發(fā)酵生產(chǎn)林可霉素項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-wenkub
2023-05-09 23:11:01 本頁(yè)面
【正文】 計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和操作的需求以及工藝優(yōu)化的要求，設(shè)計(jì)為下位機(jī)軟件和上位機(jī)軟件兩部分。、項(xiàng)目計(jì)劃目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容 通過林可霉素高產(chǎn)菌株的篩選和基于多尺度發(fā)酵工藝的優(yōu)化與發(fā)達(dá)研究，穩(wěn)步提高林可霉素發(fā)酵單位，從全方位提高生產(chǎn)效益和降低產(chǎn)品成本。（2）在生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工藝的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化也具有一定難度良性的工業(yè)化大生產(chǎn)與小試、中試實(shí)驗(yàn)是有較大區(qū)別的，它是一個(gè)集先進(jìn)管理、規(guī)范的工藝操作與相關(guān)技術(shù)人員對(duì)動(dòng)態(tài)發(fā)酵過程有較高的認(rèn)識(shí)水平于一體的群體行為。 項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)（1）動(dòng)力學(xué)模型的建立有一定難度，給發(fā)酵過程優(yōu)化和放大及生物仿真造成了一定的障礙發(fā)酵過程是一個(gè)多因素、動(dòng)態(tài)、非線性的復(fù)雜生化過程，由于發(fā)酵過程中酶動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的困難，以及發(fā)酵過程控制中某些動(dòng)態(tài)數(shù)（如動(dòng)力學(xué)粘度）據(jù)采集和處理的困難，使發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，基本上不可能建立（個(gè)別特殊情況例外）完全的微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與條件參數(shù)相關(guān)聯(lián)的模型，這給發(fā)酵過程的優(yōu)化和放大帶來了一定的困難。因此，將放大規(guī)模的狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)化為操作或設(shè)計(jì)參數(shù)還需要一個(gè)研究過程。（3）發(fā)酵液流場(chǎng)的模擬、60噸罐攪拌與進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的改造和工藝的動(dòng)態(tài)優(yōu)化相結(jié)合發(fā)酵過程放大困難的原因就在于放大時(shí)不可能同時(shí)做到幾何相似、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)相似和流體動(dòng)力學(xué)相似。（2）應(yīng)用軟件包Biostar ，通過人機(jī)界面對(duì)發(fā)酵過程的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和關(guān)聯(lián)分析，再結(jié)合離線測(cè)定參數(shù)進(jìn)行綜合分析，找出工藝關(guān)鍵調(diào)控點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的全面優(yōu)化我公司去年與華東理工大學(xué)生物工程中心簽訂了《基于多尺度理論發(fā)酵生產(chǎn)林可霉素的工藝優(yōu)化》合同，同時(shí)派出一批技術(shù)骨干到該校進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，同年6月購(gòu)置了FUS50L高級(jí)全自動(dòng)控制發(fā)酵罐，該反應(yīng)器是由國(guó)家生化工程技術(shù)研究中心（上海）設(shè)計(jì)，由上海國(guó)強(qiáng)生化工程裝備有限公司組織生產(chǎn)的用于生物過程多尺度研究的新型發(fā)酵裝置，具有在線參數(shù)檢測(cè)與控制功能。而多尺度微生物發(fā)酵過程優(yōu)化是以活細(xì)胞為主體的微生物發(fā)酵過程，可分為基因尺度、細(xì)胞尺度與生物反應(yīng)器尺度，是不同尺度的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的輸入輸出關(guān)系，存在著信息流、物質(zhì)流與能量流。特別用于嚴(yán)重厭氣菌引起的感染及金黃色葡萄球菌骨髓炎，在許多感染癥的治療中療效顯著。 現(xiàn)有工作基礎(chǔ)我公司有40多年的鹽酸林可霉素發(fā)酵的生產(chǎn)歷史,有先進(jìn)的廠房設(shè)備,有完善的水、電、氣等公用系統(tǒng)，有一支多年從事發(fā)酵生產(chǎn)研究的技術(shù)隊(duì)伍，有一整套用于生化工程研究的儀器設(shè)備，除了常規(guī)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備如HPLC、搖床、離心機(jī)等外，還具有完成本項(xiàng)目研究所需要的設(shè)備與配套儀器，其中主要有FUS50L新概念發(fā)酵罐，該設(shè)備用于發(fā)酵過程分析與控制，該反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了在線的多參數(shù)采集與分析，如溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、pH、溶解氧濃度（DO）等的測(cè)量與分析，同時(shí)還配置了稱重系統(tǒng)和全自動(dòng)補(bǔ)料系統(tǒng)，如高如基質(zhì)、前體、油、酸堿物的自動(dòng)流加與控制。顯然這一方法與單一尺度的靜態(tài)的分析方法相比，更符合實(shí)際，能更好地解決工業(yè)化生產(chǎn)中的放大和優(yōu)化問題。此外，也缺乏多學(xué)科技術(shù)交叉的研究能力，因而只能是簡(jiǎn)單的外型仿制和跟蹤，缺乏創(chuàng)新的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。我國(guó)商品化生物反應(yīng)器的市場(chǎng)相當(dāng)大的一部分被幾家國(guó)外公司占領(lǐng)了，、美國(guó)NBS、瑞士Bio Engineering、荷蘭Applikon、日本丸菱以及韓國(guó)高百特等，占據(jù)了我國(guó)市場(chǎng)的70%左右。為了提高林可霉素發(fā)酵生產(chǎn)水平，為了抓住當(dāng)前的市場(chǎng)商機(jī)，為了全面提升我公司的競(jìng)爭(zhēng)力，特申報(bào)該項(xiàng)目，如能得到重點(diǎn)扶持，項(xiàng)目完成后必將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。林可較好的抗革蘭氏陽(yáng)性菌的能力(Lewis et al. 1963)，它與已知霉素被廣泛用于由抗革蘭氏陽(yáng)性菌引起的疾病的臨床治療。林可（肯）鏈霉菌屬于放線菌的一類，它也是一種新的鏈霉菌菌種。利用該放線菌合成林可霉素的過程中除產(chǎn)生抗菌活性最強(qiáng)的林可霉素A（簡(jiǎn)稱LCM）外，在一定條件下還產(chǎn)生其B、C、D、K、S等類似物。目前,林可霉素下游產(chǎn)品（如酸克林霉素、克林霉素磷酸脂、克林霉素棕櫚酸脂等）的開發(fā)和應(yīng)用相當(dāng)活躍，林可霉素在國(guó)內(nèi)外的銷量大，近年來我公司生產(chǎn)的該產(chǎn)品供不應(yīng)求。、專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況分析和我省現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)、專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況分析(1) 曾經(jīng)生物反應(yīng)器技術(shù)幾乎被國(guó)外幾家公司壟斷，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有關(guān)生物反應(yīng)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，給國(guó)內(nèi)發(fā)酵過程的優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件。近年來，國(guó)內(nèi)有關(guān)生物反應(yīng)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，有關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的公司企業(yè)巳達(dá)十多家，主要從事一般化的低檔產(chǎn)品生產(chǎn)。為了適應(yīng)各種生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室成果向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的需要，對(duì)生物反應(yīng)器的性能要求愈來愈高。中國(guó)科學(xué)院院士郭慕孫教授在為本項(xiàng)目參與人張嗣良先生的專著《多尺度微生物過程優(yōu)化》作的序中明確指出“生物系統(tǒng)本身屬于高度復(fù)雜的自組織系統(tǒng)，其特征之一是多尺度結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部的非線性和非平衡作用。除上述優(yōu)點(diǎn)外，該反應(yīng)器配套的軟件包Bioradar及Biostar ，同時(shí)為遠(yuǎn)程通訊在異地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送
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