制药工程课感想
听完所有的课，感觉每位老师对各个领域的讲解都很详细和精彩，其中我最感兴趣的还是微生物制药技术。开始对这一部分完全不了解，上课听到的只是一小部分，以下是通过查资料和上网获得，虽然也很片面，但是我对这一领域了解了更多。
微生物药物是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从微生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的用于预防、治疗和诊断的制品。 微生物药物原料以天然的生物材料为主，包括微生物、动植物、海洋生物等。人工制得的微生物原料是微生物制药原料的主要来源，如用免疫法制得的动物原料、改变基因结构制得的微生物或其它细胞原料等。微生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小，营养价值高。
用微生物发酵的方法制药，就是用很大的容器培养大量可以产生某种药的微生物，控制温度和营养成分，让微生物大量繁殖并产生需要的药物。比如青霉素就是大量培养青霉菌生产的。也有一些生物制药是靠向细菌（如大肠杆菌）中转入可以制造人类所需的一些蛋白质或药物的遗传编码。现在很多药品如抗体、胰岛素等都是通过基因工程将基因导入到微生物体内，使这些基因能够在微生物体内获得表达，再利用它们大规模培养（微生物发酵）来获得产品。 微生物制药技术：
（一）菌种的获得
向相关部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。
分离思路：新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。 定方案：查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。
采样：有针对性地采集样品。
增殖：人为地通过控制养分或培养条件培养所需菌种增殖。 分离：利用分离技术得到纯种。
发酵性能测定：进行生产性能测定（形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH 值、提取工艺等）
（二）高产菌株的选育
育种方法：诱变、基因转移、基因重组。
育种过程：
(1)引入有益基因型（不影响菌种活力）。
(2)选出希望基因型。
(3)评价改良菌种(实验规模和生产规模) 。
需综合考虑的因素：
(1)待改良性状的本质及与发酵工艺的关系；
(2)对这一特定菌种的遗传和生物化学方面认识的程度；
(3)经济费用。
改良思路：
(1)解除或绕过代谢途径中的限速步骤（通过增加特定基因的拷贝数或增加相应基因的表达能力来提高限速酶的含量；在代谢途径中引伸出新的代谢步骤，由此提供一个旁路代谢途径）。
(2)增加前体物的浓度。
(3)改变代谢途径，减少无用副产品的生成以及提高菌种对高浓度的有潜在毒性的底物、前体或产品的耐受力。
(4)抑制或消除产品分解酶。
(5)改进菌种外泌产品的能力，消除代谢产品的反馈抑制。
（三）菌种保藏技术
转接培养或斜面传代保藏；超低温或在液氮中冷冻保藏；土壤或陶瓷珠等载体干燥保藏。
（四）发酵工艺条件的确定
微生物的营养来源
能源，自养菌：光；氢，硫胺；亚硝酸盐，亚铁盐。异养菌：碳水化合物等有机物，石油天然气和石油化工产品。
碳源，碳酸气；淀粉水解糖，糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等，石油、正构石蜡，天然气，醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品
氮源，豆饼或蚕蛹水解液，味精废液，玉米浆，酒糟水等有机氮，尿素，硫酸铵，氨水，硝酸盐等无机氮，气态氮
无机盐，磷酸盐，钾盐，镁盐，钙盐等其他矿盐，铁、锰、钴等微量元素等 特殊生长因子，硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌醇等
培养基的确定
（1）调查研究，了解菌种的来源、生活习惯、生理生化特性和营养要求。
（2）了解生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢产物的化学性质、分子结构、一般提取方法和产品质量要求等。
（3）先选择一种较好的化学合成培养基，开始时先做一些摇瓶实验; 然后进一步做小型发酵罐培养，摸索菌种对各种主要碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力。注意培养过程中的pH 变化，观察适合于菌种生长繁殖和适合于代谢产物形成的两种不同pH ，不断调整配比来适应上述各种情况。
（4）注意每次只限一个变动条件。有了初步结果以后，先确定一个培养基配比。 其次再确定各种重要的金属和非金属离子对发酵的影响，即对各种无机元素的营养要求，试验其最高、最低和最适用量。在合成培养基上得出一定结果后，再做复合培养基试验。最后试验各种发酵条件和培养基的关系。培养基内pH 可由添加碳酸钙来调节，其他如硝酸钠、硫酸铵也可用来调节。
（5）有些发酵产物，如抗生素等，除配制培养基以外，还通过中间补料法，对碳及氮的代谢予以适当的控制，间歇添加各种养料和前体类物质。
培养工艺的确定：
培养条件：温度、pH 值、氧、种龄、接种量
工业微生物的培养法分为静置培养和通气培养两大类型。
静置培养法即将培养基盛于发酵容器中，在接种后，不通空气进行发酵（厌氧性发酵) 。通气培养法的生产菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多，它们生长的环境必须供给空气，以维持一定的溶解氧水平，使菌体迅速生长和发酵，(好气性发酵) 。 在静置和通气培养两类方法中又可分为液体培养和固体培养两大类型，其中每一类型又有表面培养与深层培养之分。
液体深层培养：用液体深层发酵罐从罐底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。特点是容易按照生产菌种对于代谢的营养要求以及不同生理时期的通气、搅拌、温度、与培养基中氢离子浓度等条件，选择最佳培养条件。
深层培养基本操作的3个控制点
①灭菌：发酵工业要求纯培养，因此在发酵开始前必须对培养基进行加热灭菌。所以发酵罐具有蒸汽夹套，以便将培养基和发酵罐进行加热灭菌，或者将培养基由连续加热灭菌器灭菌，并连续地输送于发酵罐内。
②温度控制：培养基灭菌后，冷却至培养温度进行发酵，由于随着微生物的增殖和发酵会发热、搅拌产热等，所以为维持温度恒定，须在夹套中以冷却水循环流过。
③通气、搅拌：空气进入发酵罐前先经空气过滤器除去杂菌，制成无菌空气，而后由罐底部进人，再通过搅拌将空气分散成微小气泡。为了延长气泡滞留时间，可在罐内装挡板产生涡流。搅拌的目的除了溶解氧之外，可使培养液中微生物均匀地分散在发酵罐内，促进热传递，以及为调节pH 而使加入的酸和碱均匀分散等。
（五）发酵产物的分离提取
提取方法：
过滤、离心与沉降、细胞破碎、萃取、吸附与离子交换、色谱分离、沉析（盐析、有机溶剂沉析、等电点等）、膜分离、结晶、干燥
分离提取过程的几个注意的问题：
水质、热源去除（石棉板吸滤、活性碳吸附、过离子交换柱）、溶剂回收、废物处理、生物安全性
通过这九周的学习，我觉得受益匪浅，虽然了解的很少，但是我对未知领域有了很大的兴趣，让我有动力在课余时间查找相关知识。
制药工程课感想
听完所有的课，感觉每位老师对各个领域的讲解都很详细和精彩，其中我最感兴趣的还是微生物制药技术。开始对这一部分完全不了解，上课听到的只是一小部分，以下是通过查资料和上网获得，虽然也很片面，但是我对这一领域了解了更多。
微生物药物是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从微生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的用于预防、治疗和诊断的制品。 微生物药物原料以天然的生物材料为主，包括微生物、动植物、海洋生物等。人工制得的微生物原料是微生物制药原料的主要来源，如用免疫法制得的动物原料、改变基因结构制得的微生物或其它细胞原料等。微生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小，营养价值高。
用微生物发酵的方法制药，就是用很大的容器培养大量可以产生某种药的微生物，控制温度和营养成分，让微生物大量繁殖并产生需要的药物。比如青霉素就是大量培养青霉菌生产的。也有一些生物制药是靠向细菌（如大肠杆菌）中转入可以制造人类所需的一些蛋白质或药物的遗传编码。现在很多药品如抗体、胰岛素等都是通过基因工程将基因导入到微生物体内，使这些基因能够在微生物体内获得表达，再利用它们大规模培养（微生物发酵）来获得产品。 微生物制药技术：
（一）菌种的获得
向相关部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。
分离思路：新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。 定方案：查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。
采样：有针对性地采集样品。
增殖：人为地通过控制养分或培养条件培养所需菌种增殖。 分离：利用分离技术得到纯种。
发酵性能测定：进行生产性能测定（形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH 值、提取工艺等）
（二）高产菌株的选育
育种方法：诱变、基因转移、基因重组。
育种过程：
(1)引入有益基因型（不影响菌种活力）。
(2)选出希望基因型。
(3)评价改良菌种(实验规模和生产规模) 。
需综合考虑的因素：
(1)待改良性状的本质及与发酵工艺的关系；
(2)对这一特定菌种的遗传和生物化学方面认识的程度；
(3)经济费用。
改良思路：
(1)解除或绕过代谢途径中的限速步骤（通过增加特定基因的拷贝数或增加相应基因的表达能力来提高限速酶的含量；在代谢途径中引伸出新的代谢步骤，由此提供一个旁路代谢途径）。
(2)增加前体物的浓度。
(3)改变代谢途径，减少无用副产品的生成以及提高菌种对高浓度的有潜在毒性的底物、前体或产品的耐受力。
(4)抑制或消除产品分解酶。
(5)改进菌种外泌产品的能力，消除代谢产品的反馈抑制。
（三）菌种保藏技术
转接培养或斜面传代保藏；超低温或在液氮中冷冻保藏；土壤或陶瓷珠等载体干燥保藏。
（四）发酵工艺条件的确定
微生物的营养来源
能源，自养菌：光；氢，硫胺；亚硝酸盐，亚铁盐。异养菌：碳水化合物等有机物，石油天然气和石油化工产品。
碳源，碳酸气；淀粉水解糖，糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等，石油、正构石蜡，天然气，醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品
氮源，豆饼或蚕蛹水解液，味精废液，玉米浆，酒糟水等有机氮，尿素，硫酸铵，氨水，硝酸盐等无机氮，气态氮
无机盐，磷酸盐，钾盐，镁盐，钙盐等其他矿盐，铁、锰、钴等微量元素等 特殊生长因子，硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌醇等
培养基的确定
（1）调查研究，了解菌种的来源、生活习惯、生理生化特性和营养要求。
（2）了解生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢产物的化学性质、分子结构、一般提取方法和产品质量要求等。
（3）先选择一种较好的化学合成培养基，开始时先做一些摇瓶实验; 然后进一步做小型发酵罐培养，摸索菌种对各种主要碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力。注意培养过程中的pH 变化，观察适合于菌种生长繁殖和适合于代谢产物形成的两种不同pH ，不断调整配比来适应上述各种情况。
（4）注意每次只限一个变动条件。有了初步结果以后，先确定一个培养基配比。 其次再确定各种重要的金属和非金属离子对发酵的影响，即对各种无机元素的营养要求，试验其最高、最低和最适用量。在合成培养基上得出一定结果后，再做复合培养基试验。最后试验各种发酵条件和培养基的关系。培养基内pH 可由添加碳酸钙来调节，其他如硝酸钠、硫酸铵也可用来调节。
（5）有些发酵产物，如抗生素等，除配制培养基以外，还通过中间补料法，对碳及氮的代谢予以适当的控制，间歇添加各种养料和前体类物质。
培养工艺的确定：
培养条件：温度、pH 值、氧、种龄、接种量
工业微生物的培养法分为静置培养和通气培养两大类型。
静置培养法即将培养基盛于发酵容器中，在接种后，不通空气进行发酵（厌氧性发酵) 。通气培养法的生产菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多，它们生长的环境必须供给空气，以维持一定的溶解氧水平，使菌体迅速生长和发酵，(好气性发酵) 。 在静置和通气培养两类方法中又可分为液体培养和固体培养两大类型，其中每一类型又有表面培养与深层培养之分。
液体深层培养：用液体深层发酵罐从罐底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。特点是容易按照生产菌种对于代谢的营养要求以及不同生理时期的通气、搅拌、温度、与培养基中氢离子浓度等条件，选择最佳培养条件。
深层培养基本操作的3个控制点
①灭菌：发酵工业要求纯培养，因此在发酵开始前必须对培养基进行加热灭菌。所以发酵罐具有蒸汽夹套，以便将培养基和发酵罐进行加热灭菌，或者将培养基由连续加热灭菌器灭菌，并连续地输送于发酵罐内。
②温度控制：培养基灭菌后，冷却至培养温度进行发酵，由于随着微生物的增殖和发酵会发热、搅拌产热等，所以为维持温度恒定，须在夹套中以冷却水循环流过。
③通气、搅拌：空气进入发酵罐前先经空气过滤器除去杂菌，制成无菌空气，而后由罐底部进人，再通过搅拌将空气分散成微小气泡。为了延长气泡滞留时间，可在罐内装挡板产生涡流。搅拌的目的除了溶解氧之外，可使培养液中微生物均匀地分散在发酵罐内，促进热传递，以及为调节pH 而使加入的酸和碱均匀分散等。
（五）发酵产物的分离提取
提取方法：
过滤、离心与沉降、细胞破碎、萃取、吸附与离子交换、色谱分离、沉析（盐析、有机溶剂沉析、等电点等）、膜分离、结晶、干燥
分离提取过程的几个注意的问题：
水质、热源去除（石棉板吸滤、活性碳吸附、过离子交换柱）、溶剂回收、废物处理、生物安全性
通过这九周的学习，我觉得受益匪浅，虽然了解的很少，但是我对未知领域有了很大的兴趣，让我有动力在课余时间查找相关知识。