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抗生素：生物所产生的能够在低微浓度下有选择地影响它种生物机能的有机物。
1929年，Fleming 发现青霉素 1943年，Waksman 发现链霉素
从土壤中分离放线菌而得到链霉菌 酶抑制剂概念的提出：梅泽滨夫(Umezawa)
微生物有机体内酶及其抑制剂是共存的抗生素发展的黄金时代又分为两个时期：
1、传统抗生素的发展
2、半合成抗生素的发展
青霉素G→酰胺酶裂解→6-APA（6-氨基青霉烷酸）→各种半合成青霉素
头孢菌素C→7-ACA（7-氨基头孢烷酸）→各种半合成头孢菌素类抗生素
效价单位：每ml或每mg样品中所含某种抗生素有效成分的多少，是衡量抗生素有效成分的尺度，也是衡量抗生素性能的标志。抗生素剂量表示方法：稀释单位法 重量单位法
抗菌谱：把某种抗生素所能抑制或杀灭病原体的范围和剂量称为该种抗生素的抗菌谱。抗生素产生来源：放线菌（链霉菌）、真菌、细菌
按化学结构分类 β –内酰胺类：青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类等
氨基糖苷类：链霉素、卡那霉素、庆大霉素等
大环内酯类：红霉素、柱晶白霉素、螺旋霉素等
四环类：金霉素、四环素、土霉素等
多肽类抗生素：多粘菌素、放线菌素、杆菌肽、短杆菌肽
蒽环类抗生素：柔红霉素、紫红霉素、阿霉素、色霉素、光神霉素等
多烯大环类抗生素：制霉菌素、两性霉素B、曲古霉素、球红霉素
苯烃基胺类抗生素：氯霉素及其衍生物 环桥类抗生素：利福霉素、利副平等 其它抗生素：磷霉素、创新霉素等
按作用机制
1、抑制或干扰细胞壁合成：青霉素、头孢菌素、万古霉素等
2、抑制或干扰细胞膜功能：多黏菌素、两性霉素等
3、抑制或干扰蛋白质合成：红霉素、四环素、链霉素
4、抑制或干扰DNA或RNA合成：丝裂霉素、柔红霉 素、利福霉素等
5、作用于能量代谢系统的抗生素：短杆菌肽、寡霉素等
医用抗生素应具备的条件
具有“选择毒力”、生物活性大、不易产生耐药性、具有较好的理化性质 抗生素的生产方法（三大类）：生物合成法（微生物发酵法）、化学合成法、半化学合成法
生物合成法过程：生产菌种→ 孢子制备→种子制备→发酵→发酵液→预处理及过滤→提取及精制→成品检验→成品包装→出厂检验 关注：稀有放线菌、海洋微生物、极端微生物
耐药性遗传机制：具有控制耐药性遗传的质粒，传递至敏感菌中，引起耐药菌的增加
耐药性的生化机制：细菌产生灭活酶、细胞膜通透性改变、靶位结构或亲和力改变、细胞膜主动外排机制
选育(mutation and selection): 菌种经过诱变因素处理，然后用随机方法或理性的方法进行筛选，获得目的菌种 菌种选育技术 经验育种：自然选育、诱变育种
现代菌种选育：杂交育种、原生质体融合、分子育种
自然选育：利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离，筛选排除衰退型菌株，从中选择维持原有生产水平的菌株。（常规性，不提高产量，是一种纯种选育的方法）
诱变育种：利用诱变剂处理微生物群体，使其中部分细胞的遗传物质结构发生改变，从而引起微生物性状发生改变，然后从群体中筛选出目的菌株的过程。主要包括出发菌株的选择、诱变处理和筛选突变株三个部分。（速度快、收效大、方法简便、缺乏定向性、工作量大）影响诱变效果的因素：选择合适的出发菌株、采用分散状态的孢子悬浮液处理、采用单核细胞（或核质体）处理、注意微生物的生理状态、适宜的诱变剂量 杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。
原生质体融合：用脱壁酶将微生物细胞壁除去，制成原生质体，再用聚乙二醇(PEG)促进原生质体发生融合，从而获得融合子，它保持原细胞的一切活性
分子育种：是运用体外DNA技术获得目的基因，再借助于载体，将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达，从而使一个细胞的优秀性状转移给另一个细胞的方法。前突变 ：诱变剂所造成的DNA分子的某一位置的结构改变称之
分离性迟延:是经诱变处理后，细胞中的基因处于不纯的状态，突变型基因由于属于隐性基因而暂时得不到表达，需经过复制、分离，在细胞中处于纯的状态时，其性状才得以表达。生理性迟延: 突变基因由杂合状态变为纯合状态时，还不一定出现突变表型，新的表型必须等到原有基因的产物稀释到某一程度后才能表现出来。杂交育种的过程：a、标记菌株的选择b、异核体的形成c、杂合二倍体的形成d、重组体的形成并单倍化e、重组体遗传性状的分析（亲本关系近）原生质体融合过程：a、选出标记菌株b、两亲株分别制备原生质体c、亲株原生质体融合d、原生质体再生e、融合子的选择（亲本关系无要求）DNA损伤的修复：（引起差错）重组修复、SOS修复系统（校正差错）光复活修复、切补修复、DNA多聚酶的校正修复 菌种保藏常用方法：定期移植保藏法、矿油（液体石蜡）保藏法、沙土保藏法、真空冷冻干燥保藏法、液氮冷冻保藏法
培养基：人工按一定比例配制的供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物的营养物质。
组成： C 源、N 源、无机盐（包括微量元素）、水、生长因子和前体等成分 生理酸性物质：经微生物代谢后能形成酸性物质的无机N源 生理碱性物质：经微生物代谢后能形成碱性物质的无机N源
P 过低不利于菌体生长，过高可抑制抗生素的合成。例如，0.3-500 mmol/L磷酸盐可促进细胞良好生长,而10 mmol/L磷酸盐往往会抑制抗生素的合成前体：在抗生素生物合成中，菌体用来构成抗生素分子而本身结构又没有显著改变的物质。作用:提高产量、控制合成方向、对产生菌有毒。分类: 内源性:半胱氨酸（青霉素）； 外源性:苯乙酸(青霉素G)、苯氧乙酸(青霉素V)、丙酸盐(红霉素)热阻：微生物在一定条件下（温度、加热方式）下的致死时间 相对热阻：相同条件下两种微生物热阻的比值 发酵设备的灭菌：实罐灭菌（分批灭菌）、空罐灭菌、连续灭菌、空气除菌（介质过滤除菌）灭菌温度较高而时间较短,要比温度较低而时间较长好
连续灭菌步骤：培养基预热→连续灭菌→维持灭菌温度→冷却
发酵染菌的原因及对策：
一、种子带菌
对策：转种时注意无菌操作
二、设备及附件渗漏：化学腐蚀，对策：选用耐腐材料； 电化学腐蚀，对策：阴极保护法；磨蚀，对策：细加工
三、培养基灭菌不彻底，对策：灭菌注意事项
四、空气染菌，对策：空气灭菌注意事项
五、噬菌体污染，对策：重新高压灭菌、保持车间清洁 发酵过程主要控制参数：物理参数：温度 压力 搅拌转速搅拌功率（kV）空气流量[V/（V• min），简称VVM]黏度
化学参数：pH值 基质浓度 溶解氧浓度 产物浓度
生物参数：菌丝形态 菌体浓度 迅速利用碳源：较迅速参与代谢，利于菌体生长，但有时会存在分解代谢物阻遏效应 缓慢利用碳源：被菌体缓慢利用，有利于延长代谢产物的合成影响发酵温度变化的因素：Q发酵=Q生物 + Q搅拌 – Q蒸发 – Q显 –Q辐射
Q生物：产生菌本身会产生的热量Q搅拌：搅拌带动发酵液作机械运动产生的热Q蒸发：空气进入发酵罐后就和发酵液广泛交换，产生热交换，引起水分蒸发。水分蒸发带走以及排出的气体夹带部分显热（Q显）散失到外界。Q辐射：因罐内外温差不同，发酵液中有部分热通过罐体向外辐射 临界溶氧浓度：不影响微生物呼吸和产物形成所允许的最低氧浓度 最适氧浓度：溶解氧浓度对生长或产物合成的最适的浓度范围
影响溶解氧浓度的因素：供氧方面： 通气量的大小、搅拌转速和功率、发酵液的性质、温度、压力
需氧方面：菌体生长速度、菌体浓度、中间补料、异常情况 泡沫的分类：机械性泡沫、流态泡沫；危害：影响装料系数、引起逃液、引起染菌、引起菌丝粘壁；消除泡沫的方法：机械消沫、消沫剂消沫 微生物生长曲线：抗生素是在稳定期产生的。
三种培养方式：分批、分批补料、连续培养
初级代谢:能使营养物质转变成机体的结构物质和对机体具有生理活性的物质,或是为机体生长提供能量的一类代谢。次级代谢:存在于某些生物中,并在一定的生长期内出现的一种代谢类型。微生物的代谢是由各种酶所催化的，因此，代谢的调节，实质上，主要是通过控制酶的生成和功能而实现的。粗调节：酶的生成。细调节：酶的功能（活性）。酶功能的调节既酶活性调节(细调)，使得不需要的酶立即停止活动，当需要时又可立即恢复,又称为反馈抑制。单一终产物的反馈抑制 顺序反馈抑制 合作反馈抑制 累加反馈抑制 同功酶抑制
初级代谢与次级代谢的关系：生化代谢--次级代谢产物都是以初级代谢产物为母核衍生来的、次级代谢产物和初级代谢产物在代谢调控上互相影响、两个代谢有不同的酶系。遗传代谢---初级代谢和次级代谢都是受到核内DNA控制，并且次级代谢还受到核外遗传物质的控制。
葡萄糖效应：指大肠杆菌培养于葡萄糖和乳糖的培养基中，菌体出现两次生长旺盛期，大肠杆菌首先利用葡萄糖进行生长繁殖，在葡萄糖耗尽后，过一段时间才开始利用乳糖。
次级代谢物生物合成的特征：
1、抗生素产生菌的生命活动过程分为两个时期，即营养生长期和次级代谢产物形成期。
2、抗生素产生菌的生长期向生产期转变时，在形态学和生理学上会发生一些变化
3、一种微生物能够合成多种在结构上完全不同的次级代谢产物,不同的微生物也能够合成相同的次级代谢产物
4、一种微生物的次级代谢产物大多是一组具有相似结构的化合物（酶的特异性不强）
5、抗生素的生物合成过程是一种由多基因控制的代谢过程。这些基因不仅位于微生物的染色体、也可位于质粒(不稳定性)补料分批发酵作用：
1、可以控制抑制性底物的浓度
2、可以解除或减弱分解代谢产物阻遏
3、可以使发酵过程最佳化。
发酵液预处理的去除杂质：去除可溶性黏胶状物质，包括核酸、杂蛋白、不溶性多糖等。去除无机盐，包括Fe3+、Ca2+、Mg2+等。
抗生素产生后存在于胞浆内。发酵液的液-固分离：板框压滤机、真空鼓式过滤机、离心分离机
影响液-固分离的因素：
1、菌体种类和浓度不同，其粘度有很大差别（真菌：菌丝较粗大，容易过滤；放线菌：菌丝细多分枝，较难过滤；细菌：细小悬浮物，非常难过滤）
2、不同的培养基组分和用量也影响粘度（黄豆饼粉、花生饼粉作氮源，用淀粉作碳源会使粘度增大；发酵液中未用完的培养基较多或发酵后期用油作消沫剂也会使过滤困难）
3、正确选择发酵终点和放罐时间（一般发酵进入自溶阶段，抗生素产量才能达到高峰，但菌丝自溶使发酵液变粘）
4、染菌的发酵液粘度也会增高
溶媒萃取法：用一种溶媒将溶质自另一种溶媒中提取出来。单级萃取 多级错流萃取（多级顺流萃取）：料液经萃取后的萃余液再用新鲜萃取剂进行萃取
多级逆流萃取：在第一级中加入料液F，萃余液顺序作为后一级的料液，而在最后一级加入萃取剂S，萃取液顺序作为前一级的萃取剂，料液移动的方向和萃取剂移动的方向相反 乳化：正常情况下，萃取过程中将料液和萃取剂充分混合后形成乳浊液，通过静置或离心的方法这两相可完全分开，分为上下两层。
影响萃取操作的一些因素：乳化作用、pH、温度的影响、盐析作用、带溶剂（能和抗生素形成复合物，而易溶于溶媒中，并且此复合物在一定条件下又要容易分解）、溶媒的选择 离子交换树脂组成：骨架、活性离子（为可移动的离子）
离子交换法：是利用离子交换树脂将抗生素吸附在树脂上,然后在适宜的条件下将抗生素洗脱下来，达到浓缩纯化的目的影响交换速度的因素：1）颗粒大小---树脂颗粒减小无论对内部扩散控制或外部扩散，都有利于交换速度的提高。2）交链度---降低树脂交链度，能提高交换速度。3）温度---温度上升，交换速度增快。4）离子的化合价---化合价愈高，扩散速度愈慢，离子在树脂中扩散时，存在和树脂骨架中的库仑力。离子化合价愈高，引力愈大，扩散速度就愈小。5）离子的大小---离子小，交换速度快。6）搅拌速度---增加搅拌速度可使交换速度增加，主要通过增加外部扩散速度，但太快会打碎树脂，增加是有一定限度的。
7）溶液浓度---浓度增大时，交换速度可增加，但幅度将愈来愈小，最后达一极限值 离子交换过程的选择性因素：离子的水化半径、离子的化合价、介质的酸碱度、交链度、膨胀度和分子筛、树脂与交换离子之间的辅助力、有机溶媒的影响 吸附法：在一定条件下，利用抗生素与吸附剂之间的分子引力将抗生素吸附于其上，然后改变条件（如pH值），以适当的洗脱剂将抗生素从吸附剂上解吸下来，达到浓缩和提纯的目的。吸附剂：把在表面上能发生吸附作用的固体称为吸附剂 新型吸附剂：大网格聚合物吸附剂
沉淀法：间接沉淀法---在一定的pH条件下，采用加入某种金属离子或某种化合物，使得抗生素形成某种不溶性的化合物或复盐来提取抗生素的方法。
直接沉淀法---利用某些抗生素具有两性化合物的性质，使其在等电点时于水溶液中游离而沉淀出来，直接得到成品的方法。
影响晶体大小的主要因素：温度、搅拌速度、饱和浓度、是否加晶种 影响沉淀结晶过程的因素：过饱和液的形成、晶核的形成、晶体的生长 注射用抗生素---去色素、脱热源 相似相容
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