1、會計學1青霉素菌種的優化選育青霉素菌種的優化選育小組簡介小組簡介注冊注冊編號編號2005.7課題課題類型類型攻關型攻關型小組小組人數人數11人人TQMTQM教育教育52h/52h/人人活動活動周期周期2005.1-2005.1-2005.122005.12活動活動次數次數1313次次出勤出勤率率98%98%表表1. 1. 小組成員一覽表小組成員一覽表序序號號姓姓 名名年齡年齡職稱職稱組內分工組內分工1王王 群群32工程師工程師QC組長組長2康自力康自力44技師技師工作實施整理工作實施整理3付應艷付應艷48技師技師工作實施工作實施4王世雯王世雯45技師技師工作實施工作實施5付付 娟娟33技師技師

2、工作實施工作實施6張張 偉偉34技師技師工作實施工作實施7饒陽賓饒陽賓36技師技師工作數據統計工作數據統計8王王 茹茹30中技中技工作實施工作實施9張小雙張小雙26助工助工實驗數據整理實驗數據整理10張張 弘弘34高工高工實驗進度安排實驗進度安排11祁桂玲祁桂玲40主任高工主任高工工藝指導工藝指導小組小組成員成員菌種優化選育工藝流程圖菌種優化選育工藝流程圖砂土孢子砂土孢子雙碟菌落雙碟菌落斜面孢子斜面孢子搖瓶接種搖瓶接種搖瓶培養搖瓶培養菌種驗證菌種驗證n 圖圖1 .1 .我車間與其他廠家發酵單位對比圖我車間與其他廠家發酵單位對比圖調查調查結果結果20052005年我車間開始使用年我車間開始使用-

3、87-87菌種，生產水平穩步提高，菌種，生產水平穩步提高，1-61-6月份平均發酵單位月份平均發酵單位59971u59971u/ /mlml，但與國內其他廠家相比，但與國內其他廠家相比，還存在不小差距。還存在不小差距。52000520005400054000560005600058000580006000060000620006200064000640006600066000680006800005-1月05-1月2月2月3月3月4月4月5月5月6月6月哈藥哈藥華星華星魯抗魯抗川藥川藥平均單位平均單位:59971平均單位平均單位:62959調查調查1 120052005年上半年車間月平均發酵單

4、位情況年上半年車間月平均發酵單位情況 調查調查結果結果青霉素青霉素-87-87菌種的孢子形態雜，弱孢子比例偏多，而且菌種的孢子形態雜，弱孢子比例偏多，而且菌落的放射線紋發散，說明菌種高產基因并沒有得到菌落的放射線紋發散，說明菌種高產基因并沒有得到充分體現充分體現. .因此要想完成車間的攻關目標，就必須對青霉素因此要想完成車間的攻關目標，就必須對青霉素-87-87菌種進行優化選育。菌種進行優化選育。圖圖2. 孢子鏡檢形態孢子鏡檢形態圖圖3. 菌落形態菌落形態調查調查2 2孢子顯微鏡和菌落形態觀察孢子顯微鏡和菌落形態觀察 59971611705900059000600006000061000610

5、006200062000發酵發酵單位單位u/mlu/ml活動前活動前目標值目標值2%2%目標值確定依據：目標值確定依據：在保證產品質量和收率的前提下，青霉素生產菌種發酵水平必須較原菌種提高在保證產品質量和收率的前提下，青霉素生產菌種發酵水平必須較原菌種提高2%2%以上，方可鑒定升級為新菌種以上，方可鑒定升級為新菌種。菌種控制程序菌種控制程序HY/QP 09HY/QP 0901-200001-2000新菌種標準新菌種標準華北制藥股份華北制藥股份有限公司有限公司目目標標可可行行性性分分析析 菌種優化選育是一項周期長、難度大、成功率低的工作菌種優化選育是一項周期長、難度大、成功率低的工作。盡管車間在

6、菌種選育工作投入較多，自。盡管車間在菌種選育工作投入較多，自20022002年以來一直沒年以來一直沒有選育出新菌種。有選育出新菌種。1.1.菌種通過自發突變和誘發突變，其基因將產生可穩定遺菌種通過自發突變和誘發突變，其基因將產生可穩定遺 傳的變異。再通過菌種篩選和菌種優化，選育到高單位突變傳的變異。再通過菌種篩選和菌種優化，選育到高單位突變菌株是可行的。菌株是可行的。2.2.從車間生產實際來看，組織了多次技術攻關。生產菌種優從車間生產實際來看，組織了多次技術攻關。生產菌種優化選育后，發酵單位同比都有化選育后，發酵單位同比都有2%2%以上的提高。以上的提高。3.3.小組成員由車間主任、工藝員、種

7、子組組長及技術員小組成員由車間主任、工藝員、種子組組長及技術員 、技、技師等組成，專業技術素質高，選種經驗豐富，管理到位，責師等組成，專業技術素質高，選種經驗豐富，管理到位，責任心強。任心強。挑戰性挑戰性可行性可行性 為了提高優化選育效率，我們小組成員對影響優化選育的因素進行了為了提高優化選育效率，我們小組成員對影響優化選育的因素進行了認真的分析和討論，繪制出因果分析系統圖。認真的分析和討論，繪制出因果分析系統圖。優優化化選選育育效效率率低低選育效率低選育效率低優化效率低優化效率低出 發 菌 株 不 純出 發 菌 株 不 純 誘 變 對 象 不 適誘 變 對 象 不 適誘變方法選擇不適誘變方法

8、選擇不適搖瓶篩選周期不適搖瓶篩選周期不適培 養 基 成 分 不 適培 養 基 成 分 不 適操作誤差大操作誤差大樣品檢測精度不高樣品檢測精度不高篩 選 工 藝 不 適篩 選 工 藝 不 適針對系統圖的針對系統圖的7條末端因素，小組成員逐項進行了驗證。條末端因素，小組成員逐項進行了驗證。驗證一：出發菌種不純驗證一：出發菌種不純 我們對我們對0405年度所用過的出發菌種進行了純度試驗，結果顯示所用過的出發菌年度所用過的出發菌種進行了純度試驗，結果顯示所用過的出發菌種的純度均高于種的純度均高于95%。 表表2 菌種純度試驗表菌種純度試驗表菌種號菌種號87-21-1087-21-1087-26-868

9、7-26-8687-32-3487-32-3487-35-1287-35-1287-40-3687-40-3687-44-11787-44-117純度純度98.3%98.6%96.9%97.8%97.7%97.4%驗證人：王群 付應艷結論：不是要因。結論：不是要因。驗證二：誘變方法選擇不適驗證二：誘變方法選擇不適 我們對我們對0405年度所做過的誘變育種結果統計分析，年度所做過的誘變育種結果統計分析，-87譜系菌種的選育譜系菌種的選育隨著三種隨著三種誘變方法使用次數的增加，致死率也隨著下降，說明三種誘變方法對誘變方法使用次數的增加，致死率也隨著下降，說明三種誘變方法對-87譜系菌種具譜系菌種具

10、有了一定的飽和效應，造成誘變效果的降低。有了一定的飽和效應，造成誘變效果的降低。表表3 3 致死率統計表致死率統計表87-21-1087-21-1087-26-8687-26-8687-32-3487-32-3487-35-1287-35-1287-40-3687-40-3687-44-11787-44-117UV致死率(42cm,1min)95.79%93.81%92.83%92.74%92.09%91.38%N-m致死率(1mg/ml,5min)90.58%89.39%87.46%87.01%87.19%86.83%UV+N-m復合致死率99.94%98.62%97.53%98.16%97

11、.44%96.52%驗證人：張小雙 王世雯結論：是要因。結論：是要因。驗證三：誘變對象不適驗證三：誘變對象不適 -87譜系菌種誘變處理對象一直采用休眠孢子。小組成員以譜系菌種誘變處理對象一直采用休眠孢子。小組成員以87-44-117菌種的菌種的萌發孢子、不同生長階段的菌絲、單菌落作為誘變對象，得到的變異率都明顯萌發孢子、不同生長階段的菌絲、單菌落作為誘變對象，得到的變異率都明顯低于休眠孢子。低于休眠孢子。表表4 -874 -87菌種在不同狀態下的誘變結果表菌種在不同狀態下的誘變結果表菌絲菌絲（20小時）小時）菌絲菌絲（110小時）小時）單單菌落菌落萌發孢子萌發孢子休眠孢子休眠孢子變異率變異率U

12、V,1min,42cm1.98%2.46%3.25%3.76%5.02%驗證人：康自力 王世雯結論：不是要因。結論：不是要因。驗證四：操作誤差大驗證四：操作誤差大 操作人員共進行了操作人員共進行了4批次、每批批次、每批30瓶的相同菌株發酵對照實驗。以連續瓶的瓶的相同菌株發酵對照實驗。以連續瓶的發酵單位作為樣本經統計計算并分別做平均值發酵單位作為樣本經統計計算并分別做平均值-極差控制圖，未出現超出控制界限極差控制圖，未出現超出控制界限的點子，也未出現點子排列有非隨機的跡象，可認為操作誤差處于受控狀態。的點子，也未出現點子排列有非隨機的跡象，可認為操作誤差處于受控狀態。 圖4 平均值控制圖1234

13、5678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20UCL 平均值中心值(CL)LCL圖圖5 極差控制圖極差控制圖12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20UCL極差中心值(CL)LCL驗證人：王群 康自力結論：不是要因。結論：不是要因。驗證五：驗證五：搖瓶篩選周期不適搖瓶篩選周期不適 -87菌種原有搖瓶篩選實驗的周期是菌種原有搖瓶篩選實驗的周期是6天，我們對天，我們對87-44-117菌種在菌種在5天、天、6天天、7天、天、8天的篩選結果進行了比對，發現搖瓶實驗中天的篩選結果進行了比對，發現搖瓶實驗中7天的發酵單位同最終篩選天的發

14、酵單位同最終篩選結果的吻合率最高。結果的吻合率最高。 表表5 吻合率統計表吻合率統計表 5 5天天6 6天天7 7天天8 8天天復篩吻合率復篩吻合率%38.6%45.2%55.4%38.1%驗證人：王群 付娟結論：是要因。結論：是要因。驗證六：驗證六：培養基成分不適培養基成分不適 小組成員小組成員對對-87-87菌種在現有培養基的代謝情況進行了考察。菌種在現有培養基的代謝情況進行了考察。由上圖可知，試驗菌種的碳源利用全程快于對照菌種。由上圖可知，試驗菌種的碳源利用全程快于對照菌種。圖6 殘糖量代謝折線圖05101520356710天g/ml試驗菌種對照菌種圖7 殘氮量代謝折線圖0.00.00.

15、20.20.40.40.60.60.80.81.01.01.21.21.41.43 35 56 67 71010天天g/Lg/L試驗菌種對照菌種由上圖可知，試驗菌種的氮源利用全程快于對照菌種。由上圖可知，試驗菌種的氮源利用全程快于對照菌種。圖8 發酵單位代謝折線圖圖8 發酵單位代謝折線圖491824640225081889712623205111740611670432624708050001000015000200002500030000356710(天)(u/ml)試驗菌種對照菌種 可見，試驗菌種的碳、氮源利用都全程快于對照菌種。所以培養基可見，試驗菌種的碳、氮源利用都全程快于對照菌種。所

16、以培養基中碳、氮源的不足，是造成試驗菌種發酵后期單位增長緩慢的直接原因中碳、氮源的不足，是造成試驗菌種發酵后期單位增長緩慢的直接原因。驗證人：張偉 付娟結論：是要因。結論：是要因。驗證七：驗證七：樣品檢測精度不高樣品檢測精度不高 實驗室現用美國實驗室現用美國O.I.Analytical公司公司ALPKEMALPKEM牌牌FS-FS-IV型流體分析儀來測量型流體分析儀來測量效價，允許誤差范圍在效價，允許誤差范圍在1%之內。用標定好的青霉素溶液（之內。用標定好的青霉素溶液（25000u/ml）分成一百個相同樣品進行檢測，均值為分成一百個相同樣品進行檢測，均值為24862u/ml，標準差為標準差為2

17、5.6 u/ml,過程過程能力指數能力指數為為1.42，說明過程能力充分，具備表達試驗正確結果的能力，說明過程能力充分，具備表達試驗正確結果的能力 。驗證人：饒陽賓 付娟結論：不是要因。結論：不是要因。經調查論證，最終確定優化選育效率低的主要原因是：經調查論證，最終確定優化選育效率低的主要原因是： 針對影響優化選育效率的主要原因，制定了相應的對策。針對影響優化選育效率的主要原因，制定了相應的對策。序序號號要因要因對策對策目標目標措施措施地點地點負責人負責人完成日期完成日期1誘變方法誘變方法選擇不適選擇不適尋找新的尋找新的菌種誘變菌種誘變方法方法通過優化育種，通過優化育種，獲得穩定高產獲得穩定高

18、產菌種。菌種。 引入新誘變劑，引入新誘變劑，進行復合誘變進行復合誘變處理，再對菌處理，再對菌種純化穩定。種純化穩定。北師大北師大本崗位本崗位王王 群群付應艷付應艷王世雯王世雯 2005年年7月月2搖瓶篩選搖瓶篩選周期不適周期不適設計適宜設計適宜的有定向的有定向篩選作用篩選作用的搖瓶試的搖瓶試驗驗選擇最佳搖瓶選擇最佳搖瓶周期，保證復周期，保證復篩吻合率達到篩吻合率達到50%以上。以上。延延 長長 搖搖 瓶瓶 周周 期期本崗位本崗位張小雙張小雙王王 茹茹付付 娟娟2005年年7月月3培養基培養基成分不適成分不適改改 變變培 養 基 配培 養 基 配方方確定最優的確定最優的培養基配方培養基配方用正交

19、試驗的用正交試驗的方法調整培養方法調整培養基中的碳、氮基中的碳、氮源比例，優化源比例，優化配方。配方。本崗位本崗位康自力康自力張張 偉偉饒陽賓饒陽賓2005年年7月月表表6 6 對策表對策表實施一：確定適宜的優化育種方法實施一：確定適宜的優化育種方法 第一步：第一步：以現生產菌種以現生產菌種87-44-117為出發菌種，先加入化學誘變因子為出發菌種，先加入化學誘變因子5-FU，再，再 通過高能電子照射，然后分離到含有一定青霉素濃度的固體培養基上培養，進行通過高能電子照射，然后分離到含有一定青霉素濃度的固體培養基上培養，進行復合誘變處理。復合誘變處理。斜面孢子斜面孢子分分 離離高能電子誘變高能電

20、子誘變5-FU含有青霉素的培養基含有青霉素的培養基培培 養養分離新菌種分離新菌種圖圖9 9 菌種復合處理示意圖菌種復合處理示意圖自然培養自然培養新菌種分離新菌種分離斜面孢子斜面孢子砂土孢子砂土孢子圖圖10 10 菌種純化過程菌種純化過程 第二步：第二步：通過自然分離培養的方法，結合搖瓶篩選試驗，通過自然分離培養的方法，結合搖瓶篩選試驗， 對復合誘變得到的高產菌株進行優化穩定。對復合誘變得到的高產菌株進行優化穩定。實施一：實施一：第一步第一步 復合處理所得高產菌落形態復合處理所得高產菌落形態第二步第二步 通過自然優化后的菌落形態通過自然優化后的菌落形態效果：效果：優化后菌種的高產特性非常明顯，菌

21、落形態紋優化后菌種的高產特性非常明顯，菌落形態紋理細密，呈現螺旋狀。理細密，呈現螺旋狀。圖圖11 11 菌落形態示意圖菌落形態示意圖實施一：實施一：圖圖12 12 孢子形態鏡檢圖孢子形態鏡檢圖效果：效果：優化后菌種的孢子形態大小整齊，弱孢子比例優化后菌種的孢子形態大小整齊，弱孢子比例明顯減少，顯示高產特性更加穩定。明顯減少，顯示高產特性更加穩定。 為了使優化選育后的生產菌種具有代謝快、生長周期長、耐低通氣量等優良性為了使優化選育后的生產菌種具有代謝快、生長周期長、耐低通氣量等優良性狀，決定延長初篩搖瓶發酵周期（從原有的狀，決定延長初篩搖瓶發酵周期（從原有的6-7天延長到天延長到7-8天）；將原

22、有的搖瓶天）；將原有的搖瓶裝量從裝量從50ml/瓶增加到瓶增加到60ml/瓶。瓶。實施二：設計具有定向選育功能的搖瓶試驗實施二：設計具有定向選育功能的搖瓶試驗出發菌種原方案復篩吻合原方案復篩吻合率（率（%）新方案復篩吻合率（%）87-40-3639.652.787-44-11741.855.4實驗菌種44.163.9表表7 7 篩選結果統計篩選結果統計效果：效果：新方案的定向選育效率高，吻合率達到50%以上。實施三：優化選育培養基配方實施三：優化選育培養基配方 為了尋找合適的培養基配方，我們設計了為了尋找合適的培養基配方，我們設計了L9L9（3 34 4）正交試驗，對發酵培養基配方中的碳、氮源

23、進行了調整。）正交試驗，對發酵培養基配方中的碳、氮源進行了調整。 項目項目水平水平乳糖（%）玉米漿（%）硫酸銨（%）硫酸亞鐵（%） 1A1B1C1D12A2B2C2D23A3B3C3D3表表8 8 因素水平表因素水平表ABCD搖瓶發酵單搖瓶發酵單位位(u/ml)1A1B1C3D2 213202A2B1C1D1 236223A3B1C2D3 212064A1B2C2D1 256675A2B2C3D3 218536A3B2C1D2 206037A1B3C1D3 226438A2B3C2D2 245629A3B3C3D1 22282k1 69630 6614866868 71571K=k1+k2+k

24、3= 203758k2 70037 6812371435 66485k3 64091 6948765455 65702極差極差R5946333959805869表表9 9 正交試驗結果分析表正交試驗結果分析表由上表正交試驗結果可得1 1、直觀最佳組合直觀最佳組合A A1 1B B2 2C C2 2D D1 1為配方為配方1 12 2、通過計算所得的最佳組合、通過計算所得的最佳組合A A2 2B B3 3C C2 2D D1 1為配方為配方2 23 3、各因素間的主次順序由其極差、各因素間的主次順序由其極差R R可知為可知為CADBCADB效果：效果：依驗證試驗結果確定依驗證試驗結果確定配方配方

25、2 2為最優培養基成分。為最優培養基成分。2476924769247562475624548245482500225002239182391823624236242388023880242492424922500230002350024000245002500025500實驗1實驗2實驗3實驗平均配方2配方2配方1配方1圖圖13 驗證試驗驗證試驗1 1菌種的生產能力提高，完成小組目標菌種的生產能力提高，完成小組目標。菌種菌種初篩初篩復試一復試一復試二復試二復試三復試三7天天(u/ml)比較比較%7天天(u/ml)比較比較%8天天(u/ml)比較比較%7天天(u/ml)比較比較%優化后優化后21

26、658提高提高10.920006提高提高7.622029提高提高8.822000提高提高14.8優化前優化前19529185932024719164表表10 10 搖瓶試驗結果搖瓶試驗結果1 1菌種的生產能力提高，完成小組目標。菌種的生產能力提高，完成小組目標。月份月份活動前活動前目標值目標值實施期實施期 鞏固期鞏固期 2005.72005.7 8 89 91010 11111212發酵單位發酵單位u/mlu/ml59971599716117061170614576145763654636546232562325634976349763364633646447764477發酵指數發酵指數4.4

27、4884.44884.53784.53784.7314.7314.8104.8104.6874.6874.7404.7404.7944.7944.9624.962批批 數數211211-323237374444464649494848表表11 11 優化選育前后生產菌種的發酵單位對比優化選育前后生產菌種的發酵單位對比通過對生產菌種通過對生產菌種-87-87的優化選育，其搖瓶單位較實施前提高的優化選育，其搖瓶單位較實施前提高10.5%10.5%，發酵單位也較實施前提高，發酵單位也較實施前提高4.6%4.6%，鞏固期較實施前提高，鞏固期較實施前提高6.6%6.6%。 結論1 1菌種的生產能力提高，

28、完成小組目標。菌種的生產能力提高，完成小組目標。表表12 12 優化前后優化前后-87-87菌種數理統計檢驗表菌種數理統計檢驗表菌種菌種樣本數樣本數平均單位平均單位標準差標準差優化后優化后256631292968.76優化前優化前211599712610.8F=F=S S1 12S S22=1.29=1.29(1)F(1)F檢驗：設檢驗：設H H0 0：1 12 2=2 22 2查表查表F F/2/2（200200，200200）1.6431.643 FFFUUU0.0050.005 拒絕拒絕H H0 0 菌種在優化前后有極顯著差異。菌種在優化前后有極顯著差異。結論1 1菌種的生產能力提高，完

29、成小組目標。菌種的生產能力提高，完成小組目標。圖14 實施前后發酵單位對比圖圖14 實施前后發酵單位對比圖63921639216273362733611705997158000580005900059000600006000061000610006200062000630006300064000640006500065000活動前活動前目標目標實施期實施期鞏固期鞏固期單位 u/ml單位 u/ml 2005 2005年年7 7月月-12-12月月G-87G-87菌種共放罐菌種共放罐256256批，濾液產量批，濾液產量3680836808億單位億單位/ /罐批，提煉收率罐批，提煉收率80.17%8

30、0.17%，結晶收率，結晶收率91.41% 91.41% 1-61-6月單位成本：月單位成本：43.72943.729元元/ /十億，成果期成本：十億，成果期成本：43.34043.340元元/ /十億。十億。經濟效益經濟效益=(=(活動前成本活動前成本- -活動后成本）活動后成本） 工業鹽產量工業鹽產量 = =（43.729-43.34043.729-43.340） 690538.31 =26.86690538.31 =26.86萬元萬元 本課題系數為本課題系數為0.70.7，則經濟效益為：，則經濟效益為： 26.86 26.86 0.7=18.80.7=18.8萬元萬元 利潤利潤=18.8

31、18.8萬元萬元 2 2效益效益此效益已獲公司此效益已獲公司財務部門認證財務部門認證項目項目措措 施施負責人負責人完成時間完成時間 工工 作作標準化標準化1.1.將新誘變方法確定為誘變育種的新方將新誘變方法確定為誘變育種的新方法。法。2.2.將新的搖瓶設計固定為定向選育新菌將新的搖瓶設計固定為定向選育新菌種的篩選方法。種的篩選方法。3.3.將培養基優化配方確定為新的選種配將培養基優化配方確定為新的選種配方。方。全部寫入工藝規程全部寫入工藝規程Q/HY J 05Q/HY J 05010101-01-20042004王王 群群20052005年年1212月月人人 員員培培 訓訓 對崗位操作人員進行

32、技術培訓并舉辦年對崗位操作人員進行技術培訓并舉辦年度操作比賽，鞏固成績。度操作比賽，鞏固成績。 康康 自自 力力20052005年年1212月月表表13 13 鞏固措施表鞏固措施表 通過開展通過開展QC小組活動，使我們深深體會到它是提高企業競爭力的一個有效途徑。通過全員參加，激發了員工掌握科學技術的積極性，小組活動，使我們深深體會到它是提高企業競爭力的一個有效途徑。通過全員參加，激發了員工掌握科學技術的積極性，靈活運用數理統計工具解決生產中一個又一個問題，實現了高質量，低成本，同時提高了小組成員的質量意識、參與意識、改進意識。靈活運用數理統計工具解決生產中一個又一個問題，實現了高質量，低成本，同時提高了小組成員的質量意識、參與意識、改進意識。QC小組下一個課題是小組下一個課題是優化單菌落的挑選，提高生產水平優化單菌落的挑選，提高生產水平，進一步降低成本，增加效益，進一步降低成本，增加效益。目目標標可可行行性性分分析析 菌種優化選育是一項周期長、難度大、成功率低的工作菌種優化選育是一項周期長、難度大、成功率低的工作。盡管車間在菌種選育工作投入較多，自。盡管車間在菌種選育工作投入較多，自20022002年以來一直沒年以來一直沒有選育出新菌種。有選育出新