Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

 
CATEGORII DOCUMENTE





BulgaraCeha slovacaCroataEnglezaEstonaFinlandezaFranceza
GermanaItalianaLetonaLituanianaMaghiaraOlandezaPoloneza
SarbaSlovenaSpaniolaSuedezaTurcaUcraineana

електроненизкуство култураикономикаисториякнигакомпютримедицинапсихология
различнисоциологиятехникауправлениефинансихимия

Антибиотици

медицина

+ Font mai mare | - Font mai mic







DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
Оценка на прилагането на Закона за лечебните растения
ВАКСИНАЦИИ
КАКВО ТРЯБВА ДА ЗНАЕ ВСЕКИ, КОЙТО СЕ ЛЕКУВА С ХОМЕОПАТИЯ
ХОМЕОПАТИЯТА В БЪЛГАРИЯ
ПРЕВРЪЗКИ
Кратък анализ на законовата уредба във връзка с лечебните растения
Анализ на правата и задълженията на управляващите институции. Възможности и препоръки за ефективно сътрудничество при упражняването на контрол
НЯКОИ ЧЕСТО ИЗПОЛЗВАНИ ХОМЕОПАТИЧНИ ЛЕКАРСТВА ПРИ ТРАВМИ ОТ РАЗЛИЧЕН ПРОИЗХОД:
Празнини в познанието
ХОЛИСТИЧЕН ПОДХОД В МЕДИЦИНАТА: БОЛЕСТ И ЗДРАВЕ ОТ ГЛЕДНА ТОЧКА НА ХОЛИСТИЧНИЯ ПОДХОД

Антибиотици

 

  Антибиотичните вещества се образуват от различни групи организми-бактерии , гъби , растения и животни.Историята на откриването на първия антибиотик , който е намерил широко приложение в медицинската практика, е свързана с името на Александър Флеминг, но в научната литература терминът е въведен през 1942г. от Ваксман.Независимо от несъвършенството на превода този термин навлиза трайно не само в научниа речник , но и във всекидневието.Много автори дават различни сведения за антиботиците.Те са специфични продукти на жизнената дейност на организма или техни модификации,притежаващи висока физиологична активност спрямо определени групи МО , включващи и вируси, и спрямо злокачествени тумори , задържайки техния растеж и необратимо унищожаване на организма.Специфичността на антибиотичните вешества като продукти на обмяната се състои в това , че първо антибиотиците са различни от другите продукти на жизнената дейност като алкохоли , органични киселини и др.,също потискащи растежа на определени групи МО, и притежаватизключително висока биологична активност.Например за потискане на грам+ бактерии е необходима минимална концентрация на еритромицин, която се измерва с 0,01-0,02 мг/мл.При такива нищожни концентрации на спирт и органични киселини не може да се очаква никакъв инхибиращ ефект върху бактериите.Антибиотичните вещества притежават избирателност на биологичното действие.Не всички организми , намиращи се в контакт с антибиотика , са чувствителни към неговото действие.МО се делят на две групи:чувствителни към определени антибиотици и резистентни към тях.Едни антибиотици потискат растежа на неголям брой видове МО,а пък други – на много видове.Изхождайки от тази особеност на антибиотиците , те се разделят на две групи:

-антибиотици с тесен спектър на действие-бензилпеницилин (G),новобиоцин , гризеофулвин и др.

-антибиотици с широк спектърна действие-тетрациклини,хлорамфеникол , трихотецин

Антибиотиците от втората група потискат развитието на много, но не на всички видове бактерии и вируси.Образувайки се в процеса на жизнената дейност в организма , антибиотиците обикновено се натрупват вътре в клетките на техните продуценти., и само в малки количества се отделят в заобикалящата ги среда.Но съществуват и антибиотци , кото се съдържат както вътре в клетките,така се отделят и в околната среда-ристомицин , кандицидин.Третата група продуценти отделят антибиотици предимно в хранителната среда , само частично натрупват в клетките-стрптомицин , тетрациклин , новобиоцин и др.Антибиотиците са специфични вещества , които се образуват в процеса на жизнената дейност на организмите , и представляват крайни продукти от метаболизма на клетките.Особеност на образуването на антибиотични вещества , е наследствено прикрепеният тип обмяна на веществата на техните продуценти.Всеки антибиотик може да се образува от един или няколко , но изцяло определени щамове МО.Съответният вид или щам МО в процеса на жизнената си дейност може да синтезира един или няколко определени антибиотика.Посочената закономерност има голямо и принципно значение за понятието на самия процес за образуване на антибиотици , както за практиката , така и за търсенето на продуценти на нови антибиотици.Образувайки се в природни условия , антибиотиците се запазват определено време в почвата и проявяват забележителен биологичен ефект и служат като средство за адаптация на своя продуцент , т.е. една от функциите им е тяхната защитна роля в процеса на борбата за съществуване.Антибиотиците се представят като фактор на натагонизма.Заедно с това трябва да се има предвид , че антагонизмът при МО може да се проявява не само в резултат на образуване на антибиотици , но и поради други фактори.Затова синтезата на антибиотични вещества е само една от формите на проява на антагонистичните отношения между МО.Понастоящем са описани над 6000 антибиотични вещества , образувани от различни групи МО и получени в резултат на химична модификация на основните структури на различни антибиотици.Най-много антибиотици , над 3000 , се образуват от актиномицети.Откриването на нови антибиотици непрекъснато продължава и  40-100 нови антибиотици се откриват всяка година.Активното търсене на нови антибиотици , образувани от различни групи МО , е свързано от една страна с това ,че много антибиотични вещества намират широко приложение в хуманната и ветеринарната медицина като химиотерапевтични препарати , и отделно в хранително-вкусовата промишленот и селското стопанство.Сериозно приложение намират и научно-изследователската работа като най-различни реагенти , локиращи ензимни реакции в обмяната на веществта при изучаването на различни МО.Приложението на атибиотиците като лечебни препарати в медицинскта практика способства за появата на различни форми на МО ,които са резистентни.Антибиотиците са представители на различни класове химични съединения-от доста простите ациклични съединения до твърде сложните структури от типа на полипептидните вериги , актиномицини и др.Благодарение на разнообразната химична структура антибиотичните вещества притежават различни механизми на билогично действие и могат да се разделят на няколко групи:

1.Антибиотици , притежаващи конкурентно действие в метаболитните процеси-

v     пуромицин

v     дециклосерин

2.Антибиотици , инхибиращи синтезата на клетъчната стена-

v     пеницилин

v     бацитрацин

v     ванкомицин

v     цефалоспорин

3.Антибиотици , нарушаващи функциите на мембраната-

v     полиени

v     валиномицин

v     грамицидини

v     трихомицин

4.Антибиотици , избирателно потискащи синтезата на НК-

  4.1 потискащи синтезата на РНК-

v     анзамицини

v     гризеофулвин

v     канамицин

v     неомицин

v     новобиоцин

 4.2 потискащи синтезата на ДНК-

v     актиномицин D

v     митомицини

v     новобиоцин

v     саркомицин

5.Антибиотици , инхибиращи синтезата на пурини и пиримидини-

v     азасерин

v     декоимин

v     саркомицин

6.Антибиотици , потискащи синтезата на протеини-

v     бацитрацин

v     метимицин

v     тетрациклин

v     хлорамфеникол

7.Антибиотици , инхибиращи дишането-

v     олигомицини

v     патолин

v     пиоцианин

8.Антибиотици , инхибиращи окислителното фосфорилиране-

v     валиномицин

v     грамицидини

v     колицини

v     олигомицин

9.Антибиотици с антиметаболитни свойства-

Към тях спадат антибиотици , които най-често се продуцират от актиномицети и се проявяват като антиметаболити на АК , витамини , НК.Познати са над 50 такива антибиотика.

Начини за повишаване биосинтезата на антибиотици от микроорганизми

 

Известно е , че МО от природни източници притежават твърде ниска антибиотична активност.Например различни щамове Penicillium , изолирани от почви и други естествени субстрати,образуват пеницилин от 10 до 30 единици на мл.Аналогична е ситуацията при продуцентите на стрептомицин,който се образува в не повече от 100 единици на мл.Подобна степен на активност притежават и почти всички други продуценти , и се наричат диви щамове.Ясно е , че съвременната антибиотична промиш;еност не може да работи с такива щамове по простата причина , че цената на антибиотиците ще е изключително висока , което рязко ще ограничи използването им в медицинската практика , селското стопанство и др.Повишаването на антибиотичната активност е първостепенна задача пред изследователите и в момента се използват щамове с висока антибиотична активност на порядъци в сравнение с класическите диви продуценти.В момената се използват продуценти на пеницилин , които образуват наг 25 000 единици на мл от антибиотика.Основно съществуват два начина за повишаване на антибиотичната активност:

-получаване от изходни щамове на нови генотипове организми,притежаваши повишена активност спрямо синтезата на антибиотици

-подбор на най-благоприятните за максимално образуване на антибиотици условия за култивиране на отбраните мутанти

Известно е ,че съществуват два процеса , които са способни да породят нови генотипове МО- мутация и рекомбинация.Мутацията е в съчетание със селекция и се използва като основен метод за подобряване на щамовете на МО , произвеждащи антибиотици.Като правило се прилага комбинация от мутация и селекция , рекомбинация и селекция , или единия и другиясъвместно.Всъщност селекцията е задължителна от една страна , а от друга ,ако използваме само селекция няма да е ефективно получаването и откриването на щамове с повишена активност към синтеза на антибиотици.Мутациите се получават в резултат на обработка на изходния щам със силно действащи мутагенни фактори като вегетативни клетки или спори се облъчват с рентгенови или ултравиолетови лъчи.Клетките и спорите могат да се обработват с азотиста киселина и други мутагенни вещества.Избира се такъв режим на обработка , при който по-голяма част от клетките или спорите умират .В тези екстремни условия преживелите клетки или спорисе променят физиологично и се появяват нови генотипове.Съществуват достатъчно много варианти , които изцяло загубват способността си за биосинтеза на антибиотици , но отделно се появяват и форми с повишена способност за образуване на антибиотици.След въвеждане на мутациите се прилагат методи за селекция , отделят се най-добрите варианти ,които отново могат да се подложат на обработка с мутагенни фактори.В резултат на стъпаловиден подбор успяват да се получат мутанти , притежаващи в пъти по-висока антибиотична активност от дивия щам.При рекомбинацията се получават високо продуктивни продуценти при бактерии , актиномицети и плесени.Вторият подход е свързан с увеличаване на добива на андибиотици с избор на съответните условия на кутивиране на вече изолирани мутанти.Под условия за култивиране се разбира комплекс от фактори на околната среда , влияещи на развитието на МО и определяне на неговата биосинтетична активност.Тук влизат състав на средата , степен на аерация , температура , pH и други фактори.При подбора на средата за култивиране е необходимо да се отдели голямо внимание на източниците на N , C, P и други елементи,като тяхната концентрация и съотношение в средата , наличието в субстрата на съотвтни предшественици , свързани с биосинтезата на антибиотици , необходими витамини , микроелементи и други вещества.

Източници на N

 

За много от МО продуценти на антибиотични вещества като лесно усвоими форми на азота служат амониевите соли , АК,като АК оказват значително влияние върху метаболизма на съответните МО.Това влияние е свързано с факта , че АК участват непосредствено в синтезата на белтъци , полипептиди и образуването на редица антибиотици.АК могат да оказват влияние и върху ензимните системи и в двете посоки,т.е. и да индуцират , или репресират, в процеса на тяхното образуване да активират или инхибират тяхната активност.При редица МО образуването на антибиотици става само в случаи , ако в средата присъства азот в окислена форма-нитрати.Пример:стрептомицети при биосинтезата на пеницилин.Повишава се синтезата , ако в средата наред с амониевите соли присъстват и нитрати.Други източници на азот , който често се използва в антибиотичната промишленост са редица естествени среди с неопределен състав , включващи соево , пшенично брашно , царевичен екстракт и редица други растителни и животинки продукти , в които азотът се съдържа предимно под форма на белтъци , полипептиди и АК.

Източници на С

 

Те оказват съществено влияние върху метаболизма на МО и образуването от тях на антибиотици.Пример:при производството на пеницилин от Penicillium chrysogenum- глюкоза и лактоза , като в този процес глюкозата може да бъде използвана като единствен източник на С , ако тя се въвежда в средата раздробена на малки порции в процеса на развитие на продуцента.При образуването на грамицидин С се използва относително проста по състав синтетична хранителна среда , на която се използват глицерин и янтарна киселина.При производството на стрептомицин като най-добър източник на С се смята глюкозата , но бошинството щамове се култивират на захароза и рафиноза.Продуцентите на неомицин най-добре се развиват върху синтетични хранителни среди с глюкоза и значително повече натрупват антибиотика , ако в средата се съдържа соево брашно като С – източник.Но ако се направи комбинация на глюкоза и соево брашно , се получават 8-10 пъти по добри разултати при синтезата на антибиотика.Като С – източници могат да се използват мазнини , органични киселини , нишесте и глицерин.За всеки продуцент на антибиотици с цел най-добро развитие и висока степен на образуване на антибиотика е необходимо да се подбират не само съответните източници на въглерод и азот , но и тяхната концентрация и правилното съотношение азот и въглерод.

Следващ изключително важен компонент на хранителната среда е Р.Той има огромно значение както за растежа на самите МО , но и за самото образуване на антибиотика.Недостигът или излишъкът на Р се отрзява рязко върху обмяната на веществата на съответните МО и следователно върху процеса на биосинтеза на антибиотика.Това особено ясно се проявява при образуването на такива антибиотици , като тетрациклини , макролиди и др., чиято биосинтеза е свързана с въглеродния обмен.Продуцентите на антибиотици условно се разделят на три групи според чувствиетлността си към концентрацията на Р в средата:

1.Високо чувствителни организми , за които оптималната концентрация на Р в средата съставлява по-малко от 10мг-продуценти на тетрациклини , нистатин , ванкомицин и др.

2.Организми със средна чувствителност , за която оптималната концентрация на Р в средата съставлява от 10 до 15 мг-продуценти на стрептомицин , еритромицин , циклосерин , неомицин и др.

3.Слабочувствителни организми ,за които оптималната концентрация на Р се равнява на 18-20мг-продуценти на новобиоцин , грамицидин С , олеандромицин и др.

Голямо влияние върху биосинтезата на антибиотици оказват и други елементи на средата като S,Mn,Mg,Fe,Zn,Co и др.

Следващи компоненти са предшествениците на биосинтезата на антибиотици.Това са органични вещества на субстрата , които в процеса на образуване на антибиотика се включват по един или друг начин в неговата молекула без предварително разграждане на отделни фрагменти и последващо синтезиране.Например при образуването на молекулата на пеницилина като предшественик се проявява фенилоцетната киселина и нейните производни.

Аерация на средата

 

Продуцентите на антибиотици , които се образуват от МО,са аероби и за своето развитие се нуждаят от добре аерирани условия.Осигуряването на кислород се осъществява по няколко начина:

1.Пропускане на въздух през културалната течност с едновременно разбъркване.

2.Аериране чрез разклащане.

3.Отглеждане на МО под форма на филм върху повърхността на хранителната среда.

Най-съвършен е първият способ,т.е. продухването на въсдух с едновремвнно разбъркване.Методът позвоялва регулиране на степента на аерация и отчитане на нейното количество.Важен елемент е разбъркването , което осигурява равномерно разпределение на хранителните вещества , преместване или дисоцииране на веществата по отношение на клетките на продуцентите , т.е. осъществяването на контакт , способността за отделяне на клетките на МО от продуктите на обмяната и лизиса , и равномерното разпределени на кислорода и културалната течност.Степента на аерация трябва да съответства на състава на средата , като с повишаване на концентрацията на компонентите на средата за развитие на продуцента( на пеницилин , стрептомицин , тетрациклин и др.) е необходимо да се повиши степента на аерация с цел осигуряване на необходимото количество кислород.Изменението на степента на аерация води до изменение на характера на обмяна на веществата , а оттам и на биосинтетичните способности.Например при влошаване на аерацията на средата за развитие на стрептомицети се повишава наличието на летливи киселини и намалява биосинтезата на тетрациклин.

 рН на средата

За своето развитие болшинството МО предпочитат различна изходна киселинност на средата.Например при бактериите изходното рН за предпочитане е 7, а актимоцетите добре се развиват при 6.7-7.5 . При мицелните гъби предпочитанията са при начална реакция на средата около 4.5-5 .За всеки отделен щам има съответно различно рН , при което се стартира съответния процес.



За получаване на антибиотици в промишлени условия средата за култивиране на продуцента трябва да отговаря на следните изисквания:

1.Трябва да осигурява бърз растеж на продуцента и високо ниво на биосинтеза на антибиотика.

2.Лека по състав , т.е. да е максимално опростена като компонентен състав , суровините да са максимално достъпни и евтини.

3.По време на дълбочинното култивиране не трябва да дава силно разпенване.

4.Да осигурява добро филтриране в процеса на отделяне на антибиотика.

По отношение на състава в промищлени условия най-често се използват естествени среди , за които се знае ,че са с неопределн състав.Това означава , че наред с известните по химичен ъсъстав елелменти се включват и продукти от растителен произход като соево бращно ,царевичен екстракт , нишесте , кюспе от различни култури и др., които са доста често не само с неопределен , но и с непостоянен състав.Друга група са синтетичните среди с напълно определени химически чисти вещества в строго определени концентрации , които не се използват в промишлени условия, а само в частни случаи ,когато става въпрос за скъпоструващи и специфични антибиотични вещества.Синтетините среди изключително широко се използват в научно-изследователската  проблематика.

Двуфазен характер на развитие на продуцентите на антибиотици

 

Процесът на развитие на МО има двуфазен характер.Първата фаза на развитие-трофофаза-се нарича още и фаза на балансирания растеж.Тя се карактеризира с това ,че културата на продуцента на антибиотика бързо натрупва биомаса, кето се съпровожа с интензивно използване на основнитв елементи на субстрата , и става въпрос за С,N,P и др.Наблюдава се съответно изменение на рН в резултат на образуване на кисели и алкални продукти.Най-често са кисели.Втози период биосинтезата на антибиотици не се извършва , или ако има такава , тя се осъществява в незначителни количества.

Идиофазата или фаза на небалансирания растеж се характеризира с намаляване на общото количество биомаса.Прз периода на втората фаза се извършва развите на организма и образуване на нови клетки , но в културата започва да преобладават автолитичните процеси,което води до намаляване на биомасата.Средите се обогатяват с продукти от обмяната и продуктите на автолизата на клетките отчасти нарастват стойностите на рН и се извършва бурен процес на биосинтеза на антибиотици.За този период е характерно , че става дерепресия на ензимните системи , участващи в биосинтезата на антибиотици.Следователно интензивното образуване на антибиотици в куптурата на продуцента започва да протича в периода , когато развиващите се клетки на МО се намират в условия на средата,които не съдържат вече основните изходни елементи , но обогатяват с продукти от обмяната , и с продукти от автолизата.Принципът на двуфазното развитие на повечето МО продуценти на антибиотични вещества е характерен само за нормално равиващи с култури ,т.е. за организми , които се развиват в периодична култура , като се използва посевен материал във вид на вегетативни клетки , не по-възрастни от 24 часа , или под форма на споров материал.Антибиотичното вещество , което има практическо значение и се проявява като нов препарат , е необходимо да се произвежда в промишлен мащаб.Затова при изучаването на продуцентите и образуващите се от него в лабораторни условия антибиотици се подготвя т.нар.лабораторен регламент.

Лабораторен регламент

 

Технологичен документ , заверяващ лабораторните изследвания по разработването на метода за получаване на антибиотика.Той служи като основа за разработването на промишлен регламент.Основна задача на лабораторния регламент е определянето на оптимален метод за промишленото производство на антибиотичното вещество.Лабораторният регламент съдържа няколко специфични раздели ,които за всяка страна имат своя специфика , коятое свързана със съответното законодателство.Но най-често срещаните са :

1.Характеристика на антибиотика-в този раздел влизат наименованието на антибиотика , основното му предназначение , описание на свойствата на препарата , описание на организма продуцент на антибиотичното вещество , на метода за определяне на биосинтетичната активност,условия на съхранение.

2.Технологична схема на производство-този раздел включва последователността работата на производство на антибиотици,и е подраздел на стария.Тази технологична схема (лабораторна технологична схема) служи за основа на бъдещата технология за промишлено получаване на антибиотици.

3.Суровини и материали-в него се опоменават и изискванията към качествтото на средите и материалите , които се използват при получаването на антибиотиците с цел максимален добив и осигуряване на повторяемост на резултатите.Подборът трябва да бъде съобразен с производството на местната промишленост.

4.Апаратурна схема за производство на антибиотици-в този раздел се представя схема за процеса на получаване на антибиотика с посочване на апаратите и приборите , тяхната конструкция , размер и други характеристики , които могат да имат значение при производтвото на антибиотика.

5.Описание на технологичния процес-тук се отразява описанието на процеса за получаване на антибиотика въз основа на завършени експериментални резултати , изпълнени в лабораторни условия.Това описание се включва в регламента в случаите , когато се получават възпроизводими резултати по отношение на количеството на антибиотика и др.Технологичният процес се описва по стадии , подробно се посочват обемите , концентрациите на веществата ,влизащи в състава на средата , рН на средата , степента на аерация , респ. разбъркване , разтворителите, които ще се използват , титранти , пеногасители , условия на смесване , продължителност на процеса, температура и т.н.

6.Отпадъци от производството-технически и газови изхвърляния в атмосферата , тяхното използване и обезвреждане.В този раздел се води списък с възможните и вероятни отпадъци и изхвърляния в атмосферата ,наличието на отпадни цели вещества и препоръки за тяхното използване,наличие на вредни вещества , които замърсяват околната среда и методите за тяхното обезвреждане.

7.Контрол на производството-тук се посочват особеностите и изискванията към обурудването- херметичност на ферментора и всички връзки , които го обслужват , изправност на бъркачката,изправност на контролно-измервателните уреди и тяхното калибриране.Посочват се и анализът,свързан с качеството на суровините , които трябжа да съотвтсват на определени стандарти.Опоменават се режимите на стерилизация на средата , отделните вещества и методите , които се използват за въздуха и неговата стерилизация , методите за анализ , свързани с протичането на процеса , методите за анализ на готовия продукт- антибиотик .

8.Техники за безопасност-пожарна безопасност и производствена хигиена.Тук задължително се прави списък на веществата , които са способни да се опламеняват.За всички останали вещества , които се прилагат в производството на антибиотика , трябва да съществува информация от гледна точка на техника за безопасност , пожарна безопасност , производствена хигиена.

9.Списък с производствени инструкции

10.Технико-икономически нормативи- получаването на крайния продукт е свързано с отделни норми за разходите на суровини и материали.Съществуват отделни норми за разходите на технологично енергопотребление  , които включват пара , вода , електроенергия и сгъстен въздух.

11.Информационни материали-тук трябва да бъдат посочени биологичните и физикохимични свойства на получените вещества , степента на пречистване , фармакологични свойства , информация за патентна чистота на антибиотика и приетия метод за получаването му ,като се описват и цитират защитните патенти , дава се информация за вредните или безвредните , и предпазните мерки при работа с тях.

Промишлено получаване на антибиотици

   В основата на промишленото производство на антибиотици лежат редица последователни етапи:

1.Получаване на високо продуктивни щамове-продуценти.

2.Разработване на най-благоприятните условия на култивиране на продуцентите на антибиотици с максимална синтеза на това вещество.

3.Подбор и внедряване в практиката на съответните методи за разделяне и пречистване на антибиотици.

4.Получаване на готови препарати и контрол на техните качества.

Промишленият метод за получаване на антибиотици е сложен многостепенен процес , включващ следните технологични етапи:

  Подготовка на хранителната среда за култивиране на продуцентите на антибиотици и посевен материал.

   За всеки продуцент на антибиотици се разработва оптимална среда , която да отговаря на следните изисквания:

v     да осигурява добър растеж и максимално образуване на антибиотици

v     да съдържа достъпни и евтини компоненти

v     да притежава добра филтрираща способност

v     да осигурява приложението на най-икономични и ефективни методи за отделяне и пречистване на антибиотика

Стерилизацията на хранителни среди в промишлени условия се осъществява по 2  метода-периодичен и непрекъснат.Периодичният метод на стерилизация се прилага при използването на неголеми обеми среда и се състои в нагряване на средата до определена температура – 120-130оС  непосредствено във ферментора или в специални котли-стерилизатори.Средата се задържа при температурата в продължение на 30-60 минути , като задържането зависи от обема на средата и нейния състав , след което средата се охлажда до 27-30 оС , и най-често това е температурата на култивиране.Непрекъснатият метод на стерилизация е най-добре да се прилага при големи обеми среда .Първоначално средата се приготвя в специален съд , след което се подава в стерилизационна колона , през която се допуска остра пара с налягане 5 atm , като парата се подава в противоток спрямо средата , като по този начин се извършва нагряване.Аналогично на периодичния процес , средата се нагрява до 120 оС , след което остъпва в специален апарат , в който отлежава известно време , като времето на задържане зависи от състава на средата , и е от порядъка на 5-10 минути.От този апарат хранителната среда постъпва в хладник , където се охлажда до 30-35 оС , след което се подава във ферментора.Непрекъснатият метод за стерилизация има редица предимства пред периодичния като възможност за автоматично регулиране на процеса , бързо и равномерно нагряване на средата , осигуряване на гарантирана стерилност на средата и други фактори.Непрекуснатият метод изисква обаче и допълнително обурудване.При прилагане на термолабилни вещества като отделни елементи на субстрата те трябва да се стерилизират отделно при съответните условия с по-мек режим-студена стерилизация , където се използват методи на филтрация.

Следва подготовка на посевния материал , която е една от най-важните отговорни операции в цикъла на биологичния метод за получаване на антибиотици.Количеството и качеството на посевния материал определят развитието на културата във ферментора и биосинтезата на антибиотици.Продуцентът на антибиотици  обикновено се отглежда в богати по състав среди , които са способни да осигуряват най-висока биологична активност на МО.Посевният материал се приготвя за 24-48 часа в количество , като определяме сътношението спрямо свежата хранителна среда , и най-често използваното съотношение в практиката е 1:10.Но доста често в зависимост от спецификата на щам – продуцента то може да се увеличава или намалява.

 Втори стадий е биосинтезата на антибиотика.Той е основен биологичен стадий в процеса на получаване на антибиотика.В този стадий трябва да се осигурят за продуцента на антибиотика такива условия на развитие , които да способстват за максимално ниво на биосинтеза на антибиотика.Ефективността на стадия на биосинтеза зависи от нивото на образуване на антибиотици от от организмите , което се определя от генетичните особености на организма , състава на хранителната среда , режима на развитие на продуцента , от времето на максимално образуване на антибиотични вещества , стойността на компонентите на средата , включително стойността на предшественика ,пеногасители и титранти , енергийни разходи , свързани с процеса на развитие на организма-продуцент на антибиотици , като в енергийните разходи се включва разхода за енргия , свързана със стерилизация на средата , със стерилизация на ферментора и времето , разбъркването на културалната течност , продухването на въздух през нея и др.Днес в промишлената микробиология най-перспективният метод за култивиране на МО продуценти на антибиотици , както и за други БАВ , е методът на дълбочинно кутивиране , като се използва както периодичния , така и непрекъснатия метод за култивиране.В промишлени условия антибиотиците се получават във ферментори.Те са с най-различни обеми 500л-50-100м3 и повече.Подготовката на посевния материал е многостадиен процес , който се извършва във ферментори с нарастващи обеми от 10 , 100 до 500л в определени съотношения.Процесите за развитие на МО във ферментора се извършват при строг контрол на всички стадии при точно изпълнение на работния регламент.Поддържа се зададена температура на култивиране , активно рН на средата , степен на аерация , скорост на разбъркване .В процеса на култивиране се отичита потреблението на организма на основните хранителни елементи на средата-C , N , Pкато много внимателно се следи и контролира образуването на антибиотика.При производството на антибиотици особено внимание при воденето на процеса се обръща на пеногасенето.Изключително важен е избора на различни ПАВ, които се използват при пеногасене.Най-често се използват естествени растителни масла като соево и слънчогледово , и по-рядко животински мазнини , нерядко също се използват и специлано синтезирани вещества на силиконова основа.Много от веществата , по-специално растителните масла,които се използват като пеногасители , се използват от продуцентите на антибиотици като допълнителен източник на С.Допълнителното внасяне на пеногасители намалява скоростта на разтваряне на кислорода , което на свой ред може да се отрази негативно на развитието на МО и неговата биосинтетична активност.Понякога се използват механични способи за пеногасене , които включват отделяне на пяната чрез тръби , разрушаване на мехурчетата със силна струя течност , пара , газ и др.

 Следващ трети стадий е предварителната обработка на културалната течност.В процеса на развитие на продуцентите на антибиотици БАВ в повечето случаи почти напълно се отделят от клетките в културалната течност или среда , но в някои случаи само част от антибиотика се отделя в културалната течност , а друга се запазва в клетките.Съществува и трети вариант , като антибиотикът се задържа изцяло в клетките.В зависимост от това къде се намира антибиотика , се използват съответние методи за извличането му . Например ако антибиотикът се намира в културалната течност , той се отделя чрез метода за екстракция с разтворители , които не се смесват с течната фаза , или се утаява във вид на неразтворимо съединение.Друг метод е чрез използването ма пирообменни смоли.Отделянето на антибиотика от клетките на МО най-често се осъществява с помощта на екстракция с органични разтворители , и ако антибиотикът се съдържа както в културалната течност , така и в клетките , като първа фаза на отделяне е преминаването на антибиотика във форма , от която най-целесъобразно се изолира .Най-често антибиотикът,съдържащ се в културалната течност , се утаява и след това се екстрахира от клетките.Отделянето на нативния разтвор на биомасата се извършва по метода на филтрация или на центрофугиране.При това се прилагат мерки за осигуряване на най-добра филтруемост на културалната течност , когато се постъпва най-често с киселинна или топлинна коагулация или комбинирано, обработване с електролити , внасяне на различни добавки и др.За процеса на филтрация се използват най-различни апарати , започвайки с класически филтър-преси ,метод на мембранна филтрация и в частност микро- и ултрафилтрация ,центрофуги , сепаратори и др.Филтър-пресите се използват за обработване на големи обеми културална течност , и се състоят от няколко редуващи плочи и рамки с филтриращи прегради , и при подаване на културалната течност филтър-пресата става под налягане .За филтруване на неголеми обеми могат да се използват и нутч-филтри , като филтрирането се извършва под вакуум метода на мембранната филтрация , и културалната течност се подава под налягане , но разликите между класическия метод на филтруване и мембранната филтрация е ,че се получават два потока филтрат (пермеат) , концентрат.За получаване на разтвори и течности ,освободени от биомаса и частици , се използват методите на центрофугиране и сепариране.

 Четвъртият стадий е отделяне и пречистване на антибиотика.В процеса на образуване на антибиотика в културалната течност наред с присъствието на различни неизползвани компоненти на средата , се отделят и разнообразни продукти от обмяната , като по-голяма част от тях са продукти от автолизата на клетките.Отделянето на тези примеси е първият и много важен стадий на химическо пречистване на антибиотика.Стадият на отделяне и химическо пречистване включва редица процеси от обработка на нативния разтвор до изсушаване на готовия пречистен продукт . По време на този стадий в зависимост от свойствата н антибиотика , неговия химичен състав и място на условно натрупване , се прилагат различни методи за отделяне и пречистване . Като основни методи са екстракция , утаяване , сорбция върху йонообменни материали , изпаряване и изсушаване.Една от особеностите на стадия на отделяне и химическо пречистване е , че при отделяне на антбиотика се налага да се работи с доста ниски концентрации на отделеното вещество , които не превишават 1% в повечето случаи.В края на стадия на химическо пречистване вече се работи с по-високи концентрации , достигащи до 20-30%.При метода на екстракция доста често за целта на пречистване на антибиотика от различни примеси той многократно се прехвърля от един разтворител на друг с предварително утаяване или кристализация,  и тази последователност е методът на прекристализация.Методите на утаяване се основават на принципа на това ,4е антибиотикът се свързва с органични или неорганични вещества с цел получаване на съединения , падащи като утайка.Получената утайка с помощта на филтри или центрофугиране се отделя от нативния разтвор , промива се и в редица случаи се изсушава , след което образува съединения , след което се образуващите се съединения се разлагат и антибиотикът се екстрахира или отново утаява.Йонообменната сорбция се състои в пропускане на водни разтвори на антибиотика , явяващи се по химичната си природа киселини , основи или амфотерни съединения , пропускащи се през колона със съответните йонообменни свойства , където антибиотичните вещества се сорбират , а разтворът с по-голяма част от примесите , имащ противоположен на антибиотика заряд , минава през колоната.

 Следващ стадий е концентрираното получаване на разтвори чрез дестилация на по-голяма част от разтворитела като обикновено това се извършва в условия на дълбок вакуум.

  Последният пети стадий е получаването на готовия продукт , приготвянето на лекарствени форми и разфасовка.Известно е ,че антибиотиците подлежат на високи изисквания-висока степен на чистота и стерилност.Поради това в този стадий на работа , но и в предходния , е необходимо да се спазват всички изисквания за чистота.За тази цел се поддържа висока тепен на чистота на самото обурудване , но и на самото помещение .Антибиотиците , които се използват в инжекционна форма , трябва да са стерилни.Затова получаването на такива прапарати и приготвянето на лекарствени форми  и разфасовки се извършва в асептични условия.След изолирането и химическото пречистване на антибиотика , той трябва да бъде изсушен , т.е. от получения препарат да се отделят свободната и свързана вода.Доколкото повечето от антибиотиците са в една или друга степен термолабилни , за тяхното изсушаване е необходимо да се прилагат методи , които да не водят до загуби в биологичната активност  , и да не променят цвета на препарата.При съвременното получаване на антибиотици се използват най-различни методи , като на първо място широко приложение има лиофилното изсушаване при ниски температури -8 оС ч -12 оС , но този метод е скъпоструващ и нископроизводителен.Затова в случаите , когато се работи с големи количества антибиотик , при изсушаването на препарата се използват разпрашителни сушилни. Разпрашителното сушене представлява пневматично изсушаване на суспензията или разтвора , и неговото подаване в камера с поток от нагрят въздух.Процесът на изсушаване протича в продължение на няколко минути , като по –голямата част от термолабилните  вещества не променят формата си .Когато става въпрос за зърнени и пастообразни антибиотици , сушенето се извършва във вакуум сушилни.Готовият антибиотик след изсушаване се подава на биологичен и фармакологичен контрол .Биологичният контрол позволява да се определи стерилността на готовия препарат , при което се използват два метода . Първият е свързан с инактивирането на антибиотика и посяването му в съответната хранителна среда.Хранителната среда се култивира 2-3 денонощия при 37 оС , като ежедневно се наблюдава за възможен растеж на МО.Вторият метод за изясняване стерилността на антибиотика се определя от това , че за повечето от тези съединения няма биологични инактиватори по отношение на биологичната им активност.Затова при контролираните препарати се открива наличието на устойчиви на тях форми на МО , и се определя и възможно присъствие на чувствителна микрофлора.За определяне на възможното присъствие на чувствителни форми МО (бактерии) , разтворът на антибиотика се пропуска през мембранни филтри с диаметър на порите не по-голям от 0.75 микрона .След това микроскопски се наблюдава присъствие или отсъствие на микробни клетки.Всеки нов лекарствен прапарат преди да бъде разрешен за практическо приложение трябва да премине през педица изпитания за токсичност , т.е. подлежи на фармакологичен контрол.Препаратът се изпитва върху различни видове животни по отношение на неговата остра и хронична токсичност  (влияние върху кръвта , ЦНС, дишането) . Показателите за остра токсичност са едни от най-важните критериии за качеството на веществото. Определя се максималната поносима доза на антибиотика , дозата предизвикваща смърт на 50% от всички животни , и дозата , която е смъртоносна за всички.Само след такова цялостно изпитване на препарата може да се използва за приложение.Опакованият антибиотик с указания за биологична активност , дата на производство и срок на годност се пуска в продажба.

Получаване на полусинтетични антибиотици

 В момента се отделя изключително внимание на методите за получаване на модифицирани форми на вече известни антибиотични вещества , тъй като на практика се оказва , че те притежават значително по-ценни свойства в сравнение с изходния препарат.В основата на полусинтетичните сбособи за получаване на антибиотици лежи следният принцип-в резултат на биосинтеза на антбиотици се получават изходни форми (цефалоспорин , тетрациклин ) , които подлежат на химична модификация.В редица случаи като основен изходен предшественик служи не само цялата молекула , а част от нея –пръстенното ядро.За производството на полусинтетични цефалоспорини се използват 7-аминоцефалиновата киселина и 6-аминопеницилиновата киселина , които впоследствие се подлагат на химична модификация.Получаването на 6-аминопеницилиновата киселина се извършва по три начина:

v     култивиране на продуцента на пеницилин в среда , несъдържаща предшественик

v     химична хидролиза на бензилпеницилин

v     ензимна хидролиза на бензилпеницилин

 По-ефективен способ за получаването на 6-аминопеницилиновата киселина е химичният метод , при който добивът достига до 90% , но като по-рационален метод е ензимната хидролиза на пеницилиновата молекула.Ензимът , който участва в хидролизата , е пеницилин-ацилаза която хидролизира молекулите на бензилпеницилина. до 6-аминопеницилинова киселина и фенилоцетна киселина.6-аминопеницилиновата киселина е лишена от антибиотична активност.Пеницилин-ацилазата се образува от различни видове МО , които притежават способността да продуцират пеницилин.Най-активни са ензимите , които се продуцират от бактерии и актиномицети.В момента получаването на 6-аминопеницилиновата киселина се извършва с помощта на имобилизирана пеницилин-ацилаза , която осигурява голям добив от продукта и висока степен на чистота.

Загубване на способността на МО да образуват антибиотици в промишлени условия

МО продуценти на антибиотици в процеса на развитие в промишлени условия при системни посявки и препосявки за поддържане на културите доста често загубват способността да образуват антибиотици или рязко я снижават.Това нежелано явление е свързано с два основни фактора: спонтанна дисоциация на щамовете и фаголизис.

v     Спонтанна дисоциация

    Културите на МО продуценти на антибиотици по своята същтност са хетерогенни и се състоят от множество варианти ,отличаващи се по морфологични , физиологични и биохимични свойства , и по нивото на биосинтеза на антибиотици.В разултат на спонтанни мутации могат да възникнат и възникват слабоактивни варианти .В периода на развитие на щам-продуцента на антибиотици в промишлени условия или в процеса на съхранение , той може спонтанно да се дисоциира на множество варианти , от които някои не са способни да образуват антибиотици. Така например при получаването на грамицидин С културата от Bacillus brevis доста лесно се дисоциира във варианти R , S , P+ , P-  , като всеки от образувалите се варианти на дисоциация може частично или напълно да се превръща в някои друг вариант . Но способността към образуване на грамицидин С притежават само вариант R и P+ .Процесът на дисоциация на изходния щам , който е R , върви постоянно , в резултат на което в културата се натрупват наред с R и P+  вариантите , и другите – S и  P- , които не са способни към биосинтеза на грамицидин С . Аналогичен е случая при съхранение на изходния щам .При неправилно съхранение става израждане на културата и рязко намаляване на добива на антибиотика.

v     Фаголизис

При промишленото получаване на антибиотици, и по-скоро от актиномицети , понякога се извършва лизис на клетките на продуцентите на антибиотици под действие на актинофаги , което води до пълно спиране на растежа на културата и преустановяване синтезата на антибиотичното вещество . Фаголизисът се наблюдава при производството на стрептомицин , новобиоцин , тетрациклин , еритромицин и др.Заразяването с фага в процеса на биосинтеза може да се получи при използването на лизогенна култура , или чрез проникване на фага отвън в някой от етапите на производство.В промишлени условия при получаване на антибиотици се препоръчват следните мерки за предотвратяване на фагова инфекция:

1.Да се използват специално подбрани фагоустойчиви култури , като методът на подбор се основава на това , че под действие на фаги при МО се появяват варианти , в това число и фагоустойчиви.

2.Системна борба с разпространението на фагите в производствената техника и лаборатория .Обикновено за тази цел помещенията редовно се обработват с дезинфектиращи средства , убиващи фагите – соли на хипохлористата киселина и др.

3.Защита на производствената култура продуцент на антибиотици .Това се постига чрез коректна стерилизация на средата и регулиране на подходящата температура , стерилизация на обурудването и връзките в апаратурата , и строго съблюдавана стерилност през всички етапи на получаване на антибиотика.

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 3584
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site



Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2019. All rights reserved