离子交换法提取链霉素
链霉素的生产
项目名称：链霉素的生产编制人：编制时间：2012/10/23总页数：文件编码：JL-SXBG-2012-微生物药物的生产-链霉素的生产一、链霉素的概述链霉素的化学结构式定义基本解释:一种抗生的有机碱C21H39N7O12 ,是由土壤放线菌( Streptomyces griseus )产生的,能有效地抵抗许多细菌,主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。
详细解释:抗菌素的一种。
白色粉末，有苦味，对结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等有抑制作用。
简介链霉素是一种从灰链霉菌的培养液中提取的抗菌素。
属于氨基糖甙碱性化合物，它与结核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合，起到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用，从而杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。
由于链霉素肌肉注射的疼痛反应比较小，适宜临床使用，只要应用对象选择得当，剂量又比较合适，大部分病人可以长期注射（一般2个月左右）。
所以，应用数十年来它仍是抗结核治疗中的主要用药；链霉素由灰色链霉菌发酵生产。
双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产；由灰色链霉菌产生的广谱抗生素，分子由链霉胍、链霉糖和N－甲基-L-葡萄糖胺组成；链霉素分子中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后，就成为双氢链霉素，其抗菌效能与链霉素大致相同，但对听觉神经的毒性比链霉素大。
药理作用链霉素是一种氨基糖苷类药，经主动转运通过细菌细胞膜，与细菌核糖体30S亚单位的特殊受体蛋白结合，干扰信息核糖核酸与30S亚单位间起始复合物的形成，抑制蛋白合成。
使DNA发生错读，导致无功能蛋白质的合成；使多聚核糖体分裂而失去合成蛋白的功能，使大量氨基糖苷类进入菌体，细菌细胞膜断裂，细胞死亡。
作用机理链霉素和其他的氨基糖苷类药物一样是通过干扰细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用的。
链霉素结合了细菌核糖体的30S亚基上的16SrRNA，干扰formyl-methionyl-tRNA与30SrRNA的连接，阻断细菌蛋白质的合成。
(整理)链霉素的生产
项目名称：链霉素的生产编制人：编制时间：2012/10/23总页数：文件编码：JL-SXBG-2012-微生物药物的生产-链霉素的生产一、链霉素的概述链霉素的化学结构式定义基本解释:一种抗生的有机碱C21H39N7O12 ,是由土壤放线菌( Streptomyces griseus )产生的,能有效地抵抗许多细菌,主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。
详细解释:抗菌素的一种。
白色粉末，有苦味，对结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等有抑制作用。
简介链霉素是一种从灰链霉菌的培养液中提取的抗菌素。
属于氨基糖甙碱性化合物，它与结核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合，起到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用，从而杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。
由于链霉素肌肉注射的疼痛反应比较小，适宜临床使用，只要应用对象选择得当，剂量又比较合适，大部分病人可以长期注射（一般2个月左右）。
所以，应用数十年来它仍是抗结核治疗中的主要用药；链霉素由灰色链霉菌发酵生产。
双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产；由灰色链霉菌产生的广谱抗生素，分子由链霉胍、链霉糖和N－甲基-L-葡萄糖胺组成；链霉素分子中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后，就成为双氢链霉素，其抗菌效能与链霉素大致相同，但对听觉神经的毒性比链霉素大。
药理作用链霉素是一种氨基糖苷类药，经主动转运通过细菌细胞膜，与细菌核糖体30S亚单位的特殊受体蛋白结合，干扰信息核糖核酸与30S亚单位间起始复合物的形成，抑制蛋白合成。
使DNA发生错读，导致无功能蛋白质的合成；使多聚核糖体分裂而失去合成蛋白的功能，使大量氨基糖苷类进入菌体，细菌细胞膜断裂，细胞死亡。
作用机理链霉素和其他的氨基糖苷类药物一样是通过干扰细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用的。
链霉素结合了细菌核糖体的30S亚基上的16SrRNA，干扰formyl-methionyl-tRNA与30SrRNA的连接，阻断细菌蛋白质的合成。
制药分离工程模拟试题含答案
制药分离工程模拟试题含答案1、基因工程药物分离纯化过程中，细胞收集常采用的方法: ( )A、盐析B、超声波C、膜过滤D、层析答案：C2、发酵液中铁离子的去除通常用: ( )A、吸附法B、酶解法C、变性法D、加入黄血盐生成普鲁士蓝沉淀答案：D3、结晶过程中，溶质过饱和度大小 ( )A、不仅会影响晶核的形成速度，而且会影响晶体的长大速度B、只会影响晶核的形成速度，但不会影响晶体的长大速度C、不会影响晶核的形成速度，但会影响晶体的长大速度D、不会影响晶核的形成速度，也不会影响晶体的长大速度答案：A4、以下关于超临界萃取叙述不正确的是（）A、超临界萃取具有低能耗、无污染和适合处理易受热分解的高沸点物质B、常用的超临界流体是二氧化碳C、超临界流体的密度接近液体，粘度接近气体D、超临界萃取后，工业上常用升高温度来分离萃取物答案：D5、链霉素在中性溶液中能以（）形式存在，可用离子交换法进行提取。
A、一价阳离子B、二价阳离子C、三价阳离子D、游离碱答案：C6、用来提取产物的溶剂称为: ( )A、料液B、萃取液C、萃取剂D、萃余液答案：C7、离子交换树脂再生时，再生剂HCl的浓度为( )。
A、2～5%B、3～6%C、5～10%D、8～12%答案：C8、当干燥为热敏性的湿物料时，可选用( )干燥器较适合。
A、气流B、厢式C、转筒D、喷雾答案：D9、下列膜分离技术中，仅能截留菌体、大病毒、细胞、微粒的是: ( )A、反渗透B、超滤C、纳滤D、微滤答案：D10、某药物的极性较大，依据“相似相溶”原理，萃取时可选用的萃取剂为( )。
A、石油醚B、丙酮C、乙酸乙酯D、乙醇答案：C11、采用醋酸丁酯萃取青霉素发酵液中的青霉素，该方法属于: ( )A、浸取B、有机溶剂萃取C、超临界流体萃取D、双水相萃取答案：B12、若两性物质结合了较多阳离子，则等电点 pH 会 ( )A、升高B、降低C、不变D、以上均有可能答案：A13、在干燥流程中，湿空气经预热器预热后，其温度( )，相对湿度( )。
链霉素生产工艺及结构改造
2.3 无机磷的反馈抑制 正常生长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成。磷酸盐与链霉素的生物合成过程有 密切关系，在链霉素生物合成中有几步磷酸酯酶所催化的去磷酸化反应。过量的磷 酸盐会产生反馈抑制，阻抑这几步的一个或多个磷酸酯酶的活性或形成，因而抑制 链霉素的合成，因此磷酸酯酶的活力与链霉素的形成有密切关系。此外磷酸盐还能 调节链霉胍合成的关键酶——脒基转移酶的形成，高浓度磷酸盐严重阻遏该酶的形成。
2.1 发酵阶段的转变 催化链霉胍的2个转脒基反应的酶，在合成阶段开始时的突然出现是由于新的蛋白 质的合成，而不是蛋白质的激活。
2.2 分解代谢产物的调节 在发酵过程中，除形成链霉素外，还形成一种支路产物—甘露糖链霉素(又叫链霉素 B)。对大多数微生物来说，甘露糖链霉素的生物活性只有链霉素的20%-25%。直到 发酵后期才产生水解甘露糖链霉素的α-D-甘露糖苷酶，能迅速把甘露糖链霉素水解 成链霉素和甘露糖，反应如下： 甘露糖苷酶 链霉素-甘露糖 链霉素+甘露糖
链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉 菌 （Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。链霉素是一种 相 当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。其分子结构是由链霉肌、链霉糖和 N-甲 基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。链霉素碱稳定性特别差，工业 产品主 要是其硫酸盐形式， 即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。
然而链霉素发酵液中绝大部分是菌丝体和未用完的培养基，以及各种各样的代谢产 物，如：蛋白质、多肽、色素和Ca2＋、Mg2＋离子等等，链霉素浓度远较各种杂质的低， 仅为5000单位/毫升左右。大量蛋白、多肽和高价离子(Ca2＋、Mg2＋)的存在对离子交换 吸附影响很大。 在离子交换处理前，一般采用蒸汽加热（70～75℃）方法使蛋白质凝固变性。添加 磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物，然后通过板 框过滤或离心分离将这些沉淀物除去。这一预处理将导致10％以上的链霉素所添加的草 酸、磷酸或络合剂，既增加了链霉素提炼成本，又会降低产品纯度、污染环境。 同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它各种杂质，将会减少树脂的吸 附容量或污染树脂，造成树脂的沉降和堵塞，进而缩短树脂的寿命，增加 抗生素提炼的 成本。 此外采用离子交换法提炼链霉素，总收率不高，只达72％。同时需大量解吸液。解 吸液中链霉素浓度低，各种杂质如色素、金属离子等含量较高，造成下游工艺处理困难 ， 产品纯度不高。
离子交换技术分离纯化提取链霉素
离子交换技术分离纯化提取链霉素
链霉素是一种氨基葡萄糖型抗生素。
链霉素是由土壤放线菌产生的,能有效地抵抗许多细菌(结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等),主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。
链霉素也是一种从灰链霉素的培养液中提取的抗菌素。
属于氨基糖甙碱式化合物。
链霉素的提取工艺
链霉素早期的提取方法采用的方法有：活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法。
目前，国内外多采用离子交换法提取链霉素。
链霉素在Ph4～7时稳定，所以链霉素的吸附只能在中性条件下进行。
氢型羧酸型树脂在酸性条件下的电离度多很小，交换容量很低，只能在碱性条件下才能起交换作用，而链霉素在碱性条件下很不稳定。
因此应将其转化成钠型并选择在中性条件下吸附。
链霉素是高价离子，配制较稀的溶液有利于链霉素的吸附而不利于杂质的吸附，从而得到某种程度的提纯。
链霉素经过离子交换树脂处理后，体积缩小十分之一，得以浓缩，而且纯度有所提高。
生物工程课程设计链霉素生产工艺设计
课程设计题目：链霉素生产工艺设计课程名称：发酵工厂工艺设计概论学院：化学与生物工程学院班级学号：姓名：指导老师：小组成员：二零年月目录1前言 (3)2设计任务书 (4)2.1项目背景和开发意向 (4)2.2生产菌种及发酵基本原理 (4)2.3基础数据 (5)2..4参考数据 (6)2.5设计内容 (6)2.6设计要求 (6)3工艺流程 (7)3.1发酵工艺 (7)3.2链霉素发酵条件及中间控制 (7)3.3提取工艺 (9)3.4工艺流程简图 (11)4工艺计算 (12)4.1物料衡算 (12)4.2热量衡算 (13)4.3水用量的计算 (15)5发酵车间设备(发酵罐)的选型计算 (16)5.1发酵罐的设计 (16)5.1.1发酵罐的选型及尺寸 (16)5.2设备结构的工艺设计 (17)5.2.1 空气分布器 (17)5.2.2 挡板............................................................. . (17)5.2.3电机设计及轴功率的计算 (17)5.2.4搅拌器设计 (19)5.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计 (19)5.2.6 PH测定 (22)5.2.7消泡 (22)6对本设计的评述 (23)7参考文献 (24)8附表二、发酵罐总装置图..………………………………………………......................1前言链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉菌（Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。
链霉素是一种相当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。
其分子结构是由链霉肌、链霉糖和 N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。
链霉素碱稳定性特别差，工业产品主要是其硫酸盐形式，即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。
链霉素分离纯化提取应用的膜分离工艺
链霉素分离纯化提取应用的膜分离
工艺
链霉素是从灰色链霉菌培养液中分离出来的一种碱性抗生素，我国自从大量生产以来，目前已形成了相当大的生产规模与能力。
链霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法。
这些传统工艺总收率不高，链霉素浓度低，各种杂质如色素、金属离子等含量较高，造成下游工艺处理困难，产品纯度不高。
膜法工艺取代链霉素生产中的薄膜蒸发工艺，使这一问题得到了很好的解决。
膜分离是一种无相变的纯物理手段，能在任何膜能承受的温度下对料液进行分子水平的分离。
清洁，环保，占地少，另外它的一大优势是运行成本低，去除一吨水的成本比普通的三效蒸发器低，有效地控制产品，提高了产品的质量。
浅谈链霉素的生产工艺及应用与发展
浅谈链霉素的生产工艺及应用与发展古冰霞摘要：生物技术被认为是21世纪最具主导地位的高新技术，而生物技术药物大部分都是抗生素类药物，抗生素类药物对治疗许多疾病都有着显著的疗效，链霉素就是其中的一种。
链霉素是一种重要的抗生素，也是一种氨基糖苷类药，在目前的制药工业中占有举足轻重的地位。
本文从链霉素的生产及提取工艺，链霉素的开发应用，链霉素的发展概况及发展前景这三个方面对链霉素进行综合性的阐述，进而对链霉素也有了进一步的认识。
关键词：链霉素；生产工艺；应用；发展1链霉素的生产工艺1.1链霉素的简介1.1.1 名称与化学结构式中文名：链霉素英文名：streptomycin分子式：C21H39N7O12分子量：581.59化学名：：2，4-二胍基-3，5，6-三羟基环己基-5-脱氧-2-O-(2-脱氧-2-甲胺基-α-L-吡喃葡萄糖基）-3-C-甲酰-β-L-来苏戊呋喃糖甙;它是由链霉胍、链霉糖、N-甲基-L-葡萄糖胺构成的糖苷。
化学结构式如下:1.1.2 性状与理化性质链霉素游离碱为白色粉末，大多数盐类也是白色粉末或结晶，无嗅，味微苦。
链霉素比较稳定，易溶于水，难溶于有机溶剂中。
链霉素是从放线菌属的灰链丝菌的培养液中提取的，是一种碱性甙，与酸类结合成盐。
兽医临床上常用的是硫酸链霉索。
硫酸链霉素为白色或类白色粉末，无臭、味微苦、有吸湿性。
1.2 链霉素的生产工艺1.2.1生产过程链霉素由灰色链霉菌发酵生产。
双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产。
链霉素的生产过程分为两大步骤：①菌种发酵。
将冷干管或沙土管保存的链霉菌孢子接种到斜面培养基上，于27℃下培养7天。
待斜面长满孢子后，制成悬浮液接入装有培养基的摇瓶中，于27℃下培养45～48小时待菌丝生长旺盛后，取若干个摇瓶，合并其中的培养液将其接种于种子罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气搅拌，在罐温27℃下培养62～63小时，然后接入发酵罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气，搅拌培养，在罐温为27℃下，发酵约7～8天。
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链霉素的结构
• 链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡 萄糖胺通过糖苷键装配而成的化合物。链操作过程
链霉素的提取工艺
• 链霉素早期的提取方法采用的方法有：活性炭吸 附法、带溶法、沉淀法、离子交换法。目前，国 内外多采用离子交换法提取链霉素。 • 链霉素在Ph4～7时稳定，所以链霉素的吸附只能 在中性条件下进行。氢型羧酸型树脂在酸性条件 下的电离度多很小，交换容量很低，只能在碱性 条件下才能起交换作用，而链霉素在碱性条件下 很不稳定。因此应将其转化成钠型并选择在中性 条件下吸附。
链霉素提取工艺的优化
离子交换法 膜法工艺
取代
薄膜浓缩
投资较大 在任何膜能承受的温度下分离 容易堵塞 清洁、环保、占地少 不适于高粘度液体 运行成分低 无变相的纯物理手段
离子交换法优点
• 需用的原辅料少且易得，并有足够数量的供 应 • 中间体容易以较纯形式分离出来，质量符合 标准，多步反应能够实现连续操作 • 可在易于控制的条件下进行制备如安全、无 毒 • 设备条件要求不苛刻 • 收率最佳、经济效益最好
• 链霉素是高价离子，配制较稀的溶液有利于链霉素 的吸附而不利于杂质的吸附，从而得到某种程度的 提纯。羧酸型树脂对氢离子的亲和力大，用酸洗脱 能是链霉素洗脱完全链霉素离子交换吸附和洗脱可 用下列方程式表示：
3 吸附： 3ROONa St 3 （RCOO） Str 3Na 3 洗脱：（RCOO） Str 3H 3RCOOH Str 3
链霉素经过离子交换树脂处理后，体积缩小十分 之一，得以浓缩，而且纯度有所提高。
• 发酵液经酸化、过滤，除去菌丝及固体物， 然后中和，通过弱酸型阳离子交换树脂进 行离子交换，再用稀硫酸洗脱,收集高浓度 洗脱液──链霉素硫酸盐液。洗脱液再经磺 酸型离子交换树脂脱盐，此时溶液呈酸性， 用阴离子树脂中和后，再经活性炭脱色得 到精制液。精制液经薄膜浓缩成浓缩液， 再经喷雾干燥得到无菌粉状产品，或者将 浓缩液直接做成水针剂。
链霉素的提取工艺
2011级生物技术 邓展瑞
链霉素
链霉素是一种氨基葡萄糖型抗生素，分 子式 C21H39 N7O12 。链霉素是由土壤放线菌产 生的,能有效地抵抗许多细菌（结核杆菌、 鼠疫杆菌、大肠杆菌等）,主要用其盐治疗 结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌 尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的 其它传染病。链霉素也是一种从灰链霉素 的培养液中提取的抗菌素。属于氨基糖甙 碱式化合物。
离子交换法缺点
• 操作过程复杂，且操作控制要求严格，操作工序 多 • 化学合成途径较复杂，需要经过多步反应 • 合成过程中生成含硫废弃液，使得三废处理复杂 • 各种杂质如色素、金属离子等含量较高，造成下 游工艺处理困难，产品纯度不高
• 应该设计一种提取工艺来弥补弊端，从而获得更 大的收率
提取三大新工艺
1、膜分离法工艺取代链霉素生产中的薄膜蒸 发工艺，使这链霉素收率低的问题得到了 很好的解决。 2、Flow-Cel超滤技术代替传统的板框压滤/鼓 式真空过滤方法。 3、经Flow-Cel超滤技术处理后的发酵滤液后 还可以用专利性的Nano-flo纳滤技术进一步 浓缩到所需的浓度。