Bài giảng Công nghệ sinh học dược
Số trang: 116
Loại file: pdf
Dung lượng: 2.08 MB
Lượt xem: 20
Lượt tải: 0
Xem trước 10 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Bài giảng Công nghệ sinh học dược giới thiệu về Công nghệ sinh học, các giai đoạn phát triển, sự mở rộng nguồn gen, phạm vi ứng dụng, đặc điểm của công nghệ sinh học, đặc điểm của công nghệ sinh học y dược, sản phẩm của công nghệ sinh học dược, công nghệ lên men, sản xuất kháng sinh, sản xuất acid amin, thực phẩm chức năng, công nghệ enzym.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ sinh học dượcCông nghệsinh học dượcCông nghệ sinh học Các kỹ thuật sử dụng các hệ thống sống để tạo ra sản phẩm Truyền thống: Có từ rất lâu, Dựa trên kinh nghiệm, vi sinh vật học Công nghệ lên men Hiện đại: Nửa sau thế kỷ 20, dựa trên sinh học phân tử, sinh học tế bào, hóa sinh, … Công nghệ gen Công nghệ enzym-protein Công nghệ tế bàoCác giai đoạn phát triển Thế hệ một: sản xuất các sản phẩm thực phẩm và nước uống lên men. Kỹ thuật được sử dụng bao gồm lên men, nuôi trồng và nuôi cấy mô thực vật. Thế hệ hai: sử dụng nuôi cấy tế bào hay nuôi cấy mô để sản xuất. Sản phẩm của thế hệ này gồm kháng sinh, enzym, vitamin, acid amin. Kỹ thuật được sử dụng bao gồm đột biến và chọn lọc chủng vi sinh vật và phương pháp lên men, nuôi cấy để sinh sản phẩm tối ưu. Thế hệ ba chính là CNSH hiện đại. Nó bao gồm các kỹ thuật tái tổ hợp di truyền. Ứng dụng công nghiệp của nó bao gồm dược phẩm, nông nghiệp, hóa chất, y học. Các sản phẩm hiện nay đang là các protein trị liệu, chẩn đoán, vaccin và cải tạo giống nông nghiệp.Sự mở rộng nguồn gen Công nghệ cổ điển tạo giống hay tính trạng mới dựa vào lai tạo, đột biến-sàng lọc: Giới hạn trong phạm vi loài và lân cận Mất thời gian, hiệu suất không cao Công nghệ hiện đại thao tác trên gen: Cải tạo ở mức phân tử, dưới loài Không còn giới hạn loài Nhanh và hiệu quả Nguồn gen vô tậnPhạm vi ứng dụng Công nghệ sinh học xanh (Green Biotechnology): CNSH áp dụng trong nông nghiệp và xử lý môi trường. Công nghệ sinh học trắng (White Biotechnology): Sử dụng xúc tác sinh học và công nghệ lên men để tạo ra các sản phẩm công nghiệp như hóa chất hay enzym. Công nghệ sinh học đỏ (Red Biotechnology): CNSH ứng dụng trong y tế. Chẩn đoán và điều trị bệnh. Sản xuất dược phẩm.Các đặc điểm của CNSH Đa năng Đòi hỏi mức độ nghiên cứu cao Đa lĩnh vực Có tính hợp tác caoĐặc điểm của CNSHYD Đòi hỏi mức độ đầu tư cho nghiên cứu cao Qui mô vừa và nhỏ Tỷ lệ đầu tư nghiên cứu cao hơn sản xuất Có tính phối hợp caoSản phẩm của CNSHYD Chẩn đoán y học Sản xuất sinh phẩm chẩn đoán Kỹ thuật chẩn đoán mới Dự phòng bệnh Vaccin Thực phẩm chức năng Điều trị bệnh Liệu pháp gen Liệu pháp tế bào Huyết thanh, kháng thể Sản xuất dược phẩm Dược phẩm tái tổ hợp Thuốc có nguồn gốc sinh vật Sản xuất thuốc bằng xúc tác sinh học Nuôi cấy mô, tế bàoCác vấn đề của CNSH trong nước Thiếu qui hoạch. Qui hoạch sai. Đầu tư thấp. Yếu kém trong phát triển nguồn nhân lực. Bất hợp lý trong quản trị nhân lực. Thiếu sự liên kết giữa cơ sở nghiên cứu và sản xuất. Chưa có cơ sở hạ tầng công nghiệp thích hợp.Công nghệlên menCông nghệ lên men Định nghĩa: quá trình biến đổi do vi sinh vật thực hiện trong điều kiện yếm khí hay hiếu khí Sản phẩm Sinh khối vi sinh vật Enzym – protein vi sinh vật Sản phẩm trao đổi chất: sơ cấp + thứ cấp Các biopolymer và biosurfactant Sản phẩm tái tổ hợp genChủng vi sinh vật 1: Không gây bệnh cho người, động vật và môi trường (GRAS - Generally Recognized As Safe) 2: Có thể gây khó chịu cho người, động vật và môi trường 3: Gây bệnh, truyền bệnh nhưng có cách chữa trị 4: Gây bệnh, truyền bệnh rất nhanh nhưng chưa có cách chữa trịThu nhận chủng Phân lập từ môi trường “săn lùng” (shotgun) có định hướng (objective) Ngân hàng chủng Nhanh, ít tốn kém Không có tính cạnh tranhYêu cầu của chủng công nghệ 1. Ổn định di truyền 2. Sản xuất hiệu quả sản phẩm mong muốn, và con đường sinh tổng hợp sản phẩm đã được khảo sát kỹ 3. Không cần hay ít cần các bổ sung vitamin và yếu tố tăng trưởng 4. Sử dụng được các cơ chất phổ biến và rẻ tiền 5. Có thể biến đổi di truyền được 6. An toàn, không gây bệnh, và không sản xuất chất độc, trừ khi đó chính là sản phẩm 7. Dễ dàng thu hoạch từ quá trình lên men 8. Dễ dàng phá vỡ tế bào nếu sản phẩm là nội bào 9. Ít tạo ra sản phẩm phụ để thuận tiện cho việc tinh chế sản phẩmCải tạo chủng Tái tổ hợp tự nhiên Gây đột biến Đột biến ngẫu nhiên Đột biến nhân tạo - cảm ứng Sử dụng base tương đồng Thay đổi về hóa học của các base Chiếu xạ Gây đột biến bằng transposon Lai ghép tế bào trần và biến nạp gen Thao tác di truyền trên vi sinh vậtChiến lược thao tác di truyền Sàng lọc gen từ tế bào nguồn Cô lập gen quan tâm: tạo dòng Thực hiện các biến đổi cần thiết Đưa gen trở lại tế bào đích Kiểm tra và sàng lọc chủng mớiSàng lọc thể đột biến Kiểu hình quan sát được Khuyết dưỡng: cấy trên môi trường tối thiểu Tổng hợp gây chết Kháng chất chuyển hóa Khóm vệ tinh Quang ứng động, hóa ứng động Khác biệt tỷ trọng: ly tâm phân đoạnLàm giàu thể khuyết dưỡng bằngpenicillin Gây đột biến: Rửa và phân tán ở Thêm 100 U/ml UV, HNO2,… mật độ 107/ml penicillin Nuôi cấy 5 h trong Ủ 5 h trong môi Nuôi cấy 2-20 h môi trường hoàn trường glucose Loại bỏ penicillin chỉnh không chứa nitơ Pha loãng đến 50- 100 tế bào/hộp Nhân bản Môi trường Môi trường Môi trường hoàn chỉnh tối thiểu hoàn chỉnhBảo quản giống ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ sinh học dượcCông nghệsinh học dượcCông nghệ sinh học Các kỹ thuật sử dụng các hệ thống sống để tạo ra sản phẩm Truyền thống: Có từ rất lâu, Dựa trên kinh nghiệm, vi sinh vật học Công nghệ lên men Hiện đại: Nửa sau thế kỷ 20, dựa trên sinh học phân tử, sinh học tế bào, hóa sinh, … Công nghệ gen Công nghệ enzym-protein Công nghệ tế bàoCác giai đoạn phát triển Thế hệ một: sản xuất các sản phẩm thực phẩm và nước uống lên men. Kỹ thuật được sử dụng bao gồm lên men, nuôi trồng và nuôi cấy mô thực vật. Thế hệ hai: sử dụng nuôi cấy tế bào hay nuôi cấy mô để sản xuất. Sản phẩm của thế hệ này gồm kháng sinh, enzym, vitamin, acid amin. Kỹ thuật được sử dụng bao gồm đột biến và chọn lọc chủng vi sinh vật và phương pháp lên men, nuôi cấy để sinh sản phẩm tối ưu. Thế hệ ba chính là CNSH hiện đại. Nó bao gồm các kỹ thuật tái tổ hợp di truyền. Ứng dụng công nghiệp của nó bao gồm dược phẩm, nông nghiệp, hóa chất, y học. Các sản phẩm hiện nay đang là các protein trị liệu, chẩn đoán, vaccin và cải tạo giống nông nghiệp.Sự mở rộng nguồn gen Công nghệ cổ điển tạo giống hay tính trạng mới dựa vào lai tạo, đột biến-sàng lọc: Giới hạn trong phạm vi loài và lân cận Mất thời gian, hiệu suất không cao Công nghệ hiện đại thao tác trên gen: Cải tạo ở mức phân tử, dưới loài Không còn giới hạn loài Nhanh và hiệu quả Nguồn gen vô tậnPhạm vi ứng dụng Công nghệ sinh học xanh (Green Biotechnology): CNSH áp dụng trong nông nghiệp và xử lý môi trường. Công nghệ sinh học trắng (White Biotechnology): Sử dụng xúc tác sinh học và công nghệ lên men để tạo ra các sản phẩm công nghiệp như hóa chất hay enzym. Công nghệ sinh học đỏ (Red Biotechnology): CNSH ứng dụng trong y tế. Chẩn đoán và điều trị bệnh. Sản xuất dược phẩm.Các đặc điểm của CNSH Đa năng Đòi hỏi mức độ nghiên cứu cao Đa lĩnh vực Có tính hợp tác caoĐặc điểm của CNSHYD Đòi hỏi mức độ đầu tư cho nghiên cứu cao Qui mô vừa và nhỏ Tỷ lệ đầu tư nghiên cứu cao hơn sản xuất Có tính phối hợp caoSản phẩm của CNSHYD Chẩn đoán y học Sản xuất sinh phẩm chẩn đoán Kỹ thuật chẩn đoán mới Dự phòng bệnh Vaccin Thực phẩm chức năng Điều trị bệnh Liệu pháp gen Liệu pháp tế bào Huyết thanh, kháng thể Sản xuất dược phẩm Dược phẩm tái tổ hợp Thuốc có nguồn gốc sinh vật Sản xuất thuốc bằng xúc tác sinh học Nuôi cấy mô, tế bàoCác vấn đề của CNSH trong nước Thiếu qui hoạch. Qui hoạch sai. Đầu tư thấp. Yếu kém trong phát triển nguồn nhân lực. Bất hợp lý trong quản trị nhân lực. Thiếu sự liên kết giữa cơ sở nghiên cứu và sản xuất. Chưa có cơ sở hạ tầng công nghiệp thích hợp.Công nghệlên menCông nghệ lên men Định nghĩa: quá trình biến đổi do vi sinh vật thực hiện trong điều kiện yếm khí hay hiếu khí Sản phẩm Sinh khối vi sinh vật Enzym – protein vi sinh vật Sản phẩm trao đổi chất: sơ cấp + thứ cấp Các biopolymer và biosurfactant Sản phẩm tái tổ hợp genChủng vi sinh vật 1: Không gây bệnh cho người, động vật và môi trường (GRAS - Generally Recognized As Safe) 2: Có thể gây khó chịu cho người, động vật và môi trường 3: Gây bệnh, truyền bệnh nhưng có cách chữa trị 4: Gây bệnh, truyền bệnh rất nhanh nhưng chưa có cách chữa trịThu nhận chủng Phân lập từ môi trường “săn lùng” (shotgun) có định hướng (objective) Ngân hàng chủng Nhanh, ít tốn kém Không có tính cạnh tranhYêu cầu của chủng công nghệ 1. Ổn định di truyền 2. Sản xuất hiệu quả sản phẩm mong muốn, và con đường sinh tổng hợp sản phẩm đã được khảo sát kỹ 3. Không cần hay ít cần các bổ sung vitamin và yếu tố tăng trưởng 4. Sử dụng được các cơ chất phổ biến và rẻ tiền 5. Có thể biến đổi di truyền được 6. An toàn, không gây bệnh, và không sản xuất chất độc, trừ khi đó chính là sản phẩm 7. Dễ dàng thu hoạch từ quá trình lên men 8. Dễ dàng phá vỡ tế bào nếu sản phẩm là nội bào 9. Ít tạo ra sản phẩm phụ để thuận tiện cho việc tinh chế sản phẩmCải tạo chủng Tái tổ hợp tự nhiên Gây đột biến Đột biến ngẫu nhiên Đột biến nhân tạo - cảm ứng Sử dụng base tương đồng Thay đổi về hóa học của các base Chiếu xạ Gây đột biến bằng transposon Lai ghép tế bào trần và biến nạp gen Thao tác di truyền trên vi sinh vậtChiến lược thao tác di truyền Sàng lọc gen từ tế bào nguồn Cô lập gen quan tâm: tạo dòng Thực hiện các biến đổi cần thiết Đưa gen trở lại tế bào đích Kiểm tra và sàng lọc chủng mớiSàng lọc thể đột biến Kiểu hình quan sát được Khuyết dưỡng: cấy trên môi trường tối thiểu Tổng hợp gây chết Kháng chất chuyển hóa Khóm vệ tinh Quang ứng động, hóa ứng động Khác biệt tỷ trọng: ly tâm phân đoạnLàm giàu thể khuyết dưỡng bằngpenicillin Gây đột biến: Rửa và phân tán ở Thêm 100 U/ml UV, HNO2,… mật độ 107/ml penicillin Nuôi cấy 5 h trong Ủ 5 h trong môi Nuôi cấy 2-20 h môi trường hoàn trường glucose Loại bỏ penicillin chỉnh không chứa nitơ Pha loãng đến 50- 100 tế bào/hộp Nhân bản Môi trường Môi trường Môi trường hoàn chỉnh tối thiểu hoàn chỉnhBảo quản giống ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
Công nghệ sinh học dược Công nghệ sinh học Thực phẩm chức năng Sản phẩm của công nghệ sinh học dược Sông nghệ lên men Sản xuất kháng sinhGợi ý tài liệu liên quan:
-
68 trang 285 0 0
-
Tiểu luận: Trình bày cơ sở khoa học và nội dung của các học thuyết tiến hóa
39 trang 235 0 0 -
Tiểu luận môn Công nghệ xử lý khí thải và tiếng ồn: Xử lý khí thải bằng phương pháp ngưng tụ
12 trang 179 0 0 -
8 trang 174 0 0
-
Bài thuyết trình môn Thực phẩm chức năng: Thực phẩm chức năng từ chất béo và các chế phẩm
42 trang 160 0 0 -
Báo cáo thực hành Môn: Công nghệ vi sinh
15 trang 157 0 0 -
Luận văn tốt nghiệp Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu sản xuất nước uống thảo dược từ cây Lạc tiên
36 trang 153 0 0 -
Giáo trình Kỹ thuật thực phẩm: Phần 2 - NXB Đà Nẵng
266 trang 131 0 0 -
22 trang 124 0 0
-
Tiểu luận: Công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp lên men
95 trang 121 0 0