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临高启明 / 数据库

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title: "青霉素制取流程"
author: godofhistory
date: 2017-09-22 22:24:48+07:00
lastmod: 2019-02-23 21:06:00+07:00

godofhistory 于 2017-9-22 22:24:48 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-22 22:57 编辑

最近看到延安根据地时期,奥地利来华医生傅莱和两个中国人王学礼、宋同珍合作试制青霉素成功(当然菌株、高压锅、培养液配方等均由美国提供),便想探索一下穿越众小规模制取青霉素的可能性。后面帖子里我将陆续列出需要攻克的难点。


godofhistory 于 2017-9-22 22:57:16 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-22 22:59 编辑

首先最最最重要的是有没有穿越众携带高产菌株。我记得某一个章节中似乎提到黄大山还是谁携带了各种现代高产菌株,不知道有没有青霉素的。

现代高产菌株的产量是最早弗莱明发现的青霉素菌株的 20000 倍以上。现代菌株是由紫外线诱变产生再筛选得来(需要 20 世纪 50 年代的分子生物学技术),穿越众在可以预见的年代里大概是无法重现的。

最好的自然突变种来自美国一个农场腐烂的哈密瓜,产量大致上是弗莱明最早菌株的 200 倍。

弗莱明早期制取青霉素用作临床实验时,每个月才能生产出给 1 个病人使用 1 次的用量(1 万 5 千单位)。

根据 1943-1944 年的研究,青霉素治疗 gonococci(淋病双球菌)需要 24-48 小时内给药 10 万-15 万单位(治愈率 95%);治疗 arthritis, peritonitis,或其余系统性疾病需要每日给药 10 万-20 万单位,持续 5-7 天。

在这里,我假设穿越众手里的青霉素,主要被用于治疗一般感染,每治好一人,共需消耗 30 万单位。

假设弗莱明使用了高产菌株(20000 倍),那么他每月能生产 1.5 万*20000= 30000 万单位,可以治疗 1000 人。

若其使用的是自然界中的最好菌株(200 倍),那么他每月能生产 300 万单位,只能治疗 10 人。

显然目前必须设定穿越众带回了高产菌株


kkndlmf 于 2017-9-22 22:57:20 发表了:

插队不好删除


godofhistory 于 2017-9-22 23:01:06 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-23 07:08 编辑

解决了菌株问题,下面进入培养环节

图例为一个标准的 biomass tank。 毫无疑问,以临高现有水平,制作难度极大。但好在这一步是可以简化的,傅莱在延安制作青霉素时,当然也用不上这种“高大上”的设备,他对此采用了许多简化的方法,下面我将一一解释——要注意这些简化方法并不是他凭空发明的;绝大多数方法都是在采用大规模发酵之前就存在的小规模发酵方法。

难点 1:无菌

青霉素菌是典型的好氧菌,对氧气需求量极大,因此在生长过程中必须不断通入空气,对此,空气必须做到灭菌处理。(这里允许我嘲笑一下仁医,居然用酵母发酵的方法来处理青霉发酵——酵母是兼性厌氧,无氧条件下会将糖类分解为二氧化碳及乙醇,也就是酒精,因此才能密封发酵;而青霉一旦密封发酵,直接就缺氧死亡)

简化的灭菌操作方法是分格式无菌室:每个操作室类似一个古代的土炕,底部设有加热装置;傅莱的作法就是直接用柴烧水,利用水蒸汽的恒温特性来加热房间。

每个室间格出一个无菌通道(连通一个隔离缓冲间)和其它小间相通。每间密闭,装上玻璃窗。地面下是外面烧火控温的地炕。

工作前,先直接加热室内,彻底杀菌消毒,然后冷却并调节到所需温度。这个房间加热灭菌时,盛有培养基并经灭菌的斜面母瓶、摇瓶、种子罐、繁殖罐及发酵罐等实验设备,也都放在该房间内一同接受灭菌。隔离衣裤帽鞋等生产器具则放在隔离缓冲间灭菌。至于存有活菌的实验设备,都放在其余房间内,避免被高温影响。

工作人员从户外入室时,先进到隔离缓冲间,换上无菌隔离衣裤帽鞋,洗手戴口罩后,再进入无菌通道,从无菌通道推门进入恒温工作间。严格按无菌操作规程,进行孢子制备、种子制备、摇瓶研究、发酵罐逐级放大试验,以及青霉素生物合成。

要注意的是房间的密封问题——傅莱没有提到他是如何解决这个问题的。但这点并不难解决:只需要使每个房间的压力略高于外界,外界的空气就不会流入房间,因此即使密封不完全,也只会让室内的空气流向室外。

一个简单的解决方案是在每个房间的一端(远离实验进行的一端)安置一台鼓风机,将经过高温灭菌的空气不断的吹入室内,只要保持该空气的温度略高于室温,就可以做到室内的压力高于室外。

最后还有一点是空气的过滤问题,通向发酵罐的空气需要先过滤一遍以防杂质。现代过滤设备通常是活性炭或多孔滤网,傅莱采用的简化手段是将无菌棉花塞到空气管道中——个人认为这个解决方案没有问题。


godofhistory 于 2017-9-22 23:03:29 发表了:

kkndlmf 发表于 2017-9-22 22:57

插队不好删除

没事的,大家一起讨论。流程我感觉穿越众是可以复制的,但机械、化学试剂方面可能存在短板


繁华烬燃 于 2017-9-22 23:13:11 发表了:

记得要用到离心机,这个不知道能不能搞定……不是一般离心机

还有萃取,提纯设备,制造这些设备需要特种材料也没有……

不知道有没有土法?


godofhistory 于 2017-9-23 01:04:58 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2018-6-5 21:23 编辑

难点 2.   温度、湿度、pH 控制

青霉发酵需要温度控制在 20-24 摄氏度之间:之前无菌操作处提过,温度控制是由加温实现的,我暂时还没有想到如何依靠降温来同时实现无菌和温控的效果——例如在海南,当地温度长期处于摄氏 30 度时,高温蒸汽消毒过后,自然降温会停在 30 摄氏度,是无法将温度调节回 20 摄氏度的。

若使用临高之前使用的空调来降温,室内降温带来的是气压降低,会导致外界空气流入室内,这对培养室的密封提出了很高的要求。

傅莱之前没遇到这个问题,大概是因为延安地理位置十分靠北,外界温度很低。

我目前想到的只有两种解决办法:

1. 整个发酵过程放在济州岛上;

2. 仅仅只在冬天进行发酵;

若选择方案 1,那么整个青霉素的生产流程都必须放在济州岛上,显然不能将发酵和提纯放在相隔几千里的两个地方。

若选择方案 2,那么一年只能开工几个月,青霉素年产量将大幅度减少,好处是冬天的杂菌少,有助于无菌操作。

综合来看,方案 1 更加靠谱一点。\\\***根据 135L 的意见,应当可以鼓入无菌冷风来调节温度。空气首先通过蛇形管,外套高温灭菌;然后再经过另一端蛇形管,外部降温至合适温度,最终通入室内。这样的话,在任何地方都可以实施无菌条件下的温度管理。


godofhistory 于 2017-9-23 01:11:21 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-23 07:03 编辑

续难点 2. 温度,湿度和 pH

相对于温度来说,发酵的湿度不太重要,至少我没发现对湿度有专门的要求。再者赵引弓养蚕的那段章节里就已经明确提出了临高可以制作湿度计,依靠小量蒸发水蒸气来调节室内湿度应该难度不大。

pH 则是另一个重点,青霉的最佳生长 pH 为 6.5,一旦超过 8 很容易死亡。然而青霉的代谢产物属碱性,因此发酵装置内的 pH 值上升很快——早期的一个生产探索方向是稳定培养液的 pH 值便于长期生产,但这个努力可耻的失败了。

因此,至少在我查到的相对早期的资料中,普遍采用的是短期生产法:发酵开始后不控制 pH,只是监控 pH 变化,至 pH=8 时,结束发酵。这点和许多药品的长期连续生产是不同的(也显著提高了成本)。

通常情况下,发酵第 2-3 日时开始有青霉素产出,持续 4-5 日后 pH 值到达界限,整个期间一共 7-8 日。图示为标准状态下的溶解氧气、糖分供应和青霉素产出。黑线时结束发酵收菌。


godofhistory 于 2017-9-23 01:27:31 发表了:

繁华烬燃 发表于 2017-9-22 23:13

记得要用到离心机,这个不知道能不能搞定……不是一般离心机

还有萃取,提纯设备,制造这些设备需要特种材 ...

有两步需要使用离心机。

第一次使用离心机是在加入了 amyl acetate/butyl acetate 之后,青霉素在液相,杂质在固相,这一步相对简单,一般的离心机就行,我认为 1836 年发明的三足离心机足以胜任这个工作,不知道工业口能不能仿造。(这一步在现代也只是用一般的碟式离心机来完成)

第二步是在更进一步的数个萃取步骤之后 (主要目的是为了提纯和生成青霉素钠盐)。这次离心前的最后一步结束后,青霉素存在于乙醚溶液内,此时将碳酸钠溶液加入,碳酸钠与青霉素反应生成青霉素钠盐。青霉素钠盐在乙醚-水溶液里的溶解度不高,会逐步成结晶状析出,这时需要使用篮式离心机,可以极大的加快这个分离步骤。

篮式离心机的工作原理有点像滚筒式洗衣机,附件是其工作原理。其工作效果如这个视频所示:https://www.youtube.com/watch?v=WRq5NjkEl3I

我认为篮式离心机的制造是机械方面可能存在的短板之一,但我认为这个第二次离心并不是至关重要的步骤(第一步离心则是非常重要的),我后面讲到提纯方面时会有更详细的解释,容我这里先卖个关子。


高山景行 于 2017-9-23 03:44:47 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 01:04

难点 2.   温度、湿度、pH 控制

青霉发酵需要温度控制在 20-24 摄氏度之间:之前无菌操作处提过,温度控制是由 ...

使用图中的水套降温就挺好的。冷水可以由冷却站集中供应。至于输入的空气嘛……30 多度就那样吧。


godofhistory 于 2017-9-23 05:21:37 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-23 07:59 编辑

高山景行 发表于 2017-9-23 03:44

使用图中的水套降温就挺好的。冷水可以由冷却站集中供应。至于输入的空气嘛……30 多度就那样吧。 ...

对,如果有 4L 图示的那种大型发酵罐的话,水冷系统是最优解。

只是我对穿越众能否造出合格的发酵罐保持怀疑,1944 年的延安是有较大的发酵罐的(但是因为时不时缺电所以没有动力。。。)

不过没有大型发酵罐也可以——早期的发酵系统是靠很多小发酵瓶进行的,我在网上没找到很好的示意图,只好用手机照的书里的截图了:

(图示为 1943 年辉瑞公司发酵生产青霉素的厂区,我觉得这个相对来说不算太高科技,用傅莱的土法可以模仿)

如果采用很多小发酵罐的话,没法给它们全都套上水冷系统,这样就只能靠室温调节了


godofhistory 于 2017-9-23 07:07:34 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-23 08:06 编辑

接下来是发酵过程中真正的难点

难点 3:搅拌和氧气供给

青霉是多细胞真菌,呈链状生长(可自行百度青霉形态),因此当培养液中青霉浓度升高时,由于链状形态的青霉相互勾连,培养液会变得十分粘稠,这种粘稠的培养基极大的阻碍了氧气的扩散,是青霉素发酵的主要难题。

1. 解决方案 A 是从培养液底部不断的通入空气(类似 4L 示意图底部所示的 sterile air 和 air bubbles),这样又产生了两个新问题:

1)罐内发酵时的气压高于外界,因此对空气压缩机的功率有一定的要求。好在罐内的大气压并不算太高(一般为 1.02 个大气压),我认为临高完全有能力生产满足条件的空气压缩机;而傅莱是用打气筒来完成这个步骤的。

2)通入的空气在粘稠的溶液中会形成十分严重的泡沫。最后是 Bristol-Myers Squibb 公司发现了可以加入 glyceryl monoricinoleate(好像译作甘油单顺蓖麻酸酯)来消除泡沫。我不知道临高目前是否有能力合成 glyceryl monoricinoleate。但是即使不能合成也没关系,有资料显示可以使用纯净菜油代替,效果没有那么好罢了。

2. 解决方案 B 是高速搅拌(图 4 所示顶部正中紫色的“motor”,连接一根转轴,转轴深入发酵罐内部,连接几组螺旋桨叶片“impeller“);或者直接旋转整个发酵罐(青霉菌可以在以 200rpm 旋转的发酵罐中正常生长)。

这个方案我认为相对更难。对于搅拌转轴来说,连接入罐的部分需要严格的密封,但又要允许搅拌轴高速转动,在连橡胶都没有的临高,基本是不可能完成的任务。螺旋桨叶片我记得也需要很高的技术条件才能制造,临高大概目前也无法生产。

至于旋转整个发酵罐那是 20 世纪 50-60 年代的技术,发酵罐必须横放,旋转时入料口是可能会口朝下的,因此密封要求更高,还是老话——连橡胶都没有,这种程度的密封我感觉不可能实现。

通常来说两个解决方案需要一起用,才能保证氧气的供给,比如 4L 的示意图的就是同时依靠底部通气和高速搅拌来完成的。

那么傅莱是怎么搞的呢?对于方案 A 发酵罐通气,他是依靠打气筒通过一根气管,向底部打入无菌空气来实现;而方案 B 的搅拌,他依靠大量工作人员定期进入无菌室,抱着发酵瓶摇晃来实现的。

临高以现有的条件来说,应该能在方案 A 上做到比傅莱更好,在方案 B 上至少做到持平(临高的人工费更便宜,只是懂得无菌操作的规划民大概不太多)


没事乱溜达 于 2017-9-23 07:32:11 发表了:

可以考虑在地道,山洞里恒温。陕北可能在窑洞里恒温


godofhistory 于 2017-9-23 07:59:09 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 07:32

可以考虑在地道,山洞里恒温。陕北可能在窑洞里恒温

这个建议好,我之前居然没想到,类似高山岭这样地方,不知道还有没有空间?


没事乱溜达 于 2017-9-23 08:06:06 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 07:59 这个建议好,我之前居然没想到,类似高山岭这样地方,不知道还有没有空间?

...

书里有类似的恒温方式描写。有炸药,山洞地道也不算多大的工程量,c4 据说要过期了。加热温度控制不难,隔壁的六必治出仪表后,可以持续使用。


没事乱溜达 于 2017-9-23 08:19:44 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 07:07 接下来是发酵过程中真正的难点

难点 3:搅拌和氧气供给

发酵罐有疑问

要密封?密封如何通氧气?打气筒能打,压缩机困难,不合理。密封后通氧气,压力越来越大,不成了炸弹了?


godofhistory 于 2017-9-23 08:24:29 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-23 08:36 编辑

好像没人问为什么青霉菌分泌的青霉素能杀菌,还要处处强调无菌?我自问自答一下

因为青霉素主要针对细菌,对它的同类真菌杀伤力很小。许多有害霉菌可以和青霉菌共生,它们分泌的 mycotoxin(真菌毒素)有些具有很大毒性。更坑爹的是很多真菌毒素还十分稳定,加热至 180 摄氏度也无法使其失活(比如一些毒蘑菇的毒素)。所以不是从单菌落长起的青霉千万不要乱用(这里针对所有把自然界里发霉东西拿来提取青霉素用的无脑穿越小说)。

当然处于对临高所能实现的无菌条件的不信任感,我感觉有必要加入一个步骤来去除真菌毒素污染:蒙脱石(Montmorillonite)溶液沉淀。

蒙脱石对重金属和真菌毒素有很强的吸附能力,且对人无毒(可以口服)

根据 wiki 百科,蒙脱石 1847 年首次发现于法国伊泽尔省蒙莫里永,但是它储量较大,在世界各地都有发现,并且曾被赋予不同的命名。我认为穿越众的野外勘探队应该有可能找得到的


默问苍天 于 2017-9-23 08:24:36 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 08:19 发酵罐有疑问

要密封?密封如何通氧气?打气筒能打,压缩机困难,不合理。密封后通氧气,压力越来越大, ...

期待橡胶化工的进展


godofhistory 于 2017-9-23 08:28:31 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-23 08:29 编辑

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 08:19

发酵罐有疑问

要密封?密封如何通氧气?打气筒能打,压缩机困难,不合理。密封后通氧气,压力越来越大, ...

有入气口和出气口,出气口有个气压调节开关。(4 楼图示右上角的蓝色气管就是废气管,管末端有个红色的气阀)

这里的密封是指在不用的时候不会漏气,之前我可能没有讲清楚,因为出气口方面不强调无菌——反正都是排出去的废气。而且只要发酵还在进行,进气口还在进气,就不会有外界的空气从出气口倒流进来。


godofhistory 于 2017-9-23 08:32:22 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 08:19

发酵罐有疑问

要密封?密封如何通氧气?打气筒能打,压缩机困难,不合理。密封后通氧气,压力越来越大, ...

至于傅莱的打气筒,反正他自己是这样说的,说不定他有麒麟臂

总之我觉得 1.02 个大气压对临高应该不是问题


没事乱溜达 于 2017-9-23 08:44:29 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 08:32 至于傅莱的打气筒,反正他自己是这样说的,说不定他有麒麟臂

总之我觉得 1.02 个大气压对临高应 ...

我理解是不需要密封。一个是正压,另一个是你那照片,感觉像是罩着纸帽子,还是手工做的


没事乱溜达 于 2017-9-23 08:47:09 发表了:

乙醚,碳酸钠的质量指标是什么?温度压力设备都不是问题,书里写过类似的,书里的难度是提纯


没事乱溜达 于 2017-9-23 08:51:06 发表了:

蒙托石;又名微晶高岭石·中国俗称观音土·是一种层状结构,片状结晶的硅酸盐粘土矿物质·因为最初发现于法国蒙托城而命名· 本品具有层纹状结构及非均匀性电荷分布,对消化道内的病毒、病菌及其产生的毒素有固定、抑制作用;对消化道粘膜有覆盖能力,并通过与粘液糖蛋白相互结合,从质和量两方面修复、提高粘膜屏障对攻击因子的防御功能。……百度的,不保证真假


godofhistory 于 2017-9-23 09:06:45 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-23 09:09 编辑

关于发酵的最后一个难点:

难点 4:发酵原料有一些我认为对于临高来说是问题不大的,如下:

1% 葡萄糖溶液(医学口不会连这个都没有吧?),

80% 酒精,

1% 乳糖,

1% 碳酸钙

0.4% 磷酸氢钠

1.5g/L 磷酸二氢钾

5g/L 硫酸钾

12g/L 硫酸铵

因为临高可以产三酸两碱,所以硫酸盐应该难度不大,磷酸盐可以从强酸置换反应生成,因此应该也可以生产;

这些东西的纯度要求不必太高,主要是为青霉提供营养元素,做好消毒就行这些我认为原版对临高难度大,但存在山寨替代品:

8.5% 玉米发酵液(这个临高估计没,但是这个只是为青霉提供氮源,所以一切高氮的发酵液都可以使用,美国用这个只是因为玉米便宜),

抗泡沫剂(如前文,原版为甘油单顺蓖麻酸酯,可用菜油替代)这个我不知道化学口能否合成:

苯乙酸(PAA, Phenylacetic acid)

苯乙酸是青霉生成青霉素 G 的前体——青霉素是一个大类,包含很多种衍生物,具有的抗菌能力有所不同。例如傅莱明最早发现的是青霉素 K,抗菌谱较窄。二战时期普遍使用的是青霉素 G,抗菌谱虽窄但比 K 好,不过保质期短、且容易引起过敏。二战后又有了更为稳定的青霉素 V,不易引起过敏反应的青霉素 O 等。

1945 年之前,人们是不知道青霉素还有小类的区别的。Eli Lilly 公司首先发现在培养液中添加不同的前体,可以引导青霉合成不同种类的青霉素。附件图示是几种青霉素极其所需对应前体的化学式。

青霉素 G 是应用最为广泛的青霉素,其前体苯乙酸可以由苯乙腈发生水解反应得到。当然苯乙腈又怎么弄,就等问化学口了。既然带个苯环,我猜前体需要从石油中提取。值得强调的是,即使不提供任何前体,青霉菌也可以合成青霉素,只是合成的主要是青霉素 K 罢了,虽然抗菌谱窄点,但也很好用。


godofhistory 于 2017-9-23 09:13:58 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 08:44

我理解是不需要密封。一个是正压,另一个是你那照片,感觉像是罩着纸帽子,还是手工做的 ...

小量培养瓶上面是扎起来的无菌棉花,或许还盖了一层纱布,这个不往里面通气说不定都行,只要人力够、勤摇晃


godofhistory 于 2017-9-23 09:15:37 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 08:47

乙醚,碳酸钠的质量指标是什么?温度压力设备都不是问题,书里写过类似的,书里的难度是提纯 ...

我准备不用这条工艺路线。有条路线更简单,但是不适用工业级大量生产——因为需要使用大量尿素


godofhistory 于 2017-9-23 09:17:33 发表了:

默问苍天 发表于 2017-9-23 08:24

期待橡胶化工的进展

还有石化。

许多化学试剂我感觉需要用石化提取物作为前体


没事乱溜达 于 2017-9-23 09:29:09 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 09:17 还有石化。

许多化学试剂我感觉需要用石化提取物作为前体

石化前身煤化工。带了成套设备。具体产品不知。


没事乱溜达 于 2017-9-23 09:29:52 发表了:

各种原料的用量没有说


godofhistory 于 2017-9-23 09:46:57 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-23 09:49 编辑

发酵部分今天更新到此,下次更新纯化部分。

在青霉素的制取中,纯化和发酵是同样重要的步骤。好在如同发酵一样,纯化在历史上也提出并实践了数条工艺路线。

对于穿越众来说,1942-1943 年的提出的经典纯化路线有若干难点,我会将整个流程过一遍,并提出试剂/设备上的短板,并讲解一些备选路线。需要强调的点 A 是,备选路线虽然出于各种各样的原因(主要是成本和产量),在 20 世纪不是最优路线,但在临高时空却不一定如此,一定要以具体情况具体分析的角度来进行分析。需要强调的点 B 是,对于青霉素的初制,使用一些从原时空带回的试剂/设备是完全可以接受的,毕竟穿越 8 年以后,青霉素的保质期已经过了,解决有和无的问题更加重要。至于完全立足现时空自产,可以在之后慢慢实现。

对于产量问题:1945 年辉瑞在纽约建立工业化发酵罐生产青霉素之前,曾经依靠大量小发酵瓶来制取青霉素(如 11 楼图所示)。依靠这套系统,辉瑞也能每日生产出供 10-20 人使用的份量。

重要的点是,当年辉瑞可没有高产菌株,我们就假设 1944 年时,他们的菌株产量是弗莱明的 20 倍吧,那么临高众所拥有的现代菌株就是最大的金手指,因为这些菌株的产量比辉瑞提高了 1000 倍以上。

因此,就算我们使用了各种山寨发酵,山寨提纯手段,哪怕我们的产率只有辉瑞的一千分之一,我们也能达到和辉瑞在 1944 年同样的产量。


bustead2 于 2017-9-23 09:51:43 发表了:

同樣的方法應該不光是用來生產青霉素吧。改一改能不能生產四環素? 可以的話就不用擔心肺炎球菌了。


godofhistory 于 2017-9-23 09:55:49 发表了:

bustead2 发表于 2017-9-23 09:51

同樣的方法應該不光是用來生產青霉素吧。改一改能不能生產四環素? 可以的話就不用擔心肺炎球菌了。 ...

我还没查过四环素的工艺。。。


bustead2 于 2017-9-23 10:22:00 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 09:55

我还没查过四环素的工艺。。。

我在 NCBI 上面看過, 四環素應該是可以用發酵法來製備。不過看來要比青黴素難。


godofhistory 于 2017-9-23 10:40:51 发表了:

bustead2 发表于 2017-9-23 10:22

我在 NCBI 上面看過, 四環素應該是可以用發酵法來製備。不過看來要比青黴素難。

估计也是,四环素比青霉素出现得晚。


没事乱溜达 于 2017-9-23 10:49:53 发表了:

在 20 世纪不是最优路线,但在临高时空却不一定如此     赞!


corsola 于 2017-9-23 10:58:14 发表了:

苯乙酸看起来倒是不太难

毕竟煤化工也能提供芳香合成原料

查了一下,作为落后产能淘汰的苯乙酸生产法主要是氯化苄水解法,氯化苄在常温常压下和氰化钠反应生成苯乙腈,再水解生成苯乙酸。但因为我们的苯乙酸要作为医药原料,需要研究一下如何分离游离氰根。此外苯乙腈也剧毒。

另一种方法是苯乙酰胺水解法,苯乙烯和氨水、硫磺反应生成苯乙酰胺(165℃,6.3MPa!),苯乙酰胺再水解生成苯乙酸。不过这个反应压力太高,不知道搞不搞得定。另外第一步有副产物 2 -苯乙硫醇,奇臭。

氯化苄的获得过去主要是采用甲苯加氯气光催化反应,然后减压蒸馏分离产物。再落后一点、19 世纪的工艺是苯+甲醛+无水氯化氢在无水氯化锌存在下得到,此反应收率很高但原料的产能可能受限。再或者可以用盐酸和苯甲醇反应也能得到一定量的氯化苄。

建议的路线是苯+甲醛+HCl→ 氯化苄+NaCN→ 苯乙腈 → 苯乙酸。至少工艺看上去可行,剧毒什么的再看怎么控制吧...品控不过关大不了每批产品先喂耗子试一口?……

不过不太清楚煤制苯、苯甲醇和苯乙烯的可能性和产率有多少。。。


热核弹头 于 2017-9-23 14:18:48 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 07:32

可以考虑在地道,山洞里恒温。陕北可能在窑洞里恒温

你那是在保温,这种生产需要的是散热


cc5233 于 2017-9-23 14:45:11 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 07:59

这个建议好,我之前居然没想到,类似高山岭这样地方,不知道还有没有空间?

...

建设得挤一点,高山岭很大一个地方。


没事乱溜达 于 2017-9-23 16:21:00 发表了:

热核弹头 发表于 2017-9-23 14:18 你那是在保温,这种生产需要的是散热

恒温的条件是散热等于加热。山洞地道低于 20 度,需要加热。


没事乱溜达 于 2017-9-23 16:21:57 发表了:

cc5233 发表于 2017-9-23 14:45 建设得挤一点,高山岭很大一个地方。

他是想找山洞吧


cc5233 于 2017-9-23 17:46:08 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 16:21

他是想找山洞吧

有山有炸药。一般的山洞搞几个问题不大吧。主要是你高山岭似乎并不高?


没事乱溜达 于 2017-9-23 17:52:41 发表了:

cc5233 发表于 2017-9-23 17:46 有山有炸药。一般的山洞搞几个问题不大吧。主要是你高山岭似乎并不高?

...

不高是什么意思?需要多高?几十米高度的山体保温足够了


热核弹头 于 2017-9-23 17:53:02 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 16:21

恒温的条件是散热等于加热。山洞地道低于 20 度,需要加热。

发酵是放热过程


没事乱溜达 于 2017-9-23 17:54:58 发表了:

热核弹头 发表于 2017-9-23 17:53 发酵是放热过程

所以要找个温度低,保温好的地方。发酵热不足上升到 20 才可以


cc5233 于 2017-9-23 18:02:06 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 17:52

不高是什么意思?需要多高?几十米高度的山体保温足够了

我没仔细看高山岭多高,我怕只是一个土丘


热核弹头 于 2017-9-23 18:08:53 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 17:54

所以要找个温度低,保温好的地方。发酵热不足上升到 20 才可以

保温的意思就是散热不良


没事乱溜达 于 2017-9-23 18:19:50 发表了:

cc5233 发表于 2017-9-23 18:02 我没仔细看高山岭多高,我怕只是一个土丘

我记得海拔百米以上,是临高最高的山,方圆至少 10 平方公里吧。是个火山口,不是土丘。


没事乱溜达 于 2017-9-23 18:24:54 发表了:

热核弹头 发表于 2017-9-23 18:08 保温的意思就是散热不良

散热不良不等于会热。十三陵的工作人员,夏天在地下穿大棉袄。卖冰糕的用棉被给冰糕保温。越省电的冰箱的保温层越厚。


godofhistory 于 2017-9-23 19:40:56 发表了:

corsola 发表于 2017-9-23 10:58

苯乙酸看起来倒是不太难

毕竟煤化工也能提供芳香合成原料

不知道作为原料的苯容易取得不?


cqduoluo 于 2017-9-23 19:46:44 发表了:

楼主这才是写技术同人的模范,技术就要这么探讨才有意思。

话说想问问楼主的资料来源主要是英文的么?

散热其实并不难解决,只要无菌室里换热器部分杀菌就行了,换热器里面的工质可以和外界交换的。

量产其实还有一个问题很关键,楼主好像没提到,就是防止不同发酵罐的产率不一致,话说楼主知道怎么化验确定每个发酵罐里青霉素的数量么?


没事乱溜达 于 2017-9-23 19:47:48 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 19:40 不知道作为原料的苯容易取得不?

这个可以先不考虑。最终使用的苯乙酸的指标,用量有没有?特别是杂质尤其要避免哪些成分。


热核弹头 于 2017-9-23 20:03:06 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 18:24

散热不良不等于会热。十三陵的工作人员,夏天在地下穿大棉袄。卖冰糕的用棉被给冰糕保温。越省电的冰箱的 ...

你没 get 到我的点,咱们这个发酵系统的发热量很大,你需要的是良好散热,而不是害怕启动温度不足,山洞里很难散热,你需要更长的冷冻水管引进山洞,经济上不划算。


没事乱溜达 于 2017-9-23 20:24:12 发表了:

热核弹头 发表于 2017-9-23 20:03 你没 get 到我的点,咱们这个发酵系统的发热量很大,你需要的是良好散热,而不是害怕启动温度不足,山洞里 ...

发热量有多大?20 度在地面也必须保温,否则就是给大气降温了。山洞倾斜建造,让热气升上来。


侯景 于 2017-9-23 21:58:49 发表了:

日剧仁医里我记得也有青霉素的制法,,,,,,,


六必治 于 2017-9-23 22:26:31 发表了:

我感觉温度控制不难,如果温度要求精度不高,电接点温度计就可以。降温在有煤气制冷机的前提下也不是事。可能的难点是无菌环境的保证,有机物料无法用高温消毒法消毒怎么消毒,无菌空气呢?


六必治 于 2017-9-23 22:29:37 发表了:

常温运动部件密封暂时想到的是用牛皮代下,缺点是使用时间短,可能每班都要换密封垫。


godofhistory 于 2017-9-23 22:44:13 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 09:29

各种原料的用量没有说

不同发酵量和发酵方式所需的变化可以很大。附件是美国 1948 年的一个青霉素发酵专利里列出的配方(专利号见附件名字。可以看出量的变动区间很大)


godofhistory 于 2017-9-23 22:48:05 发表了:

六必治 发表于 2017-9-23 22:26

我感觉温度控制不难,如果温度要求精度不高,电接点温度计就可以。降温在有煤气制冷机的前提下也不是事。可 ...

有机物料具体是指?

如果是培养基里的有机物的话,蒸汽消毒就行,现代实验室也是这么干的。这个傅莱的土法实际上就是把整个房间变成一间超大蒸汽消毒室。


godofhistory 于 2017-9-23 22:57:41 发表了:

侯景 发表于 2017-9-23 21:58

日剧仁医里我记得也有青霉素的制法,,,,,,,

那个剧里具体怎么发酵和提纯的?我没看过完整剧,只看过网上的截图,类似这个https://tieba.baidu.com/p/1383382675

截图里的发酵过程完全搞反了青霉的生长条件,提纯过程简直就是异想天开


godofhistory 于 2017-9-23 23:03:23 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-9-23 19:46

楼主这才是写技术同人的模范,技术就要这么探讨才有意思。

话说想问问楼主的资料来源主要是英文的么?

散热 ...

恩,基本都是英文资料,中文的只有个傅莱的回忆录,在网上找到了不完全版,看了一下。

对于发酵产量不均的问题——一般青霉素是成批次生产,如果用许多小规模发酵瓶的话,最终是将这一批的所有细胞培养液全部合并到一起再过滤提纯的


godofhistory 于 2017-9-23 23:21:47 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-24 02:57 编辑

发酵路线总得来说是可以对付的,依靠大量的人工摇瓶和土法无菌,辅之以现代高产菌株的话,大致上是能生产出足够的菌液的。

下面更新提纯路线。提纯路线有好几种,但每种都需要若干特定化学试剂。我不清楚目前临高的化学水准到了哪个地步,某些化学试剂(对,乙酸铀酰,我说的就是你)所需量不大,我认为可以假设穿越前带足了数量。

先讲“正统”纯化路线:

弗莱明虽然发现了青霉素,但真正推动了青霉素临床试验和大规模生产的是 Howard Florey 和 Ernst Chain(这两人和弗莱明一起获得了诺贝尔奖)。这两人于 1941 年在《柳叶刀》上发表的青霉素的大规模生产和检测方法,至今仍是工业化生产的圭臬。至少在我看到的若干现代化青霉素工业生产流程中,使用的主要纯化方式和 1941 年时几乎一模一样。

在流程开始前,我要解释一个小点:文中所用的 Large-scale Production of Penicillin(即青霉素的大规模生产)并非是指现代意义上的工业化生产——真正依靠大型发酵罐的青霉素工业化生产是 1944-1945 年才开始的。这里的大规模生产,可以看作放大了若干倍的实验室生产,但是这种生产规模对现在的临高来说已经足够了,而且实现难度要小得多。要知道,直到诺曼底登陆前,盟军所使用的青霉素都是依靠的这种“大规模生产”来制作的。

讲解设备/实验用品之前,自然得先讲原理

附件是第一步纯化过程的核心思想,一个字都很难删去,请允许我直接原文引用

大致核心意思如下:

1. 当 pH=2(中等酸性)时,青霉素可以从过滤后的菌液里被萃取到 ether(乙醚), amyl acetate(乙酸正戊酯)或其他类似有机溶剂中(后来的工业化生产中可用 butyl acetate(乙酸正丁酯))

2. 但是,pH=2 时,青霉素在室温下极快速度失活(5 分钟失活 99%),因此,这个萃取过程必须在 4-5 摄氏度下完成,而且越快越好,因为即使在 4 摄氏度下,青霉素依然失活得很快(我在另一个资料看到是 5 摄氏度下,4-5 小时,失活 70%),因此该步骤必须使用离心机(分离并去除所有不溶的杂质)

3. 当青霉素被萃取到有机溶剂里以后,加入 pH 在 6-7 之间的水溶液,并强烈摇晃,就可以把青霉素萃取回水相中。

这个第一步,直到现在的生产过程中,遵照的仍是一样的原理。

这个部分被叫做粗提。但不要小看粗提产物。1941 年的第一位真正在临床上被治愈的病人,Albert Alexander,就是被这种粗提产物治好的。之后的一周内,又陆续对数名患者使用了粗提产物,全部治愈且未发生不良反应。

那么为什么又要进行后续的提纯呢?

原来,青霉培养液里还会产生 pyrogen(热原质),这种物质无法被粗提步骤去除。以下为原文摘录:

When given intravenously to an afebrile human subject 100 mg. of the same material caused a shivering attack with a rise of temperature in about an hour. Trial on other subjects gave the same result and left no doubt that a pyrogenic substance was present in the preparation

对健康人体注射了 100mg 粗提溶液后,1 小时内受试人就开始发抖+体温明显升高。

好在 pyrogen(热原质)不是每次培养都会大量产生。有些时候它在粗提溶液的含量不高,因此勉强就能用(比如前面拿来治愈第一例病人的那一批应该就问题不大)

显然这里有两种方法来解决这个问题:

A. 采用某种方法来检测每个批次的 pyrogen(热原质)含量

B. 进一步提纯


Scat 于 2017-9-23 23:29:46 发表了:

印象里链霉素,四环素,土霉素都比青霉素简单


thomasyoung 于 2017-9-24 00:01:23 发表了:

作为严谨的考据应当给出 Reference.


godofhistory 于 2017-9-24 01:12:52 发表了:

thomasyoung 发表于 2017-9-24 00:01

作为严谨的考据应当给出 Reference.

主体部分是有的,小细节懒得一个个弄,反正又不是真正的科研文章


cqduoluo 于 2017-9-24 19:48:10 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 23:03

恩,基本都是英文资料,中文的只有个傅莱的回忆录,在网上找到了不完全版,看了一下。

对于发酵产量不均 ...

那个回忆录好像挺有意思的,我去找找。

这个办法好像还是不行吧,因为哪怕合并了,每次提纯的青霉素有多少也不确定啊,所以不解决化验分析定量,那每次提纯之后的青霉素都可能有很大误差的,这种肯定不合格吧。


cqduoluo 于 2017-9-24 19:53:18 发表了:

提纯是最难的,这个离心机临高肯定造不出来,没有手工办法吗?

出自马誉澄《抗生素》一书。

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2017-9-24 19:53 上传

000174.jpg(839.16 KB, 下载次数: 0)

2017-9-24 19:53 上传


godofhistory 于 2017-9-24 20:50:10 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-9-24 19:53

提纯是最难的,这个离心机临高肯定造不出来,没有手工办法吗?

出自马誉澄《抗生素》一书。

谢谢,这个资料看起来不错,我之前还没看过。

青霉素提取确实必须要有离心机,因为青霉素在低 pH 条件下才能被萃取到有机溶剂内,而这个条件下的青霉素以极快的速度失活,所以必须要快速达成萃取步骤

这篇文章里使用的 podbielniak extractor 是比较高大上、且可以用于工业化生产的仪器。注释 1 说,四台设备并联可以达到 8 小时处理 10000 加仑(等于 37800 升)发酵液。

而我设想的临高初制青霉素的规模比这个小得多。事实上早期青霉素制取,比如 61L 里 Howard Florey 的实验室大规模生产,处理的发酵液只有 500 升/日的量,是不需要使用文章里所述的 podbielniak extractor 的。

我目前的设想是使用三足式离心机,这个设备的原型是 1836 年产生的,不知道临高目前有没有能力仿制 1836 年的仪器。

另外一个设想则是元老或高级规划民使用的青霉素,是靠从旧时空带回的离心机纯化的——我记得医院设备里带回了两台,然后生物口和化学口总不可能一台离心机也不带吧,最低也得带个桌面使用的小离心机(虽然书里好像没说,但还有 200 多元老没露面呢)。大型离心机寿命一般在 30-40 年左右,可不能让它们放着发霉。桌面式离心机虽然小,但拿来满足初制还是可行的。

毕竟即使在旧时空,青霉素也是经历了从价比黄金开始,到后来才慢慢普及开来的,临高位面里也不能想着一步登天。先解决有无问题,再慢慢改进工艺和实现“本时空化”


godofhistory 于 2017-9-24 20:55:58 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-9-24 19:48

那个回忆录好像挺有意思的,我去找找。

这个办法好像还是不行吧,因为哪怕合并了,每次提纯的青霉素有多 ...

每一批次都会做 Oxford Test 来定义单位效力,然后用老鼠做耐受实验,用兔子做热源实验,(当然给每个病人使用的时候肯定还有皮试)我马上会讲到的。早期青霉素都是这样鉴定效果的。

兔子我知道吴南海那边是有的。就是不知实验用小白鼠带了没,在临高好不好养活。如果没有的话,用兔子和狗也可以,但是剂量就得摸索了。


fcdslz 于 2017-9-25 15:22:35 发表了:

我准备弄个同人让创越集团带点小白鼠去临高。没有小白鼠就没有生命科学。。。


dxgood 于 2017-9-25 15:52:21 发表了:

链霉素呢?

鼠疫神器


dxgood 于 2017-9-25 15:53:24 发表了:

土霉素和青霉素区别?


pigrush 于 2017-9-25 17:17:18 发表了:

小白鼠问题,正文里提过没带。

第三卷 第一百一十五节 第一次有关中医的争论

“这么说吧。”时袅仁痛苦地说道,“这里的人把什么都想到了,不过没人想到应该带一对小白鼠来。”


blgdtgkkmp 于 2017-9-25 17:48:29 发表了:

nature 最新报道拉绳手动离心机,每秒两千转。http://p.weibo.com/show/channerWbH5/1034:13de7d05f374c8ce5e481596c0690f56


cqduoluo 于 2017-9-25 19:53:29 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-24 20:50

谢谢,这个资料看起来不错,我之前还没看过。

青霉素提取确实必须要有离心机,因为青霉素在低 pH 条件下才 ...

三足离心机是人工的,而且是上端卸料,工作的时候对人力要求挺高。

上悬式离心机不能用吗?这个可以下端卸料,工作环境要轻松许多。

不过青霉素发明是二战了,工业生产的时候肯定不会用这种老式人工离心机了,但是实验室前期应该还是人力操作的。

关键不知道离心机的参数,比如一个小时处理多少发酵液需要什么样的能力,如果知道具体数据,可以查一下具体型号。

感觉你第二个解决思路比较合适,还是用现代的医药用小型离心机来生产比较现实,这样虽然限制了青霉素的产量,但是技术上更靠谱些。

马誉澄那本书讲得比较全,有实验室进行青霉素的提炼和结晶的操作,里面提到要加盐酸普鲁卡因,不知道为什么。青霉素的效价检定方法也有,就是看着特别复杂。。。

感觉青霉素这个坑实在有点深了,不知道年产足够 1000 人用的青霉素到底需要多少资源投入,认真算一算也许挺可怕的。


godofhistory 于 2017-9-25 21:51:00 发表了:

fcdslz 发表于 2017-9-25 15:22

我准备弄个同人让创越集团带点小白鼠去临高。没有小白鼠就没有生命科学。。。 ...

恩,我看到同人了,支持一下。不过 72 楼的回复说正文里已经说了没有带小白鼠,估计只能改成只带了菌种、没带白鼠了(或者可以取巧说带了大白鼠。。。)


fcdslz 于 2017-9-25 21:54:08 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-25 21:51

恩,我看到同人了,支持一下。不过 72 楼的回复说正文里已经说了没有带小白鼠,估计只能改成只带了菌种、没 ...

大白鼠也行,我是想后面解释下小白鼠是自己当宠物带过去的,没给执委会报备。没有大小白没法搞实验啊。。。


godofhistory 于 2017-9-25 23:03:29 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-9-25 19:53

三足离心机是人工的,而且是上端卸料,工作的时候对人力要求挺高。

上悬式离心机不能用吗?这个可以下端卸 ...

上悬式离心机应该更好,只是我当时查离心机的资料时发现三足离心机似乎更早,我想容易仿造点。

反正这个离心机只要能起到快速进行固/液相分离就行,早期的离心机应当都可行。

盐酸普鲁卡因是一种局部麻醉药,可以用来缓解注射青霉素产生的疼痛。

医学口似乎带了一些麻醉药,但是没有也完全可以。


godofhistory 于 2017-9-25 23:05:36 发表了:

fcdslz 发表于 2017-9-25 21:54

大白鼠也行,我是想后面解释下小白鼠是自己当宠物带过去的,没给执委会报备。没有大小白没法搞实验啊。。 ...

兔子也可以的。没小白鼠之前用的是兔子和狗。只是后两者不好养而已。尤其是狗,经过一段时间的注射以后会变得很凶,我以前在疾控中心看到的狗都状若疯狗(兔子也都是疯兔子)。


fcdslz 于 2017-9-25 23:12:15 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-25 23:05

兔子也可以的。没小白鼠之前用的是兔子和狗。只是后两者不好养而已。尤其是狗,经过一段时间的注射以后会 ...

都被打变态了。。


godofhistory 于 2017-9-25 23:19:10 发表了:

dxgood 发表于 2017-9-25 15:53

土霉素和青霉素区别?

这几个都更难写,因为青霉素是第一种被提取的抗生素,是有各种早期探索的资料的。后面的几种抗生素出来得比青霉素晚,彼时提取工艺已经很成熟了,且主要运用的都是二战后的技术——肯定不会有人研究如何用更落后的工艺来制取这些抗生素——所以资料应该很难找。


水银骑士 于 2017-9-26 01:21:11 发表了:

楼主在科技文专业


cqduoluo 于 2017-9-26 18:44:51 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-25 23:03

上悬式离心机应该更好,只是我当时查离心机的资料时发现三足离心机似乎更早,我想容易仿造点。

反正这个 ...

离心机应该只是工业生产用的吧,纯手工操作应该也可以提纯的?就是产量悲剧。

盐酸普鲁卡因不是注射青霉素时候用,是提纯的时候用,我也不知道为什么,发上来看看,你觉得这个操作有什么问题没?

000406.jpg(698.46 KB, 下载次数: 0)

2017-9-26 18:44 上传

000407.jpg(726 KB, 下载次数: 0)

2017-9-26 18:44 上传


godofhistory 于 2017-9-26 20:58:43 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-9-27 02:18 编辑

cqduoluo 发表于 2017-9-26 18:44

离心机应该只是工业生产用的吧,纯手工操作应该也可以提纯的?就是产量悲剧。

盐酸普鲁卡因不是注射青霉 ...

你有这本书的 pdf 吗?能不能发给我看看?(我可以私信你我的邮箱地址)

我网上找不到下载的地方。但我找到了一个很有意思的网页:

(20 世纪 40 年代我国的青霉素研制工作)http://www.medstamps.com/Print.aspx?id=2212

里面有一些很实用的内容,摘录如下:接下来就是提炼,他们的方法是,首先将冷藏保存的培养液调节至 p H 2. 0 然后加入醋酸戊酯(当时称香蕉精),不断轻摇,含有青霉素的醋酸戊酯即浮于表面,与下层菌液分离后,用 pH 7. 0 的蒸馏水提取数次,再经木炭脱色,氯仿再提炼,最后溶于水中,提炼即告完成。青霉素的提取工艺并不复杂,但昆明的中防处设备极其简陋,试剂和药品匮乏,遇到了不少困难。**首先是缺乏提炼用的醋酸戊酯,无法进行提炼工作,幸承美军赠送了几磅,珍惜使用,才使提炼工作初步完成。**提取液须检定效价后才能进行下一步的工作,但当时没有检定用的标准品,不得不用美军医院使用的 Pfelzzer 药厂生产的十万单位青霉素一瓶作标准品。青霉素制品必须干燥保存才不致丧失效力。由于青霉素对热极不稳定,须冷冻干燥。虽然冻干设备在欧美较大的实验室已普及,但在中国却极为匮缺。冷冻干燥分为化学和物理法两种,当时只能选择较为节省的化学干燥法,但干燥剂却成了问题,仅有从印度带回的几磅硫酸钙 CaS04),不足时用石膏粉补充。至于干燥设备,全由他们自行设计。设计工作由黄有为承担,画出图纸后委托昆湖电厂机械厂制作,真空表由普通水银气压表代替。具体操作过程是将青霉素提取液分装若干安瓶,冰冻后,将安瓶与干燥器上的橡胶管连接,冰盐浴保持安瓶温度在一 21℃ 以下,抽气 24 小时后即得到干燥品。乙酸正戊酯的纯度要求很高,因为可以重复使用,所以可以初设为现代带回。**《抗生素》书中提到的“灼烧后的无水硫酸钠”就是干燥剂。不知其和硫酸钙哪个更容易制取。但可以用石膏粉代替。1944 年 9 月 5 日,我国自行研制青霉素成功,第一批出品仅 5 瓶,每瓶 5000 单位。其中两瓶送往重庆,两瓶分送英、美两国鉴定,均获好评。余下一瓶他们自己保存,据说至今仍珍藏于中国医学科学院抗生素研究所。上述的简陋条件提**取出的,共 5000×5=2 万 5 千单位,若临高众使用现代高产菌株,达成上述的几十倍乃至几百倍应当不成问题根据这几个条件,他们先后试验过豆类及其它富有蛋白质的植物类浸剂,但均不理想。遍查文献也未发现有与玉米浆相媲美的。1947 年童村建议用棉籽饼代替玉米浆,并着手试验,1948 年春实验取得了满意的结果。他们所用材料购自北京市上,常年可买到,原本是榨出棉花籽油后剩余的残渣,为薄片或饼状,农民用来肥田,价格很低廉。他们先将棉子饼用胃蛋白酶消化后,用消化液制成培养基,用 Q176 号橄榄型青霉菌培养,得到每毫升培养液产生 500 -600 单位青霉素的结果,与使用玉米浆的产量没有差别。此外用棉子饼生产的青霉素比玉米浆生产的色泽浅得多,对于提炼和脱色更为有利。这项研究成果为我国 50 年代工业化生产青霉素解决了原料问题。在此基础上,张为申等人又直接用棉子饼的水浸出液培养青霉菌,产量提高到每毫升 2000 单位,超过国外水平。此处完美解决我在 24L 提出的要找玉米发酵液的替代品。但不知此时的临高有没有能力收集到棉籽 避免发酵过程中杂菌污染问题是青霉素生产成败的关键,牵涉到纯菌接种,空气消毒和机械装备等方面。童村和沈义等运用临床上追溯传染病细菌传染途径的方法,将发酵液染菌的原因归纳为四个方面:种子带菌;灭菌不彻底;设备渗漏;空气过滤系统未能完全滤除空气中的杂菌。这个差不多就是我在发酵篇讲到的全部难点。。 要获得青霉素结晶,必须具备四项主要技术条件:1.溶液里的青霉素浓度一定要相当高;2 .G 型青霉素的成分一定要很大;3.结晶反应剂一定要采用对青霉素破坏作用最小的盐类;4.结晶反应一定要在无水或充分脱水的状态下进行。实用的工业方法一定还要能在提炼浓缩液中直接结晶,使用安全而价廉的溶媒,有最高可能的收得率才符合生产要求。根据这几项原则,**马誉澄和刘璞 1949 年 12 月在北京试验成功直接从提炼液里使青霉素钾盐结晶的方法,并于 1950 年 1 月向汉口某军区卫生报作了报道。马誉澄等的方法是用醋酸钾的乙醇饱和溶液使青霉素钾盐自提取液结晶,这一方法后经许多科学工作者的努力,效果大大提高。****这点就是《抗生素》书里实验室提取青霉素结晶的第【2】步。**关于盐酸普鲁卡因,最后我在https://wenku.baidu.com/view/988c61c4bb4cf7ec4afed0c5.html 找到了答案,“临床用其钠盐、钾盐或普鲁卡因盐,增强水溶性”

所以盐酸普鲁卡因是用来和青霉素钠盐反应,生成青霉素普鲁卡因,增加溶解度的(所以此步不是关键步骤)


没事乱溜达 于 2017-9-28 21:15:47 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-26 20:58 你有这本书的 pdf 吗?能不能发给我看看?(我可以私信你我的邮箱地址)

我网上找不到下载的地方。但我找到 ...

最后这句不关键的步骤,是不是会导致打针很疼


godofhistory 于 2017-9-28 23:42:33 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-28 21:15

最后这句不关键的步骤,是不是会导致打针很疼

我也搞不清楚,不过和药效比起来,这些都是小事了吧


marur00 于 2017-9-29 00:50:52 发表了:

繁华烬燃 发表于 2017-9-22 23:13

记得要用到离心机,这个不知道能不能搞定……不是一般离心机

还有萃取,提纯设备,制造这些设备需要特种材 ...

可以用手动转转轮玩具代替离心机,就是小时候用一根绳子穿过一个 2 眼扣子后来回拉着转的那个原理。


六必治 于 2017-9-29 08:11:31 发表了:

离心机难点在哪儿?


没事乱溜达 于 2017-9-29 08:22:31 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-28 23:42 我也搞不清楚,不过和药效比起来,这些都是小事了吧

当然。后来还出现了一种油性青霉素。

发酵部分的难点都能解决。难度还是在提纯


cc5233 于 2017-9-29 08:36:11 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-25 23:05

兔子也可以的。没小白鼠之前用的是兔子和狗。只是后两者不好养而已。尤其是狗,经过一段时间的注射以后会 ...

要常年保证有小白鼠用这也是很头大的事情吧


cqduoluo 于 2017-9-29 20:41:47 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-26 20:58

你有这本书的 pdf 吗?能不能发给我看看?(我可以私信你我的邮箱地址)

我网上找不到下载的地方。但我找到 ...

我自己下的超星书,只有 uvz 格式的。

链接: https://pan.baidu.com/s/1jHTYY5w 密码: gbr8

原料玉米应该不是问题啊,海南玉米生产虽然少,但实际上是有的,主要是山地种植,冬天也可以,元老院农业口肯定会带高产玉米种子过去的,冬天种在高山岭农场就行了,棉籽应该也能搞定,制药用的量很少应该不难解决。

具体的你再看看书,把难点找出来。


godofhistory 于 2017-10-12 02:14:10 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-9-29 20:41

我自己下的超星书,只有 uvz 格式的。

链接: https://pan.baidu.com/s/1jHTYY5w 密码: gbr8

原料玉米应该不 ...

谢了,国庆结束准备继续更新了,先自顶一个


godofhistory 于 2017-10-12 02:49:59 发表了:

blgdtgkkmp 发表于 2017-9-25 17:48

nature 最新报道拉绳手动离心机,每秒两千转。http://p.weibo.com/show/channerWbH5/1034:13de7d05f374c8ce5 ...

有点意思,可惜实在是太小了。如果要带动大体积样品的话,那根线的强度应该很高,不知临高有没有能力生产。


godofhistory 于 2017-10-12 03:11:54 发表了:

dxgood 发表于 2017-9-25 15:53

土霉素和青霉素区别?

土霉素和四环素是一个类别的,我只粗看了一下,感觉难度很大。相比青霉素来说,其需要离子交换柱,草酸和氨水。其中这个离子交换柱需要二战以后才有的有机高分子材料来制作。我目前没找到离子交换柱的简易替代品,有谁看到了可以告诉我一声。

链霉素的现代工艺也一样需要离子交换柱。但其是 1944 年发现的,我看了下更早的工艺,好像可以通过添加磷酸——在 70-75 度下蒸汽加热——离心的方法来进行粗提,所以或许是可以制造的。


godofhistory 于 2017-10-12 03:23:00 发表了:

在继续讲进一步提纯之前,我必须介绍粗提这个步骤的主要难点。我认为有两点:

1. 一定纯度的磷酸/磷酸钠盐

2. 离心机

1. 磷酸

磷酸在青霉素制取中起到至关重要的作用。我看到的任何一个资料,不论什么时代,必定用到磷酸,因为磷酸有两个关键作用:

a)磷酸的 pKa 为 2 左右,而青霉素萃取到有机溶剂的步骤中,pH 需要为 2

b)磷酸钠盐的 pKa 为 7 左右,而青霉素从有机溶剂中萃取回水溶液时,所需的 pH 为 6-7 之间。

因此,萃取青霉素时,只需一开始加入磷酸,将青霉素萃取到有机溶剂中;然后再加入碱性钠(比如氢氧化钠),就可以和磷酸产生中和反应,pH 调节回 7,将青霉素重新萃取回水相中。之后溶液中存在的磷酸钠盐正好成为 pH 缓冲剂,可以直接注射入人体内。

这样的一个循环后,可以去除绝大部分的杂质(因为大部分杂质都不会同时具备在 pH2 和 pH7 的条件下改变溶解度的性质)

鉴于这一步可以进行工业化生产,因此磷酸和碱性钠的纯度应该不需要达到分析纯那么高。我认为一般的纯度即可,关键是不要有对人体有害的物质存在(因为按设想,给一般规划民使用的就是粗提产物)。氢氧化钠在临高的正文里提到过是结晶生产的,所以纯度必然合格。而磷酸一般由强酸和磷酸盐置换产生,不知道目前能生产的纯度是什么程度。

2. 离心机

早期的离心机有三足式离心机和上悬式离心机两种,其效果都足以完成青霉素粗提离心(仅仅是简单的液/固相分离),其转速我认为达到 1000rpm/分钟就可以了。我不太懂机械,就看哪种机械口的人说可以制造——尤其三足式离心机 1836 年就有了。

不过工业口暂时造不出离心机也无所谓,套用我前面说过的一段话

元老或高级规划民使用的青霉素,是靠从旧时空带回的离心机纯化的——我记得医院设备里带回了两台,然后生物口和化学口总不可能一台离心机也不带吧,最低也得带个桌面使用的小离心机(虽然书里好像没说,但还有 200 多元老没露面呢)。大型离心机寿命一般在 30-40 年左右,可不能让它们放着发霉。桌面式离心机虽然小,但拿来满足初制还是可行的。

毕竟即使在旧时空,青霉素也是经历了从价比黄金开始,到后来才慢慢普及开来的,临高位面里也不能想着一步登天。先解决有无问题,再慢慢改进工艺和实现“本时空化”


没事乱溜达 于 2017-10-12 08:01:56 发表了:

godofhistory 发表于 2017-10-12 03:23 在继续讲进一步提纯之前,我必须介绍粗提这个步骤的主要难点。我认为有两点:

1. 一定纯度的磷酸/磷酸钠盐 ...

又更新了,好!


cqduoluo 于 2017-10-12 19:58:35 发表了:

godofhistory 发表于 2017-10-12 03:23

在继续讲进一步提纯之前,我必须介绍粗提这个步骤的主要难点。我认为有两点:

1. 一定纯度的磷酸/磷酸钠盐 ...

1、就临高的工业水平,高纯度的磷酸并不容易生产,至少二战水平的肯定没戏。实际上只要无害就行了吧,早期食品级磷酸好像是用骨灰粉这种没有有害物的磷酸钙和没有有害物的硫酸生产的,当然纯度肯定不行,不知道这种可以用不。

2、1836 年的离心机肯定和二战水平差了很多啊,1000rpm 普通的钢材能不能靠得住还是问题呢,当然如果不考虑工业规模生产,实际上手工处理也能做到吧,不是非得高级离心机的,哪怕转速低点,只要量少点应该也可以用。


godofhistory 于 2017-10-12 20:24:21 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-10-12 19:58

1、就临高的工业水平,高纯度的磷酸并不容易生产,至少二战水平的肯定没戏。实际上只要无害就行了吧,早 ...

磷酸我想应该可以的,因为主要作用是调节 pH。

离心机真不好说,因为离心机在青霉素时代早就普及了,所以我看到的所有资料都是用离心机的,没人知道用更早的机械行不行。但我以前酸处理牛奶后,分离牛奶的脂固体和上清时,500-600rpm 的转速就差不多了


cqduoluo 于 2017-10-12 20:27:59 发表了:

godofhistory 发表于 2017-10-12 20:24

磷酸我想应该可以的,因为主要作用是调节 pH。

离心机真不好说,因为离心机在青霉素时代早就普及了,所以 ...

你看的都是工业生产吧,那肯定得上离心机,如果是实验室规模的,貌似人力都可以分离啊,我看那个介绍上面是这样的。


godofhistory 于 2017-10-12 20:31:51 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-10-12 23:48 编辑

粗提之后的方向

按前文所述,粗提之后的产物,已经可以给人使用了,只是这种粗提产物中还可能含有两种有害物质——色素和热原质。**色素(Pigment)**是青霉菌的次级代谢产物。根据菌种、温度条件等,每次发酵产生的色素会有很大的区别,有一些种类的色素对人体有毒,属于不可控、可能有害因素;**热原质(Pyrogen)**是非青霉菌的各类污染杂菌发酵过程中产生的内毒素。根据污染杂菌的不同,热原质每次也可以不同,但总得来说是多糖磷类脂质和蛋白质的结合体,会产生恶寒、高热、休克等症状,同样属于不可控、很可能有害因素;

以上两种有害物质,都很难在粗提过程中被彻底消除,因为它们在粗提的各个步骤中都有很好的溶解度。

因此,接着我在 61L 的内容,有两种方法来解决这个问题:**A. 采用某种方法来检测每个批次的 pyrogen(热原质)含量

B. 进一步提纯**

首先先讲方法 A:

检测热原质是比较成熟的工艺了,步骤和需求如下:

a) 5 只兔子,每只 2 公斤左右(正文里已经提到过吴南海带了兔子,但他带的是长毛兔,可以假设还带了一些普通家兔)

b)兔子提前一天饲养在 20 摄氏度的恒温箱内(此处需要恒温箱、制热、制冷、温度计,临高都应该可以制造),不提供食物

c)向每只兔子静脉注射 1 毫升、含有 20 毫克粗提产物的粗提液(此处需要针头、注射器、消毒酒精,临高之前正文里已经可以制造)

d)用温度计观察兔子直肠温度,每小时记录,共观察 8-12 个小时(不知能塞进兔子肛门的温度计,临高能不能做(需要很细),不能的话测定兔子身上别处的温度应该也可以,只是没有直肠好操作)

e)若温度上升不超过 1 摄氏度,则此批次合格能够通过这个检测的粗提产物,我打算提供给规划民使用。


godofhistory 于 2017-10-12 20:38:21 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-10-12 20:27

你看的都是工业生产吧,那肯定得上离心机,如果是实验室规模的,貌似人力都可以分离啊,我看那个介绍上面 ...

我现在的这个方法是 Howard Florey 和 Ernst Chain 的实验室级大规模制备。当年他们是用这个的粗提产物治好的第一例临床病人。这个方法里是用了离心机的。

根据我的推论,更小量的实验室制备,估计产量太少只能拿来检测效价(在培养皿上看杀死金色葡萄球菌的效率),而不足以拿来治疗病人。例如 1944 年中国第一次提出的青霉素(前面 83L 说的那个,貌似没用离心机),就只有 25000 单位。而治疗病人一天需要 10 万单位。


cqduoluo 于 2017-10-13 20:16:34 发表了:

godofhistory 发表于 2017-10-12 20:38

我现在的这个方法是 Howard Florey 和 Ernst Chain 的实验室级大规模制备。当年他们是用这个的粗提产物治好的 ...

需要这么多单位?我记得以前看过早期青霉素资料,最早的只有几千单位都在用,另外还可以直接外用,敷在伤口也可以起一定效果,这种外用的是不是粗提物都可以用?

主要你这个离心机不知道具体的参数,不然可以研究下能不能搞定,但肯定不是 1944 年水平的。


繁华烬燃 于 2017-10-16 09:46:17 发表了:

本帖最后由 繁华烬燃 于 2017-10-16 09:59 编辑

根据我目前统计,正文里可以实验室制备磷酸,纯度未知;

自制离心机难点在轴承上,离心机本体配重应该没有问题;

因材料限制,滚轴轴承估计不堪用。。

正文里没有提到工业用离心机,但不代表没有带啊,你写同人说有就有,你找个尺寸不是夸张的,而且市场上可以直接买到的就行;

根据我的统计来看,其他同人不少是需求啥金手指,直接就带上船,够用十年份的就行;

实验材料,小白鼠明确提到没带,这个就当跟自己加难度吧,不变通比较好;

用兔子吧……

其他还缺啥不?


Cats 于 2017-10-19 10:10:19 发表了:

有个日本漫画《仁医》(据说还得了出版大奖),也是个穿越故事——外科医生穿越到幕末,以精湛的医术救人,其间用土法制造了青霉素——楼主可以参考一下。


petrus 于 2017-10-20 17:02:26 发表了:

离心机的制造是肯定没有问题的,临高能造车船用的全套动力设备,还有鼓风设备,无论是转速还是轴承都没有问题的。


godofhistory 于 2017-10-21 01:36:46 发表了:

petrus 发表于 2017-10-20 17:02

离心机的制造是肯定没有问题的,临高能造车船用的全套动力设备,还有鼓风设备,无论是转速还是轴承都没有问 ...

好像轴承的自制有点难度?


godofhistory 于 2017-10-21 01:39:20 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-10-21 01:40 编辑

Cats 发表于 2017-10-19 10:10

有个日本漫画《仁医》(据说还得了出版大奖),也是个穿越故事——外科医生穿越到幕末,以精湛的医术救人, ...

谢谢指出,不过你之前已经有人在这个帖子里提过了此剧。我看了一下剧里操作步骤的截图,基本没一点可用的东西,因为就是在胡说八道。


没事乱溜达 于 2017-10-21 10:00:25 发表了:

godofhistory 发表于 2017-10-21 01:36 好像轴承的自制有点难度?

大概需要多少轴承?


cqduoluo 于 2017-10-21 18:04:11 发表了:

petrus 发表于 2017-10-20 17:02

离心机的制造是肯定没有问题的,临高能造车船用的全套动力设备,还有鼓风设备,无论是转速还是轴承都没有问 ...

离心机和离心机区别是很大的,几百转和上千转技术含量也不一样,临高能造的应该是低速的,不一定符合要求。


深潜者 于 2017-10-21 18:19:28 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-10-21 18:04

离心机和离心机区别是很大的,几百转和上千转技术含量也不一样,临高能造的应该是低速的,不一定符合要求 ...

离心机在这里是提供离心加速度的嘛,因此转速多少问题不大吧?只要转速平方半径积能满足要求即可。

也既一个大而慢的离心机,是可以提供与小而快的离心机一样的离心加速度的。


cqduoluo 于 2017-10-21 18:22:42 发表了:

深潜者 发表于 2017-10-21 18:19

离心机在这里是提供离心加速度的嘛,因此转速多少问题不大吧?只要转速平方半径积能满足要求即可。

也既 ...

现代离心机好像是 20 世纪 3、40 年代发展起来的,青霉素提纯肯定用的现代离心机,和之前的应该性能差很多,不是这么简单的吧,不过我对这个玩意研究不多。


petrus 于 2017-10-22 11:50:13 发表了:

cqduoluo 发表于 2017-10-21 18:22

现代离心机好像是 20 世纪 3、40 年代发展起来的,青霉素提纯肯定用的现代离心机,和之前的应该性能差很多,不 ...

临高可以产高炉鼓风机,转速是没问题的


深潜者 于 2017-10-23 18:16:21 发表了:

petrus 发表于 2017-10-22 11:50

临高可以产高炉鼓风机,转速是没问题的

越大的鼓风机转速越慢呀!最最多只能说是线速度上没问题吧?


dengjianyyy 于 2017-10-26 17:54:13 发表了:

临高青霉素提纯,最有可行性,最合理的,就是从本时空带一些大孔树脂,比如说 DM11 树脂。关于树脂吸附解吸青霉素网上有很多的论文,在工业中也有实际生产应用。采用萃取路线是非常困难的,难度上面也说了,就是萃取分离水油相的碟片离心机,这东西即使从本时空带了,安装也非常困难。

仁医一剧中采用活性炭吸附,是最早的青霉素提纯方式。不过现实中是用丙酮洗脱,用水洗脱行不行,没有实验报道,谁也不知道(估计是不行的)。

另外,注射剂中的热源很好去除,活性炭吸附就行了。

如果什么都没带,能发酵的话,生产一些有一定疗效的口服用抗生素药物其实是很简单的,比如土霉素,发酵液酸化后加一些蛋白质絮凝剂(如果没有,加硅藻土和活性炭一样有用,就是收率小一些)过滤,滤液加碱调节成 PH4.8,收集沉淀就行了。纯度肯定不能和现代药物比,但是和兽药差不了太多,至少还是有疗效的。


godofhistory 于 2017-11-2 12:21:19 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2017-11-2 19:29 编辑

dengjianyyy 发表于 2017-10-26 17:54

临高青霉素提纯,最有可行性,最合理的,就是从本时空带一些大孔树脂,比如说 DM11 树脂。关于树脂吸附解吸青 ...

如果加上树脂的话,可以这么写:最开始用树脂提取,然后替换到离心机,最后全面“本时空化”

树脂的优点是可以用来作为金手指提取各种抗生素(比如 size exclusion,ion exchange,affinity 可以假设都带了一些)。那样的话不止青霉素,什么土霉素、四环素都可以一并解决了(需要 ion exchange(离子交换)树脂)

树脂的缺点是保质期有限,size exclusion 的长点,勉强能用 10-15 年;另外两种,5-10 年就废了。另外一个问题,是穿越众在有生之年估计无法重新点亮树脂这个科技,那么费时费力研究和优化怎么靠树脂提取抗生素,有点浪费时间和精力,不如一开始就攻关有可能实现“本时空化”的路线。

至于仁医里的常温醋酸洗脱,完全就是在逗大家玩儿——效果我看还不如用手摇来萃取醋酸丁酯和磷酸混合溶液呢

哦对了,还有一点——仁医里用的不是活性炭,仁医里用的那玩意只能叫“消毒了的碳粉”。炭的活化难度还不小。活性炭作为人造材 料,是在 1900 年和 1901 年才发明的,发明者 Raphael von Ostrejko,取得英国专利 B.P.14224(1900) ;英国专利 B.P.18040(1900)德国专利 Ger.P.136792(1901)。他发明将金属氯化物炭化植物源原料或用二氧化碳或水蒸气与炭化材料反应制造活性炭。1911 年在维也纳附近的工厂首次用于工业生产,当时产品使粉状活性炭,商品名使 Epomit;同年在荷兰 Norit 上市;1912 年在捷克斯洛伐克 Carboraffin 出售。(Ger.Pat.290656)。

我搜了一下对试剂要求最低的气体活化法,要求如下:以水蒸气、二氧化碳或两者混合气体为活化剂,将含碳物料和气体在转炉或者沸腾炉内,在 800-1000℃ 高温下进行碳的氧化反应,制成细孔结构发达的活性炭。水蒸气、二氧化碳和碳的反应是吸热反应,而氧和碳的反应是很强的放热反应,因此炉内反应温度难以控制,尤其要避免局部过热,防止不均匀活化更难,故氧或空气不宜作为活化剂。有时使用空气和水蒸气的混合气体,用碳的燃烧作为热源。多数情况下用烟道气和水蒸气的混合气体,由于不可避免地会混入少量氯气,造成水蒸气、二氧化碳和氧气三种气体同时参与活化。值得注意:在混合气体中少量的氧会使活性炭具有很大的孔隙。氧与碳的作用速度百倍于二氧化碳,而且因钾盐存在而大增,因此含钾的原料在含氧的气体中会剧烈反应,以致发生失控的燃烧而不是活化。各种少量化合物,例如碱金属和碱土金属的盐类,几乎全部氯化物、硫酸盐、醋酸盐和碳酸盐,还有大多酸类和氢氧化物,在气体活化中具有催化加速作用。工业上常用的催化剂是氢氧化钾和碳酸钾,用量在 0.1%到 5%之间。以固态催化剂和含碳物料混合,或以溶液加入,或成型低温炭化。

不知道临高现在是否能生产转炉;耐火砖是否能耐受 1000 度的高温;对炉内温度调控能做到什么地步;如何保证高温下炭不是燃烧而是被活化。我感觉这个可以再开一个课题了,所以我之前的步骤里几乎都尽量避免使用活性炭


pigrush 于 2017-11-20 09:50:11 发表了:

pigrush 发表于 2017-9-25 17:17

小白鼠问题,正文里提过没带。

第三卷 第一百一十五节 第一次有关中医的争论

...

好消息!好消息!实体书迅猛的进行了改正,带小白鼠了。。。。


维稳先锋集束弹 于 2017-11-20 22:54:17 发表了:

首先,连续发酵是想也别想的事情,肯定要用小发酵罐一批一批来,缩短批次时间,期间只通气。

其次,空气过滤这个恐怕真得靠无菌棉球了(电击制臭氧不知道能否作为补充),而且这问题对于发酵工业是通用的。

再次,棉籽那个要胃蛋白酶消化,临高条件下难道要靠杀牛吗?看来还是要玉米浆的。

第四,发酵设备上最大的难点恐怕还是搅拌设备,这个不懂。


维稳先锋集束弹 于 2017-11-20 23:09:39 发表了:

还有几个,空气在除菌之前要除油除水,不然无菌棉球是肯定不行的。

最后一个,发酵工业不是只有抗生素,甲醇乙醇丙酮柠檬酸都是大项目。


晚到的约瑟 于 2017-12-4 18:05:19 发表了:

非常用心的技术贴

话说生物医药已经很久没点亮新科技树了


godofhistory 于 2017-12-7 05:06:59 发表了:

过几天准备继续更新,包括进一步纯化的工序,这个步骤会考虑使用从现代带回的仪器。


Smokey_Days 于 2018-4-27 22:46:15 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 08:51

蒙托石;又名微晶高岭石·中国俗称观音土·是一种层状结构,片状结晶的硅酸盐粘土矿物质·因为最初发现于法 ...

观音土啊,这个东西遍地都是。古代闹饥荒了就常常用这个填肚子。


lightino 于 2018-4-30 19:27:53 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 01:04

难点 2.   温度、湿度、pH 控制

青霉发酵需要温度控制在 20-24 摄氏度之间:之前无菌操作处提过,温度控制是由 ...

造一个大冰库,在冰库里进行生产


深潜者 于 2018-4-30 19:32:26 发表了:

lightino 发表于 2018-4-30 19:27

造一个大冰库,在冰库里进行生产

临高不是早就有蒸汽引射制冷的空调了吗?


lightino 于 2018-4-30 19:39:25 发表了:

深潜者 发表于 2018-4-30 19:32

临高不是早就有蒸汽引射制冷的空调了吗?

我是在调侃楼主矫情,看书不仔细。


DeeSee 于 2018-4-30 19:46:49 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 01:27

有两步需要使用离心机。

第一次使用离心机是在加入了 amyl acetate/butyl acetate 之后,青霉素在液相,杂质 ...

我记得可以用儿童玩具的方法 制作简易的离心机

89436215_3.jpg(70.63 KB, 下载次数: 0)

2018-4-30 19:45 上传

就是这货,据说分离能力还可以


godofhistory 于 2018-4-30 20:23:02 发表了:

lightino 发表于 2018-4-30 19:39

我是在调侃楼主矫情,看书不仔细。

请再仔细阅读一下 7L,到底是谁看书不仔细?


深潜者 于 2018-4-30 20:28:18 发表了:

DeeSee 发表于 2018-4-30 19:46

我记得可以用儿童玩具的方法 制作简易的离心机

这个仅仅能离心分离医学检测的那一丁点血液吧?

不过转速高达 125000RPM 还是很神奇的。离心力 30000g,半径估计为 7cm。


lightino 于 2018-4-30 20:30:52 发表了:

godofhistory 发表于 2018-4-30 20:23

请再仔细阅读一下 7L,到底是谁看书不仔细?

书中我记得出现了两个低温工作室,一个是计算中心,一个是加压黑火药,拿去用吧,免谢


godofhistory 于 2018-4-30 20:58:53 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2018-4-30 21:22 编辑

lightino 发表于 2018-4-30 20:30

书中我记得出现了两个低温工作室,一个是计算中心,一个是加压黑火药,拿去用吧,免谢

...

310 章和 311 章说了计算中心用的是临高的地源空调,这类空调会在培养房里产生负压,所以并不适合无菌培养。


深潜者 于 2018-4-30 21:00:52 发表了:

godofhistory 发表于 2018-4-30 20:58

谁给你的勇气和这么良好的自我感觉?梁静茹么?

你的自信满满,害得我专门回去看了一下 310 章和 311 章。文 ...

那么加鼓风不就完了?


godofhistory 于 2018-4-30 21:03:44 发表了:

本帖最后由 godofhistory 于 2018-4-30 21:06 编辑

深潜者 发表于 2018-4-30 21:00

那么加鼓风不就完了?

这个建议还差不多。不过临高貌似做不出无菌的鼓风条件,因为目前的无菌是靠直接高温加热培养室整体来完成的。当然如果工业口能拿出方案,自然就可以考虑。

编辑一下:回了才发现原来你是另一位。请无视我上面的第一句话吧。因为是编辑了的帖子,所以我就不修改原帖了。


深潜者 于 2018-4-30 21:06:49 发表了:

godofhistory 发表于 2018-4-30 21:03

这个建议还差不多。不过临高貌似做不出无菌的鼓风条件,因为目前的无菌是靠直接高温加热培养室整体来完成 ...

不可能做不到无菌鼓风呀!否则根本没法进行通氧发酵。

通氧发酵需要的空气只能靠无菌鼓风获得呀。毕竟培养室在封闭状态下的话,里面那点空气哪够用?


lightino 于 2018-4-30 21:13:27 发表了:

可能楼主比较懂制药,但是工程上,凭借临高的技术,你的顾虑都是可以解决的。另外,请注意礼貌


godofhistory 于 2018-4-30 21:20:43 发表了:

深潜者 发表于 2018-4-30 21:06

不可能做不到无菌鼓风呀!否则根本没法进行通氧发酵。

通氧发酵需要的空气只能靠无菌鼓风获得呀。毕竟培 ...

因为通入发酵罐里的空气是这个培养房里的,而实验前培养房是整体加热过的,所以空气可以看做大体无菌(当然还是要上无菌棉球过滤来减少杂菌)。

你指的是不是另建一个很大的房间,然后遵循加热——冷却的顺序,最后再把这个房间的空气鼓入培养房?假设这个房间是 B 房,培养房是 A 房的话。那么一开始 AB 两房确实都是无菌,但鼓风一段时间后,B 房就进入了低压状态,此时外界的脏空气就会进入 B 房,然后再被鼓风机吹入 A 房。个人感觉笨办法就是再建立 C、D、E... 等房,循环加热-冷却,然后轮流向 A 房鼓风。

其实这个课题的一切难点就在能不能做到很好的密封。以上我都是假设密封不好,如果能有较好的密封(比如日后橡胶开发出来了),问题就简单得多了。


godofhistory 于 2018-4-30 21:21:44 发表了:

lightino 发表于 2018-4-30 21:13

可能楼主比较懂制药,但是工程上,凭借临高的技术,你的顾虑都是可以解决的。另外,请注意礼貌 ...

我的错,已修改回复


深潜者 于 2018-4-30 21:32:56 发表了:

godofhistory 发表于 2018-4-30 21:20

因为通入发酵罐里的空气是这个培养房里的,而实验前培养房是整体加热过的,所以空气可以看做大体无菌(当 ...

你为什么非要把空气引到大房子里再整体加热灭菌?把外界空气抽到蛇形管里在外面加热不也一样?通气发酵当然要远远不断的对空气进行灭菌和鼓风呀,这样才能保证培养室里处于正压状态。

况且你在对培养房进行整体加热之后,有没有想过,热空气冷却时气压变低的问题?


godofhistory 于 2018-4-30 21:38:37 发表了:

深潜者 发表于 2018-4-30 21:32

你为什么非要把空气引到大房子里再整体加热灭菌?把外界空气抽到蛇形管里在外面加热不也一样?通气发酵当 ...

啊啊,是的,我脑补了一下,好像是可以的。也就是说没有问题?

那我回头去修改一下 7L 的内容


深潜者 于 2018-4-30 21:41:03 发表了:

godofhistory 发表于 2018-4-30 21:38

啊啊,是的,我脑补了一下,好像是可以的。也就是说没有问题?

那我回头去修改一下 7L 的内容

主要问题大约在空气需要加热多久才能灭菌,这决定了热灭菌通风系统的管路得有多长。

其次是将热空气重新冷却下来的水冷装置,能否保证不会再带来细菌。


lxr 于 2018-4-30 22:14:24 发表了:

冷却也是通过金属蛇形管进行热交换,且管内为正压,怎么会重新被污染呢?


深潜者 于 2018-5-1 08:43:08 发表了:

lxr 发表于 2018-4-30 22:14 冷却也是通过金属蛇形管进行热交换,且管内为正压,怎么会重新被污染呢? ...

通常换风系统提供的压差只有几百帕斯卡,这就相当于几厘米水柱的压强。而在冷却水槽里蛇形管外的水压是一点零几甚至一点一几个大气压(包括大气压的算法,蛇形管最深处大约能有几十、上百厘米吧?压差有几千、上万帕斯卡),比正压换风的气压大得多。也即必须用高增压风机才能保证蛇形管内的压力比冷却水大。此外怎么保证冷却系统里没有细菌呢?就算一开始可以加热杀菌,但后续过程中冷却水要循环利用,怎么保证里面的细菌不进到蛇形管里,光靠压差可能还不够吧?


lxr 于 2018-5-1 11:09:40 发表了:

正常情况下蛇形管内空气与冷却水是被金属管隔开的,只有当蛇形管被蚀穿时冷却水才有可能进入管内。

管内气压可以提高的,多加两级泵;要减冷却水槽深度,蛇形管改为之形管即可。要消灭管路中长期积下来的可能的存在的杂菌,可以隔一段时间进行一次全管路消毒,也就是该冷却的地方不冷却,高热空气(数百度)一通到底。


godofhistory 于 2018-5-4 10:57:52 发表了:

今晚重读了一下临高,惊奇的发现第三卷 172 节明确提到穿越者带了液氮罐(文中是拿来保存种牛精子的)


深潜者 于 2018-5-4 12:24:29 发表了:

godofhistory 发表于 2018-5-4 10:57

今晚重读了一下临高,惊奇的发现第三卷 172 节明确提到穿越者带了液氮罐(文中是拿来保存种牛精子的) ...

能放几年?


AE86 涡轮增压型 于 2018-5-4 12:32:57 发表了:

深潜者 发表于 2018-5-4 12:24

能放几年?

冻精的话,其实可以保存很久 10 多 20 年都可以


深潜者 于 2018-5-4 12:37:28 发表了:

AE86 涡轮增压型 发表于 2018-5-4 12:32

冻精的话,其实可以保存很久 10 多 20 年都可以

我是说里面的液氮够用几年的?毕竟绝热系统可不是不会漏热。就算是空间低温推进剂储存研究里,也只敢保证 0.1%/日的蒸发率。


godofhistory 于 2018-5-4 20:20:46 发表了:

去年在另一个帖子讨论时查过,市面上卖的液氮罐保质期最长的只有不到一年(290 天)。因为液氮一般不高压保存,液氮罐也不密封。所以当时以为穿越者是没带的。


cqduoluo 于 2018-5-4 20:49:52 发表了:

普通液氮罐好像都不适合搬运的吧,想要靠这种简陋条件长期保存,难度是很大的。


深潜者 于 2018-5-4 20:52:40 发表了:

cqduoluo 发表于 2018-5-4 20:49

普通液氮罐好像都不适合搬运的吧,想要靠这种简陋条件长期保存,难度是很大的。 ...

有装液氮的罐式集装箱。有些冷藏集装箱还是用液氮冷却的。


cqduoluo 于 2018-5-5 20:08:26 发表了:

深潜者 发表于 2018-5-4 20:52

有装液氮的罐式集装箱。有些冷藏集装箱还是用液氮冷却的。

我知道啊,这个属于低温容器领域,贮槽,槽车,还有槽船,但是临高当时应该没带这么专业的设备,如果只是杜瓦瓶那种就很难长时间保存了。


深潜者 于 2018-5-5 20:10:31 发表了:

cqduoluo 发表于 2018-5-5 20:08

我知道啊,这个属于低温容器领域,贮槽,槽车,还有槽船,但是临高当时应该没带这么专业的设备,如果只是 ...

储存时间主要看绝热的吧?地面用的好像没有绝热非常好的,因为添液氮比超强绝热便宜多了。而且就算绝热特别好的,好像用不到一年,液氮也会蒸发殆尽。


cqduoluo 于 2018-5-5 20:35:32 发表了:

深潜者 发表于 2018-5-5 20:10

储存时间主要看绝热的吧?地面用的好像没有绝热非常好的,因为添液氮比超强绝热便宜多了。而且就算绝热特 ...

正常工业社会肯定不会去设计一个能存几十年的普通设备,没意义啊,元老院也不可能不计成本去搞一个长期储存的设备,所以这个只能指望开始 1、2 年用用。


深潜者 于 2018-5-5 20:37:25 发表了:

cqduoluo 发表于 2018-5-5 20:35

正常工业社会肯定不会去设计一个能存几十年的普通设备,没意义啊,元老院也不可能不计成本去搞一个长期储 ...

或许可以看看有没有用制冷机版本的?


cqduoluo 于 2018-5-5 20:48:28 发表了:

深潜者 发表于 2018-5-5 20:37

或许可以看看有没有用制冷机版本的?

脉冲管?磁制冷?这一块不太熟,虽然收集了一些资料,因为太复杂了,没怎么研究,估计要专业人士才能说清楚。


深潜者 于 2018-5-5 20:57:30 发表了:

本帖最后由 深潜者 于 2018-5-5 21:01 编辑

cqduoluo 发表于 2018-5-5 20:48

脉冲管?磁制冷?这一块不太熟,虽然收集了一些资料,因为太复杂了,没怎么研究,估计要专业人士才能说清 ...

区区液氮温度用啥热声脉冲、磁制冷的?通过不是靠最“传统”的机械式制冷机吗?

就是工业上制造液氮的那套空气液化设备呀,只不过是袖珍化的而已。

话说实验室用的桌面级低温制冷机还是很多的,就是不知道制冷功率够用不。


godofhistory 于 2018-5-6 08:22:06 发表了:

深潜者 发表于 2018-5-5 20:57

区区液氮温度用啥热声脉冲、磁制冷的?通过不是靠最“传统”的机械式制冷机吗?

就是工业上制造液氮的那套 ...

临高现在的工业能力,可以制备液氮吗?

不用太大规模,实验室级别的那种(50L-100L)


深潜者 于 2018-5-6 08:59:25 发表了:

godofhistory 发表于 2018-5-6 08:22

临高现在的工业能力,可以制备液氮吗?

不用太大规模,实验室级别的那种(50L-100L)

...

第一次将氧气液化是 1877 年的事,第一台空气液化机是 1895 年发明的,工作能力 3L/h。对临高来说,这项技术应该是现在搞不定的。


godofhistory 于 2018-5-6 20:01:08 发表了:

深潜者 发表于 2018-5-6 08:59

第一次将氧气液化是 1877 年的事,第一台空气液化机是 1895 年发明的,工作能力 3L/h。对临高来说,这项技术应 ...

如此啊,看来这个至少三五四五前是不用想了


深潜者 于 2018-5-6 20:08:46 发表了:

godofhistory 发表于 2018-5-6 20:01

如此啊,看来这个至少三五四五前是不用想了

其实可以带个空气液化机过去支持液氮储存罐,或者干脆带个配置了制冷机的储存罐。


cqduoluo 于 2018-5-7 20:25:43 发表了:

本帖最后由 cqduoluo 于 2018-5-7 20:27 编辑

深潜者 发表于 2018-5-5 20:57

区区液氮温度用啥热声脉冲、磁制冷的?通过不是靠最“传统”的机械式制冷机吗?

就是工业上制造液氮的那套 ...

现代机械式也是电动机吧,反正都用电,热声和磁制冷也许工作时间还长点,毕竟机械式需要维护修理,元老院搞不定的。

现代实验室的功率很小,制冷量也少,试验用用可以,工业用估计是没戏的。


深潜者 于 2018-5-7 20:31:46 发表了:

cqduoluo 发表于 2018-5-7 20:25

现代机械式也是电动机吧,反正都用电,热声和磁制冷也许工作时间还长点,毕竟机械式需要维护修理,元老院 ...

实验室用的机械制冷机哪有什么维护和修理呀!

磁制冷疑似只适合 4.2K。热声制冷的功率好像也很弱。


cqduoluo 于 2018-5-7 20:39:35 发表了:

深潜者 发表于 2018-5-7 20:31

实验室用的机械制冷机哪有什么维护和修理呀!

磁制冷疑似只适合 4.2K。热声制冷的功率好像也很弱。

...

磁制冷和热声制冷好像确实还没完全成熟,不过实验室的坏了或者出故障就完蛋了吧,这个玩意我就比较熟悉工厂用的,都是大家伙,反正出了问题都是找专人来弄。


深潜者 于 2018-5-7 20:40:25 发表了:

cqduoluo 发表于 2018-5-7 20:25

现代机械式也是电动机吧,反正都用电,热声和磁制冷也许工作时间还长点,毕竟机械式需要维护修理,元老院 ...

这里说的深冷制冷机不是给生物冷冻储罐补充液氮的吗?用不着太大功率的吧?


深潜者 于 2018-5-7 20:41:43 发表了:

cqduoluo 发表于 2018-5-7 20:39

磁制冷和热声制冷好像确实还没完全成熟,不过实验室的坏了或者出故障就完蛋了吧,这个玩意我就比较熟悉工 ...

答案自然是多带几个实验室级深冷制冷机啦,靠备份扛下去。

就看穿越众一开始觉得值得为了保存生物遗传资源,花这份代价不。


cqduoluo 于 2018-5-8 20:44:45 发表了:

深潜者 发表于 2018-5-7 20:41

答案自然是多带几个实验室级深冷制冷机啦,靠备份扛下去。

就看穿越众一开始觉得值得为了保存生物遗传资 ...

对这个具体不清楚,但是活动部件,有些橡胶件啥的,生产出来就有寿命的,也不知道这样换能坚持多久。


深潜者 于 2018-5-8 20:52:12 发表了:

cqduoluo 发表于 2018-5-8 20:44

对这个具体不清楚,但是活动部件,有些橡胶件啥的,生产出来就有寿命的,也不知道这样换能坚持多久。

...

可以问问呆在实验室里的狒狒


北风之翼 于 2018-6-5 09:59:57 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 07:59

这个建议好,我之前居然没想到,类似高山岭这样地方,不知道还有没有空间?

...

需要的话再挖个洞就行,青霉素这么重要的东东,值得


北风之翼 于 2018-6-5 10:07:16 发表了:

lxr 发表于 2018-5-1 11:09

正常情况下蛇形管内空气与冷却水是被金属管隔开的,只有当蛇形管被蚀穿时冷却水才有可能进入管内。

管内气 ...

紫外线灯杀菌不行么


lxr 于 2018-6-5 11:43:24 发表了:

北风之翼 发表于 2018-6-5 10:07

紫外线灯杀菌不行么

不懂。

不过,这是要对流动的空气灭菌,特别是各类真菌的孢子,都要杀死。紫外线不够强的话估计有难度。在临高位面制造强大的紫外线装置不如用简单的高温灭菌来得方便。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-6 03:10:17 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-22 23:01

解决了菌株问题,下面进入培养环节

图例为一个标准的 biomass tank。 毫无疑问,以临高现有水平,制作难度 ...

你提到的正压无菌室不是那么好实现的,现代的无菌室是持续通入经过滤的无菌气体来形成正压的。室内的空气是有限的,如果室内对室外正压,就会不停的有气体溢出到室外,如果想要持续的正压,肯定要有洁净气体输入。 无菌室的多级缓冲门的橡胶密封边其实只是单向密封的,气体能出不能进。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-6 03:13:52 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-23 07:59

这个建议好,我之前居然没想到,类似高山岭这样地方,不知道还有没有空间?

...

微生物在山洞里培养太不符合安全规程了,在延安也许可以,但是临高的粗胚们是否像革命者们那样抱着必死的信念呢,,而且也没必要,,开个金手指带几个生物安全柜,在通风良好的室内操作就可以了。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-6 03:21:03 发表了:

没事乱溜达 发表于 2017-9-23 08:06

书里有类似的恒温方式描写。有炸药,山洞地道也不算多大的工程量,c4 据说要过期了。加热温度控制不难,隔 ...

在山洞里加热恐怕无法做到均匀的,还是老老实实盖房子吧。虽说青霉很皮实,但是你要工业化生产,不保持 25-28 度的恒温是无法得到好的生长曲线的。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-6 03:58:26 发表了:

本帖最后由 巴拉莱卡大尉 于 2018-6-6 04:04 编辑

godofhistory 发表于 2018-4-30 21:20

因为通入发酵罐里的空气是这个培养房里的,而实验前培养房是整体加热过的,所以空气可以看做大体无菌(当 ...

洁净空气并不只是杀死微生物甚至孢子就完了,灰尘和有机物乱飞的环境也是不符合实验要求的。

而且,用复杂的加热—冷却造出来的设备说起来有点矛盾,你要通风把热空气推到无菌室形成正压,还要让灼热的空气在一个管子或是屋子来冷却,这个管子要很长,于是鼓风机就要加大功率,空气通过加热装置的时候,速度就会很快。想要加热到要求的温度,,,温度变化的速度我们能通过加大温差来实现,所以加热装置可能比冶金口用的设备的温度更高。问题又来了,加热装置更热了,通过它的气体的温度就不一定是我们设想的温度了,这样就需要更长的管子,更长的管子又需要更大的推力,更大的推力又要求更高的温度的加热装置,这是个恶性循环啊。   你可能想通过一些手段加速冷却过程,然后呢,快速冷却的时候管子里的气体体积又会快速缩小,为了让实验室的气体不倒流,你又要加大送风机功率了。。于是,,

我是学微生物的,你找一个物理学的好的人也许能找到一个平衡点。但是要我说,不如多带几个紫外灯管,然后趁着刚灭菌勇闯充满臭氧的无菌间,或者让规划民去。

还有就是带点过滤网,我们实验室的过滤网是有人回收的,据说有什么处理办法能重复使用,具体手段不详。


北风之翼 于 2018-6-6 08:18:23 发表了:

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-6 03:58

洁净空气并不只是杀死微生物甚至孢子就完了,灰尘和有机物乱飞的环境也是不符合实验要求的。

而且,用复杂 ...

被加温的空气自己会流动,不需要加太大压力


godofhistory 于 2018-6-6 10:17:27 发表了:

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-6 03:58

洁净空气并不只是杀死微生物甚至孢子就完了,灰尘和有机物乱飞的环境也是不符合实验要求的。

而且,用复杂 ...

紫外灯寿命非常短,不知临高有能力自制不,否则就是个昙花一现的方法。。。。


lxr 于 2018-6-6 12:14:30 发表了:

洁净空气可不可以直通发酵罐?发酵罐半密封,通过单向阀门与外界连通(气体只能出不能进),这样的话送气量不用那大。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-6 13:42:24 发表了:

北风之翼 发表于 2018-6-6 08:18

被加温的空气自己会流动,不需要加太大压力

nR=PV/T,想要靠气体受热膨胀提供无菌室的正压是不可能的,除非你能训练出可以在稀薄和灼热的空气中生存的规划民。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-6 13:52:38 发表了:

godofhistory 发表于 2018-6-6 10:17

紫外灯寿命非常短,不知临高有能力自制不,否则就是个昙花一现的方法。。。。

...

我也不知道能不能自产紫外灯,其实有医用酒精和紫外灯的话,足以应付青霉这种比较皮实的东西了,做点菌株转接不需要无菌间。但是看上面的楼层说,工业化生产还要给培养基通气,这就又要洁净气体了。如果能做出脱脂棉,切不计成本的话,也能用很厚的脱脂棉层作为过滤网。另外,如果在培养器皿中只放少量的培养液,然后不停的摇摆,也能达到类似通气的效果。


复方心若明 于 2018-6-15 22:14:15 发表了:

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-6 13:52 我也不知道能不能自产紫外灯,其实有医用酒精和紫外灯的话,足以应付青霉这种比较皮实的东西了,做点菌株 ...

摇就行,可以把瓶子固定在架子上,手一摇摇把整面架子上的瓶子都晃。也可以用不锈钢或瓷做成像混凝土罐车那种罐,通过旋转搅拌或出料。


没事乱溜达 于 2018-6-18 19:12:26 发表了:

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-6 13:42

nR=PV/T,想要靠气体受热膨胀提供无菌室的正压是不可能的,除非你能训练出可以在稀薄和灼热的空气中生存的 ...

两段有压差就可以流动,不需要达到灼热和稀薄的程度。最初的青霉素制取的无菌工艺就是这样实现的。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-19 10:59:30 发表了:

没事乱溜达 发表于 2018-6-18 19:12

两段有压差就可以流动,不需要达到灼热和稀薄的程度。最初的青霉素制取的无菌工艺就是这样实现的。 ...

要一直正压肯定要有气体出去啊,还是绕不开鼓风。如果要搞循环的话,需要个单向过气的密封门,这个要等橡胶,就算穿越的时候带了合适尺寸的,也有问题。加热冷却,在加上工作区域,总空间可不小,加热区域占的比例不会很大。,室温 25 度,加热冷区后算 30 度的工作环境,已经够热了,你觉得 5 度的温差比例不小了,但是要换成热力学温度,这个温差带来的体积差带来的压力差可能连单向密封门的橡胶条都推不动。

其实吧,延安那套办法很极端,效果也不好。前辈们是靠着毅力和运气干的。。我记得小说里提到医疗口的生物安全柜,我们借一台就可以干了。需要大空间的是培养,培养的时候,容器密封就可以了。转接需要的空间,安全柜足够了,等橡胶出来再去挑战无菌间吧。


李子木 于 2018-6-19 15:24:41 发表了:

值得讨论


maijiwen 于 2018-6-19 15:53:49 发表了:

只要能把空气里的颗粒物过滤掉,就能得到无菌空气了吧,不一定要用杀菌手段,毕竟空气里的细菌都是依附在颗粒物上的


没事乱溜达 于 2018-6-19 20:02:36 发表了:

本帖最后由 没事乱溜达 于 2018-6-19 20:11 编辑

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-19 10:59

要一直正压肯定要有气体出去啊,还是绕不开鼓风。如果要搞循环的话,需要个单向过气的密封门,这个要等橡 ...

没你想的那么复杂

无菌室保持微正压就可以。

真要冷却也不需要很长的管路,可以水冷。

单向阀需要的橡胶很少,也可以用替代品。

正压排出的空气量非常小,需要的动力很小。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-20 06:30:19 发表了:

没事乱溜达 发表于 2018-6-19 20:02

没你想的那么复杂

无菌室保持微正压就可以。

我想的并没有多复杂,只是高中物理。

靠加热来提供正压,还不补气体,三个小时的实验下来,实验员就成小白鼠了,死翘翘。


lxr 于 2018-6-20 11:51:48 发表了:

本帖最后由 lxr 于 2018-6-20 12:39 编辑

maijiwen 发表于 2018-6-19 15:53

只要能把空气里的颗粒物过滤掉,就能得到无菌空气了吧,不一定要用杀菌手段,毕竟空气里的细菌都是依附在颗 ...

要灭的是霉菌真菌(的孢子),不是细菌;青霉素本身就是高效的抗(细)菌药物,有它在,许多细菌活不了的。反而多数霉菌真菌不怕青霉素,可以与青霉和平共处,但这些杂(霉、真)菌也可以产生 X 霉素。而这些杂菌产生的 X 霉素,有可能对人体是有害的,还不好分离。所以在发酵时要尽可能阻止杂菌被引入。

如果真能把空气里的固体颗粒物都过滤掉,理论上是相当于无菌空气了。但在临高位面,狒狒们要做到这点,最起码要用到从旧时空带去的滤膜一类的管控物资,所以还不如用高温灭菌这样的临高位面容易做到的手段呢。


maijiwen 于 2018-6-20 12:15:56 发表了:

lxr 发表于 2018-6-20 11:51

要灭的是真菌(的孢子),不是细菌;青霉素本身就是高效的抗(细)菌药物,有它在,许多细菌活不了的。反 ...

活性炭吸附可以吗?或者空气过滤时候,通到水里,水洗一下,这样能去掉多少颗粒物?


lxr 于 2018-6-20 13:13:41 发表了:

吸附的方法是要空气通过极细的通道,而为保证吸附效果足够,这个极细的通道要足够长。而空气要在通道内流动,是会受到阻力的。阻力与通道长度、空气流速正相关,与通道大小负相关。换句话说,空气通过过滤器会被极大地减压的,相当于要用更强大的风机。且高质量的活性碳也不好制备吧。

水洗同样会造成减压,且效果只能是减少固体颗粒物而不能杜绝固体颗粒物,即使多级也不能杜绝。因为水花会产生小水滴随着空气流动,小水滴中可能刚好含有我们不想要的小东西,小水滴中水分蒸发后,我们不想要的小东西就成了新的污染物,除非用干净的水(长时间煮沸)来进行水洗,且常换水。


没事乱溜达 于 2018-6-20 20:32:40 发表了:

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-20 06:30

我想的并没有多复杂,只是高中物理。

靠加热来提供正压,还不补气体,三个小时的实验下来,实验员就成小 ...

那就来点复杂的

在一个密闭空间里冲入净化过的空气,升温到 28 度,加到需要的压力。然后升高温杀菌,再冷却到 28 度。然后联通到无菌室。同样流程再来一个密闭空间,等第一个空间压力不够时,联通第二空间,关闭第一空间。给第一空间重新制备空气。

无菌室新空气补充量主要是开门时跑出的空气和循环需要补充的氧气。需要密封的是管道和门,接触面小,密封材料少,可以使用皮革丝绸等材料密封。

如何?


lxr 于 2018-6-20 21:08:53 发表了:

直接用“流水线”式就行。

用鼓风机把空气吹入金属管道,管道的末端连接无菌室(或发酵罐),鼓风机之前有简单的滤网,可以滤掉较大的固体颗粒。空气在管道内分别经过水洗去掉大部分固体颗粒,热交换预热,加热到高温灭菌,热交换降温、水浴降温到所需的低温,经气阀连接无菌室。

无菌室的人员/物料出入口要有多级气闸门,提高隔离度。

只要鼓风机的鼓风能力大于整个系统的漏气速度,就能保证整个系统处于正压状态。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-21 03:48:29 发表了:

没事乱溜达 发表于 2018-6-20 20:32

那就来点复杂的

在一个密闭空间里冲入净化过的空气,升温到 28 度,加到需要的压力。然后升高温杀菌,再冷 ...

不鼓风只开门?,这里有一个误区,虽然你的第二个房间比第一个房间的气温高,但是压力并不会,除非你特意的吧第二个房间做成了密封的高压锅,否则的气温就算是 100 度,也不会变前一个房间气压高。    较早的楼层提到的延安的加热方法,其实是没有追求正压,冷却时会有外界气体灌进来,非常的务实和凑合。使用过滤网和橡胶的现代无菌间并只是杀菌,而是把可能滋生微生物的的灰尘,气溶胶和悬浮有机物都去掉,也就是说,其实只杀菌是不够的。(另外杀菌的部分我也持怀疑态度,前文说要避免其他霉菌的污染,高温杀灭霉菌及孢子,是要在高压锅里,121 度 30 分钟的)。如果要降低要求,那还不如直接降低到延安模式,否则你废这么大力气,并不会比延安方法的效果好多少。

以及,你们为什么不肯用生物安全柜呢?


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-21 04:19:58 发表了:

lxr 发表于 2018-6-20 21:08

直接用“流水线”式就行。

用鼓风机把空气吹入金属管道,管道的末端连接无菌室(或发酵罐),鼓风机之前有 ...

关于鼓风,请看我在 171 楼提出的问题。这里面温度差对热交换的影响是二次方的,而温度的绝对值对体积的影响是一次方的,所以理论上是能设计出合适的模型,同时还要满足 121 度 30 分钟的杀菌要求,可能要缩短时间提高温度。我很期待有人设计出这个模型。

通水过滤和你提到的“简单过滤”效果是一样的,只能把大颗粒过滤掉。不管你把气泡切的多碎,也只是增加水气接触面积,气泡的总体积是不会变的。而 PM200 一下的颗粒在接触水面的时候是被吸收还是弹回来,,我不太确定,你能确定吗?。而且就算是全吸收了,和水面的接触靠得是颗粒的布朗运动,能吸收多大的比例也值得考虑。

这里我要说,我个人其实很期待你们的这个东西搞出来,预计会是一个超大电子对撞机那种尺寸的工程,而他的目的竟然只是为了得到无菌空气。非常的蒸汽朋克,我很喜欢,但企划院会砍人的。

所以呢,我建议要么回到现代人的老路上来,等橡胶和过滤网(脱脂棉也行);要么就直接降档到延安模式。

以及,你们为什么不肯找医学口借个生物安全柜呢?


没事乱溜达 于 2018-6-21 04:55:13 发表了:

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-21 03:48

不鼓风只开门?,这里有一个误区,虽然你的第二个房间比第一个房间的气温高,但是压力并不会,除非你特意 ...

所有房间压力都比外界要高,供气房间比无菌室压力高。供气房间在高温杀菌前已经提高了压力,降低温度后当然比无菌室压力高。给无菌室供气基本是恒温恒压的。

开门是为了工作人员出入。鼓风或者抽风是为了保证呼吸作用需要的氧气,如果不需要提供氧气,就不用额外提供动力换风。

房间密封后,泄露量很小,需要补气的量很少。

橡胶密封好,但是其他材料的密封效果能差多少呢?没有橡胶前,如何密封的?

既然可以在临高制造无菌室,为什么要用带去的。浪费宝贵的载重就不说了,带去的设备在新时空相当于无价之宝,产品成本算多少?一般带去的设备,缺少旧时空的维护条件下,实际工作寿命长不了。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-21 05:59:27 发表了:

没事乱溜达 发表于 2018-6-21 04:55

所有房间压力都比外界要高,供气房间比无菌室压力高。供气房间在高温杀菌前已经提高了压力,降低温度后当 ...

短时间的正压是可以做到,2-3 小时的持续正压呢?你要多少准备多少个房间啊。另外,咱们这几贴是讨论你的无鼓风方案,如果你要重新加鼓风,请看我和另一位网友的讨论。

无菌间的门框橡胶并不是密封的,而是能从里面出气,而吸气的时候,就自紧成密封状态了。要达到这种性能,还要考虑多次开门的寿命,动物皮革恐怕很难,丝绸更是搞笑。如果你只是给某个房间加压加热,倒是简单,泥封都可以。

我上个帖子跟你说了,无菌间的要求并不只是灭菌,过滤是绕不开的。你们费这么大力气做出来的东西,如果不比延安方案高明太多,图的啥呢?

脱脂棉的制作并不算难,若是有工业口的元老愿意做,过滤网也是可以代替的。

生物安全柜不可替代的零件只是过滤网,找几个手稳的小护士来清理,可以循环使用,紫外灯坏了可以用酒精擦,再不济可以回归传统,在酒精灯上方转接。青霉素的重要性比便检重要多了,为什么我们生物口的就不能用?


没事乱溜达 于 2018-6-21 07:11:22 发表了:

本帖最后由 没事乱溜达 于 2018-6-21 07:21 编辑

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-21 05:59

短时间的正压是可以做到,2-3 小时的持续正压呢?你要多少准备多少个房间啊。另外,咱们这几贴是讨论你的 ...

这个做法基本就是延安或者初期的方法

准备的房间再多,成本也比圣船运的低。

由于泄露量很小,保持正压的时间很长。杀菌房间进气时,关闭给无菌室供气的管道,打开进气管道。管道上如果有减压阀,杀菌房间可以压力高点,供气时间长。

内部已经是正压了,无须吸气。

进入消毒房间的空气是过滤后空气,房间只是高温消毒提供正压。

消毒室冷空气加压需要动力。无菌室排气可以不用动力,靠正压排气。

这一切设计,考虑的都是降低长期使用的成本。


没事乱溜达 于 2018-6-21 07:27:11 发表了:

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-21 05:59

短时间的正压是可以做到,2-3 小时的持续正压呢?你要多少准备多少个房间啊。另外,咱们这几贴是讨论你的 ...

现代产品的低廉维护费用是建立在现代工业基础上的。临高时代,换一个螺丝可能都是天价。

所以尽可能自造才能降低成本。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-21 08:37:35 发表了:

没事乱溜达 发表于 2018-6-21 07:11

这个做法基本就是延安或者初期的方法

准备的房间再多,成本也比圣船运的低。

你要是靠着漏气少来解决持续正压,其实很难控制,漏气小以为着压力低,也就无法完全消灭回流了。与其这样,还不如在延安方案上小改一刀,不追求正压了,直接密封。实验员在隔离间等着,气温冷却了再进去,然后直接把门泥封,两个小时就出来,然后整个换气,麻烦了点,但是省钱。

另外你说的配件自产的问题,我刚才也说了,就差脱脂棉了吧。


没事乱溜达 于 2018-6-21 09:32:57 发表了:

本帖最后由 没事乱溜达 于 2018-6-21 09:37 编辑

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-21 08:37

你要是靠着漏气少来解决持续正压,其实很难控制,漏气小以为着压力低,也就无法完全消灭回流了。与其这样 ...

不存在难控制。

密封容易达到效果,所以漏气少,所以容易维持正压。泥密封,又麻烦又贵,当然不用。

低压流到高压,能量哪里来?

现代设备在临高维护一般没你说的那么简单,脱脂棉书里好像早有了。带一台设备什么成本,以后扩大规模怎么办。再说,没必要啊。


巴拉莱卡大尉 于 2018-6-21 09:51:16 发表了:

没事乱溜达 发表于 2018-6-21 09:32

不存在难控制。

密封容易达到效果,所以漏气少,所以容易维持正压。泥密封,又麻烦又贵,当然不用。

不是说正压了,就没有回流。你还得考虑局部的影响,门内有人路过,回流了;门外一阵风,门内就出来一大股气,然后又回流了。不知道你有没有接触过无菌间,为了避免上述情况 ,里面的正压其实还挺明显的,不是像你说的微弱排气。

你要是没有足够的正压,干脆就去追求密封嘛。我不觉得泥封很贵,当然泥封是我的夸张说法,办法有的是。

在 qq 群听到一个好消息,脱脂棉可以自产了,等南洋的橡胶吧。或者这么重要的实验室,我们去找企划院要个几米的橡胶条总可以的吧,咱俩别费劲了,可以吗?


没事乱溜达 于 2018-6-21 10:34:37 发表了:

巴拉莱卡大尉 发表于 2018-6-21 09:51 不是说正压了,就没有回流。你还得考虑局部的影响,门内有人路过,回流了;门外一阵风,门内就出来一大股 ...

我上面说的都是原理。你说的这种情况属于细节,具体设计都考虑到了。总不能一阵大风刮坏了一批产品。无菌室外部的隔离间就是起稳定气压气流的作用。微正压的压力大小也不是随意定的。整个设备还要保温绝热,升温降温系统保证恒温。

关键是橡胶不是必需品。以临高的能力都可以实现。


恶魔后花园 于 2019-1-7 09:29:34 发表了:

楼主,你手上有这本书吗?Penicillin Its properties, uses and preparations

有的话能分享一下吗?


没事乱溜达 于 2019-1-7 09:50:21 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-22 22:57 首先最最最重要的是有没有穿越众携带高产菌株。我记得某一个章节中似乎提到黄大山还是谁携带了各种现代高产 ...

替楼上召唤楼主


godofhistory 于 2019-1-8 00:54:37 发表了:

恶魔后花园 发表于 2019-1-7 09:29

楼主,你手上有这本书吗?Penicillin Its properties, uses and preparations

有的话能分享一下吗? ...

这个也太老了。。。1946 年的。电子版我找不到,估计要到图书馆里才可能有。

另外这个讨论帖的 90L 有 cqduoluo 上传的一本书,个人看了觉得比较有用,里面有许多早期制备青霉素的实践。


恶魔后花园 于 2019-1-8 10:14:29 发表了:

godofhistory 发表于 2019-1-8 00:54

这个也太老了。。。1946 年的。电子版我找不到,估计要到图书馆里才可能有。

另外这个讨论帖的 90L 有 cqduol ...

这本英文书我是从一本中文书里看到的,叫《青霉素之制造与应用    般尼西林性质、用途与制剂》,1947 年民国出版,但不幸的是,除了封面页,正文页全部无效。倒是封面页里说他这本书是参考 Penicillin Its properties, uses and preparations,还改了两处错误


没事乱溜达 于 2019-2-23 20:47:26 发表了:

催更


郑明姜 于 2019-2-23 21:06:57 发表了:

godofhistory 发表于 2017-9-25 23:05

兔子也可以的。没小白鼠之前用的是兔子和狗。只是后两者不好养而已。尤其是狗,经过一段时间的注射以后会 ...

实验动物我来养,不过从野生鼠培育出可供实验用动物得好几年时间。


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