大學畢業設計年產3kg乙型肝炎病毒preS2蛋白車間的工藝設計學 生： 學 號：專 業：制藥工程班 級：指導教師：大學制藥工程學院二O一三年六月 大學畢業設計 任務書 大學畢業設計任務書設計（論文）題目： 年產3kg乙型肝炎病毒preS2蛋白車間的工藝設計 學院： 專業： 制藥工程 班級： 學號： 學生： 指導教師： （簽名）接受任務時間 系主任 （簽名）院長 （簽名）1畢業設計（論文）的主要內容及基本要求 掌握制藥工廠生產過程設計的基本要求及主要內容，設計原則； 論證設計方案，確定設計流程及方法，掌握制藥過程的物料衡算、熱量衡算以及主要工藝設備（反應器、分離設備和換熱器等）的設計原則和方法基本掌握過程和設備的物料參數（如溫度、壓力、流量等）控制指標的確定方法和控制方案；繪制物料流程圖、帶控制點工藝流程圖和主要設備圖； 對水、電、汽等公用工程有所了解，并能使所設計的工程項目與公用工程相互匹配； 初步掌握撰寫設計說明書，項目建議書和可行性研究報告的基本內容和要求。2 指定查閱的主要參考文獻及說明 1 徐科.保健食品良好生產規范實施指南M. 北京: 化學工業出版社,2004,6 (1): 33-35. 2 李鈞.藥品GMP驗證教程M. 北京: 中國醫藥科技出版社出版.2002,6(2): 66-68. 3 崔福德.藥劑學M, 北京: 人名衛生出版社,2011.8(7): 200-201. 4 劉明樂,李克榮.常用藥學裝備M. 北京: 化學工業出版社,2008,6(1): 77-80;3進度安排設計（論文）各階段名稱起 止 日 期1查閱文獻2013.1.17-2013.3.12撰寫開題報告，確定設計方案2013.3.2-2013.3.63設計說明書2013.3.7-2013.5.294繪制圖紙2013.5.30-2013.6.125畢業設計答辯2013.6.13-2013.6.26注：本表在學生接受任務時下達大學畢業設計 目錄 目 錄1概述 11.1 產品概述11.1.1 產品簡介1 1.1.2 產品作用11.2設計概述21.2.1設計依據21.2.2設計內容21.2.3指導思想32工藝論證42.1原料液的確定4 2.2原料液確定依據42.2.1畢赤酵母菌的優點42.2.2畢赤酵母菌發酵產物的優點52.3精制方法論證5 2.3.1固液分離 52.3.2破壁粗提52.3.3超濾復性62.3.4 717型樹脂層析62.3.5冷凍干燥72.4設計主要步驟的具體方法72.4.1畢赤酵母菌的誘導表達82.4.2表達產物的處理82.4.3超濾復性82.4.4Buty-l S-疏水層析82.4.5冷凍干燥82.5 設計思路流程83工廠選址與布局 103.1選址103.1.1廠址的選擇的原則103.1.2 廠址選址143.2廠區布局要求203.2.1 GMP車間的基本要求203.2.2空氣凈化213.2.3人員凈化處理233.2.4物料凈化處理233.2.5設備的清洗233.2.6工藝設計243.3廠房設計243.4車間布置243.4.1車間布置的原則243.4.2車間布置及人流、物流概述263.5車間設備263.5.1生產控制分析263.6原料藥的質量評定與包裝283.6.1原料藥質量評價283.6.2 原料藥存儲與包裝304物料衡算 324.1生產方案及規模介紹324.1.1 Pres2蛋白324.1.2生產能力324.1.3 工藝流程324.2物料衡算324.2.1工作時間324.2.2衡算標注324.2.3發酵罐主要尺寸的選取：344.2.4用料衡算354.2.5管道設計37 4.2.6 樹脂復性計算 405能量衡算415.1發酵罐耗電預算41 5.2固液離心機的耗電預算 415.3包涵體離心機耗電預算415.4灌封一體機耗電量預算415.5貼標機耗電量預算415.6層析上樣泵電量預算 415.7冷凍干燥機電量預算 426主要設備選型42 6.1發酵罐的選取 426.2固液離心機的選取426.3樹脂儲罐的計算436.4包涵體離心機的選取43 6.5冷凍干燥機的選取 446.6儲罐的選取456.6.1NaOH儲罐456.6.2二球基乙醇儲罐456.6.3尿素儲罐456.6.4 PBS儲罐456.6.5乙醇儲罐466.6.6Tris-HCl儲罐476.7灌封機的選取476.8燈檢506.9貼標506.10超濾設備選型516.11層析柱選取51 6.12滅菌機的選取517非工藝過程設計54 7.1空氣凈化設計547.1.1空氣潔凈度級別547.1.2空調凈化547.2土建設計547.2.1GMP2010版對建筑裝飾總原則557.2.2設計中選用的裝飾材料557.3環境保護557.3.1環境保護標準56 7.3.2污染物的處理57結束語58參考文獻 59致謝62附錄636大學畢業設計 1概述 1概述1.1 產品概述1.1.1 產品簡介Pres2蛋白是乙型肝炎病毒（HBV）外膜蛋白中三大蛋白（S蛋白、PreS1蛋白、PreS2蛋白）之一，可誘導機體產生相應的抗體。其中，S蛋白與PreS2合稱為中蛋白(MHB)，由281個氨基酸殘基組成，Mr約33x103，在其主蛋白的N端附加55個氨基酸殘基，擴加部分便是PreS2蛋白1。而Pres2蛋白擁有27個氨基酸可由多種微生物發酵獲得，目前最成功的是通過畢赤酵母菌甲醇誘導法進行放大生產。Pres2蛋白的研究是比較新的一個課題，也是比較熱的一個話題，經研究發現：PreS2上有強的T、B細胞識別決定簇，在機體抗HBV感染中起重要作用。對PreS2功能的研究表明，它的作用并不僅表現在HBV附著和侵入肝細，T細胞受體(TCR)和不同功能位點都在PreS2的肽段內發生作用；PreS2上還存在B淋巴細胞識別位點，具有較強的免疫性，并可誘導中和抗體的產生和不同程度保護性免疫的發生，參與了HBV引起的細胞免疫和體液免疫；PreS2不僅存在于病毒顆粒的表面，在非傳染性的球形表面也有分布，還存在于微粒體和核糖體中，對于S蛋白的免疫應答和控制病毒顆粒的裝配等具有調節作用，可以加快病毒的免疫清除，可用于構建新型的HBV疫苗。構建成的新型疫苗，可以有效解決注射單純S蛋白疫苗后的這一免疫應答難題2。1.1.2 產品作用 到目前為止，對于如何消除人體內的乙肝病毒仍然沒有特效藥物，一旦發病只能對癥治療。所以乙肝疫苗的研制變得迫切需要，而市場上的乙肝疫苗主要由中國倉鼠卵巢細胞（ CHO細胞 ）和啤酒酵母表達的乙肝病毒表面抗原主蛋白（S蛋白）顆粒組成，在臨床上表現出了良好的免疫效果3。但是，在應用的過程中發現仍有5%-10%人群接種乙肝疫苗后表現為無反應或弱反應，甚至根本不產生抗體。隨著年齡的上升，無反應或弱反應者增多，尤其是在艾滋病感染者、腎透析和免疫抑制病人中這種低反應或不反應的會更高，隨著對HBV的深入研究，人們發現乙肝病毒 PreS2區含有許多T細胞和 B細胞表位，在增強 S蛋白的免疫反應、克服對 S蛋白的免疫耐受及無反應中起著重要的作用。合成的 PreS2多肽經證實，其氨基末端的26個氨基酸（ Met-Gly）是該區域主要的抗體結合位點，該 合 成 多 肽 的 抗 體 能 夠 中 和 乙 肝 病 毒 的 毒力4。由于天然的PreS2 區含有多個蛋白酶敏感位點，特別是其 N端第48 位精氨酸與 49位蘇氨酸之間的肽鍵易受到蛋白酶的作用而斷裂，致使PreS2 抗原在表達和制備的過程中容易降解而失活。因此，我們可以出去PreS2 區的 29個氨基酸的非必需序列，只選擇 PreS2區的富含優勢的T細胞和B 細胞抗原表位的 120-126之間的26個氨基酸表位序列，這樣既兡盡可能減少PreS2 區的蛋白酶敏感位點，以至將PreS2的120-146 表位（epiPreS2）融合于主蛋白基因（S gene ）的 N端，使其接近于乙肝病毒的天然狀態，達到保持其免疫原性。而這種含有PreS2免疫表位的乙肝疫苗，由于添加了PreS2蛋白使得S蛋白的免疫應答增強，打破了機體對S蛋白的免疫耐受5。PreS2 抗原還可以通過人多聚白蛋白受體與乙肝病毒競爭地結合肝細胞，起到競爭抑制乙肝病毒吸附肝細胞、抑制病毒復制的作用。而且 PreS2抗體比 S抗體更早產生，可以中和急性乙肝病毒感染者體內的乙肝病毒，抑制病毒的復制，防止進一步病變的發生。因此，這種含 PreS2免疫表位的 PreS2 S蛋白，是一種既可以預防又可以起到治療作用的新一代的乙肝疫苗。1.2 設計概述1.2.1 設計依據 （1）依據與工廠設計和生產工藝相關的各種資料。如化工工藝設計手冊（2）GB/T 501032001 總圖制圖標準（3）GB5018793 工業企業總平面設計規范（4）GB 1234890工業企業廠界噪聲標準（5）化工原理（6）生物工藝原理（7）生物工程設備（8）校圖書館電子資源萬方數據庫、中國知網 （9） 國家工程制圖、建筑制圖標準 （10）制藥設