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上海通蔚生物科技有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第16年

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發(fā)酵工程的技術(shù)

時(shí)間:2015/10/6閱讀:1540
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    ELISA試劑盒發(fā)酵工程是指采用工程技術(shù)手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的離體酶的某些功能,為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品,或直接用微生物參與控制某些工業(yè)生產(chǎn)過程的一種技術(shù)。人們熟知的利用酵母菌發(fā)酵制造啤酒、果酒、工業(yè)酒精,乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大規(guī)模生產(chǎn)青霉素等都是這方面的例子。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,發(fā)酵技術(shù)也有了很大的發(fā)展,并且已經(jīng)進(jìn)入能夠人為控制和改造微生物,使這些微生物為人類生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)代發(fā)酵工程階段?,F(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,具有廣闊的應(yīng)用前景。例如,用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量;利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥品,如人的胰島素、干擾素和生長(zhǎng)激素等。
    已經(jīng)從過去簡(jiǎn)單的生產(chǎn)酒精類飲料、
ELISA試劑盒生產(chǎn)醋酸和發(fā)酵面包發(fā)展到今天成為生物工程的一個(gè)極其重要的分支,成為一個(gè)包括了微生物學(xué)、化學(xué)工程、基因工程、細(xì)胞工程、機(jī)械工程和計(jì)算機(jī)軟硬件工程的一個(gè)多學(xué)科工程。現(xiàn)代發(fā)酵工程不但生產(chǎn)酒精類飲料、醋酸和面包,而且生產(chǎn)胰島素、干擾素、生長(zhǎng)激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物,生產(chǎn)天然殺蟲劑、細(xì)菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料,在化學(xué)工業(yè)上生產(chǎn)氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細(xì)胞蛋白等。
    從廣義上講,
ELISA試劑盒發(fā)酵工程由三部分組成:是上游工程,中游工程和下游工程。其中上游工程包括優(yōu)良種株的選育,zui適發(fā)酵條件(pH、溫度、溶氧和營養(yǎng)組成)的確定,營養(yǎng)物的準(zhǔn)備等。中游工程主要指在zui適發(fā)酵條件下,發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細(xì)胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的工藝技術(shù)。這里要有嚴(yán)格的無菌生長(zhǎng)環(huán)境,包括發(fā)酵開始前采用高溫高壓對(duì)發(fā)酵原料和發(fā)酵罐以及各種連接管道進(jìn)行滅菌的技術(shù);在發(fā)酵過程中不斷向發(fā)酵罐中通入干燥無菌空氣的空氣過濾技術(shù);在發(fā)酵過程中根據(jù)細(xì)胞生長(zhǎng)要求控制加料速度的計(jì)算機(jī)控制技術(shù);還有種子培養(yǎng)和生產(chǎn)培養(yǎng)的不同的工藝技術(shù)。此外,根據(jù)不同的需要,發(fā)酵工藝上還分類批量發(fā)酵:即一次投料發(fā)酵;流加批量發(fā)酵:即在一次投料發(fā)酵的基礎(chǔ)上,流加一定量的營養(yǎng),使細(xì)胞進(jìn)一步的生長(zhǎng),或得到更多的代謝產(chǎn)物;連續(xù)發(fā)酵:不斷地流加營養(yǎng),并不斷地取出發(fā)酵液。在進(jìn)行任何大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵前,必須在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小發(fā)酵罐進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn),得到產(chǎn)物形成的動(dòng)力學(xué)模型,并根據(jù)這個(gè)模型設(shè)計(jì)中試的發(fā)酵要求,zui后從中試數(shù)據(jù)再設(shè)計(jì)更大規(guī)模生產(chǎn)的動(dòng)力學(xué)模型。由于生物反應(yīng)的復(fù)雜性,在從實(shí)驗(yàn)室到中試,從中試到大規(guī)模生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)許多問題,這就是發(fā)酵工程工藝放大問題。下游工程指從發(fā)酵液中分離和純化產(chǎn)品的技術(shù):包括固液分離技術(shù)(離心分離,過濾分離,沉淀分離等工藝),細(xì)胞破壁技術(shù)(超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等),蛋白質(zhì)純化技術(shù)(沉淀法、色譜分離法和超濾法等),zui后還有產(chǎn)品的包裝處理技術(shù)(真空干燥和冰凍干事燥等)。
    此外,在生產(chǎn)藥物和食品的發(fā)酵工業(yè)中,需要嚴(yán)格遵守美國聯(lián)邦食品和藥物管理局所公布的cGMPs的規(guī)定,并要定時(shí)接受有關(guān)當(dāng)局的檢查監(jiān)督。


 

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