胰岛素生产流程图说课材料
胰岛素生产流程图
P-19 / V-106
Storage
P-9 / DS-101
Centrifugation
S-111
CNBr/HCOOH
S -1 4 2
P-11 / HG-101 P-38 / V-109
Hom ogenization Blending / Storage
S -1 1 8
P-13 / DS-101
Centrifugation
Diafiltration
L iq W a s te 1 4
P-31 / C-105
P-29 / DF-1L0i3q W a s t e 1 3
Diafiltration
P-28 / C-104
L iq W a s te 1 2
P-30 / DF-103
Diafiltration
P-34 / BCF-101
P-1 / V-101
Mixing
P-2 / ST-101 S -1 0 6
Heat Sterilization
S -1 0 1
A m m o n ia
P-5 / AF-101
Air Filtration
P-7 / V-102
P-19 / V-106
通气量： 0.5VVM
S-110 P-3 / MX-101
P-26 / V-108
P-27 / DF-102L iq W a s t e 1 0
Diafiltration
P-25 / C-103
S-Sepharos e
Enzyme Conversion
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
胰岛素工艺流程说明
重组人胰岛素生产工艺流程功能间分布
工序
功能间名称
主要操作
菌种
菌种室
菌种储藏
培养基准备间
培养基配制、消毒、无菌服消毒
接种室
在超净工作台中进行无菌接种，菌种并瓶
扩培室
菌种的摇瓶培养
菌种洗衣
菌种区无菌服清洗
发酵
发酵室
种子培养、发酵培养
控制室
发酵过程控制
发酵配料室
重组人胰岛素产品生产工艺流程
对从菌种库中取出的菌种进行活化及初步扩大培养
在种子罐中对菌种进行进一步的扩大培养，至菌种到对数生长期
时转入发酵罐培养பைடு நூலகம்
分两阶段进行控制，第一阶段主要通过控制溶氧和补加甘油使菌
体达到富集的目的，第二阶段通过补加甲醇使菌体进行高密度表
达目的产物，HPLC检测目的产物含量
目的产物存在于发酵液上清中，此步骤主要控制目的产物收率
成品精纯化
精纯配液室
精纯化区配液
冷室
结晶产物低温静置
精纯化区
胰岛素成品精制、结晶
制备控制
制备色谱柱电脑控制
过滤冻干
过滤冻干室
成品无菌过滤、结晶水洗以及冻干
通过两步柱层析，分别去除发酵上清液中的色素和杂蛋白
利用紫外检测仪控制目的产物收率，主要试剂为乙醇与异丙醇
调节PH值，使P1沉淀，再经离心干燥，得中间体I固体
控温进行转肽反应，主要试剂为DMSO与1,4-丁二醇
再通过柱层析进行提纯，主要试剂为异丙醇
调节PH值，使P2沉淀，再经离心干燥，得中间体II固体
发酵配料
固液分离
过滤室
发酵液过滤分离
胰岛素生产流程图ppt课件
S -1 5 7
L iq W a s te 1 6
P-33 / DF-104 L iq W a s t e 1 5
Diafiltration
L iq W a s te 1 4
P-31 / C-105
P-29 / DF-1L0i3q W a s t e 1 3
Diafiltration
P-28 / C-104
P-7 / V-102
Fermentation
S-127 Guan HCl
S-104
L iq w a s t e 1
P-19 / V-106
Storage
P-9 / DS-101
Centrifugation
S-111
CNBr/HCOOH
S -1 4 2
P-11 / HG-101 P-38 / V-109
Diafiltration
Liq Waste 9
P-22 / C-102
HIC Column
S -1 2 6
S -1 6 2
P-26 / V-108
P-27 / DF-102L iq W a s t e 1 0
Diafiltration
P-25 / C-103
S-Sepharos e
Enzyme Conversion
T ri to n-X-100
终物料体积： 1400L
S -1 2 5
L iq w a s t e 1
P-9 / DS-101
Centrifugation
S -1 4 2
P-38 / V-109
Blending / Storage
P-11 / HG-101
Hom ogenization
胰岛素生产ppt课件
确保原料的储存环境符合要求，防止污染、变质等情况。
原料的质量控制记录
建立完整的原料质量控制记录，确保可追溯性。
生产过程的质量控制
1 2
生产过程的规范化
制定严格的胰岛素生产操作规程，确保生产过程 的规范化。
生产过程的监督与检查
对生产过程进行定期监督与检查，确保生产环节 的质量符合要求。
此外，根据作用时间不同，胰岛 素又可分为速效、中效和长效胰
岛素。
胰岛素的作用与重要性
胰岛素的主要作用是调节血糖 ，它能够促进细胞对葡萄糖的 摄取和利用，从而降低血糖水 平。
对于糖尿病患者来说，胰岛素 是控制血糖的重要手段，尤其 是对于1型糖尿病患者，胰岛素 是必不可少的药物。
此外，胰岛素还对脂肪和蛋白 质代谢有重要影响，能够促进 脂肪合成和抑制蛋白质分解。
02
胰岛素生产流程
原料准备
胰岛素原料
确保胰岛素原料的质量和稳定性 。
辅助原料
如用于溶液
将胰岛素原料溶解于适当的溶剂中， 形成均匀的溶液。
过滤与除菌
去除溶液中的杂质和微生物，确保溶 液的纯净度。
胰岛素结晶
调节pH值
通过调节溶液的pH值，使胰岛素分子以正确的构象稳定下来 。
到了20世纪20年代，加拿大医生班廷和他的助手贝斯特通过实验证实了这种物质可 以治疗糖尿病，从而开启了胰岛素的临床应用。
班廷和贝斯特因此获得了1923年的诺贝尔生理学或医学奖。
胰岛素的种类
根据来源不同，胰岛素可分为动 物胰岛素、人胰岛素和胰岛素类
似物。
动物胰岛素是从猪和牛的胰腺中 提取而来，人胰岛素则是通过基 因工程合成，而胰岛素类似物则 是通过修饰氨基酸序列得到的。
2.胰岛素工艺(16.04.26)
胰岛素工艺1 破碎工序：1.1取新鲜冷冻猪胰，将包装表面擦拭干净，拆除外部包装，进行称量操作。
1.2称量后将物料放入冻肉切片机进行刨片操作，刨好的冷冻猪胰片再放入绞肉机中进行绞碎。
1.2将搅碎后的冷冻猪胰装入已清洁的不锈钢桶中，移至下一道工序。
2 提取工序：2.12.2再用3 碱化、酸化、锌沉淀工序：3.1碱化：在1#精制罐内，将提取液冷却至0-5℃，用浓氨水调节提取液pH 值7.8-8.0，加入硅藻土（按100kg 猪胰加入6kg 硅藻土比例），板框过滤收集清液。
存放于2#精制罐。
3.2酸化：在2#精制罐内，将板框过滤后清液，用混合酸（V 盐酸：V 硫酸：V 水=4:1:4）酸化至pH 值2.4-2.6，温度0-3℃，静置2小时，管式离心机离心过滤，除去沉淀收集清液，存放于1#精制罐 。
3.3锌沉淀：在1#精制罐内，将清液加入氯化锌溶液（每100kg 胰加入3kg ，pH 值2.4-2.6），温度2-4℃，静置4小时，管式离心机离心除去沉淀，清液放入3#精制罐，用浓氨水调节pH 值至6.8-7.0，于5±2℃，静置9-12小时。
4脱脂工序：4.1将碱化℃纯化水，放入脱脂4.2 静置5盐析、分级沉淀工序：5.1脱脂液用6mol/L盐酸调节pH值2.4-2.6，温度25±2℃加入270g/l氯化钠盐析，静置1小时，离心（4000rpm 30min 4℃）收集沉淀为一次盐析物。
5.2将离心收集的一次盐析物，溶于20倍量（W/W）25±2℃纯化水中，再用6mol/L盐酸调节pH值2.4-2.6，加160g/L氯化钠盐析，静置1小时，离心（4000rpm 30min 4℃），收集沉淀为二次盐析物。
5.3将二次盐析物溶于7倍量（W/W）微温（20-25℃，有利于溶解）纯化水中，加入3倍（W/W）丙酮，用4mol/L氨水调节pH值4.4-4.6，冷却至0-5℃，静置16-18小时。
门冬胰岛素的生产路径
门冬胰岛素的生产路径1. 介绍门冬胰岛素是一种由猪胰腺中分离出的多肽激素，在治疗糖尿病患者中被广泛使用。
它与人体自身分泌的胰岛素结构相似，能够降低血糖水平，提高机体对葡萄糖的利用，从而维持血糖的稳定。
本文将详细介绍门冬胰岛素的生产路径。
2. 胰岛素的提取门冬胰岛素的生产首先需要从猪胰腺中提取出胰岛素。
胰岛素的提取分为以下几个步骤：2.1 胰腺获取胰岛素的主要原料是猪胰腺，因为猪胰腺中所含的胰岛素与人体胰岛素的结构最为相似。
猪胰腺可以从猪的内脏中获取，通常在猪屠宰后立即进行取出。
2.2 组织破碎获取到的猪胰腺需要进行组织破碎，将胰岛素与其他组织分离。
通常使用机械切碎、超声波或高压处理等方式进行组织破碎。
2.3 蛋白质溶解将组织破碎后的细胞混合物溶解在适当的缓冲液中，使蛋白质溶于溶液中，同时将核酸、脂质和其他杂质留在固体残渣中。
2.4 澄清和过滤通过澄清和过滤的过程，去除溶液中的不溶性固体颗粒和杂质，得到相对纯净的胰腺提取物。
2.5 盐析分离将胰腺提取物中的蛋白质进行盐析分离，通过添加适量的盐类，在溶液中形成盐沉淀，将胰岛素与其他蛋白质分离开。
2.6 色谱层析使用色谱层析技术进一步纯化胰岛素。
常用的色谱方法包括离子交换层析、凝胶过滤层析和高效液相色谱等。
这些方法可以根据胰岛素的特性和目标纯化效果选择合适的分离方法。
2.7 冷冻干燥经过以上步骤获得的胰岛素溶液需要进行冷冻干燥，以便长期保存并方便后续的制剂制备工作。
3. 门冬胰岛素的合成除了从猪胰腺中提取胰岛素外，门冬胰岛素还可以通过合成的方式进行生产。
合成门冬胰岛素的步骤如下：3.1 肽链的合成合成门冬胰岛素的第一步是合成肽链。
肽链是由一系列氨基酸残基以特定顺序连接而成的。
合成肽链通常使用固相合成技术，即将氨基酸分子依次连接到固相载体上，并通过化学反应进行链延伸。
3.2 氧化还原反应合成肽链后，需要进行氧化还原反应。
氧化还原反应是为了形成胰岛素分子中的二硫键，稳定肽链的空间结构。
胰岛素工艺流程说明
胰岛素⼯艺流程说明
重组⼈胰岛素产品⽣产⼯艺流程
时转⼊发酵罐培养分两阶段进⾏控制，第⼀阶段主要通过控制溶氧和补加⽢油使菌体达到富集的⽬的，第⼆阶段通过补加甲醇使菌体进⾏⾼密度表达⽬的产物，HPLC 检测⽬的产物含量⽬的产物存在于发酵液上清中，此步骤主要控制⽬的产物收率
通过两步柱层析，分别去除发酵上清液中的⾊素和杂蛋⽩
利⽤紫外检测仪控制⽬的产物收率，主要试剂为⼄醇与异丙醇调节PH 值，使P1沉淀，再经离⼼⼲燥，得中间体I 固体
控温进⾏转肽反应，主要试剂为DMSO 与1,4-丁⼆醇
再通过柱层析进⾏提纯，主要试剂为异丙醇
调节PH 值，使P2沉淀，再经离⼼⼲燥，得中间体II 固体
丙酮，产品为半固体 Tris-HCl 和异丙醇
重组⼈胰岛素⽣产⼯艺流程功能间分布。
胰岛素工艺流程说明
重组人胰岛素生产工艺流程功能间分布
工序
功能间名称
主要操作
菌种
菌种室
菌种储藏
培养基准备间
培养基配制、消毒、无菌服消毒
接种室
在超净工作台中进行无菌接种，菌种并瓶
扩培室
菌种的摇瓶培养
菌种洗衣
菌种区无菌服清洗
发酵
发酵室
种子培养、发酵培养
控制室
发酵过程控制
发酵配料室
成品精纯化
精纯配液室
精纯化区配液
冷室
结晶产物低温静置
精纯化区
胰岛素成品精制、结晶
制备控制
制备色谱柱电脑控制
过滤冻干
过滤冻干室
成品无菌过滤、结晶水洗以及冻干
通过两步柱层析，分别去除发酵上清液中的色素和杂蛋白
利用紫外检测仪控制目的产物收率，主要试剂为乙醇与异丙醇
调节PH值，使P1沉淀，再经离心干燥，得中间体I固体
控温进行转肽反应，主要试剂为DMSO与1,4-丁二醇
再通过柱层析进行提纯，主要试剂为异丙醇
调节PH值，使P2沉淀，再经离心干燥，得中间体II固体
1重组人胰岛素产品生产工艺流程对从菌种库中取出的菌种进行活化及初步扩大培养在种子罐中对菌种进行进一步的扩大培养至菌种到对数生长期时转入发酵罐培养分两阶段进行控制第一阶段主要通过控制溶氧和补加甘油使菌体达到富集的目的第二阶段通过补加甲醇使菌体进行高密度表达目的产物hplc检测目的产物含量目的产物存在于发酵液上清中此步骤主要控制目的产物收率通过两步柱层析分别去除发酵上清液中的色素和杂蛋白利用紫外检测仪控制目的产物收率主要试剂为乙醇与异丙醇调节ph值使p1沉淀再经离心干燥得中间体i固体控温进行转肽反应主要试剂为dmso与14丁二醇再通过柱层析进行提纯主要试剂为异丙醇调节ph值使p2沉淀再经离心干燥得中间体ii固体通过控制湿度与温度进行脱帽反应得到终产物胰岛素主要试剂为丙酮产品为半固体经过两步柱层析对胰岛素进行提纯试剂为trishcl和异丙醇通过超滤对提纯后的胰岛素进行浓缩通过管道传递到下工序通过制备色谱对胰岛素粗品进行精制主要试剂为色谱乙腈然后经两步结晶后通过管道过滤除菌到百级区对胰岛素成品进行一次结晶和水洗对水洗后的胰岛素进行过滤除菌后冻干即得胰岛素成品菌种扩培种子罐培养发酵罐培养发酵液固液分离p1纯化p1沉淀干燥p2纯化p2沉淀干燥脱帽成品粗纯化过滤冻干成品精纯化2重组人胰岛素生产工艺流程功能间分布功能间名称菌种室培养基准备间接种室扩培室菌种洗衣发酵室控制室发酵配料室过滤室洗衣洗滤布间p1纯化区沉淀干燥室ip2纯化沉淀干燥室ii脱帽室粗纯配液室粗纯化区清洗室精纯配液室冷室精纯化区制备控制过滤冻干室工序主要操作菌种储藏菌种培养基配制消毒无菌服消毒在超净工作台中进行无菌接种菌种并瓶菌种的摇瓶培养菌种区无菌服清洗种子培养发酵培养发酵过程控制发酵配料发酵液过滤分离滤布清洗中间体i柱纯化中间体i沉淀干燥转肽操作中间体ii柱纯化中间体ii沉淀干燥脱帽操作p1p2粗纯化配液成品粗纯化柱纯化超滤p1p2粗纯化区玻璃仪器及工具清洗精纯化区配液结晶产物低温静置胰岛素成品精制结晶制备色谱柱电脑控制成品无菌过滤结晶水洗以及冻干发酵固液分离中间体i中间体ii成品粗纯化成品精纯化过滤冻干
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Gel Filtration
P-29 / DF-1L0i3q W a s t e 1 3
Diafiltration
P-28 / C-104
L iq W a s te 1 2
RP-HPLC
P-30 / DF-103
Diafiltration
Media
S -1 0 2
发酵工段
Fermentation Section
S -1 0 2
Fermentation Section
S -1 0 7
S-108 P-6 / AF-102
Air Filtration
Primary Recovery Section
EDT A Solution S -1 3 8
L iq W a s t e 2 T riton-X-100
S -1 2 5
S-135
S -1 3 6
WFI-3
P-15 / V-103
CNBr Cleavage
S -1 4 6 S -1 4 7 S -1 4 8
S -1 4 9
S -1 2 3
S -1 5 2
S -1 2 1
P-17 / DE-101
Dead-End FiltratioLniq Waste 4 P-16 / DF-101
S -1 4 3
WFI-2
S -1 3 2
P-18 / CSP-101 S -1 1 7
S -1 2 9
S-128 Rotary Evaporator
P-21 / DF-101
Liq Waste 6 Diafiltration
P-20 / V-105
Sulfitolys is
Reactions Section
P-1 / V-101
Mixing
P-2 / ST -101 S -1 0 6
Heat Sterilization
S -1 0 1
A m m o n ia
A ir
S-110 P-3 / MX-101
Mixing
P-4 / G-101
Centrifugal Compression
P-5 / AF-101
S -1 5 6
S-154
L iq W a s te 1 1
S -1 1 9 S -1 4 4
Liq Waste 7
S -1 4 1
P-36 / C-101
S-Sepharos e
MrEtOH P-23 / V-107
Refolding
S -1 8q Waste 8
• 胰岛素年销售额35-40亿美元, 由Novo Nordisc、Eli Lilly和Sanofi Aventis三家垄断
• 每个患者每年购买胰岛素的花费：$250-750 • 每个病人每年平均用量：0.5克纯胰岛素 • 对1.5-2.0亿患者，年需求75-100吨纯胰岛素 • 目前年产量20-30吨纯胰岛素
S -1 5 7
P-34 / BCF-101
Basket Centrifugation
L iq W a s te 1 6
P-12 / V-111
Crystallization
S -1 7 2
P-33 / DF-104 L iq W a s t e 1 5
Diafiltration
L iq W a s te 1 4
Diafiltration
Liq Waste 9
P-22 / C-102
HIC Column
S -1 2 6
S -1 6 2
P-26 / V-108
P-27 / DF-102L iq W a s t e 1 0
Diafiltration
P-25 / C-103
S-Sepharos e
Enzyme Conversion
Final Purification Section
S -1 7 3
S -1 7 4
S -1 7 5
W F I-6
S -1 6 5 S -1 6 6 S -1 6 7
S -1 6 1 W F I-5
S -1 2 4
Product
P-35 / FDR-101
Freeze Drying
Liq Waste 17
Air Filtration
P-7 / V-102
Fermentation
S-127 Guan HCl
S-104
L iq w a s t e 1
P-19 / V-106
Storage
P-9 / DS-101
Centrifugation
S-111
CNBr/HCOOH
S -1 4 2
P-11 / HG-101 P-38 / V-109
--分泌法（Yeast），Novo Nordisk产业化 --细胞内法（E.coli），表达121+82个氨基酸 的Trp-LE’-Met-proinsulin包涵体，Eli Lilly 产业化
E.Coli胰岛素原法 转化流程
市场分析和设计基础（2005）
• 糖尿病人数：美国1800万，全世界1.5-2.0亿，年增 长率3-4%
Liq Waste 5
Diafiltration
S -1 1 5
S -1 5 0
E n zym e s
S -1 5 1
WFI-4
S -1 5 3
S -1 1 4
P-8 / V-103
IB Solubilization
P-14 / DS-101
Centrifugation
S -1 5 8 S -1 5 9 S -1 6 0
• 设计年产量：1800kg纯胰岛素，满足350万人 • 年工作330天，每48小时生产一批次，每年160批次 • 每批次发酵液体积：37.5立方米， • 发酵罐空罐体积：50立方米
人重组胰岛素（E.coli）生产流程
• 发酵工段 • 初回收工段 • 反应工段 • 终纯化工段
Media
W a te r
胰岛素(E.Coli)生产流程
人胰岛素的制备方法
• 人胰腺提取---原料来源有限 • 通过单个氨基酸化学合成---生产成本太高 • 猪胰岛素转化或“半合成”--成本高，来源少 • 基因工程菌发酵
--双链—Genentech,开发，Eli Lilly 放大 --胰岛素原（82个氨基酸，胰岛素的前体）
Hom ogenization Blending / Storage
S -1 1 8
P-13 / DS-101
Centrifugation
P-10 / V-110
Blending / Storage
S -1 0 9 W F I-1
M rET OH/Urea
S -1 3 0 L iq W a s te 3