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1、,焦作健康元参观-实习报告,公司简介,焦作健康元生物制品有限公司是健康元药业股份有限公司（太太口服液）的子公司，是健康元药业面向新世纪实施原料药战略的重要组成部分,公司位于焦作市马村工业集聚区内，总占地面积37万平方米，是河南省焦作市重点项目工程之一。公司主导产品是酶工艺法生产7-ACA，是国家863重点攻关项目之一。公司耗资近亿元，历经数载研制出优于国外同行的固定化酶，成为国内唯一采用酶工艺法生产7-ACA的企业，打破了国外对酶技术的垄断。,主要产品介绍-7ACA,7-ACA的分子式为 C10H12N2O5S，分子量为272.28。7-ACA的化学名称为3-乙酰氧甲基-5-硫-7-氨基-8-
2、氧-1-氮杂二环辛-2-烯-2羧酸，是玉米浆通过头孢菌发酵得到的头孢菌素C，头孢菌素C在酰胺键处水解得到7-AcA，其结构如右：头孢菌素C经两步酶法转化为7-ACA。头孢菌素C酰基转移酶（CPC acylase）可以直接把头孢菌素C转变到7-ACA（不经过GL-7-ACA等中间产物），因此其转化率与化学法相当，而且能得到较高质量的7-ACA。利用CPC acylase生产7-ACA的一步酶法（One-step enzymatic process）是非常新的7-ACA酶法工程，既具有化学法的优势（高转化率和纯度）也具有两步酶法 的优势（高经济性和环境保护）。,7-ACA生产工艺,菌种,扩大培养,
3、发酵,发酵液预处理,微滤,超滤,离子交换,结晶,干燥,成品,提取工艺,头C发酵液,酸化,H2SO4,酸化发酵液,过滤,头C滤液,大孔树脂吸附,饱和树脂（）,解吸,丙酮水溶液,一次头C解吸液,阴离子树脂吸附,饱和树脂（）,解吸,NaOAc水溶液,二次C解吸液,Zn(OAc)2,沉淀结晶,头C锌盐结晶,过滤,头C锌盐湿品,气流干燥,头C锌盐成品,发酵生产,灭菌在发酵开始前，有关设备和培养基也必须先经过灭菌后再接入种子。接种将活化的菌种转移到无菌的培养基，接种量一般为10%或10%以上。发酵条件控制1）发酵时间：视抗生素品种和发酵工艺而定。2）溶 氧：在整个发酵过程中，需不断通无菌空气 和搅拌，以维
4、持一定罐压或溶氧。3）控制灌温：在罐的夹层或蛇管中需通冷却水以维持 一定罐温。4）消 泡：加泡沫剂以控制泡沫，必要时还加入酸、碱以调节发酵液的pH。,发酵液的预处理,目 的：分离菌丝、去除杂质；多数抗生素品种在生产过程中，当发酵结束时，抗生素存在于发酵液中；个别品种当发酵结束时抗生素大量残存在菌丝之中，在此情况下，发酵液的预处理应当包括使抗生素从菌丝中析出，使其转入发酵液。,发酵液的预处理,方法：加热、大幅度调pH和加絮凝剂等方法使蛋白质变性；加入草酸、三聚磷酸钠（Na5P3O10）、黄血盐等可除去Ca2+，Mg2+，Fe2+等无机离子。,鼓式真空过滤机,板框过滤机,无机膜简介：分类与现状,过
5、滤原理示意图,微滤,微滤：当压力推动流体透过膜或其他过滤介质，从流体中分离微米大小的粒子时，这个过程为微滤。孔径：0.0510m；渗透压可以忽略，推动力为0.15bar表面过滤：粒子的尺寸比过滤介质的尺寸大，粒子以其几何形状被阻挡，不能进入和通过膜，这种筛滤机理称为表面过滤。深度过滤：粒子的尺寸比过滤介质的尺寸小，粒子能进入过滤介质，并粘附在其上，被除去。微滤的目的：主要是出去菌体和杂蛋白,超滤,定义：超滤膜是按分子大小而去除的压力推动膜过程。一般孔径 为2 50nm，能够截留分子量300 500000道尔顿的物质。一般物质的大小相差10倍时，分离效果最佳。所能除去的物质包括糖、生物分子、高分
6、子聚合物、胶体物质。分离机理 膜对溶质的截留作用是由于：在膜表面及微孔内 的吸附（一次吸附）、在膜孔中的停留（阻塞）、在膜表面的机械截留（筛分）。其中一次吸附和阻塞是与膜与溶质之间的相互作用、溶质浓度、操作条件有很大关系的。就膜本身而言还是筛分作用为主。的一般操作压力为 2 5bar。,供料槽,供料泵,调节阀,渗透液,操作方式批式浓缩：全循环、部分循环供料排放全过滤,离子交换,利用某些抗生素能解离为阳离子或阴离子的特性，使其与离子交换树脂进行交换，将抗生素吸附在树脂上，然后再以适当的条件将抗生素从树脂上洗脱下来。,优点：成本低、设备简单、操作方便,离子交换法,缺点：生产周期长，对某些产品质量不
7、够理想,离子交换树脂,离子交换剂是一类能与其他物质发生离子交换的物质，分为无机离子交换剂（如沸石）和有机离子交换剂（离子交换树脂）。根据物质的酸碱度、极性和分子大小的差异，用于分离吸附有价值的离子。用于水的处理，食品、生物制品的提取精制及金属的回收。在生物工业中，离子交换剂用于抗生素、氨基酸、有机酸等工业。,离子交换树脂,原理离子交换树脂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的固态高分子材料。是一类带有官能团的网状结构的高分子化合物，其结构有三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架，连接在骨架上的官能团和官能团所带的相反电荷的可交换离子。骨架上的活性离子在水溶液中发生离解，可在较大的范围内自由移动，扩散到溶
8、液中，同时，在溶液中的同类型离子也能从溶液中扩散到骨架的网格或孔内。当这两种离子浓度差较大时，就产生一种交换的推动力，使它们之间产生交换作用，利用这种浓度差的推动力使树脂上的可交换离子发生可逆交换反应。,离子交换树脂的选择,1.离子价数2.溶液浓度的影响3.离子的水化半径,离子交换树脂总是优先选择高价离子，而低价离子被吸附时则较弱。阳离子被吸附的顺序为：Fe3+Al3+Ca2+Mg2+Na+，阴离子顺序为：柠檬酸根硫酸根硝酸根,树脂对离子交换吸附的选择性，在稀溶液中比较大，而在浓溶液中选择性较小。,水化半径较小的离子优先吸附。,4.有机溶剂的影响5.树脂与交换离子间的辅助力,有机溶剂会使树脂对
9、有机离子的选择性降低，而容易吸附无机离子，可利用有机溶剂从树脂上洗脱难洗脱的有机物质。,凡能与树脂间形成辅助力，如氢键、范德华力等辅助力的离子，树脂对其吸附力就大；反之，能破坏这些辅助力的溶液就能容易地将离子从树脂上洗脱下来。,离子交换操作,1.树脂预处理 2.上柱交换3.洗脱4.树脂的再生,新树脂在制造过程中，常有某些未参与聚合反应的低分子和高分子成分的分解产物及一些铁、铜、铝等金属物质。在树脂表面还有灰尘等污物。新树脂装入柱后，先用去离子水浸泡12h左右，使树脂充分吸水膨胀，再用2-3倍树脂体积的10%左右食盐水浸泡4h以上。用水洗净残留的NaCl，再根据树脂类型和使用所需要的型号分别用酸
10、和碱处理，最后调pH值至所需范围。,交换方式采用顺流和逆流进行。,用亲和力更强的同性离子取代树脂上吸附的目的产物。,先用清水洗涤，然后用再生剂再生，最后用清水洗至所需pH值。钠型强酸性树脂用NaCl溶液再生；氢型强酸性树脂用强酸再生；氯型强碱性阴树脂主要用NaCl溶液再生；羟型强碱性阴树脂用NaOH溶液再生。,结晶,结晶是制备纯物质的有效方法。在生物技术中，结晶主要应用于抗生素、氨基酸、有机酸等小分子的生产中，以作为精制的一种手段。固体有结晶和无定形两种状态，两者的区别在于它们的构成单位的排列方式不同，前者有规则，后者无规则。由于只有同类分子或离子才能排列成晶体，故结晶过程有很好的选择性，析出
11、的晶体纯度较高。,结晶的过程,结晶包括三个过程：形成过饱和溶液；晶核形成；晶体生长。,物质在溶解时一般要吸收热量，在结晶时放出热量，称为结晶热。相反的情况，即溶解时放热，结晶时吸热，比较少见。因此结晶又是一个同时有质量和热量传递的过程。,溶液达到过饱和是结晶的前提，过饱和度是结晶的推动力。,过饱和溶液的形成,1.过饱和溶液的形成方法：将热饱和溶液冷却。将部分溶剂蒸发。化学反应结晶。盐析结晶。,工业生产实例,（1）采用第四种方法结晶（2）并用第一、第四种方法结晶（3）并用第二、第一种方法结晶（4）并用第一、第三种方法结晶,多粘菌丝E：多粘菌素E的脱盐脱色液，以弱碱性树脂中和至近中性，加等量丙酮，
12、其硫酸盐就结晶析出。,利用丝裂霉素在甲醇种溶解度较大、在苯中较小的性质，将其粗品溶于少量甲醇中，加入2倍体积的苯，5放置过夜，就可得蓝紫色结晶。,制霉菌素：制霉菌素得乙醇提取液真空浓缩10倍，冷至5放置2 h，即可得结晶。,四环素碱：四环素酸性溶液，用氨水调pH至4.8，冷却至10，2 h后，四环素游离碱就可结晶析出。,成品检验,成品常规检验的主要项目有：鉴别实验：用化学或生物方法证明是何种抗生素；效价测定：测定有效成分的含量；毒性试验：限制产品中的致毒杂质；无菌实验：检查热原质试验：限制产品中致热杂质；,水分测定：限制过高水分，以免影响稳定性；pH测定：规定水溶液的酸碱度，保证产品稳定 和临床的安全应用；溶液澄清度检查：限制不溶性杂质混入；降压试验：限制降低血压的杂质。有无杂菌污染；,成品的分包装,将大包装原料药进行小包装或加工成多种类型的抗生素剂型，如果是注射用的抗生素剂型，还必须在无菌条件下进行。,THANK YOU!,
