發(fā)酵罐在制藥領域應用廣泛且關鍵,貫穿多種藥物的生產流程:
抗生素生產
青霉素:作為***早被發(fā)現(xiàn)并廣泛應用的抗生素,其工業(yè)化生產高度依賴發(fā)酵罐。將產青霉素的青霉菌種接種至發(fā)酵罐,通過精準調控溫度保持在 25 - 27℃、pH 值穩(wěn)定于 6.5 - 7.0,以及充足的溶氧量,為青霉菌創(chuàng)造***適宜的生長代謝環(huán)境 。在這樣的條件下,青霉菌大量合成青霉素,后續(xù)再經(jīng)過過濾、萃取、結晶等復雜的分離純化流程,***終制得高純度的青霉素藥品,滿足全球巨大的醫(yī)療需求。
頭孢菌素:頭孢類抗生素的生產也是利用發(fā)酵罐。先把頭孢菌接入發(fā)酵體系,發(fā)酵罐嚴格控制發(fā)酵全程參數(shù),例如前期 30℃左右 “催苗”,待菌體旺盛生長后微調溫度,同時把控溶氧量和營養(yǎng)供給。憑借發(fā)酵罐提供的穩(wěn)定環(huán)境,頭孢菌持續(xù)產出頭孢菌素前體,經(jīng)過化學修飾與精制工序,轉化為不同代際的頭孢類抗生素,應對多種耐藥菌感染。
疫苗制備
重組蛋白疫苗:以新冠重組蛋白疫苗為例,把攜帶新冠病毒關鍵抗原蛋白基因的工程菌或細胞植入發(fā)酵罐。發(fā)酵罐維持 37℃恒溫與精準的 pH 值,讓工程體高效表達抗原蛋白。待發(fā)酵結束,收獲的蛋白產物經(jīng)純化、佐劑添加等步驟,就能制成安全有效的疫苗,為大規(guī)模免疫接種提供物資基礎。
減毒活疫苗:像麻疹疫苗,首先在發(fā)酵罐里培養(yǎng)麻疹病毒,不過需要極為精細的環(huán)境調控,因為病毒對條件變化極其敏感。特定的溫度、微弱的氣流擾動、嚴格的無菌環(huán)境,都由發(fā)酵罐精密維持,促使病毒穩(wěn)定減毒,后續(xù)再加工處理,為兒童免疫計劃輸送關鍵疫苗產品。
生物制藥 —— 胰島素生產
胰島素是治療糖尿病的剛需藥物,如今多采用基因工程手段生產。將改造后的大腸桿菌或酵母菌等宿主細胞接入發(fā)酵罐,發(fā)酵罐內 30℃左右的溫度、適度的溶氧及合適的營養(yǎng)配比,能刺激細胞大量合成胰島素前體。隨后經(jīng)過酶切、折疊、修飾等一系列復雜生化過程,把胰島素前體轉化為具備生物活性的胰島素成品,源源不斷供應市場。
單克隆抗體藥物
單克隆抗體在癌癥治療、自身免疫疾病治療領域大放異彩。制備時,先把產生特定抗體的雜交瘤細胞接種進發(fā)酵罐,發(fā)酵罐全方位保障細胞生存環(huán)境,從溫度、pH 到溶氧量、營養(yǎng)成分濃度,都按需精準供應。在適宜環(huán)境下,雜交瘤細胞不斷分泌單克隆抗體,收集后經(jīng)嚴格的純化與鑒定流程,成為高價值、高療效的靶向治療藥物。
酶制劑制藥
部分藥用酶,如用于溶解血栓的尿激酶,利用發(fā)酵罐培養(yǎng)產酶微生物。發(fā)酵罐為微生物提供生長繁殖和產酶的理想條件,讓微生物穩(wěn)定產出高活性尿激酶,提取、精制后用于臨床溶栓治療,挽救患者生命。