簡析抗生素的生產及其發展趨勢

摘要：抗生素自發現以來，長期以來被得到廣泛的應用，抗生素的發現使人類戰勝了因為各類感染所帶來的痛苦，抗生素的使用意義重大。本文引以青霉素的生產工藝為例，分析各類抗生素的工業生產工藝，為合理使用抗生素及其檢測技術進行了提供指導。

關鍵詞：抗生素；青霉素；生產工藝；耐藥性

【中圖分類號】R978.1 【文獻標識碼 】A【文章編號】1002-3763（2014）02-0019-01

微生物在其生命活動過程中產生的生理活性物質及其衍生物，包括抗生素，酶抑制劑，免疫調節劑等一類化學物質的總稱，是保障身體健康，用來防治動、植物病害的重要化療藥物。隨著基因工程技術的進展，抗生素在國計民生中起到重要的作用。出于能源和環保的考慮，抗生素具有較大的市場空間。抗生素生產在整個醫藥產品中仍占很大的比例，抗生素類發酵過程優化技術研究對醫藥行業的生產具有重要的經濟和社會意義。微生物藥物的定義抗生素類藥物是在低微濃度下能選擇性地抑制他種生物機能的相對低分子質量化學物質，它的相對分子質量低，對生物的抑制或殺滅作用有選擇性。

一抗生素的分類

1根據抗生素的生物來源分類：青霉素、放線菌素、蒜素、黃連素

2根據抗生素的化學結構分類：青霉素、頭孢菌素、硫霉素、亞胺培南、氨基糖苷類抗生素、大環內酯類抗生素、四環類抗生素、多烯類抗生素、蒽環類抗生素、環橋類抗生素。

3根據抗生素的作用對象分類：抗革蘭氏陽性細菌、抗革蘭氏陰性細菌、抗結核分枝桿菌：鏈霉素、新霉素、抗癌：、抗原蟲的抗生素巴龍霉素、抗滴蟲霉素、蒜素

4根據抗生素的作用機制分類：抑制細菌壁合成、影響細胞膜功能、抑制核酸和蛋白質合成、抑制生物能作用

二抗菌藥物的耐藥問題及合理使用

1抗生素的耐藥問題。抗生素的發展與細菌耐藥的發展史也就是細菌對其耐藥性的發展史。伴隨細菌等病原體對的耐藥問題日漸顯露出來。將青霉菌培養液稀釋1000倍后，稀釋液能抑制其他革蘭氏陽性球菌的生長。隨著研究的不斷深入和青霉素提取技術的進步，革蘭氏陰性菌已成為醫院感染的主要病原菌。一些抗菌藥物被作為動物促生產劑在動物飼料中作為添加劑，

2合理使用抗生素減少耐藥性。細菌在接觸抗生素后，改變代謝途徑，使自身不被抗菌藥物殺滅的抵抗力。通常革蘭氏陽性菌和聯合制劑不易產生耐藥性尋找新的抗菌作用部位和闡明耐藥性機理是不夠的。對抗生素濫用進行控制，有針對性的治療建議，對繁殖迅速的細菌病原體病人進行隔離。理想抗生素感染組織穿透性好；不易產生耐藥性；配伍性好。認真閱讀并理解藥品的各種說明，掌握抗生素適應癥，選擇敏感度高、抗菌作用強、組織滲透性好、副反應少的藥物；了解各類抗生素的作用特點及同類抗生素中不同品種之間差異。

抗生素的理化性質：

1、溶解性：受pH影響游離酸，難溶于水，幾乎不溶于有機溶劑，當有機溶劑中含少量水時，溶解度增大。

2、酸堿性：有機弱酸

3、穩定性：純有機溶劑溶液穩定，易分解；青霉素的水溶液不穩定。

5、聚合反應氨芐青霉素在水溶液中易形成聚合物，是氨芐青霉素過敏反應的主要過敏原之一。

6、過敏反應可能為青霉噻唑多肽和青霉噻唑蛋白。無菌檢查合格便可作為種子，按30%接種量移入發酵罐。

三、抗生素的應用

1、在醫療上的應用：抗細菌感染、真菌感染。防止灰黃霉素-皮膚真菌、主要是核苷酸類抗腫瘤、絲裂霉素、博來霉素、柔紅霉素、阿霉素。

2、在農業方面：在農業中的應用。利用抗生素防治植物病害，在農業上大面積應用的抗生素對蘋果、梨、胡桃、柑橘、煙草、蔬菜和豆類等植物的細菌性病害都有特效，灰黃霉素具有抑制植物病原真菌的作用，特別對防治白粉病和西瓜枯萎病更為有效。殺稻瘟菌素是應用并得到十分成功的農用抗生素。春日霉素對植物、動物和人體的毒害較低。多氧霉素能抑制各種植物病原真菌，對抗病毒，甚至能除草的抗生素也很重視。

3在食品保藏等方面的應用。在食品工業中，抗生素可以作為防腐劑。用抗生素作防腐劑比冰凍、干燥、酸漬等方法手續簡。抗生素除在食品保藏方面，應用青霉素提高谷氨酸發酵的產酸率，抗生素可以用來分離特殊的微生物，也可用于微生物的分類，用抗生素阻斷代謝特殊的特殊反應，以證明某些物質的生理功能等。我國能生產的農業抗生素：井岡霉素；春雷霉素；殺稻瘟霉素；多氧霉素；殺粉蝶素；沙利霉素；慶豐霉素和赤霉素。應用于抗真菌、抗細菌、殺蟲除草和植物生長調節。

4、在畜牧業方面：絕大多數醫用抗生素都可用于動物疾病防治，生產的農業抗生素應用于抗真菌、抗細菌、殺蟲除草和植物生長調節。

5、科學研究：微生物特定生長階段的控制；藥物篩選和評價模型建立；控制細胞、組織培養過程污染

四、抗生素藥物研發進展

1.尋找新的抗生素資源稀有放線菌極端微生物海洋微生物

2.尋找新的篩選模型及手段。新藥物作用靶標微生物產物庫高通量篩選和虛擬篩選

3.組合生物合成技術的應用。酮基合成酶（KS）、酰基轉移酶（AT）、脫氫酶（DH）、烯醇還原酶（ER）、酮基還原酶（KR）和酰基載體蛋白等功能。

4、代謝調控與基因敲除

5.基因改組。β-內酰胺類抗生素

四抗生素生產過程中的檢測技術

微生物的生長是內外條件相互作用的復雜過程，通常發酵過程的操作只能對外部因素進行直接調控，有利于細胞生長或產物的生成。因此發酵過程中需要對過程參數進行檢測。發酵參數和條件的檢測是非常重要的，檢測所提供的信息有助于人們更好地理解發酵過程，從而對工藝過程進行改進。發酵過程檢測是為了實現對發酵過程的優化、模型化和自動控制。通過取樣檢測或在反應器內部進行直接檢測的方法來獲得相關信息。化學參數檢測技術中比較成熟的是CO2濃度、溶解氧濃度的檢測。目前較為缺乏的是用于檢測發酵生物學參數的裝置，這些生物學參數仍然很難完成在線檢測。使得發酵過程中微生物的狀態只能通過理化指標間接得到。微生物反應的參數檢測非常多，傳感器直接裝在反應器內使用時，必須能承受高溫蒸汽滅菌，對于防止染菌是完全必要的。

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