生物制药工艺学
生物制药工艺学5章生物制药工艺学
优先选择技术成熟、性能稳定、操作简便、维护方便的设备，同时要考虑设备的 可扩展性和升级潜力。
车间布局规划原则和实例展示
车间布局规划原则
遵循工艺流程顺畅、物料搬运便捷、空间利用高效、安全卫 生等原则进行车间布局规划。
实例展示
以某生物制药企业的生产车间为例，展示如何根据生产工艺 流程、设备尺寸和产能等因素，合理规划车间布局，包括设 备摆放、物料存放、人员流动等方面的设计。
前景展望
随着科技的进步和生物医药需求的增长，生物制药产业将继续保持快速发展的势头。未来 ，生物制药将在疾病治疗、预防保健、农业、环保等领域发挥更大的作用，为人类健康和 生活质量的提高做出更大的贡献。
02 原料选择与预处理
原料来源及选择原则
动物源原料
选择健康、无疾病、品种明确的动物，确保 原料的安全性和有效性。
资源管理
合理配置人力、物力、财力等资源， 确保质量管理体系的顺利运行。
质量管理体系实施过程监控和持续改进方法论述
过程监控
建立过程监控机制，对关键过程进行实时监控，确保过程稳定和 受控。
数据分析
运用统计技术对数据进行分析，识别过程中的问题和改进机会。
持续改进
采用PDCA循环等方法，对过程进行持续改进，提高过程效率和 质量。
设备维护和保养制度建立
设备维护和保养的重要性
设备是生物制药生产的核心，良好的维护和保养制度能够确保设备稳定运行，延长设备使用寿命，减少故障停机 时间，提高生产效率。
设备维护和保养制度建立
制定详细的设备维护和保养计划，明确维护周期、保养内容和责任人；建立设备维护档案，记录设备维护历史和 故障处理情况；定期对设备进行预防性维护和保养，确保设备处于良好状态。
生物制药工艺学
生物制药工艺学一、离心技术1. 制备超离心三种转子P3182. 制备超离心三种离心方法P3203. 沉降速度和沉降系数 P328 ①沉降速度：即在离心力作用下，物质粒子于单位时间内沿离心力方向移动的距离。
②沉降系数：即物质粒子在单位离心场中的沉降速度，量纲为秒。
一般所说沉降系数为S 20,w 。
4. 分析超离心的两种方法 P331 Svedberg 方程式：测分子量实质是用不同方法测其沉降速度。
原理测量量沉降速度法根据沉降速度测出沉降系数以推出分子量。
界面位移量与离心时间。
沉降平衡法特定平衡下,离心力与扩散力平衡，液面浓度为0，池底浓度为2c 。
任意两位移处的浓度。
5. 超离心的其他两种应用P334①对生物大分子的均一性估计；②生物分子形状、大小及水合度的判断。
二、膜分离技术1. 各向同性膜与各项异性膜P341①各向同性膜：厚度大，孔隙为圆柱体。
流速低，易堵塞。
②各向异性膜：1）正反两面结构不同：功能层是孔径一定、薄的“皮肤层”，支持层为孔隙大得多、更厚的海绵层；2）喇叭口滤膜，孔隙为圆台形。
2. 截留分子量P343分子量截留值是指阻留率达90%以上的最小被截留物质的分子量。
3. 浓差极化现象P346超滤是在外压作用下进行的。
外源压力迫使分子量较小的溶质通过薄膜，大分子被截留在膜表面，并逐渐形成浓度梯度，产生浓差极化现象。
✘害处：引起流速下降、影响膜的选择透过性。
✔解决方法：振动、搅拌、错流、切流等技术。
4. 五种微孔滤膜P3555. 三种测微孔滤膜孔径的方法P3566. 微孔滤膜的应用P361①mRNA的测定以及纯化：使用硝酸纤维膜吸附与mRNA配对的DNA单链，然后将放射性mRNA样品溶液过膜使目的mRNA与DNA单链配对结合。
最后洗涤游离RNA，并用胰核糖核酸酶处理除去残留RNA。
②环状DNA的纯化环状DNA链打开后，变为一条环状链和一条单链。
用硝酸纤维膜结合单链，而环状链过膜，即可纯化得到环状单链DNA。
生物制药工艺学(王徐整理版)
一、名词解释1、生物药物：生物药物是指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果，综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法，利用生物体、生物组织、细胞、体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。
2、诱变育种：是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细菌群体，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、高效的筛选方法，从中选出少数具有优良性状的突变菌株。
3、盐析法：是利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度的差异，通过向溶液中引入一定数量的中性盐，使目的物或杂蛋白以沉淀析出，达到纯化目的的方法。
4、吸附法：指利用吸附作用，将样品中的生物活性物质或杂质吸附于适当的吸附剂上，利用吸附剂对活性物质和杂质间吸附能力的差异，使目的物和其它物质分离，达到浓缩和提纯目的的方法。
5、生物转化：是指外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转化。
生物转化是机体对外源化学物处置的重要的环节，是机体维持稳态的主要机制。
6、双水相萃取：不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，利用物质在互不相容的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
7、生物分离技术：从动植物或者微生物的有机体或者器官、生物工程产物及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。
也称生物工程下游技术。
8、絮凝：在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用使胶粒形成大的絮凝团的过程。
9、相对离心力：由于各种离心机转子的半径或者离心管至旋转轴中心的距离不同，离心力而受变化，相对离心力就是实际离心场转化为重力加速度的倍数。
10、亲和吸附剂：由载体及配基偶联构成，在亲和层析中起可逆结合的特异性物质称为配基，与配基结合的层析介质称为载体。
11、细胞破碎：是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质（产品）的基础。
12、亲和层析：在生物分子中有些分子的特定结构部位能够同其他分子相互识别并结合，这种结合既是特异的，又是可逆的，改变条件可以使这种结合解除。
生物制药工艺学
生物制药工艺学生物药物:是利用生物体、生物组织、细胞或其成分，综合应用生物学、生物化学与分子生物学、微生物学与免疫学、物理化学与工程学和药学的原理与方法加工制造而成的一大类用于预防、诊断、治疗和康复保健的制品。
生物药物四大类型:?基因重组多肽、蛋白类治疗剂?基因药物?天然生物药物?合成与部分合成的生物药物3、生物技术制药是运用现代生物技术(包括基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程)，尤其是重组DNA技术和单克隆抗体技术，生产多肽、蛋白质、激素和酶类药物以及疫苗、单抗和细胞因子类药物等。
4、生物技术药物理化性质:?生物材料中的有效物质含量低，杂质种类多且含量相对较高?生物活性物质组成结构复杂，稳定性差?生物材料易染菌，腐败?生物药物制剂有特殊要求 1、生物活性物质提取方法:?酸碱盐水溶液提取法?表面活性剂提取法与反胶束提取法?有机溶剂提取?双水相萃取?超临界萃取技术。
2、生物活性物质浓缩与干燥方法:?盐析浓缩?有机溶剂沉淀浓缩?用葡聚糖凝胶浓缩?用聚乙二醇浓缩?超滤浓缩?真空减压浓缩与薄膜浓缩3干燥常用的方法有膜式干燥、气流干燥、减压干燥4、菌种保存法:?斜面低温保存法、?液体石蜡封藏法、?冷冻干躁保藏法、?液氮超低温保藏法、?甘油冷冻保藏法、?其他干燥保藏法。
5、固化酶是指借助与物理和化学的方法把酶束缚在一定空间内并具有催化活性的酶制剂酶的固定化方法:吸附法、包埋法、交联法、共价键结合法1、细胞培养液的预处理:?细胞及蛋白质的处理，包括加入凝聚剂、加入絮凝剂、变性沉淀、吸附、等电点沉淀以及加入各种沉淀剂;?多糖的去除;?高价金属离子的去除，包括离子交换法和沉淀法。
2、细胞破碎方法:机械法(匀浆法、珠磨法、超声法);物理法(干燥法、冻融法、渗透压冲击法);化学法(化学试剂处理、制成丙酮粉、酶解法)生物法(酶解法组织自溶法)3、生物大分子分离纯化原理，1根据分子形状和大小不同进行分离如差速离心2根据分子电离性质差异分离如电泳法3根据分子极性大小及溶解度不同分离如溶剂提取法盐析法，4根据物质吸附性质不同如吸附层析法5根据配体特异性如亲和层析法1、料液与萃取剂接触后，料液中的溶质向萃取剂转移的过程称为萃取，达到萃取平衡后，大部分溶质转移到萃取剂中，这种含有溶质的萃取剂溶液叫做萃取液，而被萃取出溶质的料液称为萃余液 2、影响萃取的因素:?乳化和破乳化?PH ?温度和萃取时间?盐析作用的影响?溶剂的种类、用量及萃取方式的选择3、双水相萃取法是不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，利用物质在互不相容的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法4、影响双水相萃取因素:?成相高聚物的分子量?成相聚合物的浓度(界面张力)?电化学分配(盐类的影响)?疏水效应?温度及其他因素6超临界萃取操作方法:恒温萃取，恒压萃取，吸附法。
生物制药工艺学19章生物制药工艺学
生物药物的合成途径
生物药物的合成途径是指利用生物技 术手段，通过微生物发酵、细胞培养、 基因工程等技术手段生产生物药物的 过程。了解生物药物的合成途径有助 于更好地掌握其生产工艺和质量控制。
生物制药工艺学19章
目
CONTENCT
录
• 生物制药工艺学概述 • 生物制药工艺学的基本原理 • 生物制药工艺学的主要技术 • 生物制药工艺学的生产实践 • 生物制药工艺学的未来展望
01
生物制药工艺学概述
定义与特点
定义
生物制药工艺学是一门研究利用生物技术制备药物的方法和过程 的学科。
特点
生物制药工艺学具有高度专业化和技术密集型的特点，涉及生物 学、化学、药理学等多个领域的知识。
生物制药工艺学与其他学科的交叉融合
生物制药工艺学与化学工程的交叉融合
在生物制药工艺中，涉及到大量的化学反应和分离过程，需要应用化学工程的理论和技术 。例如，在抗体药物的制备中，需要用到蛋白质分离和纯化技术，这些技术就涉及到物理 化学和传递过程的理论。
生物制药工艺学与数学的交叉融合
在生物制药工艺中，需要用到大量的数学模型和计算方法，如反应动力学模型、过程控制 模型等。这些数学模型的建立和应用，将极大地提高生物制药工艺的预测和控制能力。
生物制药工艺学的应用领域
01
02
03
04
疾病治疗药物
生物制药工艺学在开发治疗癌 症、心血管疾病、神经系统疾 病等重大疾病的创新药物方面 发挥着重要作用。
疫苗研发
通过生物制药工艺学的方法， 可以研发针对传染病病原体的 疫苗，提高人类健康水平。
生物制药工艺学课件
基因突变与蛋白质改造
通过基因工程技术对蛋白质进行定点 突变，以改善其功能或提高其稳定性 。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导入病 变细胞，以纠正或补偿缺陷基因。
基因诊断
利用基因工程技术检测基因突变、单 基因遗传病和多基因疾病，为疾病的 预防和诊断提供依据。
细胞工程技术
细胞培养技术
通过细胞培养技术实现细胞的 大量扩增和生产，用于药物筛
采用先进的分离和纯化技术，如超滤、纳滤、色谱等，降低下游 处理的成本。
基因工程菌的高密度培养
通过优化培养条件，实现基因工程菌的高密度培养，提高单位体积 内的产物产量，降低生产成本。
副产物利用和废物处理
通过合理利用副产物和有效处理废物，降低生产过程中的能耗和物 耗，从而降低生产成本。
05
CATALOGUE
特点
以生物技术为基础，涉及微生物、细胞、酶等生物活性物质的利用，具有高度 专业化和技术密集型的特点。
生物制药工艺学的应用领域
01
02
03
04
抗生素生产
利用微生物发酵技术生产抗生 素等药物。
疫苗制备
利用微生物或细胞培养技术制 备疫苗。
重组蛋白质药物
利用基因工程技术重组蛋白质 并生产药物。
基因治疗
利用基因工程技术治疗遗传性 疾病和癌症等疾病。
生物制药工艺学课件
CATALOGUE
目 录
• 生物制药工艺学概述 • 生物制药工艺流程 • 生物制药工艺中的关键技术 • 生物制药工艺的优化与改进 • 生物制药工艺的法规与伦理问题
01
CATALOGUE
生物制药工艺学概述
生物制药工艺学Leabharlann 定义与特点定义生物制药工艺学是一门研究利用生物技术制备药物的方法和过程的学科。
生物制药学——第二章 生物制药工艺学基础
一、生物材料与生化活性物质
（一）生物制药的生物材料来源
生物资源：主要有动物、植物、微生物的组织、器 官、细胞与代谢产物。
开发新途径： 动植物细胞培养、微生物发酵、 基因工程、细胞工程、酶工程等。
一、生物材料与生化活性物质
红霉素 杀念珠菌素 Bialaphos FK506
（约8700种）
放线菌产生的多种多样的次生代谢产物
Hygromycin B
Kanamycin B
Rifamycin SV
Cephamycin C
Erythromycin streptomycin
Spinosyn A
Abamectin
Validamycin A
人源性生化药物 动物生化药物 植物生化药物 微生物源生化药物 海洋生物生化药物
生化制药的六个阶段：
1.原料的选择和预处理 2.原料的粉碎 3.提取：
从原料中经溶剂分离有效成分，制成粗品的工艺过程。 4.纯化：
粗制品经盐析、有机溶剂沉淀、吸附、层析、 透析、超 离心 、膜分离、结晶等步骤进行精制的工艺过程。 5.浓缩、干燥及保存 6.制剂：
生化成分：氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等。
新的有效生物药物逐年增加：天花粉蛋白、木瓜 蛋白酶、天麻多糖等。
5、微生物—细菌
常用细菌发酵法生产乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主 要发展领域有： （1）氨基酸：
利用微生物酶可转化对应的α酮酸或羟基酸产生 氨基酸。 （2）有机酸：柠檬酸、苹果酸、乳酸
生物材料来源
1、动物脏器 2、血液、分泌物和其他代谢产物 3、海洋生物 4、植物 5、微生物
小木虫 生物制药工艺学
小木虫生物制药工艺学
小木虫是一个学术交流社区，其中包含了许多关于生物制药工艺学的讨论和资源。
如果你需要关于生物制药工艺学的信息，我可以为你提供一些基本的介绍。
生物制药工艺学是一门涉及生物技术、制药工程和生物化学等多个学科领域的交叉学科。
它主要研究利用生物体或其代谢产物来生产药物的过程和技术。
生物制药工艺学的目标是开发高效、安全、经济的生物制药生产方法。
生物制药工艺学的主要内容包括以下方面：
1. 细胞培养和发酵技术：这是生物制药的核心技术之一，包括细胞培养、发酵过程优化、培养基设计等。
2. 蛋白质和多肽药物的制备：包括基因工程蛋白质表达、蛋白质纯化、多肽合成等技术。
3. 疫苗和抗体的制备：涉及疫苗的生产、抗体的制备和纯化等方面。
4. 生物制药过程的质量控制：包括原材料的质量控制、生产过程的监控和产品的质量检测等。
5. 生物制药工艺的放大和优化：将实验室规模的生产工艺放大到工业规模，并进行工艺优化，以提高生产效率和降低成本。
生物制药工艺学在生物医药产业中具有重要的地位，它为生物制药的研发和生产提供了技术支持。
随着生物技术的不断发展，生物制药工艺学也在不断创新和进步，为人类健康事业做出了重要贡献。
如果你想了解更多关于生物制药工艺学的信息，可以查阅相关的学术文献、教材或参与相关的学术讨论。
小木虫社区也是一个很好的资源，你可以在那里与其他学者进行交流和讨论。
生物制药工艺学
生物制药工艺学1.提取方法选择答：1.采用缓冲系统；2.添加保护剂；3.抑制水解酶作用；4.其他保护措施P44 2.灭菌方法答：1.加热灭菌；2.辐射灭菌；3.介质过滤除菌；4.化学灭菌P613.固定化酶优点答：稳定性提高；2.反复使用，提高效率，降低成本；3.使反应连续化，自动化，适应现代化规模工业生产；4.易和产物分离，简化产品纯化工艺P1024.细胞培养液预处理-细胞及蛋白质处理答：1.加入凝聚剂；2.加入假如絮凝剂；3.变性沉淀；4.吸附；5.等电点沉淀；6.加各种沉淀剂沉淀P1175.常用细胞破碎方法答：1.机械法；2.物理法；3.化学法；4.生物法P1206.选择破碎方法的依据答：1.规模及成本；2.目的物的稳定性；3.破碎效果和产物释放率P1257.固相析出分离法答：在提取纯化过程中，目的物常作溶质存在于溶液中，改变溶液条件，使它以固体形式从溶液中分出的操作技术。
P1668.盐析法答：利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度差异，通过向溶液中引入一定数量中性盐，使目的物或杂蛋白以沉淀形式析出，以达到纯化目的。
P1669.盐析方法答：1.在一定的pH和温度下改变离子强度进行盐析—Ks盐析法2.在一定离子强度下仅改变pH和温度进行盐析—β盐析法。
P16710.盐析剂答：（NH4）2SO4是最常用的盐析剂，原因：价廉，在水中溶解度大，溶解度随温度变化小，低温下仍有较大溶解度。
P16811.防止局部过浓答：1.对于固体盐投入法—先将盐粒磨细，缓加入溶液中，边溶边加。
2.一般多在室温（10 -20℃）进行盐析，对少数不稳定易失活物质在0-10℃盐析P17312.结晶过程答：1.形成过饱和溶液；2.晶核形成；3.晶体生长P18013.怎样得到颗粒较大又整齐的晶体答：通常需加入晶种溶液浓度控制在亚稳区，让晶体缓慢长大P18014.晶体质量答：指1.晶体大小；2.形状；3.纯度P18315.凝胶层析答：将样品混合物通过一定孔径的凝胶固定相，由于各组分流经体积的差异，使不同分子量的组分得以分离的层析方法P19816.类分离与分级分离答：将分子量极为悬殊的两类物质分开，如蛋白质和盐类P212将分子量相差不是很大的大分子物质加以分离,如分离血清球蛋白和白蛋白。
生物制药工艺学
缩写：非处方药（OTC），聚乙二醇（PEG），超临界流体(SCF)，葡聚糖(简称Dextran)，AOT（丁二酸乙基己基酯-磺酸钠），葡聚糖凝胶（Sephadex G类），琼脂糖类凝胶（Sepharose ），超氧化物歧化酶（SOD，结构特点：金属酶），干扰素（IFN），促红细胞生成素（EPO）名词解释：1、药物：用于预防、治疗、诊断疾病或调节机体生理功能、促进机体康复保健的物质。
有4大类:预防药，治疗药，诊断药，康复保健药2、药品：直接用于临床的药物产品，是特殊商品。
3、生物药物：是利用生物体、生物组织或其成分，综合应用生物化学、微生物免疫学和药学等原理与方法制造的一大类用于预防、诊断、治疗的制品。
广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。
4、生化药物：指从生物体（动物、植物、和微生物中获得的天然存在的生化活性物质（或者合成、半合成的天然物质类似物），其有效成分和化学本质多数比较清楚，通常按其化学本质和药理作用分类命名。
5、DNA重组药物：即应用重组DNA技术（包括基因工程技术和蛋白质工程技术）制造的重组多肽、蛋白质类药物和疫苗、单克隆抗体与细胞因子等。
6、基因药物：以基因物质（RNA和DNA及其衍生物）作为治疗的物质基础，包括基因治疗用的重组目的DNA片段、重组疫苗、反义药物和核酸等。
7、反义药物：反义药物又称反义寡核苷酸药物，是指人工合成长度为10～30个碱基的DNA 分子及其类似物.。
其核苷酸序列可与靶mRNA或靶DNA互补, 抑制或封闭基因的转换和表达,或诱导RnaseH 识别或切割mRNA, 使其丧失功能.8、基因治疗：就是运用基因工程技术直接纠正肿瘤细胞基因的结构及或功能缺陷，或者间接通过增强宿主对肿瘤的杀伤力和机体的防御功能来治疗肿瘤.9、凝聚作用：在某些电解质作用下，使扩散双电层的排斥电位降低，破坏胶体系统的分散状态，而使胶体粒聚集的过程.10、絮凝作用：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒粗大絮凝团的过程。
《生物制药工艺》课程标准
《生物制药工艺》课程标准一、课程的性质和任务该课程是一门涉及生物学、医学、生物技术、化学、工程学和药学等学科基本原理的综合性应用学科。
学生通过学习各类生物药物典型实例，提高其综合应用所学专业知识的基本理论和技能来分析问题、解决问题的能力。
《生物制药工艺》是药品生产技术专业课程体系中的专业核心课程。
该课程主要讲授生物制药的基本理论及基本技术等，使学生进一步了解和掌握生物制药技术的基本知识，熟悉常规生物制药的基本技术路线和工艺过程；掌握天然生物材料的提取制药、发酵工程制药、细胞工程技术制药、酶工程制药等生物制药的基本原理和相关技术；了解生物制药技术的前沿和动态等。
本课程是在掌握化学基础、单元操作技术、生化基础与实验技术、微生物基础与实验技术等基本知识和基本技能基础上开设的。
二、教学内容和要求基本模块：单元一：绪论主要内容：1.生物药物的定义、特性和分类2.生物药物的发展过程和研究新进展3.生物制药业现状及发展前景教学要求：了解：1.生物药物的发展过程和研究新进展2.生物制药业现状及发展前景掌握：1.生物药物的定义、特性和分类单元二：天然生物材料的提取制药主要内容：1.生化药物的分类2.生化药物的制备一般工艺教学要求：了解：1.生化药物的分类2.生化药物制备工艺掌握：1.生化药物制备工艺单元三：发酵工程制药主要内容：1.发酵工程制药概述2.抗生素药物、分类与应用3.β—内酰胺类抗生素4.大环内酯类抗生素5．四环素类抗生素6.氨基糖苷类抗生素教学要求：了解：1.抗生素的发展简史2.抗生素工业生产及工艺3．抗生素质量控制4．青霉素的发酵生产、提取和精制5.红霉素的生产工艺及提取6.四环素的发酵工艺提取7.链霉素发酵生产工艺提取单元四细胞工程制药技术主要内容：1．动物细胞工程基础2.植物细胞工程基础3.细胞培养在制药中的应用教学要求：了解：细胞培养在制药中的应用掌握：1．动物细胞工程基础2.植物细胞工程基础单元五酶工程制药技术主要内容：1、酶工程概述2、酶的固定化技术3、酶工程应用教学要求：了解：酶工程应用掌握：1、酶工程概述2、酶的固定化技术单元六基因工程制药了解：基因工程应用掌握：1、概述2、基因工程药物的上游和下游技术三、学时分配表四、考核方式考核方式：分为过程性考核和终结性考核两部分。
生物制药工艺学整理
1．生物制药：以生物材料为原料或用生物技术、方法制造的药物。
2．杂交育种：将两个基因型不同的菌株经过吻合或接合，使遗传物质重新组合，从中分离和筛选出具有新性状的过程。
3．葡萄糖效应：培养基中的葡糖糖的浓度过高，会加快菌体的代谢，使培养基中的溶解的氧不能满足有氧呼吸的需要，使葡萄糖的代谢进入不完全氧化途径，产生酸性代谢产物，使pH降低，遏止某些产物的生物合成酶，这种现象叫做葡萄糖效应。
4．浓差极化：当溶剂透过膜而溶质留在膜上时，它使得膜面上的溶质浓度增大高于主体中溶质浓度，这种现象称为浓差极化。
5．亲和色谱：利用生物大分子于某些对应的专一分子特意识别和可逆结合的特性而建立起来的一种分离生物大分子的色谱方法。
6．次级代谢产物：与微生物的生长繁殖无关的代谢产物，包括：抗生素、色素、生物碱等。
7初级代谢产物主要包括氨基酸，蛋白质，核酸核苷酸，维生素脂肪酸等特点：（1）他们是生物生长繁殖的必须物质（2）是各微生物所共有的产物（3）菌体对初级代谢活动有严格的调控系统一般不能累积多余的初级代谢产物。
8次级代产物的特点：1特定菌种产生的代谢产物2菌体特定生长阶段的产物3多组分的混合物。
9初级代谢产物与次级代谢产物的关系（1）初级代谢产物是次级代谢产物的前体或起始物。
（2初级代谢产物的调控影响次级代谢产物的生物合成10菌种选育的目的：提高发酵的产量。
改进菌种的性能。
产生新的发酵物。
去除多余的组分。
11．诱变育种：利用物理或化学诱变剂，处理均匀分散的微生物细胞群体，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便高效的方法，从中选出具有优良性状的突变菌株。
12诱变剂分类物理诱变剂（紫外线UV），化学诱变剂（NTG），生物诱变剂。
13自然选育的一般过程：生产菌种斜面，制备单孢子悬浮液，涂布分离平板，单菌落接种，斜面种子培养，摇瓶发酵，高产菌珠初选，菌种保藏，接种，斜面种子培养，摇瓶种子培养，摇瓶发酵，高产菌珠复选，高产菌种珠验证，放大实验，进一步选育或保障。
生物制药工艺学第一章课件
3
生产过程监控与质量保证
通过生物制药工艺学的技术和方法，对药物的生 产过程进行实时监控和质量控制，确保药物的质 量和生产的稳定性。
05
生物制药工艺学的未来 发展
生物制药工艺学的发展趋势
基因和细胞疗法
随着基因编辑技术的进步，基因和细胞疗法将成为未来生物制药工 艺学的重要发展方向。
人工智能与大数据
人工智能和大数，有助于加速药物研发和优化生产过程。
工程学基础
生物工程、化学工程等， 这些学科为生物制药工艺 学提供了工程学理论基础 。
生物制药工艺学的技术基础
基因工程技术
基因工程技术是生物制药工艺 学的重要技术基础，用于生产 重组蛋白、抗体等生物药物。
细胞培养技术
细胞培养技术是生物制药工艺 学的核心技术之一，用于生产 各种细胞和组织。
蛋白质工程技术
生物制药工艺学的特点
具有高度综合性和实践性，涉及多学 科交叉，强调工艺过程优化、质量控 制和安全生产。
生物制药工艺学的重要性
保障药品质量和安全
推动生物医药产业发展
通过科学合理的工艺过程，确保生物 药物的有效性和安全性。
为生物医药产业提供技术支持和创新 动力，促进产业持续发展。
提高生产效率和降低成本
模拟研究法
总结词
利用模型或模拟系统来研究生物制药工艺的方法。
详细描述
模拟研究法在生物制药工艺学中应用广泛。这种方法通过构建模型或使用模拟系统来模拟生物制药工艺的过程， 以便更好地理解工艺参数、优化工艺条件和提高产品质量。模拟研究法有助于降低实验成本、缩短研发周期，并 提高研究的可靠性和可重复性。
现场研究法
通过生物制药工艺学的方法，研究药物与靶点的相互作用机制，深 入了解药物的作用原理和作用途径。
生物制药工艺学
生物制药工艺学1. 概述生物制药工艺学是指利用生物学、化学和工程学的原理与技术，研究生物制药产品的生产和工艺流程。
生物制药工艺学是生物制药领域的核心学科，对于生物制药企业的产品开发和生产具有重要的指导意义。
2. 生物制药工艺的分类生物制药工艺根据产品类型的不同可以分为以下几类：2.1.细胞培养工艺细胞培养工艺是指利用细胞对培养基中的营养物质进行代谢，合成所需的生物制药产品。
细胞培养工艺主要用于生产蛋白质类的生物制药产品，如重组蛋白、单克隆抗体等。
2.2.发酵工艺发酵工艺是指利用微生物对培养基中的底物进行代谢反应，合成所需的生物制药产品。
发酵工艺主要用于生产抗生素、酶类和其他天然产物类的生物制药产品。
2.3.基因工程工艺基因工程工艺是指通过对基因的重组和调控，利用细胞进行代谢反应，合成所需的生物制药产品。
基因工程工艺主要用于生产基因治疗药物、基因工程疫苗和其他基因工程产品。
3. 生物制药工艺流程生物制药工艺流程包括以下几个主要步骤：3.1. 预处理预处理是指对原料进行处理，以满足后续生产过程的需要。
预处理的主要工作包括原料清洗、消毒和初步处理等。
3.2. 发酵或细胞培养发酵或细胞培养是生物制药工艺的关键步骤，其目的是利用合适的培养基、适宜的培养条件和适宜的微生物或细胞系，使其合成所需的生物制药产品。
3.3. 分离与纯化分离与纯化是将发酵或细胞培养过程中产生的目标产品从复杂的培养基或发酵液中分离出来，并达到一定程度的纯化。
分离与纯化的主要方法包括离心、过滤、薄层层析、柱层析等。
3.4. 后处理后处理是对分离与纯化的产品进行处理，以得到符合药品质量要求的最终产品。
后处理的主要包括冷冻干燥、溶解、再溶解等工艺步骤。
3.5. 包装与贮存包装与贮存是将最终产品进行合适的包装，并储存于适宜的环境条件下，以保证产品的质量和稳定性。
4. 生物制药工艺的挑战与发展趋势4.1. 应对规模化生产的挑战随着生物制药行业的发展，规模化生产面临着更多的挑战。
生物制药工艺学ppt课件
二、生物药物的发展与展望
1．生物技术药物研究已进入蛋白质工程药物时代 第一代重组药物时代 ：一级结构与功能和天然活性蛋白
质完全一样； 第二代重组药物时代：对天然产物表达物进行简单修饰，
如PEG化或糖基化； 第三代重组药物时代：蛋白质工程药物，在DNA水平上，
合理设计、改造、创制新型治疗蛋白。目的： （1）提高活性； （2）减少或消除毒副作用； （3）提高体内外稳定性； （4）产生新的功能特性。
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第一章 生物药物概述 Introduction of Biopharmaceutics
1．药物 Medicine(remedy)
药物是用于预防、治疗或诊断疾病与调节机 体生理功能、促进康复促健的物质，有4大类： （1）预防药物：如疫苗、卡介苗、艾滋病疫苗、 SARS疫苗、肿瘤疫苗。 （2）治疗药物：如抗生素、INS、尿激酶。 （3）诊断药物：如肝肾功能检查试剂盒、免疫 诊断试剂盒。 （4）康复保健药物：如维生素、氨基酸、叶酸。
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2. 基因药物（核酸类药物） (1)核酸疫苗：将目的基因与表达载体构建 成重组体导入人体，使其表达免疫蛋白， 呈递免疫应答，如乳腺癌疫苗。 (2)反义药物ISIS2900，用于治疗巨细胞病 毒性视网膜炎。 （三）合成或半合成生物药物： 如催产素，降钙素，PEG-腺苷脱氨酶， PEG-门冬酰胺酶
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2．药品 Drug 直接用于临床的药物制剂产品，是特
殊商品。 药品特点：有固定组成，明确规定有
适应症、用法与用量，疗程，并说明可 能存在的毒副反应。还规定使用有效期。
药品有3大类：（1）化学药品，（2） 生物药品，（3）中药（药材，饮片，中 成药）。
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生物药物 Biopharmaceutics
生物制药工艺学 第4章 萃取法
（四）、分离因素
料液中的溶质并非是单一的组分，除了所需 产物（A）外，还存在有杂质（B）。分离因 素(separation factor)，常用表示，其定义为： 在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分 配系数的比值
CA1 / CB1 KA β CA 2 / CB 2 K B
二、溶剂萃取法的基本原理
1
n2，理论收率
21 8.75 8.75 1 100% 98.84% 21 8.75 1
若改为二级错流萃取，第一级用1/4体积的醋 酸丁酯，第二级用1/10体积的醋酸丁酯，则
1/ 4 E1 35 8.75 1
1 / 10 E 2 35 3.5 1
（二）、分配定律
能斯特分配定律：在一定温度、一定压 力下，某一溶质在互不相溶的两种溶剂 间分配时，达到平衡后，在两相中的活 度之比为一常数。如果是稀溶液，可以 用浓度代替活度，即： CL 萃取相浓度 K CR 萃余相浓度 K 称为分配系数
应用分配定律时，须符合下列条件： ①必须是稀溶液，即适用于接近理想溶 液的萃取体系； ②溶质对溶剂的互溶度没有影响； ③溶质在两相中必须是同一分子形式， 即不发生缔合或解离。
三、温度和萃取时间的影响
高温不稳定 高温时溶剂间互溶度增大
四、盐析作用的影响
①由于盐析剂与水分子结合，降低了药物 在水中的溶解度，使其易转入有机相； ②盐析剂降低有机溶剂在水中的溶解度； ③盐析剂增大萃余相比重，有助于分相。
五、溶剂种类、用量及萃取方式
①分配系数愈大愈好，若分配系数未知， 则可根据“相似相溶”的原则，选择与药 物结构相近的溶剂； ②选择分离因素大于1的溶剂； ③料液与萃取溶剂的互溶度愈小愈好； ④尽量选择毒性低的溶剂。 ⑤溶剂的化学稳定性高，腐蚀性低，沸 点不宜太高，挥发性要小，价格便宜，来 源方便，便于回收。
生物制药工艺学
生物制药工艺学1、生物药物是以生物体、生物组织或其成份、代谢产物为原料（包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物）综合应用生物学、物理化学与现代药学的原理与方法加工制成的药物。
2、现代生物药物分四大类：（1）重组DNA药物（又称基因工程药物）（2）基因药物：以遗传物质DNA、RNA为物质基础制造的药物一般把采用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核酸类药物统称为生物技术药物，在我国又统称为生物制品。
（3）天然生物药物（4）合成或半合成生物药物3、生化药物分离纯化原理：总的原则：A根据分配率不同将其分配到两个或几个物相中，再用机械法分离。
B在某一相中，外加一定力（电泳、离心、超滤）使混合组分分离。
具体：（1）根据分子形状和大小不同进行分离。
如差速离心与超离心、膜分离（透析，电渗析）与超滤，凝胶过滤法。
（2）根据分子电离性质的差异性进行分离。
如离子交换法，电泳法，等电聚焦法。
（3）根据分子极性大小及溶解度不同进行分离。
如溶剂提取法，逆流分配法，分配层析法，盐析法，等电点沉淀法，及有机溶剂分级沉淀法。
（4）根据物质吸附性质的不同进行分离。
如选择性吸附法与吸附层析法。
（5）根据配体特异性进行分离—亲和层析法。
4、分离纯化早期和精制阶段使用方法的选择原则分离纯化早期使用方法的选择：大处理量，相对低分辨率；精制阶段分离方法：高分辨率第三章生物材料的预处理、细胞破碎和液-固分离5.细胞培养液的预处理方法。
1）细胞及蛋白质的处理：（1）加入凝聚剂（2）加入絮凝剂（3）变性作用（4）吸附（5）等电沉淀（6）加各种沉淀剂沉淀2）多糖的去除可用酶解转化为单糖、黏多糖可与一些阳离子表面活性剂如十六烷基溴化铵（CTAB）和十六烷基氯化吡啶（CPC)生成季铵盐络合物沉淀去除。
3）高价金属离子的去除A离子交换法通过阳离子交换树脂。
B沉淀法6、常用的细胞破碎方法有哪些？1）机械法：匀浆法、珠磨法、超声波2）物理法：干燥、冻融、渗透压冲击3）化学法：化学试剂处理、制成丙酮粉4）生物法：酶解法、自溶7、固液分离方法有哪些？1）、细胞及蛋白质的处理：（1）加入凝聚剂：Al2(SO4)3218H2O、AlCl326H2O、FeCl3、ZnSO4、MgCO3；（2）加入絮凝剂絮凝剂：有机高分子，易溶，链长，活性功能基团多。
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三、名词解释1. 生物制品（Biological Products）生物制品是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料，应用传统技术或现代生物技术制成，用于人类疾病的预防、治疗和诊断。
人用生物制品包括：细菌类疫苗(含类毒素) 、病毒类疫苗、抗毒素及抗血清、血液制品、细胞因子、生长因子、酶体内以及体外诊断制品，以及其他生物活性制剂，如毒素、抗原、变态反应原、单克隆抗体、抗原抗体复合物、免疫调节剂及微生态制剂等。
2. 分叉中间体在微生物代谢过程中，一些中间代谢产物既可以被微生物用来合成初级代谢产物，也可以被用来合成次级代谢产物，这样的中间体被称为分叉中间体。
3. 热阻和相对热阻热阻是指微生物在某一种特定条件下（温度和加热方式）的致死时间。
相对热阻是指某一种微生物在某一条件下的致死时间与另一种微生物在相同条件下的致死时间之比。
4. 种子（广义和狭义）广义种子: 从菌种开始，到发酵罐接种之前的所有生产过程。
狭义种子：种子罐中的种子。
5. 摄氧率单位体积发酵液每小时消耗氧的量。
6. 呼吸强度单位重量的菌体（折干）每小时消耗氧的量。
7. 呼吸临界氧浓在溶氧浓度低时，呼吸强度随溶氧浓度增加而增加，当溶氧浓度达到某一值后，呼吸强度不再随溶氧浓度的增加而变化，此时的溶氧度称为呼吸临界氧浓度。
影响因素：微生物的种类、培养温度以及生长阶段。
8. 凝聚价或凝聚值电解质的凝聚能力可用凝聚价或凝聚值表示，定义为使胶粒产生凝聚作用的最小电解质浓度。
化合价越高，凝聚能力越强。
凝聚能力：Al3+>Fe 3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+ >Na+>Li+常用的凝聚剂：Al2(SO4)3·18H2O、AlCl3·6H2O、FeCl3、ZnSO4、MgCO3等9. 凝聚作用在某些电解质作用下，使扩散双电层的排列电位降低，破坏胶体系统的分散状态，而使之凝聚的过程。
影响凝聚作用的主要因素是无机盐的种类、化合价以及无机盐的用量。
10. 絮凝作用某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。
11. 多级错流萃取料液经萃取后的萃余液再用新鲜萃取剂进行萃取的方法。
12. 多级逆流萃取在第一级中加入料液，萃余液顺序作为后一级的料液，而在最后一级加入萃取剂，萃取液顺序作为前一级的萃取剂。
13. 超临界流体抗溶剂法（Supercritical Fluid Anti-solvent，SAS）先用有机溶剂溶解溶质，再加入超临界流体作抗溶剂，使溶质的溶解度大大下降，溶质从溶液中结晶析出。
14. 超临界溶液快速膨胀法（Rapid Expansion of Supercritical Solution, RESS）是利用高密度的超临界流体溶解固体溶质，通过喷嘴快速泄压至1个大气压的低密度气体，溶质的溶解度急剧减小至万分之一以下，造成固体溶质结晶析出。
15. 道南电位由于带电荷粒子在不同相间的分布不同而产生的相间电位差即为道南电位。
16. 吸附等温线当固体吸附剂从溶液中吸附溶质达到平衡时，其吸附量与溶液浓度和温度有关。
当温度一定时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。
17. 批一次性投入料液，不补料，直到放罐。
(或许）18. 浓差极化当溶剂透过膜而溶质留在膜上时，它使得膜面上溶质浓度增大而高于主体中溶质浓度，这种现象称为浓差极化。
为避免浓差极化现象，通常采用错流过滤。
19. 亲和色谱（Affinity Chromatography）具有很高的选择和分离性能以及较大的载量，纯化倍数高，并能保持较高的活性。
20. 疏水相互作用色谱（Hydrophobic Interaction Chromatography）利用蛋白质表面存有的疏水性部位，与带有疏水性配基的载体在高盐浓度时结合，洗脱时将盐浓度逐渐降低，蛋白质因疏水性不同而逐个地先后被洗脱而分离。
该法中蛋白质与固定相结合力较弱，利于保持活性。
21. 膨胀床色谱传统色谱的最大缺点是不能处理含固体颗粒的料液。
色谱吸附剂直接与原料液在搅拌罐中混合来吸附目标产物或流化床吸附。
膨胀床色谱操作过程：被处理的料液从膨胀床底部泵入，床内的吸附剂将不同程度地向上膨胀，料液中的固体颗粒可以顺利地通过床层，目标产物在膨胀床内可被吸附剂吸附，从而可达到从料液中吸附和初步纯化目标化合物的目的。
原理：吸附介质颗粒在向上流动液体的作用下膨胀起来，液体中的目标蛋白被吸附于介质上，而细胞和其碎片将通过柱子而流出去，洗脱目标蛋白时从相反方向将吸附介质压紧，再用洗脱缓冲液将目标蛋白洗脱下来。
22. 重结晶重结晶即将晶体用合适的溶剂溶解再次结晶，能使纯度提高。
23. 抗生素生物（包括微生物、植物和动物）在其生命活动过程中产生的（或在生物产物的基础上经化学、生物或生物化学方法衍生的）、在低微浓度能选择性抑制或影响它种生物机能的相对低分子量化学物质，是人类使用最多的一类药物。
24. MIC最小抑菌浓度minimal inhibitory concentration, MIC的单位是μg·ml-125. 血液制品由健康人血浆或经特异免疫的人血浆，经分离、提纯或由重组DNA技术制成的血浆蛋白组分，以及血液细胞有形成分统称为血液制品。
四、简答题1. 生物药物的性质包括哪些？○1. 药理学特性活性强：体内存在的天然活性物质；治疗针对性强，基于生理生化机制；毒副作用一般较少，营养价值高；可能具免疫原性或产生过敏反应。
○2. 理化特性含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高；组成结构复杂，具严格空间结构，才有生物活性。
对多种物理、化学、生物学因素不稳定；活性高，有效剂量小，对制品的有效性，安全性要严格要求。
2. 微生物初级（次级）代谢产物的定义及特点是什么？○1初级代谢产物指的是与微生物的生长繁殖有密切关系的代谢产物，包括：氨基酸、蛋白质、核酸、维生素等。
(primary metabolite)特点：菌体生长繁殖所必需的物质；各种微生物所共有的产物；不积累多余的初级代谢产物。
○2次级代谢产物指的是与微生物的生长繁殖无关的代谢产物，包括抗生素、色素、生物碱、毒素、酶的抑制剂等。
(secongdary metabolite)特点：不同的菌种产生不同的次级代谢产物；同一菌种在不同生长阶段产生不同的代谢产物；次级代谢产物往往是多组分的混合物。
3. 菌种选育的目的是什么？○1提高发酵产量；○2改进菌种的性能；○3产生新的发酵产物；○4去除多余的组分。
4. 进行诱变育种时，出发菌株的选择原则是什么？○1选择纯种菌株；○2选择具有优良性状的菌株；○3选择对诱变剂敏感的菌株；○4同时选择几株不同的优良菌株。
5. 分批灭菌（连续灭菌）的定义及特点是什么？○1分批灭菌定义：将配制好的培养基输入发酵罐内，经过间接蒸汽预热，然后直接通入饱和蒸汽加热，使培养基和设备一起灭菌，达到要求的温度和压力后维持一定时间，再冷却至发酵要求的温度，称为分批灭菌（实罐灭菌）。
特点：无需专门设备，投资少，操作简便，灭菌效果可靠，对蒸汽要求低，适合中小型发酵罐。
蒸汽用量波动大；加热和冷却时间较长，营养成分有损失；罐利用率低；不能采用高温快速灭菌工艺。
○2连续灭菌定义：培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐内，这种工艺称为连续灭菌。
特点：无高温快速，营养破坏少，发酵罐利用率较高，热能利用合理，适合自动化，蒸汽用量平稳。
设备投资大，操作环节多，不适用粘度大或固形物较多培养基，增加了污染几率。
6. 简述空气在除菌过滤过程中的温度变化及其原因。
○1空气经过压缩温度升高（120℃）；○2为保护过滤介质，采用水冷（20-25℃）；○3为防止过滤介质受潮，空气要加热（30-35℃）。
7. 根据病原微生物的传染性等，简述生物制品生产用菌（毒）种的分类。
根据病原微生物的传染性、感染后对个体或者群体的危害程度，将生物制品生产用菌（毒）种分为四类.第一类病原微生物，是指能够引起人类或者动物非常严重疾病的微生物，以及我国尚未发现或者已经宣布消灭的微生物。
第二类病原微生物，是指能够引起人类或者动物严重疾病，比较容易直接或者间接在人与人、动物与人、动物与动物间传播的微生物。
第三类病原微生物，是指能够引起人类或者动物疾病，但一般情况下对人、动物或者环境不构成严重危害，传播风险有限，实验室感染后很少引起严重疾病。
并且具备有效治疗和预防措施的微生物。
第四类病原微生物，是指在通常情况下不会引起人类或者动物疾病的微生物。
8. 适于工业化发酵生产的种子必须具备的条件是什么？○1生长活力强，接种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短；○2菌体的生理特性及生产能力稳定；○3菌体总量及浓度能满足发酵罐接种量的要求；○4无杂菌污染9. 微生物发酵按照投料方式可分为哪几类？定义和特点分别是什么？○1分批发酵✓定义：一次性投入料液，不补料，直到放罐。
✓优点：简单，易控；能为优化条件提供依据。
✓缺点：产量低。
○2补料分批发酵✓定义：一次或多次补入含有一种或多种新鲜料液。
✓优点：延长周期，提高产量；避免高浓度营养物对产物合成的抑制作用。
✓缺点：发酵工艺复杂。
○3连续发酵✓定义：需特定设备，连续不断输入新鲜无菌料液，同时连续不断发出发酵液。
✓优点：连续化，自动化，染菌率降低；微生物处于恒定状态，可稳定合成产物。
✓缺点：工艺复杂，设备投资大，按与氧的关系分类（一）需氧发酵：绝大多数抗生素、氨基酸等（二）厌氧发酵：厌氧菌或兼性厌氧菌乙醇、丙酮、丁醇、乳酸等10. 在发酵过程中，控制pH 的方法有哪些？○1调整发酵培养基的组成；○2通过补料控制pH；○3在发酵培养基中加入pH缓冲剂；○4通过改变发酵条件控制pH；○5直接补加酸碱调节。
11. 在发酵过程中，控制溶氧的方法有哪些？○1通过提高搅拌转速或通气流速；○2降低发酵液黏度；○3控制菌浓；○4控制补料速度。
12. 泡沫对发酵的影响有哪些？○1影响发酵罐的装料系数，降低发酵产量；○2泡沫过多时容易逃液，发酵液从排气管路或轴封处溢出，增加染菌机会；○3影响气体的交换和氧的传递；○4部分发酵液粘到罐壁上失去作用，影响放罐体积和产量；○5停止搅拌和通气，造成菌体缺氧，导致代谢异常。
13. 在发酵过程中，泡沫的控制方法有哪些？具体怎样操作？（一）调整培养基的成分，减少泡沫的产生✓减少易气泡成分的用量；✓更换原材料的品种、产地或加工方法；✓将易起泡的成分通过补料方式加入；✓加入消泡剂。
（二）消除生成的泡沫✓机械消沫节省原料，减少染菌机会，辅助方法。
✓消沫剂消沫表面活性剂消沫剂应具备的条件✓选育不产生流态泡沫的菌种12. 生物技术下游加工过程的特点是什么？○1有效成分浓度低，杂质含量高，需多步分离；○2有效成分不稳定，分离需谨慎；○3批次间存在差异；○4事关人命。