第十章微生物在药学方面的应用

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微生物技术在医药行业的研究与应用

微生物技术在医药行业的研究与应用

微生物技术在医药行业的研究与应用近年来,微生物技术在医药行业中得到了广泛的关注和应用。

微生物技术是指利用微生物的特性进行研究和应用的技术,包括基因工程、发酵工程等。

微生物技术在医药领域中的研究和应用具有重要的意义,不仅可以提高药物研发的效率和质量,还可以开发新型治疗手段。

首先,微生物技术在新药研发领域起到了重要的作用。

微生物是一类重要的生物资源,在药物研发过程中具有广泛的应用价值。

利用微生物的发酵特性,可以大规模生产药物原料,例如抗生素、酶类药物等。

同时,利用微生物的基因工程技术,可以改造微生物的基因组,生产新型药物。

例如,通过引入重组DNA技术,可以将目标基因导入到微生物细胞中,使其产生具有特定功能的蛋白质,如人类胰岛素和生长因子。

这些通过微生物技术研发的药物,不仅具有高效率和低成本的优势,还可以减少对动物资源的依赖,避免动物实验的局限性。

其次,微生物技术在疾病诊断和治疗方面也有着重要的应用。

微生物是许多疾病的致病因子,通过微生物技术的研究,可以更好地了解病原体的特性和传播途径。

例如,利用微生物技术可以开展疾病的基因检测,通过对病原微生物的基因组进行测序和分析,可以准确诊断和预测疾病的发展趋势。

同时,通过利用微生物的特性,可以开发新型的疫苗和抗菌剂,防治疾病的有效手段。

例如,通过研究病原微生物的抗药性机制,可以开发新型抗生素,并针对特定的病原菌,在药物选择和使用上提供指导。

此外,微生物技术还在个性化医疗方面发挥着重要的作用。

个性化医疗是指根据个体的遗传背景、环境因素等因素,量身定制的医疗方案。

微生物技术通过研究人类肠道微生物群落的组成和功能,可以揭示肠道微生物与人类健康之间的关联。

例如,通过分析肠道微生物群落的组成,可以预测肠道相关疾病的风险,并提供相应的预防和治疗策略。

此外,微生物技术还可以通过调节肠道微生物群落的结构和功能,实现针对性的干预,例如通过益生菌或粪菌移植等手段,改变肠道微生物的组成,恢复肠道健康。

微生物在药学中的应用

微生物在药学中的应用
药物相互作用研究
研究药物与微生物之间的相互作用,有助于发现潜在的药物相互作 用风险。
药物剂型研究
研究不同剂型的药物对微生物的影响,有助于优化药物剂型设计。
微生物在药品储存和运输中的应用
1 2
药品储存环境监测
监测药品储存环境的微生物状况,确保药品储存 环境的卫生和安全。
药品运输包装材料检测
检测药品运输包装材料的微生物状况,确保药品 在运输过程中不受污染。
微生物在药物作用机制研究中的应用
药物作用机制
微生物可以用于研究药物的作用机制,例如通过基因敲除或基因突变技术,研 究微生物中特定基因对药物作用的影响。
药物靶点筛选
利用微生物基因组学和蛋白质组学技术,可以筛选潜在的药物靶点安全性评价
微生物可以用于药物的安全性评价,例如通过基因突变和致畸实验等手段,评估 药物对人体的潜在危害。
微生物鉴别
通过微生物的形态、生理生化特性等指标,鉴别药物中污染的微 生物种类,有助于预防和控制药品污染。
微生物耐药性检测
检测药物中可能存在的耐药性微生物,为临床用药提供参考,避 免耐药性的传播。
微生物在药物制剂稳定性研究中的应用
药物降解研究
研究微生物对药物降解的作用,有助于了解药物在储存和使用过 程中的稳定性。
微生物酶可以将某些药物进行生 物转化,改变其化学结构,从而 产生新的药效或降低副作用。
药物代谢研究
通过研究微生物酶对药物的代谢 作用,可以深入了解药物在体内 的代谢过程和机制。
基因工程菌在药物生产中的应用
高产菌株的构建
01
通过基因工程技术改造微生物,使其具有更高的药物生产能力
,如提高抗生素的产量。
微生物在药学中的应 用
汇报人: 202X-01-02

微生物在药学中的应用_2022年学习资料

微生物在药学中的应用_2022年学习资料

抗生素的含量测定-·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 -效价=(检品的抗菌活性/标准品的抗菌活性)×100%-·单位unit,u是衡量抗生素有效成分的具体尺度。 表示方法:-。重量单位-以抗生素生物活性部分的重量为单位,1mg=1000U-。类似重量单位-以抗生素盐类 品的重量为单位,1mg=1000U
打孔法-管碟法-1-2-3-挖沟法-4-分8-P82-5-A-B-C-A挖沟;B划线接种;C培养后抑菌情况
微生物学在药学中的应用-微生物制药(抗生素)-药物的体外抗菌试验-药物制剂的微生物学检查
药物制剂的微生物学检查-无菌制剂的无菌检查-口服及外用药物的微生物学检查
无菌检查-sterility test-·用于检查无菌的药品医疗器械、原料、辅料及其他-品种是否无菌的一种 法。-·各种注射剂、输液、手术眼科制剂必须保证无菌。
微生物学在药学中的应用-微生物制药(抗生素)-药物的体外抗菌试验-药物制剂的微生物学检查
抗生素antibiotics-一是生物在其生命活动过程中产生的(或由其他方-法获得的,能在低微浓度下有选择 抑制或影-响它种生物功能的有机化合物。-医疗用抗生素的特点:-有较大的差异毒力-生物活性强大而具有选择性易产生抗药性-毒副作用小,不易引起超敏反应-吸收快,血药浓度高等优点
抗药性/耐药性-drug resistance-微生物细胞(或肿瘤细胞)对于治疗-药物作用的耐受性。-超级 药菌
耐药性产生的生物化学机制-·产生耐药性酶-■细胞膜通透性的改变-■抗生素作用靶位的改变-·形成生物被膜
细菌对B-内酰胺类抗生素产生耐药性的三种主要机制-孔蛋白-A-外膜-肽聚糖-负-周质空间-质膜-鱼PBPPBP-孔蛋白UC-D-盒PBP-食B-内酰胺类药物-●正常的PBP-酶-药物结合物-自B-内酰胺酶-■异 的PBP-PBP:青霉素结合蛋白

微生物的药学应用

微生物的药学应用
如:放线菌素D(多肽类,抗癌抗生素)
干扰RNA聚合酶转录,使RNA链延长停止
只能与dsDNA结合
不能与ssDNA结合
对DNA的复制无影响
类别 肽类 蒽环类 蛋白质类 博莱 霉素类 大环 内酯类 其他
微生物产生的或半合成的主要抗癌抗生素
抗生素名称
产生菌
放线菌素D Streptomyces parvullus
(三)抗肿瘤抗生素 指由微生物产生的具有抗肿瘤活性的化学物质,是最先突破 抗菌范围的抗生素,目前在肿瘤化疗中起重要作用的有阿霉 素、丝裂霉素、争光霉素、放线霉素D、红比霉素、平阳霉 素等。目前微生物来源的具抗肿瘤作用的酶抑制剂、受体拮 抗剂、诱导物,抗肿瘤转移作用的抗生素以及免疫增强剂等 也在抗肿瘤临床中应用着。
(二)抗真菌抗生素 微生物来源的抗真菌抗生素主要由链霉菌产生
的多烯内脂类抗生素,如两性霉素B、制霉菌素、杀 念珠菌素、曲古霉素等。
两性霉素B抗真菌谱广、活性强是当前临床治疗 深部真菌感染的重要药物。目前已对两性霉素B进行 了制剂改良,制成脂质体制剂以降低其毒性和提高 疗效。
制霉菌素等其他抗真菌药物因口服不吸收,主 要用于口腔、胃肠道、阴道及皮肤黏膜念珠菌感染 。
第二节 制药用微生物的选育
• 菌种的分离与筛选 分离 是把混杂的各类微生物有效地分开, 得到纯种。 筛选 是依着生产实际的要求,快速、准 确地将能产生所需产物,或具有某种生化 反应性能的菌种,从大量的
富集培养(以投其所好,取其所抗为原则)
涂布平板等纯种分离 挑选具有指示特征的菌落原种斜面培养
微生物与基因工程
整体或部分
次级 代谢产物
微生物药物
初级 代谢产物
微生物药物
整体或部分

第十章微生物在药学方面的应用

第十章微生物在药学方面的应用

发酵药物产品
1.抗生素 依据抗生素的化学结构分类 〔1〕β-内酰胺类抗生素 如青霉素类、头孢霉
素类及其衍生物。 〔2〕氨基糖苷类抗生素 如链霉素、卡那霉素。 〔3〕大环内酯类抗生素 如红霉素、麦迪霉素
等。 〔4〕四环素类抗生素 如四环素、金霉素、土
Байду номын сангаас霉素等。 〔5〕多肽类抗生素 多黏菌素、杆菌肽等。
药物中微生物的来源
空气 空气中的微生物主要来自灰尘颗粒,人的皮肤、
衣服,由讲话、咳嗽、打喷嚏形成的飞沫。 消费车间内空气中微生物的含量与室内清洁度、
温度、湿度以及人员在室内的活动状况有关, 如人员频繁的走动、清扫、搬动原资料及机器 的震动都可使飞沫、尘埃、原资料粉尘悬浮于 空气中,成为空气中微生物附着的载体,从而 添加空气的含菌量。 药物制剂消费环境的空气应要求洁净,特别是 消费注射剂、眼科用药等无菌制剂时,空气中 微生物的含量,必需十分低,要求每立方米空
微生物惹起的药物蜕变
药物中微生物的限定规范 规则灭菌药物 这是一类规则用无菌法
制备或制备后经灭菌处置的不含活的微 生物的药物。 非规则灭菌药物 这类药物中允许含有 不同种类和数量的活的微生物 药物中 的微生物种类和数量必需限制在一定的 范围内。
微生物惹起的药物蜕变
微生物污染药物的认定 依据药物的不同类型,如出现以下状况之一,
不会发作变化。
二、防止微生物污染药物的措施
3.运用适宜的防腐剂与抑菌剂 常用于口服或外用药物的防腐剂种类:苯甲酸、
苯甲酸钠、对羟基苯甲酸酯类〔尼泊金类〕、 乙醇、季铵盐类、山梨酸等。 常用于无菌制剂中的防腐剂:有苯酚、甲酚、 三氯叔丁醇,硝酸笨汞,硫柳汞、苯甲醇等。
第二节 微生物发酵的药物产品

第十章微生物在药学方面的应用

第十章微生物在药学方面的应用

药物中微生物的来源
制药用水
✓ 用途 作为药品的一个成分;物品的洗涤;中药材的炮 制;制剂的配方以及生产过程的冷却等。
✓ 种类 天然水、自来水、软化水、去离子水以及蒸馏水。 ✓ 用于制药的各种用水都必须定期进行水质检测,使用符
合卫生标准的水,防止水中微生物污染药物。水的消毒 可以采用化学消毒剂(如次氯酸钠或氯气)、过滤或紫 外线等方法,水的消毒除了水以外还应包括供水系统 (贮水池、设备和管道等)的消毒。
药物中微生物的来源
操作人员
在药物制剂生产过程中,要求操作人员清洗和消毒双手、 穿上专用工作衣、戴上工作帽严格按操作规程操作,另 外要求操作者必须是健康无菌者。
药物中微生物的来源
包装物、制药设备及厂房建筑
✓ 药品包装是产品出厂前的最后一道工序,包装物一方面是包裹药物, 另一方面是防止外界微生物进入药物中。
✓ 药物制剂生产环境的空气应要求洁净,特别是生产注射剂、眼科用药 等无菌制剂时,空气中微生物的含量,必须非常低,要求每立方米空 气中不得超过10个细菌,即所谓的“无菌操作区”。
✓ 减少空气中微生物数量的方法 采用保持室内清洁、控制人员的活 动、操作动作轻微等措施,除此对要求较高的场所,还可以采用过滤、 甲醛蒸汽熏蒸和紫外线照射等方法空气进行消毒。
药物中微生物的来源
空气
✓ 空气中的微生物主要来自灰尘颗粒,人的皮肤、衣服,由讲话、咳嗽、 打喷嚏造成的飞沫。
✓ 生产车间内空气中微生物的含量与室内清洁度、温度、湿度以及人员 在室内的活动情况有关,如人员频繁的走动、清扫、搬动原材料及机 器的震动都可使飞沫、尘埃、原材料粉尘悬浮于空气中,成为空气中 微生物附着的载体,从而增加空气的含菌量。
✓ 非规定灭菌药物 只要控制微生物的数量在规定允许的范围内,并保证没有

抗生素-微生物在药学中应用

抗生素-微生物在药学中应用
粒的细胞群体的极有用的生长选择压。而且在运用基因工 程菌进行发酵时,抗生素的加入可帮助维持质粒复制与染 色体复制的协调。 ❖ 我们建议基因工程菌应保藏在含低浓度选择剂的培养基 中。
❖ 普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC) 中国科学院微生物研究所,北京 中国科学院武汉病毒研究所,武汉。 ❖ 农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC) 中国农业科学院土壤肥料研究所,北京。 ❖ 工业微生物菌种保藏管理中心(CICC) 中国食品发酵工业科学研究所,北京。 ❖ 医学微生物菌种保藏管理中心(CMCC) 中国医学科学院皮肤病研究所,南京 中国药品生物制品检定所,北京。 中国预防医学科学院病毒学研究所,北京
三、微生物发酵工业所用菌种
优良的微生物菌种是发酵工业的基础和关键,微生物资源非常 丰富,广泛分布于土壤、水和空气中,尤以土壤中为最多
1.从微生物分类学的角度把所需菌种分为:细菌类如短杆菌、 枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、梭状芽孢 杆菌等;酵母菌如啤酒酵母、酒精酵母、汉逊酵母和假丝酵 母等;霉菌如黄曲霉、红曲霉、青霉菌和赤霉菌等;放线菌 如各种抗生素,链、庆大等。
2.微生物酶发酵
酶普遍存在于动物、植物和微生物中。因为微生物种类多、产酶的品种多、 生产容易和成本低等特点,所以目前工业应用的酶大多来自微生物发酵。
3.微生物代谢产物发酵
微生物代谢产物很多。在菌体对数生长期所产生的产物,如氨基酸、核苷 酸、蛋白质和糖类等是菌体生长繁殖所必需的,这些产物叫做初级代谢 产物。在菌体生长静止期,某些菌体能合成一些具有特定功能的产物, 如抗生素、生物碱、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁殖无明显 关系,叫做次级代谢产物。
灭菌庭院土为保藏介质,培养,真空干燥,密封 4℃冰箱一年以上保存期 适用于霉菌、放线菌和形成芽孢的细菌的保藏

浅谈微生物在制药领域的应用

浅谈微生物在制药领域的应用

浅谈微生物在制药领域的应用微生物在制药领域的应用摘要:1.掌握抗生素的概念、制备、效价的微生物学测定法,了解抗生素产生菌的筛选方法及生产过程。

2.了解微生物在医药工业其他方面的重要应用。

关键字:抗生素制备产品质量检测微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。

微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的,抗生素一般定义为:是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。

抗生素产生菌的分离和筛选1.土壤微生物的分离2.筛选3.早期鉴别4.分离精制5.药理试验和临床试用抗生素的制备:菌种孢子制备种子制备发酵发酵液预处理提取及精制成品检验成品包装微生物发酵的一般工艺也就是利用深层培养,进行微生物发酵生产所需要产品的过程。

微生物发酵一般分发酵与提取2个阶段。

发酵阶段:发酵阶段是指微生物菌种在适宜的培养液内,在一定的培养条件下,微生物生长繁殖,生物合成所需产物的过程。

(1)菌种发酵所用的菌种都是从自然界分离、纯化及选育后获得的。

这些菌种通常采用砂土管或冷冻干燥管保存。

要经常进行菌种选育工作,用人工方法加以纯化和育种,才能保持菌种的优良性状不变。

菌种制备的整个过程要保持严格的无菌状态。

(2)孢子制备胞子制备就是将保藏的菌种进行培养,制备大量孢子供下一步植被种子使用。

需氧发酵制备孢子一般是在摇瓶内进行,通过振荡,外界空气与培养液进行自然交换获得氧气。

所用的培养基要含有生长因子和微量元素,且碳源或氮源不宜过多,从而保证生产大量的孢子。

此外,还要严格控制培养基的pH、培养温度、培养时间等条件。

(3)种子制备种子制备是使有限数量的孢子萌发、生长、繁殖产生足够量的菌丝体,供发酵培养所用。

在种子罐内微生物菌丝大量生长、繁殖,因而缩短了下一步发酵罐内菌丝生长的时间。

种子罐中的培养液要尽可能与发酵液一致。

而且要有易吸收的碳源和氮源。

提取阶段发酵结束后,只有对发酵液中的产物通过一系列物理、化学方法进行分离、提取及精制,才能得到合乎规定的纯品,此为微生物发酵的提取阶段。

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微生物引起的药物变质
药物中微生物的限定标准
规定灭菌药物 这是一类规定用无菌法制备或制备后经 灭菌处理的不含活的微生物的药物。
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药物中微生物的来源
操作人员
在药物制剂生产过程中,要求操作人员清洗和消毒双手、 穿上专用工作衣、戴上工作帽严格按操作规程操作,另 外要求操作者必须是健康无菌者。
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药物中微生物的来源
包装物、制药设备及厂房建筑
药物中微生物的来源
药物原材料 一方面要选用微生物含量较少的原材料 另一方面对原材料要进行消毒和灭菌。
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药物中微生物的来源
制药用水
用途 作为药品的一个成分;物品的洗涤;中药材的炮 制;制剂的配方以及生产过程的冷却等。
种类 天然水、自来水、软化水、去离子水以及蒸馏水 。
空气
空气中的微生物主要来自灰尘颗粒,人的皮肤、衣服,由讲话、咳嗽 、打喷嚏造成的飞沫。
生产车间内空气中微生物的含量与室内清洁度、温度、湿度以及人员 在室内的活动情况有关,如人员频繁的走动、清扫、搬动原材料及机 器的震动都可使飞沫、尘埃、原材料粉尘悬浮于空气中,成为空气中 微生物附着的载体,从而增加空气的含菌量。
规定灭菌药物 对于规定灭菌的药物制剂如注射剂、输液剂必须保证绝 对不含任何微生物,并且不能含有热原质,否则注入集 体内将会发生严重后果。
非规定灭菌药物 只要控制微生物的数量在规定允许的范围内,并保证没有
致病微生物存在,一般不会引起药物变质。若污染药物 的微生物超过了规定的范围,数量较大,甚至有致病菌 存在,药物质量将受到严重影响,而使药物变质失效。
2.非规定灭菌药物中的微生物总数超过了规定的限量。 3.药物中发现有病原微生物或某些不得检出的特定菌种存
在。 4.药物中有微生物毒性代谢产物(如热原质等)存在。
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微生物引起的药物变质
药物被微生物污染后理化性质的改变
物理性质的改变 药物的物理性状包括外观、颜色、气味、硬度、黏度和
药物制剂生产环境的空气应要求洁净,特别是生产注射剂、眼科用药 等无菌制剂时,空气中微生物的含量,必须非常低,要求每立方米空 气中不得超过10个细菌,即所谓的“无菌操作区”。
减少空气中微生物数量的方法 采用保持室内清洁、控制人员的活 动、操作动作轻微等措施,除此对要求较高的场所,还可以采用过滤 、甲醛蒸汽熏蒸和紫外线照射等方法空气进行消毒。
药品包装是产品出厂前的最后一道工序,包装物一方面是包裹药物 ,另一方面是防止外界微生物进入药物中。
包装物应严格按照药物制剂本身的要求,进行清洗、消毒和灭菌, 如果处理不当,可能使含菌不多或已经消毒灭菌处理的无菌制剂重 新遭受微生物的污染;污染的程度与包装物本身的成分和贮藏条件 有关。
用于药物制剂生产的设备(如粉碎机、药筛、压片机、制丸机、灌 装机等)和容器表面可能有微生物滞留或滋生。药物制剂接触了这 些设备工具、容器上的微生物就会被污染。因此,对于生产设备工 具及容器的要求是易于拆卸、结构简单,便于清洁和消毒,生产前 后要清洗和消毒。
用于制药的各种用水都必须定期进行水质检测,使用符 合卫生标准的水,防止水中微生物污染药物。水的消毒 可以采用化学消毒剂(如次氯酸钠或氯气)、过滤或紫 外线等方法,水的消毒除了水以外还应包括供水系统( 贮水池、设备和管道等)的消毒。
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药物中微生物的来源
澄清度。 化学性质的改变 微生物污染药物后,通过微生物对药物化学成分的降解
作用引起药物化学性质的改变,微生物的降解能力具 有多样性。药物的有效成分常常由于微生物的降解作 用而遭到破坏,从而导致药物的治疗效果降低甚至失 效。
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变质药物对人体健康的危害
非规定灭菌药物 这类药物中允许含有不同种类和数量 的活的微生物 药物中的微生物种类和数量必须限制在 一定的范围内。
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微生物引起的药物变质
微生物污染药物的认定
根据药物的不同类型,如出现下列情况之一,即可认定药 物已被微生物污染。
1.规定灭菌药物(如注射剂、输液剂、眼科手术制剂及其 他无菌制剂)中发现有活的微生物存在;
第十章微生物在药学方 面的应用
2020年7月11日星期六
第一节 微生物与药物变质 •生物制药技术专业微生物精品 课程
一、药物中的微生物污染 1.药物中微生物的来源 药物原材料 制药用水 空气 操作人员 包装物、制药设备及厂房建筑
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影响药物变质的因素 •生物制药技术专业微生物精品 课程
药物本身
营养因素 许多药物配方中常含有微生物生长所需要的碳源、氮源
和无机盐等营养物质,微生物污染药物后,能利用其 营养进行生长繁殖,引起药物变质。 药物的含水量 药物中的水分为微生物的生长提供了条件,因此各种药 物尽量减少含水量,保持干燥,或在药物中加入盐或 糖造成一种生理上的干燥,减少微生物可利用的水量 。 药物中加入防腐剂或抗菌剂 药物中加入防腐剂或抗菌剂可有效地抑制微生物的生长 ,减少药物中微生物的污染数量。
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药物受到微生物污染,不但使药物变质失效, 导致药物报废,造成经济损失,更为严重的是 变质的药物若被人使用后,由于微生物和其代 谢产物的存在,以及药物化学性质的改变,可 以引起药源性疾病,对人体健康造成危害。
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污染药物的微生物数量
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