10微生物在药学中的应用
微生物学与生化药学
微生物学与生化药学微生物学与生化药学是两个密切相关的学科，它们在理论和实践层面上都有着千丝万缕的联系。
本文将从这两个学科的关系、微生物学在生化药学中的应用、生化药学在微生物学中的作用以及发展趋势与前景等方面进行阐述。
首先，微生物学与生化药学的关系可以从以下几个方面进行解释。
微生物学是研究微生物的形态、结构、生理、分类、遗传、生态、应用等方面的学科，而生化药学则是研究生物活性物质、药物化学、药物生物技术、药剂学等方面的学科。
在研究生物活性物质的过程中，微生物学为生化药学提供了丰富的资源，如发酵技术、酶制剂等。
同时，生化药学的研究成果也为微生物学的发展提供了新的思路和方法。
其次，微生物学在生化药学中的应用十分广泛。
例如，在生物制药领域，通过微生物发酵技术生产出的药物包括抗生素、激素、酶等。
这些药物在医疗领域具有广泛的应用价值。
此外，微生物学还为生化药学提供了多种生物活性物质，如抗生素、抗肿瘤药物、抗病毒药物等，这些物质在临床治疗中发挥着重要作用。
反过来，生化药学在微生物学中也发挥着重要作用。
生化药学为微生物学提供了丰富的研究方法和技术，如高通量筛选技术、生物传感器、色谱技术等。
这些技术手段有助于微生物学家更快地筛选出具有特定功能的微生物，并进一步研究其生物活性物质。
此外，生化药学还提供了许多用于微生物培养和繁殖的营养物质，使微生物学的研究更加高效。
最后，微生物学与生化药学的发展趋势与前景十分广阔。
随着科学技术的不断进步，微生物学与生化药学将进一步融合，产生更多创新成果。
例如，基于微生物的生物制药、生物农药、生物肥料等领域将继续发挥重要作用。
此外，微生物学与生化药学在生物能源、环境保护等方面的应用也将得到加强。
在未来，微生物学与生化药学有望为人类社会带来更多福祉。
总之，微生物学与生化药学之间存在着密切的联系，两者相互促进、共同发展。
微生物在药学中的应用
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第二十一章 药品制剂微生物学检验
微生物在药学中的应用
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第一节 灭菌制剂无菌检验
灭菌制剂： 注射剂 眼科制剂 手术用具（敷料、缝合线、无菌器具等）
微生物在药学中的应用
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普通药品无菌检验——直接接种法
需氧菌、厌氧菌、霉菌检验
需氧菌：30~35℃，7天 厌氧菌：30~35℃，7天 霉 菌：20~25℃，7天 观察培养液是否混浊或涂片染色镜检
（2）Ca 2+ + 草酸 → 草酸钙↓（还可促进蛋白质沉淀）
（3）磷酸盐除Mg 2+
（4）黄血盐除Fe 3+
（5）ZnSO4与黄血盐形成复盐吸附蛋白质
（6）过滤
微生物在药学中的应用
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6 、抗生素提取和精制
（1）溶媒萃取法—Pen （2）离子交换法—氨基糖苷类抗生素 （3）吸附法（活性炭、大孔吸附树脂）—头孢菌素 （4）沉淀法——四环素
特定单位（特定样品某一重量为一定单位）
例: 一批特定杆菌肽1mg ≌ 55U
微生物在药学中的应用
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二、抗生素效价测定—管碟法
原理： 抗生素在琼脂平板培养基中扩散渗透作用 抗生素在一定浓度范围内，其浓度对数和抑菌圈直径成直 线关系 y=a+bx y：抑菌圈直径，x抗生素浓度对数
惯用二剂量法 W=(SH+UH)-(SL+UL) V=(UH+UL)-(SH+SL) 供试品与标准品效价比θ=D*antilg(IV/W) D普通为1，I普通为lg2
增菌液增菌培养 分离、纯培养
菌落等培养特征观察
镜检形态学检验（如革兰氏染色）
生理生化反应检验
微生物在药学中的应用研究
微生物在药学中的应用研究作者：张金丽来源：《现代职业教育.高职本科》 2017年第12期［摘要］近年来，微生物在药学研究中被广泛应用，展现出良好的发展前景。
通过查阅相关的医学文献资料，了解到微生物与药学之间有密切的关系，通过对微生物进行转化和发酵，将其应用到药学研究及生产工作中，展现出微生物在药学中的应用价值及广阔的发展前景。
［关键词］微生物；药学；发酵［中图分类号］ R91［文献标志码］ A［文章编号］ 2096-0603（2017）34-0220-01一、微生物与药学的关系（1）微生物与药学存在着密切的关系，许多抗生素是微生物的代谢产物或合成的类似物，在小剂量情况下，能够有效抑制微生物的存活及生长，不会对宿主产生严重的毒性。
在临床应用过程中，抗生素起到了抑制病原菌生长的目的，被广泛应用于细菌感染性疾病的治疗中。
除了具备抗感染作用外，一些抗生素自身还具备较强的抗肿瘤活性，被应用于肿瘤化学治疗中。
（2）微生物在医药卫生方面被广泛应用，维生素及辅酶被大量应用。
（3）近年来，人们在微生物学检验的基础上加大了对药品卫生行业的关注力量，加大对药品卫生质量进行控制。
（4）药品及生物制剂被广泛应用于生物工程技术生产中，采用工程菌生产胰岛素、生长因子及干扰素等[1]。
二、微生物在药学中的应用（一）微生物转化在药学中的应用1.在手性药物合成中的应用不同的化合物光学活性不同，自身展现出了不同的生物学活性。
现阶段，手性药物拥有广阔的发展前景，拆分及不对称合成手性药物成为热点研究问题。
在生物体系中，酶展现出了高度的立体选择性，通过利用及筛选微生物或酶的过程，能够产生活性较高及立体结构专一的化合物，是一种可行性和有效性较高的方法。
例如，将氯-酮丁酸甲酯及乙酯作为底物，将酮基还原为羟基时，展现出较高的立体选择性。
通过生物转化的过程，不仅能够得到立体结构专一的手性化合物，同时也完成了对手性化合物的拆分。
微生物转化中的合成手性化合物被广泛应用于制药工业中。
11第四篇微生物在药学中的应用
11第四篇微生物在药学中的应用微生物在药学中的应用微生物是生命的重要组成部分，广泛存在于自然界的各个生态系统中。
微生物不仅能够帮助人类解决环境问题，还在药学领域中发挥着重要的作用。
微生物的应用已经成为一种主流的生物技术，被广泛应用于药物的生产和药学研究中。
首先，微生物在药物生产中的应用是不可或缺的一环。
许多重要的药物，例如抗生素、酶制剂和疫苗等，都是通过微生物进行生产的。
抗生素是微生物在医学领域中最重要的应用之一。
梭菌、链球菌和放线菌等微生物能够产生多种抗生素，如青霉素、红霉素和链霉素等。
这些抗生素的发现和开发使得许多感染性疾病得以有效治疗。
其次，微生物在药学研究中的应用也是不可忽视的。
微生物的遗传多样性为药物发现和开发提供了无限可能。
微生物酶在药物研究中发挥着重要的作用。
许多药物需要经过多个酶的参与才能合成或代谢。
通过研究微生物酶的结构和功能，可以更好地了解其在药物代谢中的作用机制，从而改进药物的疗效和安全性。
此外，微生物在新药开发中也发挥着重要的作用。
微生物天然产物在药物发现中具有巨大的潜力。
大约60%的已知抗肿瘤药物和抗菌药物都是从微生物中提取得到的。
例如，链霉菌产生的抗生素链霉素具有较强的抗菌活性，被广泛用于临床治疗。
此外，微生物还可以通过基因工程技术进行改造，生产出具有特定功能的药物。
这些新型药物有望成为未来治疗各类疾病的有效手段。
除了在药物生产和药学研究中的应用外，微生物还在药师的日常工作中发挥着重要作用。
微生物学是药学专业的核心课程之一，它为药师提供了重要的理论基础和实践指导。
药师需要通过微生物学的知识，准确判断微生物的感染类型和药物的抗菌谱，从而选择合适的抗生素进行治疗。
另外，药师在药店中也需要进行微生物污染的监测和控制工作，确保药品的质量和安全。
总体而言，微生物在药学中的应用是多方面的，包括药物生产、药学研究和药师的工作等。
随着科学技术的不断进步，微生物的应用将会得到进一步的拓展和深化。
抗微生物药的分类及合理使用
给猪肌肉或静脉注射2.5mg/kg的土拉霉素，结 果表明，肌肉注射给药后15分钟，血药浓度达峰 值。血浆中表现平均消除半衰期为75.6小时；静 脉注射给药后，消除半衰期为67.5h。
肌肉注射给药12小时后肺内药物浓度为 2840ng/g，24小时后为3 470ng/g，6天为1700ng/g ，10天为1240ng/g，综上所述，猪按2.5mg/kg单 剂量肌肉注射土拉霉素后，药物吸收迅速，生物 利用度高，肺内组织内一直维持较高的药物浓度 ，消除缓慢。
• 非典型的病毒病，可以用干扰素、淋巴因子、抗 病毒中药等来治疗。
抗微生物药的分类及合理使用
（二）抗菌药
β-内酰胺类
氨基糖苷类
大环内酯类
（
按
化 学
抗
结 构
菌
分 类
药
）
抗生素
四环素类 氯霉素类 林可胺类 多肽类 截短侧耳素类
化学合成抗菌药
抗微生物药的分类及合理使用
磺胺类 呋喃类 喹诺酮类 喹噁啉类 硝基咪唑类
（1）青霉素为窄谱杀菌剂，口服不吸收。 （2）氨苄青霉素、羟氨苄青霉素为广谱杀菌剂，在治疗全身 感染时选用阿莫西林的疗效比氨苄西林好，治疗肠道感染时， 氨苄西林不易吸收在胃肠道保持较高的药物浓度，故选氨苄 西林好。
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
β-内酰胺类抗生素
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
抗微生物药的分类及合理使用
药学中的抗生素与微生物学知识
不将抗生素作为预防用药或长期使用 ，以免导致菌群失调和耐药性产生。
PART 06
总结与展望
REPORTING
当前存在问题和挑战
1 2 3
抗生素滥用
全球范围内，抗生素的过度使用和不当使用导致 耐药性细菌的出现和传播，严重威胁人类健康。
新药研发困难
由于抗生素研发周期长、投入大、成功率低，近 年来新抗生素的研发进展缓慢，难以满足临床需 求。
REPORTING
微生物种类与特点
01
02
03
04
细菌
单细胞原核生物，形态多样， 繁殖迅速。
病毒
非细胞结构，依赖宿主细胞进 行复制。
真菌
真核生物，包括酵母菌、霉菌 等。
放线菌
原核生物，主要分布于土壤和 水中。
微生物在自然界中作用
物质循环
参与有机物的分解和合成，促进自然界物质循环 。
维持生态平衡
与其他生物相互依存、相互制约，维持生态平衡 。
抗生素对微生物的抑制作用
抑制细胞壁合成
通过抑制细菌细胞壁的合成， 使细菌失去细胞壁的屏障作用
，导致细菌破裂死亡。
破坏细胞膜
通过破坏细菌的细胞膜，使细 胞内的物质外泄，从而杀死细 菌。
抑制蛋白质合成
通过抑制细菌蛋白质的合成， 使细菌失去生长和繁殖所必需 的物质，从而抑制细菌的生长 。
抑制核酸合成
通过抑制细菌核酸的合成，阻 断细菌的遗传物质复制和转录 ，从而抑制细菌的生长和繁殖
按照医嘱正确使用抗生素，不 随意增减剂量或改变用药方式 。
按时服药，确保药物在体内维 持有效浓度，达到治疗效果。
完成整个疗程，即使症状缓解 也不应提前停药，以免病情反 复。
微生物转化在药学中的应用
微生物转化在药学中的应用微生物转化是指利用微生物产生的酶或细胞对化合物进行化学反应的过程。
这种技术在药学领域中具有广泛的应用价值，为药物研发、生产和应用带来了新的机遇和挑战。
本文将介绍微生物转化在药学中的应用领域，并举例说明其在制药工业中的重要性。
微生物转化在抗生素生产中发挥着重要作用。
例如，链霉素、红霉素等抗生素的生产都需要通过微生物转化来实现。
通过将微生物中的酶和抗生素分子结合，可以改变抗生素的化学结构，从而提高其药效和稳定性。
药物代谢研究是药物开发过程中至关重要的一环。
微生物转化可以为药物代谢研究提供有效的工具。
例如，通过将药物分子与微生物细胞或酶共培养，可以模拟药物在人体内的代谢过程，为药物疗效和不良反应的研究提供依据。
微生物转化还可以应用于活性先导化合物的发现。
通过将微生物细胞或酶与大量化合物共培养，可以筛选出能够被微生物转化成具有药效的化合物，从而发现新的药物候选。
微生物转化可以大大提高药物生产效率。
例如，利用微生物发酵生产抗生素，可以在短时间内实现大量生产，而且成本相对较低。
这不仅可以降低药品价格，还可以为制药企业带来更大的经济效益。
微生物转化在制药工业中的应用还可以降低生产成本。
例如，通过微生物转化技术，可以将一些价格昂贵的药物中间体转化为价格更为低廉的化合物。
这样可以降低药品生产成本，使更多人能够享受到高质量的医疗服务。
微生物转化还可以创新药物研发模式。
传统的药物研发模式通常需要投入大量的人力和物力资源，而且研发周期较长。
而利用微生物转化技术，可以通过大规模筛选寻找新的药物候选，并利用微生物细胞或酶进行药物代谢研究，这样不仅可以缩短药物研发周期，还可以降低研发成本。
微生物转化在制药工业中的另一个重要性是解决药物生产中的环境问题。
传统的药物生产过程往往会产生大量的废气、废水和废渣，对环境造成严重污染。
而利用微生物转化技术生产药物可以大大减少废物的产生，从而降低对环境的污染。
微生物转化在药学中具有广泛的应用前景和重要性。
微生物在药学中应用精选全文
以春、秋两季采土为宜。去除表土， 采取5-
10cm深处的土壤，装入无菌容器。
2、分离菌株 将2-4克土壤均匀散布水中 待其沉降，上清部分经适当稀释后（一般 为10-3-104），涂布于适宜培养基中，并培 养至单菌落出现，挑取单个菌落移种纯 培养，根据菌落的特征，初步排除相同 菌。
二、筛选 ：是指从大量待筛选微生物中，尽快 地鉴别出有实用价值的抗生素产生菌的实验过程。
（3）氨基糖苷类抗生素（氨基环醇类）
[来源] 包括很广的由链霉菌、小单孢菌和芽孢 杆菌产生的物质。
[化学特征] 具有环状氨基醇和与之相连的氨基 糖。葡萄糖是氨基醇和氨基糖的来源。
[作用机制] 以不可逆的方式作用于核糖体而抑制 蛋白质的合成，具有杀菌作用，主要作用革兰 阳性菌。
[代表药物] 链霉素（第一个发现，也是第一个对 抗生素有效的抗生素）、卡那霉素、庆大霉素、 妥布拉霉素和丁安卡那霉素。
抗生素：是一个低分子量（指一个 分子有一定的化学结构，其相对质 量最大可达数千）的微生物代谢产 物，在低浓度（﹤1mg/ml）时能抑 制其他微生物生长。
医疗用抗生素需要以下要求：
1、差异毒力大
是指微生物或肿瘤细胞等靶体的抑制或杀灭作 用，与其对机体损害程度的差异比较。抗生素 的差异毒力 愈大，则愈有利于临床应用。如青 霉素能抑制细菌细胞壁的合成，而人及哺乳类 动物细胞不具备细胞壁，因而青霉素的差异毒 力大。一般的化学消毒剂对微生物和机体的毒 力无明显差异。
1、抗生素产生菌的鉴别 通过形态、培养、生 化反应等实验对抗生素产生菌进行初步的分类 鉴定。
2、抗生素的鉴别
常用理化方法如： 纸层析法 测定抗生素的极性和在
各种溶媒中的溶解度。 纸电泳法 判断抗生素是酸性、碱性、
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4 、发酵
（1）接种量10% 左右，周期4-5天； （2）培养基—糖类，淀粉，花生饼粉，黄豆饼粉，玉米浆，蛋
白胨； （3）补料工艺—延长抗生素分泌期，增加产量； （4）前体—如Pen发酵的前体为苯乙酸或苯乙胺等； （5）pH （6）温度：夹套或蛇管冷却水散热（渗漏时易导致染菌，喷淋
第四篇 微生物在药学中的应用
BEA Confidential. | 1
抗生素（antibiotics）
原始含义：由微生物产生的、能抑制其它微生物生长 的物质。
现指：生物（包括微生物、植物和动物）在其生命活 动过程中产生的（或由其它方法获得的）、能在低 微浓度下有选择性地抑制或影响它种生物机能的有 机物质。
6 、抗生素提取和精制
（1）溶媒萃取法—Pen （2）离子交换法—氨基糖苷类抗生素 （3）吸附法（活性炭、大孔吸附树脂）—头孢菌素 （4）沉淀法——四环素
7 、成品检定和包装
抗药性 （drug resistance）p305
定义—在微生物或肿瘤细胞多次与药物接触发生敏 感性降低的现象，是微生物对药物所具有的相对 抗性。
出现透明圈（eg.金葡菌产酶株）。
抗生素的效价单位及效价测定法 p308
一、抗生素的效价单位 效价（potency）——在同一条件下比较抗生素检品和标准
品的抗菌活性，从而得出检品的效价。
单位（unit,u）是衡量抗生素有效成分的具体尺度。
效价＝
×100％
抗生素效价
检品的抗菌活性
效价 =
100%
标准品的抗菌活性
抗G+—青霉素等 （抑制细胞壁合成） 抗G-—链霉素等（干扰蛋白质合成） 广谱—四环素、红霉素、卡那霉素（干扰蛋白质合成）等。 抗真菌—两性霉素B（改变了细胞膜的通透性）、制霉菌素、
灰黄霉素等。 抗肿瘤—阿霉素、丝裂霉素、柔红霉素等（抑制核酸合
成）。
医疗用抗生素的特点
差异毒力大 生物活性强、有不同抗菌谱 不易使病原菌产生耐药性 毒副作用小，不易引起超敏反应 半衰期长，生物利用度高
（二）、抗药性产生的生化机制
1、 合成了修饰抗生素的酶 例：β-内酰胺类抗生素—产生β-内酰胺酶
2、 使药物作用靶位失活 例：磺胺类抗药菌—合成另一种对磺胺不敏感的酶
3、 细胞质膜透性改变 例：抗四环素细菌—膜孔蛋白结构改变，降低细 胞膜通透性
耐药性和青霉素酶的测定
1 、耐药性—药敏试纸 2 、青霉素酶 耐药菌接平板培养 →加含青霉素的淀粉 → 加I2
获得抗药性:对原来敏感的抗生素通过遗传性的改变 而获得了抗药性
多重抗药性：同时对两种以上作用机制不同的药物 产生的抗药性
交叉抗药性：对作用机制类似或作用机制类似的抗 生素均有抗药性
赖药性：不仅对该药物具有抗性，而且需要该药物 作为特殊的营养因素
耐受性：该菌在最低抑菌浓度时仍受到抑制，但最 低杀菌浓度提高
例: 一批特定杆菌肽1mg ≌ 55U
二、抗生素的效价测定—管碟法
原理： 抗生素在琼脂平板培养基中的扩散渗透作用 抗生素在一定浓度范围内，其浓度的对数和抑菌圈直径成 直线关系 y=a+bx y：抑菌圈直径，x抗生素浓度的对数
常用二剂量法 W=(SH+UH)-(SL+UL) V=(UH+UL)-(SH+SL) 供试品与标准品效价比θ=D*antilg(IV/W) D一般为1，I一般为lg2
（一）、抗药性产生的遗传机制
1 、自发突变与药物选择
（1）由敏感菌的遗传物质自发突变产生。
（2）药物选择的结果是杀死敏感菌，耐药菌富集。
2 、 细胞间抗药性的基因转移
染色体上的耐药基因—通过接合、转化、转导 和转座子而转移。
质粒上的耐药基因—自行复制，代代相传，并 在不同种属间转移（性菌毛的接合作用）
抗菌药物的发展史也就是细菌对其耐药性的发展史
（1）抗菌药物只要使用了足够时间，就会出现细菌耐药性，如使 用青霉素25年后出现耐青霉素肺炎球菌、氟喹诺酮使用10年后 出现了肠杆菌耐药；
（2）耐药性是不断进化的，随着抗菌药物的应用，耐药也从低度 耐药向中度、高度耐药转化；
（3）对一种抗菌药物耐药的微生物可能对其他抗菌药物也耐药； （4）细菌耐药性的消亡很慢； （5）使用抗菌药物治疗后，患者容易携带耐药菌。
冷却也一样）
（7）通气搅拌： 机械搅拌 ；挡板防涡流 （8）消泡沫： 玉米油、豆油、泡敌—聚氧乙烯氧丙烯甘油0.01-
0.02% （9）消毒灭菌，防止杂菌污染
菌种、空气、培养基、管道设备、防噬菌体。 （10）放罐时间： 菌丝浓度、形态、残糖、氨基氮、pO2 、pH
、效价。
5 、发酵液的预处理
（1）发酵液中含Ca 2+ 、 Mg 2+ 、 Fe 3+ 、Protein等杂质； （2）Ca 2+ + 草酸 → 草酸钙↓（还可促进蛋白质沉淀） （3）磷酸盐除Mg 2+ （4）黄血盐除Fe 3+ （5）ZnSO4与黄血盐形成复盐吸附蛋白质 （6）过滤
分类
（1）按化学结构
ß-内酰胺类—青霉素、头孢菌素等 四环类—四环素、土霉素、金霉素 氨基糖苷类—链霉素、卡那霉素、庆大霉素 大环内酯类—红霉素、螺旋霉素、麦迪霉素 多肽类—多黏菌素、杆菌肽等
多烯类—制霉菌素、两性霉素B、万古霉素
苯羟基胺类—氯霉素
蒽环类—柔红霉素、阿霉素
环桥类—利福霉素
其他
（2）按作用对象
抗生素传统分离方法
土Hale Waihona Puke 标本无菌水稀释涂布于平板 培养基培养
挑取单菌落
扩培
滤纸片 法筛选
培养观察抑菌圈
鉴定 精制 临床研究
抗生素生产的工艺过程
1.菌种 2.孢子制备 3.种子制备
4.发酵 5.发酵液预处理
6.提取及精制 7.成品检验和包装
1、 菌种－ 保藏的品种经复壮后备用
2 、孢子制备－ 固体培养基上大量培养孢子
第二十章 药物的体外抗菌试验
抗生素的体外抑菌实验 MIC——最低抑菌浓度 MBC——最低杀菌浓度
药物体外抗菌试验
检品的实际单位数
=
100%
检品的标示量
抗生素效价单位
重量单位（生物活性部分重量）：1µg ≌ 1U 类似重量单位（特定抗生素盐纯品重量）
1µg ≌ 1U
重量折算单位（原始活性单位相当的纯品重量为1U）
ex:Pen 0.5988µg ≌ 1U, 1mg ≌1670U
特定单位（特定样品的某一重量为一定单位）