دید کلی
زیست فناوری از جمله واژه‌های پر سرو صدای سالهای اخیر است.این واژه را درست یا نادرست به مفهوم همه چیز برای مردم بکار می‌برند. زیست فناوری را در یک تعریف کلی به کارگیری اندامگان یا ارگانیسم یا فرایندهای زیستی در صنایع تولیدی یا خدماتی دانسته‌اند. تعریف ساده این پدیده نوین عبارت است از دانشی که کاربرد یکپارچه زیست شیمی ، میکروب شناسی و فناوریهای تولید را در سیستمهای زیستی به دلیل استفاده‌ای که در سرشت بین رشته‌ای علوم دارند مطالعه می‌کنند.در تعریف دیگر زیست فناوری را چنین تشریح کرده‌اند:
فنونی که از موجودات زنده برای ساخت یا تغییر محصولات ، ارتقا کیفی گیاهان یا حیوانات و تغییر صفات میکروارگانیسمها برای کاربردهای ویژه استفاده می‌کند.زیست فناوری به لحاظ خصوصیات ذاتی خود دانشی بین رشته‌ای است. کاربرد اینگونه دانشها در مواردی است که ترکیب ایده‌های حاصل در طی همکاری چند رشته به تبلور قلمرویی با نظام جدید می‌انجامد و زمینه‌ها و روش شناسی خاص خود را دارد و در نهایت حاصل بر هم کنش بخشهای گوناگون زیست شناسی و مهندسی است. زیست فناوری در اصل هسته‌ای مرکزی و دارای دو جزء است: یک جزء آن در پی دستیابی به بهترین کاتالیزور برای یک فرایند یا عملکرد ویژه است و جزء دیگر سیستم یا واکنشگری است که کاتالیزورها در آن عمل می‌کنند.
پیدایش زیست فناوری
سابقه استفاده از میکروارگانیسمها برای تولید مواد خوراکی نظیر سرکه ، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال قبل برمی‌گردد. نقش میکروارگانیسمها در تولید الکل و سرکه در قرن پیش زمانی کشف شد که گروهی از بازرگانان فرانسوی در جست و جوی روشی بودند تا از ترش شدن شراب و آبجو ضمن حمل آنها با کشتی به نقاط دور جلوگیری کنند. آنان از لویی پاستور تقاضای کمک کردند.لویی پاستور پی برد که مخمرها در خلا قند را به الکل تبدیل می‌کنند. این فرایند بی هوازی تخمیر نام دارد. و نیزدریافت که ترشیدگی و آلودگی بر اثر فعالیت دسته باکتری اسید استیک که الکل را به سرکه تبدیل می‌کند روی می‌دهد.
لویی برای از بین بردن این مشکل فرایند پاستوریزه کردن را موثر دانست که عبارت بود از گرمایش نوشیدنیها نظیر شیر یا غذاهای جامد نظیر پنیر یا گوشت حیوانات وحشی به منظور از بین بردن میکروارگانیسمهای مضر یا غیر ضروری و یا تعیین سرعت تخمیر از طریق اعمال حرارت معین. پاستور همزمان با این موضوع میکروبیولوژی کاربردی را پایه گذاری کرد و دریافت که بسیاری از میکروارگانیسمها اگر چه در انسان و سایر موجودات زنده ایجاد بیماری می‌کنند یکی از مهمترین عوامل تغییر مواد در طبیعت هستند.
پنی سیلین و تولید مواد اولیه شیمیایی
پنی‌سیلین آنتی بیوتیکی است مشتق از کپک پنی سیلیوم نوتاتوم که برای درمان عفونتهای ناشی از انواع گوناگون باکتریها بکار می‌رود. از کشت سطحی پنی سیلیوم نوتاتوم پنی سیلین بدست می‌آید. این فرایند نه تنها پر زحمت است بلکه به دلیل استعداد آلودگی کشتها میزان تولید پنی سیلین را کاهش می‌دهد. ضرورت و نیاز کار در شرایط سترون منجربه توسعه راکتورهای مخزنی همزن دار شد که تا امروز به عنوان برترین روش کشت میکروبها در مقیاس وسیع بشمار می‌رود.
با کشف قابلیت میکروبها در تولید آنتی بیوتیک ها و درک کاربرد بالینی پنی سیلین ، توجه شرکتهای داروسازی بطور جدی به تولید آنتی بیوتیکها جلب شد. به منظور افزایش پتانسیل پادزیستی آنتی بیوتیکها بر حوزه وسیعی از میکروارگانیسمها لازم است که تحقیقات گسترده‌ای بر تولید آنتی بیوتیکهای جدید صورت گیرد. بنابراین استفاده از میکروارگانیسمهای به نژاد شده دراین زمینه مفید خواهد بود.
پنی‌سیلین خالص
پنی‌سیلین خالص بصورت پودر کریستالی سفید یا متمایل به زرد رنگ و بدون بو می‌باشد، بسیاری از پنیسیلینها دارای طعم غیر مطبوع هستند که در تهیه فرآورده‌های خوراکی برای کودکان باید به نحوی بصورت مطبوع در آید. تمام پنی‌سیلین‌های طبیعی قویا نور پلاریزه می‌باشد.
بعضی املاح کریستالی پنیسیلینها رطوبت گیر است و باید در ظرف سر بسته نگاهداری شود. اغلب پنیسیلینها اسیدی بوده ولی بعضی آمفوتر هستند.
حلالیت پنی‌سیلین به چه بستگی دارد؟ حلالیت پنی‌سیلین بستگی به نوع آسیل زنجیر جانبی و همچنین به کاتیونی که ملح پنی‌سیلین را تشکیل می‌دهد دارد.
اولین پنی‌سیلین تجاری
اولین پنی‌سیلین تجاری به شکل پودری آمرف و زرد مایل به قهو‌ه‌ای رنگ و بقدری ناپایدار بود که در یخچال نگاهداری می‌شد تا برای مدتی کوتاه قدرت اثرش تا حدی محفوظ بماند با پیشرفت متد خالص کردن کریستالهای سفید بدست آمد که امروزه مورد مصرف می‌باشد.
پنی سیلین کریستالی باید از رطوبت محفوظ باشد ولی املاح خشک آن برای سالها بدون یخچال محفوظ می‌ماند. تهیه تجارتی پنیسیلینها امروزه عمدتا بستگی به انواع قارچهای مولد آن مانند پنی‌سیلیوم نوباتوم و پنی‌سیلیوم کریزوژ نوم دارد. اخیرا تعداد زیادی از پنیسیلینها سنتز شده است و تهیه تجاری پنی‌سیلین به حد زیادی افزایش یافته و در مقابل افزایش تولید قیمت آن سقوط کرد.
ساختمان شیمیایی ملکول پنی‌سیلین
ساختمان شیمیایی ملکول پنی‌سیلین شامل یک سیستم دو حلقه‌ای معروف به پتالاکتام و تیارولیدین می‌باشد. حلقه پنج ضلعی تیازولیدین را در سایر ترکیبات شیمیایی نیز می‌توان یافت ولی حلقه چهار ضلعی پتالاکتام منحصر بفرد است و مخصوص ساختمان پنیسیلینها و سفالوسپورین‌هاست وجود این حلقه موجب تاخیر در کشف ساختمان پنیسیلینها شد.
یکای اندازه‌گیری پنی سیلین
یکای اندازه گیری در آکسفورد انگلستان معین شد و واحد پنی‌سیلین را واحد آکسفورد نامیدند. یک واحد آکسفورد عبارتست از کمترین مقدار پنی‌سیلین که بتواند رشد نوعی استافیلوکوک را در 50 سی‌سی محیط کشت، تحت شرایط معین متوقف کند. اکنون که پنی‌سیلین کریستالن خالص در دسترس است واحد فارماکویه ایالات متحده ( usp ) بکار می‌رود که عبارتست از قدرت اثر مربوط به 0.6 میکروگرم سدیم پنی‌سیلین "ژ" می‌باشد. این واحد وزنی برای پنی‌سیلین‌های دیگر بر حسب گرده آسیل که روی زنجیر جانبی است و نوعی از آن که روی اسید آزاد ایجاد می‌گردد، متغییر می‌باشد.