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1、生物工程设备生物工程设备Bioengineering equipment 李玉芹李玉芹(Yuqin Li,Ph D)湘潭大学湘潭大学 化工学院化工学院(College of Chemical Engineering)Tel:15200330566E-mail:教材教材到课到课考试考试绪 论 一、现代生物技术产生的背景一、现代生物技术产生的背景生物技术三个发展阶段：生物技术三个发展阶段：传统生物技术传统生物技术-酿造技术（酒、醛、酱）第一次世界大战酿造技术（酒、醛、酱）第一次世界大战前。前。绪 论 一、现代生物技术产生的背景一、现代生物技术产生的背景生物技术三个发展阶段：生物技术三个发展阶段：近
2、代生物技术近代生物技术-微生物发酵技术微生物发酵技术(醋、柠檬酸、青霉素等醋、柠檬酸、青霉素等)一战后至一战后至20世纪七十年代。世纪七十年代。绪 论 一、现代生物技术产生的背景一、现代生物技术产生的背景生物技术三个发展阶段：生物技术三个发展阶段：现代生物技术现代生物技术-DNA重组及转基因、细胞和原生质体融重组及转基因、细胞和原生质体融合、酶和细胞固定化、动植物细胞培养、动物胚胎工程、合、酶和细胞固定化、动植物细胞培养、动物胚胎工程、现代微生物发酵、现代生物反应和分离工程、蛋白质工程现代微生物发酵、现代生物反应和分离工程、蛋白质工程等等绪 论 一、现代生物技术产生的背景一、现代生物技术产生的
3、背景生物技术三个发展阶段：生物技术三个发展阶段：（新物种、转基因动植物、克隆动物、新型酶制剂、新型发（新物种、转基因动植物、克隆动物、新型酶制剂、新型发酵产品、新型反应器、基因工程药物等）酵产品、新型反应器、基因工程药物等）20世纪七十年代世纪七十年代后。后。多利和它的孩子多利和它的孩子 绪 论一、现代生物技术产生的背景一、现代生物技术产生的背景 生物技术生物技术成为成为21世纪科技发展的带头学科，是世界高新技术世纪科技发展的带头学科，是世界高新技术的制高点。的制高点。人口、食物、资源、环保、能源是人口、食物、资源、环保、能源是21世纪困扰人类的大问题。世纪困扰人类的大问题。解决上述难题的根本
4、出路在于解决上述难题的根本出路在于生物技术生物技术。生物科学带动行为科学、生态学发展，生物科学与信息论、生物科学带动行为科学、生态学发展，生物科学与信息论、控制论、系统论、核技术结合，推动社会进步。控制论、系统论、核技术结合，推动社会进步。生物技术生物技术是是21世纪对我国经济产生巨大贡献的产业，世纪对我国经济产生巨大贡献的产业，20世纪世纪是研究为主，产业处于初级阶段，是研究为主，产业处于初级阶段，21世纪进入大规模产业世纪进入大规模产业化阶段。化阶段。绪 论一、现代生物技术产生的背景一、现代生物技术产生的背景 主要体现在三大领域：主要体现在三大领域：生物农业生物农业、生物制药生物制药、生物
5、工业生物工业。21世纪预期几大突破：世纪预期几大突破：人的寿命将延长，对长寿基因和老年生态学的研究人的寿命将延长，对长寿基因和老年生态学的研究.农业工厂化初具规模，如高产、改性、抗性、功能品种等农业工厂化初具规模，如高产、改性、抗性、功能品种等.医药卫生领域取得巨大突破，基因工程药物和基因工程治疗，医药卫生领域取得巨大突破，基因工程药物和基因工程治疗，DNA药物和药物和DNA疫苗大量面世。疫苗大量面世。绿色能源初具规模，如光合细菌生产氢能源，液体黄金之称绿色能源初具规模，如光合细菌生产氢能源，液体黄金之称的乙醇。的乙醇。绪 论二、生物工程设备重要性二、生物工程设备重要性 实验室实验室 产业化产
6、业化 涉及工程技术问题：涉及工程技术问题：生物质原料处理生物质原料处理 生物反应过程的设计生物反应过程的设计 生物产物的分离纯化等生物产物的分离纯化等第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备概念：概念：培养基培养基是供特定的微生物、动物细胞是供特定的微生物、动物细胞、植物细胞、植物细胞、细、细胞组织胞组织、微藻生物等进行生长、繁殖、微藻生物等进行生长、繁殖、代谢和合成产、代谢和合成产物需要的，按一定组成比例配制而成的营养物质。物需要的，按一定组成比例配制而成的营养物质。第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备主要用于增菌主要用于增菌用于检测动力及保存菌种用于检测动力及保存菌种用于分离鉴定细菌用于分离鉴
7、定细菌第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备双糖铁培养基双糖铁培养基SSSS培养基培养基普通琼脂培养基普通琼脂培养基血液琼脂培养基血液琼脂培养基 庖肉培养基庖肉培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备1.微生物培养基微生物培养基培养基的制备程序：培养基的制备程序：调调配配 过滤过滤 矫矫正正pH（7.0-7.6）分装分装过滤过滤 灭灭菌（菌（121.3，20-30分分钟钟）鉴鉴定是否有菌定是否有菌 放入冰箱冷藏放入冰箱冷藏备备用用因高因高压压之后之后pH值值会下降会下降0.1左右，所以左右，所以矫矫正正pH时应时应比所需的比所需的pH高高鉴鉴定是否有菌可将
8、培养基置于定是否有菌可将培养基置于37 培养培养24小小时时，然后，然后观观察。察。第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备2.动物培养基动物培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备2.动物培养基动物培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备2.动物培养基制备动物培养基制备第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养
9、基的制备2.动物培养基制备动物培养基制备第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备2.动物培养基动物培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备2.动物培养基制备动物培养基制备第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备3.植物培养基植物培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备3.植物培养基植物培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备3.植物培养基植物培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备
10、培养基的制备3.植物培养基植物培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备3.植物培养基植物培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备4.微藻培养基微藻培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备4.微藻培养基微藻培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第一节第一节 培养基的制备培养基的制备4.微藻培养基微藻培养基第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备灭菌灭菌方法方法 所有的生物细胞都要不断地同外界进行所有的生物细胞都要不断地同
11、外界进行物质和能量交换，都要进行新陈代谢，物质和能量交换，都要进行新陈代谢，才能表现出生命活动，这时，就需要营才能表现出生命活动，这时，就需要营养物质。生物技术产业中大多数都利用养物质。生物技术产业中大多数都利用纯种培养技术，这就要求对培养基中已纯种培养技术，这就要求对培养基中已有的杂菌进行去除或杀灭。有的杂菌进行去除或杀灭。第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素 营养成分的减少将影响菌种的培养和产物的生成，所以灭菌程度营养成分的减少将影响菌种的培养和产物的生成，所以灭菌程度
12、和营养成分的破坏成为灭菌工作中的主要矛盾，恰当掌握加热温度和营养成分的破坏成为灭菌工作中的主要矛盾，恰当掌握加热温度和受热时间是灭菌工作的关键。和受热时间是灭菌工作的关键。第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素（1）灭菌动力学）灭菌动力学微生物受热而破坏是指其生活能力微生物受热而破坏是指其生活能力丧失，微生物受热死亡原因是细胞丧失，微生物受热死亡原因是细胞内的反应。内的反应。（2）温度对死亡速率的影响）温度对死亡速率的影响 微生物死亡与温度的关系微生物死亡与温度的关系第一章
13、培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素连续灭菌流程连续灭菌流程及设备及设备 培养基灭菌应尽量采用高温短时间的培养基灭菌应尽量采用高温短时间的连续灭菌。培养基经连续加热、维持连续灭菌。培养基经连续加热、维持和冷却后进入发酵罐。培养基的连续和冷却后进入发酵罐。培养基的连续灭菌，就是将配好的培养基在向发酵灭菌，就是将配好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却而进行灭菌。保温和冷却而进行灭菌。第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节
14、 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素连续灭菌流程及连续灭菌流程及设备设备 (一一)连消塔连消塔-喷淋冷却流程喷淋冷却流程1连消塔又称加热器，连消塔又称加热器，是培养基于蒸汽混合加是培养基于蒸汽混合加热至灭菌温度的设备。热至灭菌温度的设备。生产中一般用生产中一般用0.50.8Mpa的活蒸汽与的活蒸汽与预热后的料液直接接触预热后的料液直接接触而加热。而加热。第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素连续灭菌流程
15、及连续灭菌流程及设备设备 (二二)喷射加热喷射加热-真空冷却流程真空冷却流程第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素连续灭菌流程及连续灭菌流程及设备设备 (三三)板式换热器灭菌流程板式换热器灭菌流程第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素分批灭菌过程与设备分批灭菌过程与设备 培养基的分批灭菌就是将配制好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽培养基的分批灭菌就是
16、将配制好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。（一）分批灭菌操作要点：确保设备的严密度可以防止染菌。（一）分批灭菌操作要点：确保设备的严密度可以防止染菌。（二）分批灭菌的操作（二）分批灭菌的操作第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备第一章 培养基制备与培养基灭菌的设备第二节第二节 培养基的灭菌方法及设备培养基的灭菌方法及设备9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5月-235月-23Monday,May 15,202310、雨
17、中黄叶树，灯下白头人。16:02:0416:02:0416:025/15/2023 4:02:04 PM11、以我独沈久，愧君相见频。5月-2316:02:0416:02May-2315-May-2312、故人江海别，几度隔山川。16:02:0416:02:0416:02Monday,May 15,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。5月-235月-2316:02:0416:02:04May 15,202314、他乡生白发，旧国见青山。15 五月 20234:02:04 下午16:02:045月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。五月 234:02 下午5月-2316:02May 1
18、5,202316、行动出成果，工作出财富。2023/5/15 16:02:0416:02:0415 May 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。4:02:04 下午4:02 下午16:02:045月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。5月-235月-23Monday,May 15,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。16:02:0416:02:0416:025/15/2023 4:02:04 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5月-2316:02:0416:02May-2315-May-2312、世
19、间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。16:02:0516:02:0516:02Monday,May 15,202313、不知香积寺，数里入云峰。5月-235月-2316:02:0516:02:05May 15,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15 五月 20234:02:05 下午16:02:055月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。五月 234:02 下午5月-2316:02May 15,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/15 16:02:0516:02:0515 May 202317、空山新雨后，天气晚来秋。4:02:
20、05 下午4:02 下午16:02:055月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。5月-235月-23Monday,May 15,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。16:02:0516:02:0516:025/15/2023 4:02:05 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。5月-2316:02:0516:02May-2315-May-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。16:02:0516:02:0516:02Monday,May 15,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5月-235月-2316:02:0516:02:05May 15,20
21、2314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15 五月 20234:02:05 下午16:02:055月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。五月 234:02 下午5月-2316:02May 15,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/5/15 16:02:0516:02:0515 May 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。4:02:05 下午4:02 下午16:02:055月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉