微生物技術(shù)在發(fā)酵制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

王學(xué)琴

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)微生物技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭相對(duì)迅猛，占據(jù)著發(fā)酵制藥生產(chǎn)極其重要的地位及作用，不僅能突破以往醫(yī)藥生產(chǎn)發(fā)展模式的瓶頸，而且對(duì)全球范圍內(nèi)醫(yī)療事業(yè)進(jìn)步及環(huán)境保護(hù)具有顯著價(jià)值作用。除應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯外，深化微生物發(fā)酵制藥生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)程，有助于明確其發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展價(jià)值。本文以微生物技術(shù)為切入點(diǎn)，分析其應(yīng)用于發(fā)酵制藥生產(chǎn)的必要性，進(jìn)一步提出具體的應(yīng)用要點(diǎn)，旨在為相關(guān)從業(yè)人員積累更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：微生物技術(shù);發(fā)酵制藥生產(chǎn);應(yīng)用要點(diǎn)

我國(guó)發(fā)酵制藥歷史悠久，早期大眾已發(fā)現(xiàn)藥材經(jīng)發(fā)酵處理后能改變其原有的藥物屬性，大大增強(qiáng)其藥效作用，完全去除藥物毒性，甚至部分藥物經(jīng)發(fā)酵處理后形成全新的功效及作用，促使發(fā)酵制藥技術(shù)跟隨醫(yī)藥發(fā)展進(jìn)程延續(xù)至今。受生命科學(xué)研究持續(xù)深化的影響，各項(xiàng)生物技術(shù)日趨成熟，促使其被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域及各個(gè)行業(yè)，例如：以醫(yī)藥生產(chǎn)領(lǐng)域?yàn)槔?，能大大提高其產(chǎn)品生產(chǎn)效率[1]。同時(shí)，與普通藥品相比，微生物藥品中包含抗感染抗菌等作用的生物活性物質(zhì)，得到社會(huì)各界的關(guān)注及重視，且近年來(lái)其社會(huì)需求量增大，這充分說(shuō)明微生物技術(shù)在未來(lái)醫(yī)藥發(fā)展中具有非常重要的作用。鑒于此，本文針對(duì)“微生物技術(shù)在發(fā)酵制藥生產(chǎn)中應(yīng)用”進(jìn)行分析研究具有重要的價(jià)值意義。

1.微生物技術(shù)的概述

微生物，指的是小型原生生物、真菌、細(xì)菌及病毒在內(nèi)的微小生物，具有涉及領(lǐng)域廣泛、繁殖速度快及種類(lèi)豐富等鮮明特點(diǎn)，不止具備高效的物質(zhì)轉(zhuǎn)化分解能力，更于具體繁殖生長(zhǎng)期間產(chǎn)生大量的次級(jí)代謝產(chǎn)物[2]。同時(shí)，發(fā)酵制藥生產(chǎn)應(yīng)用微生物技術(shù)以現(xiàn)代化發(fā)酵技術(shù)為核心內(nèi)容，其本質(zhì)為適宜環(huán)境下將所需原料經(jīng)特定微生物代謝轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)品。近幾年來(lái)，我國(guó)醫(yī)藥領(lǐng)域內(nèi)微生物技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭相對(duì)迅猛，微生物自身存在抗腫瘤、抗感染及抗菌等藥效的生物活性物質(zhì)，甚至可具體代謝期間產(chǎn)生具有藥理活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物，例如：受體拮抗劑、特異性酶抑制劑及免疫調(diào)節(jié)劑等。

2.發(fā)酵制藥生產(chǎn)中應(yīng)用微生物技術(shù)的要點(diǎn)分析

2.1確定培養(yǎng)基

培養(yǎng)基是微生物發(fā)酵制藥生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，能向正在發(fā)酵的微生物提供充足的養(yǎng)料。通常情況下，培養(yǎng)基普遍由人工配置而成，能向培養(yǎng)基添加含氮的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用于微生物吸收。從醫(yī)藥行業(yè)角度來(lái)看，培養(yǎng)基類(lèi)型相對(duì)豐富多樣，能根據(jù)一定比例投入相應(yīng)的液態(tài)元素，以至于形成相應(yīng)的液態(tài)培養(yǎng)基，甚至可用于固態(tài)元素配制出相應(yīng)的固態(tài)培養(yǎng)基。其中，固態(tài)培養(yǎng)基可細(xì)分為濾膜培養(yǎng)基及天然固化培養(yǎng)基等類(lèi)型[3]。同時(shí)，培養(yǎng)基中添加適量的凝固劑，能促使其發(fā)生翻天覆地的變化，最終形成半固體培養(yǎng)基。此外，脫水培養(yǎng)基是相對(duì)特殊的培養(yǎng)基類(lèi)型，指干燥狀態(tài)下開(kāi)展微生物發(fā)酵，能培養(yǎng)出不含水分的產(chǎn)品。

同時(shí)，由于明確培養(yǎng)基方法占據(jù)著微生物發(fā)酵制藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)極其重要的地位及作用，客觀上要求相關(guān)制藥人員選擇適宜的培養(yǎng)基，必要時(shí)根據(jù)制藥生產(chǎn)要求及標(biāo)準(zhǔn)重新配置相應(yīng)的培養(yǎng)基。與其它行業(yè)相比，制藥生產(chǎn)行業(yè)的規(guī)模相對(duì)龐大，大大增加其培養(yǎng)基的選擇難度。除選擇前期做好調(diào)研工作外，深入研究微生物特性，例如：菌種來(lái)源、微生物狀態(tài)、生理特性及生長(zhǎng)習(xí)慣等，再結(jié)合具體特性挑選培養(yǎng)基[4]。此外，全面掌握微生物的新陳代謝過(guò)程，明確其分子成分及化學(xué)結(jié)構(gòu)，方可保證發(fā)酵制藥的合理性及科學(xué)性，并且配置充足的培養(yǎng)基原料，例如：植物淀粉及玉米漿等，確保產(chǎn)物于培養(yǎng)基中正常生長(zhǎng)。

2.2制備菌種

待確定培養(yǎng)基后，可同時(shí)開(kāi)展菌種制備工作，便于充分發(fā)揮其對(duì)于微生物發(fā)酵制藥生產(chǎn)的媒介作用[5]。同時(shí)，菌種制備操作水平高低與微生物發(fā)酵制藥生產(chǎn)質(zhì)量間存在著密切聯(lián)系，換而言之菌種植被操作不當(dāng)則藥品功效大受影響，甚至波及其藥物藥效。由此可見(jiàn)，制備菌種期間以保證其科學(xué)性及合理性為前提條件，選擇適宜的菌種，再進(jìn)行物質(zhì)分離及提純操作。值得注意的是，微生物發(fā)酵期間，相關(guān)制藥人員必須仔細(xì)觀察菌種制備情況，選擇固定的時(shí)間段選育及優(yōu)化已發(fā)酵的菌種，方可實(shí)現(xiàn)提高發(fā)酵后產(chǎn)物純度的目標(biāo)，進(jìn)一步提升其藥物發(fā)酵生產(chǎn)質(zhì)量。

2.3培養(yǎng)種子

種子培養(yǎng)是微生物發(fā)酵制藥生產(chǎn)不可缺少的主要環(huán)節(jié)，以激活菌種為核心目標(biāo)，而上述菌種普遍為臨床層面的菌種，激活前期普遍放置于干燥管或沙土管中存儲(chǔ)，直至需要進(jìn)行微生物發(fā)酵制藥生產(chǎn)時(shí)再激活種子。具體說(shuō)來(lái)，提前將菌種放置于培養(yǎng)基內(nèi)，培養(yǎng)至成熟時(shí)期后，再將其轉(zhuǎn)移至種子罐內(nèi)，運(yùn)用種子提純技術(shù)進(jìn)行各項(xiàng)操作。同時(shí)，合適的種子罐不止能便于日常操作，更有利于種子繁殖，大大提高產(chǎn)品產(chǎn)量，進(jìn)一步培養(yǎng)出更多的有效藥物。此外，種子培養(yǎng)效果直接決定其制藥質(zhì)量，具體培養(yǎng)期間貫徹落實(shí)細(xì)心耐心的工作態(tài)度，挑選出適宜的種子培養(yǎng)方式，例如：孢子進(jìn)罐培養(yǎng)及菌絲進(jìn)罐培養(yǎng)等。

2.4發(fā)酵及游處理

通常情況下，微生物發(fā)酵制藥生產(chǎn)普遍處于無(wú)菌環(huán)境下處理各種微生物。因此在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，相關(guān)制藥人員盡量于發(fā)酵環(huán)節(jié)前期，嚴(yán)格消毒處理實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)備及周?chē)h(huán)境，促使其始終保持無(wú)菌狀態(tài)，尤其是培養(yǎng)基滅菌期間，可利用飽和蒸汽進(jìn)行處理，即蒸汽溫度超過(guò)120℃后放入培養(yǎng)基保持30分鐘，獲取令人滿意的無(wú)菌效果。同時(shí)，游處理技術(shù)是微生物發(fā)酵制藥環(huán)節(jié)的最終步驟。由于經(jīng)發(fā)酵后微生物通過(guò)新陳代謝演變發(fā)展為全新的微生物細(xì)胞，而利用游處理技術(shù)能將微生物細(xì)胞由發(fā)酵液中完全提取，便于后期進(jìn)行分離處理，完全提取出藥物中各種有效物質(zhì)，完成制藥配藥的過(guò)程。

3.發(fā)酵制藥生產(chǎn)中應(yīng)用微生物技術(shù)的研究進(jìn)展分析

相較于以往化學(xué)制藥，微生物技術(shù)與發(fā)酵制藥生產(chǎn)相結(jié)合，能明顯降低生產(chǎn)作業(yè)的工作量及工作難度，為社會(huì)及行業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。未來(lái)微生物技術(shù)蓬勃發(fā)展勢(shì)必帶動(dòng)發(fā)酵制藥生產(chǎn)技術(shù)水平進(jìn)步。總結(jié)起來(lái)，發(fā)酵制藥生產(chǎn)中應(yīng)用微生物技術(shù)的具體研究進(jìn)展情況如下：

3.1生物制品

生物制品指生物體自行生產(chǎn)用于預(yù)防診斷傳染性疾病的藥品制劑統(tǒng)稱，可劃分為免疫調(diào)節(jié)劑、類(lèi)毒物制劑、免疫血清、細(xì)胞免疫制劑及疫苗，尤其是疫苗，是社會(huì)大眾日常生活接觸面廣泛的生物制劑。由此可見(jiàn)，將疫苗生產(chǎn)制作與微生物技術(shù)相結(jié)合，例如：細(xì)菌培養(yǎng)技術(shù)及免疫學(xué)技術(shù)等，是不可阻擋的主流發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，即便運(yùn)用免疫學(xué)技術(shù)所生產(chǎn)的免疫血清包含大量的特異性抗體，能短時(shí)間內(nèi)達(dá)到令人滿意的預(yù)防效果，但是抗體進(jìn)入人體后處于持續(xù)不間斷消耗狀態(tài)，說(shuō)明其持續(xù)時(shí)間相對(duì)有限，而運(yùn)用微生物擴(kuò)繁技術(shù)能生產(chǎn)出大量的免疫血清用于疾病防治。

3.2抗生素

抗生素作為臨床常見(jiàn)化學(xué)制劑，不止能有效抑制微生物生長(zhǎng)，更能促使微生物喪失活性，是臨床醫(yī)學(xué)治療各種疾病的常用藥物。自上個(gè)世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)抗生素以來(lái)，其研究進(jìn)程逐漸深入，并且?guī)啄旰笥职l(fā)現(xiàn)鏈霉素有效彌補(bǔ)青霉素?zé)o法抑制結(jié)核菌快速生長(zhǎng)的不足，開(kāi)創(chuàng)結(jié)核病治療的全新局面，由此可見(jiàn)，抗生素工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)于推動(dòng)微生物培養(yǎng)技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有不可比擬的積極作用，某種程度上說(shuō)明抗生素被廣泛應(yīng)用于臨床治療領(lǐng)域。同時(shí)，抗生素抗性可劃分為獲得性抗性及內(nèi)在抗性，而將微生物技術(shù)與抗生素生產(chǎn)相結(jié)合，能推動(dòng)多抗性菌株的醫(yī)學(xué)研究進(jìn)程，對(duì)于促進(jìn)多抗性抗生素類(lèi)型發(fā)展具有不可比擬的積極作用。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文探究，認(rèn)識(shí)到微生物技術(shù)的應(yīng)用范圍及應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)廣泛，而將微生物技術(shù)與發(fā)酵制藥生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合不止能研制出更多全新藥物，更為醫(yī)藥學(xué)發(fā)展開(kāi)辟出全新的路徑及道路，為促進(jìn)醫(yī)藥學(xué)事業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。因此，相關(guān)制藥企業(yè)秉持可持續(xù)性發(fā)展的工作原則，全面掌握微生物技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，靈活運(yùn)用微生物技術(shù)開(kāi)展發(fā)酵制藥作業(yè)，并且鼓勵(lì)研究人員深化微生物技術(shù)的研究深度，有助于革新技術(shù)應(yīng)用模式，進(jìn)一步提高我國(guó)發(fā)酵制藥生產(chǎn)技術(shù)水平進(jìn)步。

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