Практична робота №1 на тему: “ Медична та фармацевтична біотехнологія”

ЕКОс-11 :

Канава Д.
Крилова Г.
Нестор О.
Слободзян Р.

Прийняла : к.т.н., доцент Попович О.Р.

отримання корисних для людства продуктів за допомогою біологічних об’єктів: мікроорганізмів,

клітин тварин і рослин.

при шпиталі Св. Марії у Лондоні мікробіолог Александер Флемінг (1881—1955)

винайшов перший антибіотик, який дістав назву пеніцилін.

Антибіотики

це хіміотерапевтичні засоби, що утворюються мікроорганізмами або отримані з інших

природних джерел, а також їх похідні та синтетичні продукти, які мають здатність вибірково пригнічувати в організмі хворого збудників захворювань.

Сучасна класифікація антибіотиків включає такі групи цих препаратів:
І. Бета-лактамні антибіотики:
А. Пеніциліни.
Б. Інгібітори бета-лактамаз і комбіновані препарати, до складу яких вони входять.
В. Цефалоспорини.
Г. Монобактами.
Д. Тієнаміцини (карбапенеми).
ІІ. Макроліди й азаліди.
ІІІ. Лінкозаміди.
IV. Тетрацикліни.
V. Аміноглікозиди.
VI. Хлорамфеніколи.
VII. Глікопептиди.
VIII. Циклічні поліпептиди (поліміксини).
IX. Антибактеріальні фторхінолони.
X. Інші антибіотики.

повітря, 5- ємність із стерильно живильним середовищем,
6- обертовий фільтр,

7- ємність для фільтрату, 8- фільтр, 9- ємність з мішалкою, 10- центрифуга, 11- готовий продукт.

Технологічна схема виготовлення антибіотиків
( на прикладі тераміцину)

і хімічного очищення антибіотиків, наступні: відпрацьовані нативні розчини, водні маткові

і промивні розчини, водні розчини кислот і лугів, води після регенерації іонообмінних смол, відпрацьоване активоване вугілля, кубові залишки після регенерації розчинників. У цих відходах шкідливу частку становлять антибіотики і продукти їх деструкції, а також органічні розчинники.

виробництва антибіотиків.

1-Ємність для СВ; 2- реактор-змішувач для відпрацювання відпрацьованого нативного

розчину (ВНР) ; 3- ємність для
; 4- реактор змішувач для підготовки ВНР до електрокоагуляції; 5,5҆ - ємності для HCl, NaOH, розсілу чи оксосульфату алюмінію; 6- електрокоагулятор; 7- реактор- відстійник; 8- вакуум-барабанний фільтр; 9- приймальна ємність- реактор; 10- електродеструктор; 11 приймальна ємність для очищеного ВНР; 12- пісчаний фільтр; 13- фільтр з БАУ; 14- ємність- зосереджувач; 15- установка ультрафільтраційної очистки; 16- приймальна ємність- зосереджувач; 17, 18- установки зворотнього осмосу 1го та 2го ступеню.Потоки: І- ВНР; ІІ- розчин оксосульфату алюмінію; ІІІ- ВНР, відпрацьований оксосульфатом алюмінію; ІV- осад; V- очищений ВНР; VІ- розсільний концентрат; VІІ- очищена вода.

найбільшу кількість проблем при утилізації, є міцеліальні відходи.
Відпрацьований міцелій являє

собою відпрацьовану мікробну біомасу продуцентів антибіотиків (грибкову біомасу, актиноміцети, бактеріальну біомасу), що відрізняється один від одного в залежності від виду антибіотика і способу обробки культуральної рідини перед фільтрацією. Міцелій крім біомаси продуцента може містити такі токсичні речовини, як формальдегід, кислоти, цетазол, антибіотики, а також різні наповнювачі (фосфат кальцію, гидроокисль алюмінію, сульфат кальцію, гексацианоферрат заліза)

в суміш міцеліальних відходів з 5-25% органічної добавки (коров'ячий гній,

свинячий гній, тирса, суміш коров'ячого гною з соломою та ін ) запускають на весь обсяг черв'яка Eisenia foetida (з розрахунку 50-200 шт. на 1 кг суміші), по закінченні певного строку (20-30 діб) черв'яки мігрують у верхній шар товщиною до 10 см, який може бути вилучений і використаний для повторного засіву наступної партії міцеліальних відходів

що містять шкідливі речовини, включають:
викиди від загальнообмінної і місцевої вентиляції,

технологічні повітряні викиди при біосинтезі антибіотиків,
викиди котелень та деяких інших допоміжних виробництв.

і дослідник Едвард Дженнер (Edward Jenner, 1749–1823) провів першу процедуру,

яка згодом зробить революцію в медицині, відкривши новий профілактичний напрямок
Мова йде про вакцинацію проти натуральної віспи, яка десятки тисяч років збирала з людства криваву данину, безжально забираючи мільйони життів. Едвард Дженнер звернув увагу на те, що люди, уражені коров'ячої віспою, не хворіють звичайної, людської. Після багаторічних спостережень він наважився провести перший досвід на восьмирічному хлопчику. Все пройшло досить вдало. Згодом Дженнер поширив свою методику, ставши основоположником нової науки - імунологія. Щеплення дослідник назвав вакцинацією - від латинського "Вакка" - корова

англієць А. Айзек і швейцарець Дж. Ліндеман випадково під час

дослідів відкрили інтерферон. Дослідники зіткнулися з незрозумілим явищем: миші, яких заражали певними вірусами, які не хворіли. Пошуки причин цього явища показали, що миші, не піддалися зараженню вірусами, у момент зараження вже хворіли інший вірусною інфекцією. Таким чином з'ясувалося, що в організмі мишей один з вірусів перешкоджає розмноженню іншого. Це явище антагонізму вірусів назвали інтерференцією (перешкода, перешкода, англ.), Дане явище зустрічається при введенні в організм двох вірусів одночасно або з інтервалом не більше 24 годин.

Казимир Функ — автор

терміну «вітамін»

Христіан Ейкман — один із засновників вчення про вітаміни

їхня структура, біологічна активність і здійснений синтез. Найпоширеніша класифікація вітамінів

базується на їхніх фізико-хімічних властивостях, за якими їх поділяють на водо- і жиророзчинні. Кожен вітамін має три назви: традиційну (велика латинська літера, інколи із цифровим індексом), хімічну і фізіологічну

з використанням мікроорганізмів - продуцентів, в основному надсинтетиків, і спеціальних

режимів їх культивування. До цієї категорії належать уже існуючі біотехнології одержання вітамінів В2, В12, каротиноїдів.
Одержання індивідуальних вітамінів і коферментів з біомаси мікроорганізмів, яку вирощують у промислових масштабах на різних вуглецевих субстратах, або використання її як ком­плексних вітамінних препаратів.
Використання мікроорганізмів для здійснення окремих ста­дій процесу синтезу вітамінів. Можливості використання для вирощування таких мікроорганізмів нових видів нехарчової сировини розширюють межі цього напряму.

органічним розчинником,

2) омилення концентрату;

3) екстракція каротину з омиленої

маси 4) кристалізація каротину.

незамінним відносяться ті амінокислоти, які не синтезуються в тваринному або

людському організмі, вони повинні бути привнесені з їжею або кормом для тварин .
Замінні синтезуються з аміаку і різних джерел вуглецю. Мікроорганізми самі синтезують всі необхідні їм амінокислоти з аміаку і нітратів, а вуглецеві - з відповідних інтермедіаторів.
Вихідним матеріалом для синтезу амінокислот служать прості проміжні продукти катаболізму (піруват, α - оксіглутарат, оксалоацетат і фумарат, ерігрозо, фосфат, рибоза, фосфат і АТР). При синтезі більшості амінокислот аміногрупа вводиться тільки на останньому етапі шляхом трансамінування.

кислоту і на її основі глутамат натрію отримують декількома способами:

багатостадійним хімічним синтезом з акрилонітрилу, мікробіологічним синтезом за одноступеневою і двоступеневою технології, виділенням з бурякової меляси або з білкових гідролізатів. Найбільшого поширення доручили способи виділення глутамінової кислоти з бурякової меляси і одноступінчатого мікробіологічного синтезу. Останній вважається найперспективнішим.

відповідно до вимог фармакопеї припускає таку послідовність проведення технологічних операцій.  Попередня

обробка культуральної рідини.Здійснюється в результаті додавань до неї певної кількості негашеного вапна (або вапняного молока) з наступним осадженням надлишку іонів кальцію фосфорною кислотою. Утворений при цьому осад сприяє кращому відділенню клітин продуцента та інших баластних домішок. 

лобовини, 2 - рама, 3 - плита, 4 - брус,

5 - рухома лобовини, 6 - гідравлічний пристрій, 7 - прилив, 8 - кран. 

виносної нагрівальної камерою, 1 - корпус, 2 - нагрівальні трубки,

3 - циркуляційна труба, 4 - сепаратор, 5 - відбійник

3, 9 - рефрижератори; 4 - ємність для попередньої обробки;

5 - центрифуга; 6 - вакуум-упаріватель; 7 - апарат прямого передобробки амінокислоти; 8 - барабанний фільтр; А, Б - шляхи (при необхідності змикаються); 10 - апарат для ультрафільтрації; 11 - ємність для консервації розчину амінокислоти; 12 - мембранний фільтр; 13 - накопичувач рідкого концентрату; 14 - ємність для осадження амінокислоти; 15 - фільтр-прес; 16 - распилітельная сушарка; 17 - накопичувач сухого концентрату 

вод, що мають високий рівень органічних забруднень та високий показник

хімічного споживання кисню (ХСК). ХСК таких стічних вод складає 18 000 мгО2/л. Основна проблема полягає в утилізації цих стічних вод. Найбільш доцільним та економічно виправданим способом є анаеробна біоконверсія органічних забруднень у біогаз [1,2]. У зв`язку з цим актуальним є дослідження процесу метанового бродіння з отриманням біогазу та аеробного доочищення відходів виробництва амінокислот і розробки на цій основі комплексної ресурсозберігаючої технології, що може використовуватися у харчовій промисловості .

ступіні, 4-біореактор SBR 3 ступені, 5-третинний відстійник, 6-аеробний стабілізатор надлишкового

активного мулу, 7a-фільтрувальні мішки; 7б-ємність надлишкового активного мулу, 8-модуль ультрафіолетового знезараження води, 9-компресор, 10-аератори, 11-ерліфт мулової суміші, 12- ерліфт зворотного активного мулу, 13-ерліфт надлишкового активного мулу, 14-ерліфт очищених стічних вод, 15 -ерліфт видалення мулу з третинного відстійника, 16- приплив стічних вод, 17 - піна, 18 - відтік очищених стічних вод, 26 - илова вода