青霉素發(fā)酵過(guò)程的模型化研究.pdf

1、青霉素是人類(lèi)歷史上發(fā)現(xiàn)的第一種能夠用于治療疾病的抗生素，其出現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了抗生素治療的新時(shí)代，至今在臨床治療上仍有廣泛的應(yīng)用。從青霉素開(kāi)始，微生物發(fā)酵逐漸成為制藥業(yè)的支柱。本文針對(duì)青霉素工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程，進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究： 1．青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵過(guò)程代謝網(wǎng)絡(luò)研究詳細(xì)闡述了存在于一般生物體內(nèi)的三大代謝途徑：糖酵解途徑，TCA循環(huán)途徑以及氧化磷酸化途徑。對(duì)復(fù)雜的青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，分析了青霉素代謝網(wǎng)絡(luò)中的主要代謝

2、途徑以及氮源代謝。 2．生物發(fā)酵過(guò)程模型的研究回顧了生物過(guò)程發(fā)酵過(guò)程的模型化發(fā)展，從最開(kāi)始的非結(jié)構(gòu)化模型到結(jié)構(gòu)化模型，再到控制論模型的應(yīng)用。非結(jié)構(gòu)化模型將細(xì)胞看成一個(gè)整體，具有一致的行為，同時(shí)也不考慮細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)。只考慮外部環(huán)境對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響。結(jié)構(gòu)化模型相對(duì)來(lái)說(shuō)是一種機(jī)理模型，考慮到細(xì)胞內(nèi)部的代謝途徑以及相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)建立化學(xué)計(jì)量學(xué)平衡模型來(lái)描述細(xì)胞的生長(zhǎng)?？刂普撃Ｐ皖?lèi)似于灰箱模型，在已經(jīng)分析出的代謝網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，

3、通過(guò)已知的變量來(lái)求解未知變量。也是一種機(jī)理的描述。不過(guò)由于一些變量在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不可測(cè)量，所以這些變量不能用于驗(yàn)證模型的有效性。 3．青霉素發(fā)酵過(guò)程的控制論模型根據(jù)控制論模型的建模步驟以及建?？蚣埽谖墨I(xiàn)中已有的青霉素發(fā)酵過(guò)程的代謝網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出了簡(jiǎn)化的青霉素代謝途徑。并且使用大量工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)（來(lái)自國(guó)內(nèi)某大型制藥企業(yè)）對(duì)青霉素發(fā)酵過(guò)程的控制論模型進(jìn)行了驗(yàn)證。工業(yè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)值與模型仿真值吻合性較好。 4