K’ =Ln A’- E’/ RT A’：比例常数 R：气体常数(J/ mol K) T：绝对温度( K) E’：营养物破坏所需的活化能（J/ mol） 2.根据实验结果灭菌活化能大于培养基破坏活化能 E＞ E’ 3. 灭菌反应 营养物破坏反应 T1 Ln K1 =Ln A- E/ RT1 Ln K1’ =Ln A’- E’/ RT1 T2 Ln K2 =Ln A- E/ RT2 Ln K2’ =Ln A’- E’/ RT2 Ln ( K2/ K1) = E/ R(1/ T1- 1/ T2 ) Ln ( K2’ / K1’ )= E’/ R(1/T1- 1/T2) Ln( K2/ K1) = E Ln ( K2’ / K1’ ) E’ Ln ( K2 / K1) ＞ Ln ( K2’ / K1’ ) K2 / K1 ＞ K2’ / K1’ 当温度升高时微生物死亡速度常数比营养物质降解速度常数变化得大 4．达到相同灭菌效果，T越高，K越大，所需t 越短，采用高温短时（HTST）灭菌效果好 三 影响灭菌效果的因素 微生物种类：不同的微生物k值不同。 初始菌量：在保持N值不变的前提下，t 与初始菌量N0的对数成正比。 培养基成份：油脂、蛋白质增加微生物的耐热性。 传热与混合状况：影响受热均匀度。 培养基中固体颗粒的存在影响热穿透。 蒸汽中空气的存在降低蒸汽分压和灭菌温度。 pH：酸性pH下可加快微生物热死速率 四. 培养基和发酵设备的灭菌方法 （一）实验室种子培养基灭菌方法 使用高压蒸汽灭菌锅?? 手提式灭菌锅。容量小。 立式或卧式灭菌锅。容量较大， 一般能装几十瓶或几百瓶。 灭菌柜。要和蒸汽锅炉配套， 用于大量种瓶培养基的灭菌， 一次能装几百至几千瓶(袋)。 四. 培养基和发酵设备的灭菌方法 （二）分批灭菌(batch sterilization) 1．定义： 将配制好的培养基输入发酵罐中，用蒸汽加热，使培养基和设备同时灭菌的一种灭菌方式。 2．操作过程： 空罐准备：清洗、检修和检测。 升温：把培养基加热到灭菌所需的温度。 保温维持：在灭菌温度下保持灭菌所需时间。 冷却保压：把培养基的温度降低到接种的温度。 温度随灭菌时间的变化 三路进汽：直接蒸汽从通风、取样和出料口进入罐内直接加热，直到所规定的温度，并维持一定的时间。这就是所谓的“三路进气”。 三）连续