生物制药第六章ppt课件
合集下载
微生物制药-其他抗生素
第一节 氨基糖苷抗生素
半合成品种：
通用名 Dibekacin Amikacin Arbekacin 汉译名 发现年 给药途径 卡那霉素 1944 肌注或静滴 卡那霉素 1957 肌注或静滴 卡那霉素 1957 肌注或静滴 庆大米星 1967 肌注或静滴 庆大米星 1948 肌注或静滴 庆大米星 1970 肌注或静滴 来源
HN H3C
链霉胍 链霉素 Streptomycin
L-葡糖胺
HO HO HO O
第一节
氨基糖苷抗生素
NH2 HO HO HO O NH2 O O O H2N NH2 OH
氨基糖苷抗生素的化学结构——新霉素
O H2N HO
OH O OH
NH2
第一节
氨基糖苷抗生素/链霉素的生物合成(一）
第一节
氨基糖苷抗生素/链霉素的生物合成(二）
第一节
氨基糖苷抗生素
氨基糖苷抗生素的主要临床应用
应用类型 品种
抗结核
抗一般G(+)和 G(－)菌 抗铜绿假单孢菌 (绿脓杆菌) 抗MRSA 抗淋病球菌 口服或外用
链霉素，卡那霉素
卡那霉素B，核糖霉素，异帕米星*，阿斯米星 庆大米星，小诺米星，妥布霉素，地贝卡星，阿米卡星 *，紫苏米星，奈替米星，衣替米星 阿贝卡星 大观霉素 新霉素
*对庆大米星耐药菌有效
第二节
概述
大环内酯抗生素
大环内酯抗生素(Macrolides)是由作为配糖体(aglycone) 的多元环内酯与脱氧糖、氨基糖或甲基化糖以糖苷键相联 接的一类抗菌化合物总称。 这类化合物通过与细菌核蛋白体50S亚基的23S rRNA结合， 抑制肽酰基转移酶，从而导致对革兰氏阳性、阴性细菌、 枝原体及衣原体都有很好的抗菌活性，属于抑菌型抗生素。 大环内酯抗生素的脂肪酸酯对胃酸稳定，并能改善在肠道 内的吸收，提高口服给药后的血药浓度。 这类抗生素的毒副作用较低，主要有过敏、消化道障碍和 肝障碍等，但红霉素的代谢产物对位于肝微体上的药物代 谢酶——细胞色素P450-3A4有抑制作用，从而增强其肝脏 副作用。 大环内酯抗生素之间有交叉耐药性
细胞工程第六章动物细胞培养生物制药
BHK 21细胞（Baby hamster kidney cell）：是1961 年英国从幼地鼠的肾脏分离的细胞。成纤维样，异 倍体。常用于增殖病毒制备疫苗和重组蛋白。
Vero细胞（Vero cell）:是1962年日本从非洲绿猴肾 中分离的细胞。成上皮型，异倍体，贴壁型，是最 常用的大规模培养的动物细胞。
和将产终物体形积成1/积3～累1到/2的适培当养的液时装间入，反一应次器性中收，获适细宜胞
（二）大规、条模产件培物下养、接技培种术养细基胞的。，操培作养方过式程中流加浓缩的营养物 12、 、分流批加式 式培培或细和养养将密在时培胞产细度细间养和物原胞之胞取液培 形有接前增出，养成体种，长部使基过积于以和分细一程，一一产培胞品起中维定定物养持达加，持体速形物续到入不反积度成，生较反断应的连过再长高应将器培续程用至水器部内养添中新较平后 分总基加，培高，培体，新每养密在养积细鲜间液度细基不胞培隔补、胞取变达养一足目增出最基段到标长，大，产
供新鲜培养液流入小室和旧培养液
◆旋转管培养的排方出法，从而使细胞生活在不断更新
的培养液中
◆灌注小室培养法
3． 、培养液的发展 天然培养基(胎汁、血浆和血清)
人工合成培养基（需添加血清）
无血清细胞培养基（用激素、生长因子替代血清）
第三节 动物细胞培养的应用
一、在生物学领域基础研究中的应用 1、在细胞生物学上的应用
始分裂。随着细胞数量增多，细胞间开始接触并 连接成片，出现接触性抑制。 3、停滞期：细胞长满载体表面，随着营养物消耗和 代谢物积累，密度抑制现象出现，细胞开始退化。 如不及时传代培养，细胞脱落死亡。
微载体培养的操作过程：
微载体培养动物细胞也经过以上四步。大致可 以分为五个阶段，即培养初期阶段、黏附贴壁阶段、 维持培养阶段、细胞收获阶段、微载体培养的放大 阶段。
《生物制药》课件
基因工程药物研发流程
从基因克隆、表达载体构建、细胞转 化到药物生产，每一步都需要精心设 计和严格控制。
案例二：细胞治疗技术的临床应用
细胞治疗技术概述
细胞治疗是指利用自体或异体细胞来治疗疾病的方法，具有个体 化、疗效好等优点。
细胞治疗技术分类
根据所用细胞的种类，可以分为干细胞治疗、免疫细胞治疗等。
细胞治疗技术临床应用实例
的合成。
微生物工程技术应用实例
03
如青霉素的生产，通过发酵工程中的微生物培养技术，实现了
大规模生产，为抗生素的广泛应用奠定了基础。
THANKS
感谢观看
生物制药的物质基础
生物制药的物质基础是具有生物活性的蛋白质、多肽、核酸、糖类、脂 类等大分子物质。
03
生物制药的制备方法
生物制药的制备方法包括基因工程、细胞工程、酶工程和蛋白质工程等
生物技术手段。
生物制药的历史与发展
01 生物制药的起源
生物制药的起源可以追溯到20世纪初，当时人们 开始从天然生物体中提取具有药用价值的活性物 质。
02 生物制药的发展历程
随着生物技术的不断发展，生物制药经历了从天 然提取到基因工程、细胞工程等生物技术手段的 转变。
03 生物制药的未来展望
未来生物制药将更加注重个性化治疗和精准医疗 ，同时随着基因编辑技术的发展，基因疗法等新 型治疗手段将逐渐成为主流。
生物制药的分类与特点
按照来源分类
生物制药按照来源可以分为动物源生物药、植物源生物药和微生物 源生物药。
细胞治疗是指利用细胞来治疗疾病的 方法，未来细胞治疗将有更广泛的应 用前景。
05
案例分析
案例一：基因工程药物的研发与生产
基因工程药物概述
生物制药工艺学第6章吸附分离法08-3-20
8
（三）环境的影响 1、溶剂：单溶剂易吸附，混合溶剂易解吸 2、pH值：PI 3、温度 4、盐的浓度：可能阻止、可能促进
9
（四）吸附物浓度和吸附剂用量
对蛋白质或酶进行分离时要求浓度 1%以下。
吸附剂用量。
10
第二节 几种常用的吸附剂
无机：白陶土、氧化铝、硅胶、硅藻土 有机：活性炭、纤维素、大孔吸附树脂等 一、活性炭(activated carbon )
的 浓 缩 液 A l2 O 3吸 附 ,2 0 ℃ 以 下
丙 酮 ,水 (8 0 % )
丙 酮 5 ~ 6倍
(4 0 0 0 u /m l)
25
活性炭为吸附剂
洗脱剂从极性高的开始逐渐降低极性。
次序：水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿。
[提取制霉菌素]
菌丝——————→
制霉菌素 [板框过滤] ↗
常用洗脱剂排序（极性增大）： 石油醚<甲苯< 乙醚<氯仿< 乙酸乙酯< 丙酮< 乙醇< 甲醇 <水 <乙酸
24
氧化铝或硅胶为吸附剂
洗脱剂从极性低的开始逐渐增加极性。
次序：石油醚、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、 丙 酮、乙醇、甲醇、水 、乙酸。
[层 析 ]
[洗 脱 ]
[ 冷 冻 结 晶 ]
维 生 素 B 1 2— — — — — — → 吸 附 柱 层 析 — — — — → 洗 脱 液 — — — — — → 维 生 素 B 1 2结 晶
41
头孢菌素C
42
思考题
1、盐析法与有机溶剂沉淀法比较，其优点是
（）
A.分辨率高 B.变性作用小 C.杂质易除 D.沉淀易分离
（三）环境的影响 1、溶剂：单溶剂易吸附，混合溶剂易解吸 2、pH值：PI 3、温度 4、盐的浓度：可能阻止、可能促进
9
（四）吸附物浓度和吸附剂用量
对蛋白质或酶进行分离时要求浓度 1%以下。
吸附剂用量。
10
第二节 几种常用的吸附剂
无机：白陶土、氧化铝、硅胶、硅藻土 有机：活性炭、纤维素、大孔吸附树脂等 一、活性炭(activated carbon )
的 浓 缩 液 A l2 O 3吸 附 ,2 0 ℃ 以 下
丙 酮 ,水 (8 0 % )
丙 酮 5 ~ 6倍
(4 0 0 0 u /m l)
25
活性炭为吸附剂
洗脱剂从极性高的开始逐渐降低极性。
次序：水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿。
[提取制霉菌素]
菌丝——————→
制霉菌素 [板框过滤] ↗
常用洗脱剂排序（极性增大）： 石油醚<甲苯< 乙醚<氯仿< 乙酸乙酯< 丙酮< 乙醇< 甲醇 <水 <乙酸
24
氧化铝或硅胶为吸附剂
洗脱剂从极性低的开始逐渐增加极性。
次序：石油醚、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、 丙 酮、乙醇、甲醇、水 、乙酸。
[层 析 ]
[洗 脱 ]
[ 冷 冻 结 晶 ]
维 生 素 B 1 2— — — — — — → 吸 附 柱 层 析 — — — — → 洗 脱 液 — — — — — → 维 生 素 B 1 2结 晶
41
头孢菌素C
42
思考题
1、盐析法与有机溶剂沉淀法比较，其优点是
（）
A.分辨率高 B.变性作用小 C.杂质易除 D.沉淀易分离
生物技术制药——第六章 酶工程制药
2、酶的提取
3、酶的分离方法
4、酶的组合分离纯化策略
5、酶的浓缩、干燥与结晶
一、酶的分离纯化技术路线
细胞破碎 动物、植物或微生物细胞 发酵液
酶提取
酶分离纯化
酶浓缩
酶贮存 离心分离，过滤分离，沉淀分 离，层析分离，电泳分离，萃 取分离，结晶分离等。
25
二、酶的提取
JY92-II D超声波
化学合成：固相合成多肽技术
早期酶的生产多以动植物为主要原料
植物提供的酶主要有： 蛋白酶、淀粉酶、氧化酶等。
动物组织提供的酶主要有：
胰蛋白酶、脂肪酶和用于奶酪生产的
凝乳酶等。
不适合大规模生产：动植物来源有限、生
产周期长，以及地理、气候和季节影响。
目前工业生产一般都以微生物为主要来源
酶活力的变化来诊断某些疾病，二是利用酶来测
定体内某些物质的含量，从而诊断某些疾病。
15
(1)根据体内酶活力的变化诊断疾病:
一般健康人体内所含有的某些酶的量是恒定在
某一范围的。当人们患上某些疾病时，则由于 组织、细胞受到损伤或者代谢异常而引起体内 的某种或某些酶的活力发生相应的变化。故此， 可以根据体内某些酶的活力变化情况，而诊断
和Schleith采用聚氨基苯乙烯树脂为载体，经重氮化法活化后， 分别与羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核酸核糖酶等结合，制成固 定化酶。 郎首次应用固定化氨基酰化酶从混合氨基酸中大规模生产L-氨基 酸，实现了酶应用史上的一大变革，开辟了固定化酶工业化应用 的新纪元。这时人们已经预感到了固定化酶以后可以在现代酶工 程以及整个生物工程中占有的重要作用, 它在应用上和理论上的 巨大潜力吸引了生物化学、微生物学、医学、化学工程和高分子 等领域的科研机构及企业科技部门研究人员的注意力。
生物制药PPT演示幻灯片
12
转移因子胶囊
• 【药品名称】转移因子胶囊
【英文名】Transfer Factor Capsules
【汉语拼音】Zhuanyiyinzi Jiaonang
【主要成分】
本品主要成份为以健康猪脾脏中提取的多肽、氨基酸和多核苷酸等。
【性状】本品内容物为类白色粉未。
【药理毒理】
免疫调节药。本品可增强或抑制体液免疫和细胞免疫功能。
• 临床用于某些抗生素难以控制的病毒性或酶菌性细胞内感 染的免疫缺陷的病人，如细菌性或霉菌性感染、病毒性带 状疱疹、乙肝、麻疹、流行性腮腺炎。对恶性肿瘤可作为 辅助治疗剂。
3
TF的发现历程与热点研究
• 1949年 Lawrence首 次 发 现 结 核菌素阳性供者的活淋巴 细胞能使皮试阴性受者转变为皮试阳性。
在免疫抑制个体中发挥作用; 用于食用动物不应有
毒素残留; 能有效影响免疫反应质量( 型的控制、
局部免疫以及细胞类型的控制) ; 稳定; 廉价且容
易生产。当今在生物制品对免疫增强剂的研究方
面, 增强细胞免疫的佐剂是研究热点, 其中又以微
量、高效、无残留特性的生物活性免疫因子最受
关注。
10
• 转移因子口服液
【适应症】
临床可用于辅助治疗某些抗生素难以控制的病毒性或霉菌性细胞内感染(如带状疱疹，
流行性乙型脑炎，白色念珠菌感染，病毒性心肌炎等)；对恶性肿瘤可作为辅助治疗剂；
免疫缺陷病(如湿疹，血小板减少，多次感染综合征及慢性皮肤粘膜真菌病有一定的疗
效)。
【用法用量】口服，推荐3～6mg/次，2～3次/日。
【不良反应】尚未见有关不良反应报导。
通 用 名：转移因子口服溶液 汉语拼音： Zhuanyiyinzi
转移因子胶囊
• 【药品名称】转移因子胶囊
【英文名】Transfer Factor Capsules
【汉语拼音】Zhuanyiyinzi Jiaonang
【主要成分】
本品主要成份为以健康猪脾脏中提取的多肽、氨基酸和多核苷酸等。
【性状】本品内容物为类白色粉未。
【药理毒理】
免疫调节药。本品可增强或抑制体液免疫和细胞免疫功能。
• 临床用于某些抗生素难以控制的病毒性或酶菌性细胞内感 染的免疫缺陷的病人，如细菌性或霉菌性感染、病毒性带 状疱疹、乙肝、麻疹、流行性腮腺炎。对恶性肿瘤可作为 辅助治疗剂。
3
TF的发现历程与热点研究
• 1949年 Lawrence首 次 发 现 结 核菌素阳性供者的活淋巴 细胞能使皮试阴性受者转变为皮试阳性。
在免疫抑制个体中发挥作用; 用于食用动物不应有
毒素残留; 能有效影响免疫反应质量( 型的控制、
局部免疫以及细胞类型的控制) ; 稳定; 廉价且容
易生产。当今在生物制品对免疫增强剂的研究方
面, 增强细胞免疫的佐剂是研究热点, 其中又以微
量、高效、无残留特性的生物活性免疫因子最受
关注。
10
• 转移因子口服液
【适应症】
临床可用于辅助治疗某些抗生素难以控制的病毒性或霉菌性细胞内感染(如带状疱疹，
流行性乙型脑炎，白色念珠菌感染，病毒性心肌炎等)；对恶性肿瘤可作为辅助治疗剂；
免疫缺陷病(如湿疹，血小板减少，多次感染综合征及慢性皮肤粘膜真菌病有一定的疗
效)。
【用法用量】口服，推荐3～6mg/次，2～3次/日。
【不良反应】尚未见有关不良反应报导。
通 用 名：转移因子口服溶液 汉语拼音： Zhuanyiyinzi
绪论生物制药PPT课件
生物药物是指利用生物体、生物组织或其成分，
综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、
物理化学和药学的原理与方法进行加工、制造而
成的一大类预防、诊断、治疗疾病的制品。
广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等 生物体中制取的以及运用现代生物技术产生的 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。
生物药物的分类
• 酶类药物 （1）助消化的酶类
如胃蛋白酶、胰酶、纤维素酶、麦芽淀粉酶等
（2）消炎酶
如溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、胶原蛋白酶等
（3）心血管疾病的治疗酶
（4）抗肿瘤类
（5）其他酶类
如弹性蛋白酶、激肽释放酶、尿激酶、纤溶酶 等 L-门冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、蛋氨酸酶等
SOD、PEG-腺苷脱氨酶、DNA酶和RNA酶、细胞色素C
II. 天然活性物质，即生物技术药物的来源是 细菌、酵母、昆虫、植物和哺乳动物细胞 等各种生物内的特征细胞产物。
广义生物技术药物
• 从血液中提取的多克隆抗体、凝血因子； • 用微生物发酵生产的抗生素如青霉素； • 用生物技术生产的人用兽用疫苗如流感疫苗、 甲肝疫苗等； • 从动物、植物、微生物或海洋生物中提取的活 性物质，如从猪胰中提取的胰岛素，从红豆杉 中提取的紫杉醇等。
生物药物的特性
1、药理学特性
（1）治疗的针对性强、疗效高
（2）营养价值高、毒副作用小
（3）免疫性副作用常有发生
生物药物的特性
2、原料的生物学特性
（1）原料中有效成分含量低，杂质多 （2）原料的多样性 （3）原料的易腐败性
生物药物的特性
3、生产制备的特殊性 4、检验的特殊性
5、剂型要求的特殊性
生物药物的分类
生物制药医学宣教培训课件
生物制药医学宣教
25
抗体体内生成的理论
抗原刺激前，机体具有抗体初级库 抗原刺激后，抗体生成的细胞群体被选择，并发
生克隆性增殖。 在抗原的反复刺激下，抗体的V区发生高频率突
变，产生高亲和力抗体的细胞被选择，抗体进行 类别转换，最终抗体成熟。
类别转换(仅在C区发生DNA水 平上的改变，导致抗体的类别 发生改变，C区决定五种基本 类别，
生物制药医学宣教
8
生物制药医学宣教
9
① 骨髓干细胞 ② B前体细胞在 骨髓中成熟释放 ③ 成熟B细胞 释放于淋巴系统 ④ 激活B细胞 ⑤ 分化成浆细 胞，分泌抗体 或记忆B细胞， 形成免疫记忆
B细胞
生物制药医学宣教
10
T淋巴细胞
① 骨髓干细胞（类囊器官)
② T前体细胞进入胸腺，
③ 成熟T细胞 释放于淋巴系统
要素： B 细胞 产生，
免疫功能（与抗原结合）
球蛋白
生物制药医学宣教
4
（2） 抗体的细胞学基础
免疫：系指机体对感染有抵抗能 力，而不患疾病或传染病。
组织和器官 免疫系统 细胞
活性分子
免疫反应
免疫学是研究免疫系统的结构 与功能，理解其对机体有益的 防卫功能和有害的病理作用及 其机制，以发展有效的免疫学 措施，实现防病、治病的目的。
12
Tc
人T淋巴细胞攻击母细胞瘤细胞
生物制药医学宣教
13
T辅助细胞介导B细 胞的激活
生物制药医学宣教
14
其它免疫细胞
巨噬细胞的吞噬作用
生物制药医学宣教
15
中性粒细胞、血小板等
生物制药医学宣教
16
3、免疫因子：主要包括膜表面免疫因子和体液免 疫因子。
第六章膜分离技术
运转，或利用供给液本身间歇地冲洗膜模件内部，并利用 其产生的剪切力来洗涤膜面附着层。 正向清洗：采用清液，通过加大流速循环洗涤 反向清洗：采用空气、透过液或清洗剂进行反向冲洗。
• 化学清洗过程: 用化学药剂，对膜组件进行浸泡，并应用物理清洗的
方法循环清洗，达到清除膜上污染物的目的。主要利用化 学药剂的溶解、氧化、渗透等作用来达到清洗的目的。
程中的常见问题，能根据不同的分离体系进行膜 选择，能对膜进行常规处理及维护。
第一节 膜及其应用
膜的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ义 在一种流体相间有一薄层凝聚相物质，把流
体相分隔开两部分，这一薄层物质称为膜。 膜分离技术
用半透膜作为选择障碍层，利用膜的选择性 （孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推 动力，允许某些组分透过而保留混合物中其它组 分，从而达到分离目的的技术。
2.能耗低、可低温操作 无相态变化，特别适用于稀料液及热敏性料液浓缩。
3.不需添加化学试剂 物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染。
4.设备可封闭运行、可间歇或连续运行、易操作维护、易放 大、占地小、易实现自控、配套设备少
6.考虑选用膜技术的导则
不宜采用膜技术的分离过程
具有相似分子量的化合物的分离 高渗透压料液的高倍浓缩
1.反渗透基本原理
• 半透膜：一种只能透过容剂而不能透过溶质的膜。 • 渗透：把溶剂和溶液分别置于膜两侧，纯溶剂透
过半透膜自发向溶液（或从低浓度到高浓度）一 侧流动。 • 渗透压：渗透过程进行到溶液的液面便产生一压 头H，以抵消溶剂向溶液方向流动的趋势。 • 反渗透：在溶液的液面上，再施加一个大于的压 力P时，溶剂将于原来的渗透方向相反，开始从溶 液相溶剂一侧流动。
组件的进出料示意图多通道组件组件外壳渗透液原料液渗透液渗透液垫圈管式膜结构图保留体积小操作费用低的压力降液流稳定比较成熟投资费用大大的固含量会堵塞迕料液通道拆卸比清洁管道更费时间螺旋卷设备投资低操作费用也低单位体积中所含过滤面积大换新膜容易料液需经预处理压力降大易污染难清洗液流丌易控制易清洗单根管子容易调换对液流易控制无机组件可在高温下用有机溶剂迕行操作并可用化学试剂来消毒高的设备投资和操作费用保留体积大单位体积中所含有过滤面积较小压力降大中空纤保留体积小单位体积中所含过滤面积大可以逆流操作压力较低设备投资低料液需要预处理单根纤维管损坏时需调换整个组件丌够成三膜在生物制药中的应用1
• 化学清洗过程: 用化学药剂，对膜组件进行浸泡，并应用物理清洗的
方法循环清洗，达到清除膜上污染物的目的。主要利用化 学药剂的溶解、氧化、渗透等作用来达到清洗的目的。
程中的常见问题，能根据不同的分离体系进行膜 选择，能对膜进行常规处理及维护。
第一节 膜及其应用
膜的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ义 在一种流体相间有一薄层凝聚相物质，把流
体相分隔开两部分，这一薄层物质称为膜。 膜分离技术
用半透膜作为选择障碍层，利用膜的选择性 （孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推 动力，允许某些组分透过而保留混合物中其它组 分，从而达到分离目的的技术。
2.能耗低、可低温操作 无相态变化，特别适用于稀料液及热敏性料液浓缩。
3.不需添加化学试剂 物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染。
4.设备可封闭运行、可间歇或连续运行、易操作维护、易放 大、占地小、易实现自控、配套设备少
6.考虑选用膜技术的导则
不宜采用膜技术的分离过程
具有相似分子量的化合物的分离 高渗透压料液的高倍浓缩
1.反渗透基本原理
• 半透膜：一种只能透过容剂而不能透过溶质的膜。 • 渗透：把溶剂和溶液分别置于膜两侧，纯溶剂透
过半透膜自发向溶液（或从低浓度到高浓度）一 侧流动。 • 渗透压：渗透过程进行到溶液的液面便产生一压 头H，以抵消溶剂向溶液方向流动的趋势。 • 反渗透：在溶液的液面上，再施加一个大于的压 力P时，溶剂将于原来的渗透方向相反，开始从溶 液相溶剂一侧流动。
组件的进出料示意图多通道组件组件外壳渗透液原料液渗透液渗透液垫圈管式膜结构图保留体积小操作费用低的压力降液流稳定比较成熟投资费用大大的固含量会堵塞迕料液通道拆卸比清洁管道更费时间螺旋卷设备投资低操作费用也低单位体积中所含过滤面积大换新膜容易料液需经预处理压力降大易污染难清洗液流丌易控制易清洗单根管子容易调换对液流易控制无机组件可在高温下用有机溶剂迕行操作并可用化学试剂来消毒高的设备投资和操作费用保留体积大单位体积中所含有过滤面积较小压力降大中空纤保留体积小单位体积中所含过滤面积大可以逆流操作压力较低设备投资低料液需要预处理单根纤维管损坏时需调换整个组件丌够成三膜在生物制药中的应用1
生物技术制药第6章
40年代末至50年代， 40年代末至50年代，确定了腺嘌呤和生长 年代末至50年代 素的比例是控制芽和根形成的主要条件之 比例高时产生芽，比例低时生成根。 一，比例高时产生芽，比例低时生成根。 60年代初 分离出植物的原生质， 年代初， 60年代初，分离出植物的原生质，开发了 化学成分完备的生长培养基。 化学成分完备的生长培养基。 60至70年代中叶 年代中叶， 60至70年代中叶，开发培养基和研究培养 方法。 方法。 75-85年优化细胞生长和次级代谢产物形 75-85 年优化细胞生长和次级代谢产物形 成的研究。 成的研究。 90年代红豆杉细胞培养生产抗癌新药紫杉 90年代红豆杉细胞培养生产抗癌新药紫杉 醇。
1、无机盐
有大量元素和微量元素，30毫克每升为界限 毫克每升为界限， 有大量元素和微量元素，30毫克每升为界限， 大量有氮、 大量有氮、硫、磷、钾、镁、钙、氯、钠。 微量有铁、 微量有铁、锰、碘、钼、铜、锌。磷的消耗 很快，但机体自身可产生磷可满足需要，氮 很快，但机体自身可产生磷可满足需要， 常以铵盐或硝酸盐形式提供。 常以铵盐或硝酸盐形式提供。钾、镁、钙、 离子对细胞代谢必不可少镁离子参与多种辅 酶和激活子的合成；钾离子、 酶和激活子的合成；钾离子、钙离子可抑制 某些酶的活性， 某些酶的活性，有时钙离子也可保持某些酶 的活性或稳定性。微量元素的作用是参与辅 的活性或稳定性。 酶的形成，并可诱导酶的合成。 酶的形成，并可诱导酶的合成。
二、植物细胞培养的发展简史
19世纪上半叶， 提出了细胞学说， 20世 19 世纪上半叶， 提出了细胞学说 ， 20 世 世纪上半叶 纪初叶， 纪初叶 ， 德国著名植物学家依据细胞理 论 ， 首次提出了高等植物的器官和组织 可以不断分割， 直至单个细胞。 20世纪 可以不断分割， 直至单个细胞 。 20世纪 20年代初至 30年代 年代初至30 年代， 20 年代初至 30 年代 ， 胚胎培养和器官培 养取得了一些成果。 养取得了一些成果。 30年代末至 40年代 年代末至40 年代， 30 年代末至 40 年代 ， 植物细胞器官与营 养需求之间的关系。 养需求之间的关系。
现代生物制药技术ppt课件
本身不能直接灭活病毒，而是细胞在干扰素作用后产生 出多种抗病毒蛋白，从而阻断病毒的繁殖。
精选ppt
24
分为a b t三型
基本特性包括种属特异性、作用广谱性和选择 性、相对无害性和特殊稳定性。
抗细胞内侵害微生物活性；抗细胞分裂活性； 调节免疫功能活性。
用于治疗恶性肿瘤和病毒性疾病
4 白细胞介素
白细胞介素是由白细胞或其他体细胞产生的又 在白细胞间起调节作用和介导作用的因子，是 一类重要的免疫调节剂。
双重旋转对称排列 回文结构 即正读与反读都相同
（3）各种限制酶的切割类型是各式各样的，切后形成各种 粘性末端或平整末端
精选ppt
30
错位切断DNA ---Cohesive ends Flush ends 识别序列不同的限制酶，切割后有可能产生相同的粘性末端。
同切口限制酶或同裂酶
在连接酶的作用下，可以得到嵌合DNA ，称为异源二聚体。 来源不同的限制酶，其识别序列可以相同，但其切点位置可不 同或相同。
约10万个gene 30亿对碱基
精选ppt
17
三 基因治疗
基因治疗从基因角度可以理解为将外来的基因 导入细胞，用正常的基因置换病源基因或补充缺 失的基因，从而达到治疗的效果。
基因治疗的疾病有三类：
致死性遗传性疾病
用过去的治疗法很难根治的癌症
爱滋病等后天性疾病
RNA 病毒可望用RNA 酶消灭 图1-4为用核酸酶（RNA 酶）
8 组织型纤溶酶原激活剂
tPA是一种丝氨酸蛋白酶，能激活纤溶酶原生成纤熔酶，纤溶
精选ppt
27
酶水解血凝块中的纤维蛋白网，导致血栓溶解。 主要用于治疗血栓性疾病
9 心钠素
较强的利钠、利尿、扩张血管和降低血压 治疗充血性心脏衰竭、高血压、肾功能衰竭、水肿、气喘
精选ppt
24
分为a b t三型
基本特性包括种属特异性、作用广谱性和选择 性、相对无害性和特殊稳定性。
抗细胞内侵害微生物活性；抗细胞分裂活性； 调节免疫功能活性。
用于治疗恶性肿瘤和病毒性疾病
4 白细胞介素
白细胞介素是由白细胞或其他体细胞产生的又 在白细胞间起调节作用和介导作用的因子，是 一类重要的免疫调节剂。
双重旋转对称排列 回文结构 即正读与反读都相同
（3）各种限制酶的切割类型是各式各样的，切后形成各种 粘性末端或平整末端
精选ppt
30
错位切断DNA ---Cohesive ends Flush ends 识别序列不同的限制酶，切割后有可能产生相同的粘性末端。
同切口限制酶或同裂酶
在连接酶的作用下，可以得到嵌合DNA ，称为异源二聚体。 来源不同的限制酶，其识别序列可以相同，但其切点位置可不 同或相同。
约10万个gene 30亿对碱基
精选ppt
17
三 基因治疗
基因治疗从基因角度可以理解为将外来的基因 导入细胞，用正常的基因置换病源基因或补充缺 失的基因，从而达到治疗的效果。
基因治疗的疾病有三类：
致死性遗传性疾病
用过去的治疗法很难根治的癌症
爱滋病等后天性疾病
RNA 病毒可望用RNA 酶消灭 图1-4为用核酸酶（RNA 酶）
8 组织型纤溶酶原激活剂
tPA是一种丝氨酸蛋白酶，能激活纤溶酶原生成纤熔酶，纤溶
精选ppt
27
酶水解血凝块中的纤维蛋白网，导致血栓溶解。 主要用于治疗血栓性疾病
9 心钠素
较强的利钠、利尿、扩张血管和降低血压 治疗充血性心脏衰竭、高血压、肾功能衰竭、水肿、气喘
生物制药PPT课件
探讨如何加强生物制药领域的创新与合作
加强创新
为了推动生物制药领域的持续发展，需要不断加强创新。这包括加强基础研究、鼓励跨 界合作、培养高素质人才等方面。同时，还需要加强知识产权保护，激发创新活力。
加强合作
生物制药是一个高度交叉的领域，需要不同领域和专业之间的合作。因此，加强合作是 推动生物制药发展的重要途径。这包括加强国际合作、促进产学研一体化、建立公共服 务平台等方面。通过合作，可以共享资源、降低成本、提高效率，推动生物制药领域的
分析生物制药的未来发展方向与趋势
生物制药的未来发展方向
随着人类对疾病的认知不断深入，未来生物制药的发展方向将更加多元化。一方面，基于基因和细胞的治疗方法 将更加成熟和普及；另一方面，免疫疗法、微生物组疗法等新兴领域也将得到更广泛的应用和发展。
生物制药的趋势
未来生物制药的发展将更加注重个性化治疗和精准医疗。随着基因测序等技术的进步，人们将能够更加准确地诊 断和治疗疾病，同时也能够更好地预测和预防疾病的发生。此外，随着人工智能等新技术的应用，生物制药的研 发和生产过程也将更加智能化和高效化。
快速发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
利用生物制药技术可以开发出针对动物疫病的疫 苗，有效预防和控制动物疫情的传播。
生物药物在工业领域的应用
生物催化
利用酶作为催化剂，可以实现高 效、环保的化工生产过程，降低
能耗和减少废弃物排放。
生物材料
利用生物技术可以开发出具有优良 性能的生物材料，如可降解塑料、 生物纤维等，替代传统石化材料。
生物能源
基因工程制药技术的缺点在于其生产 过程较为复杂，需要高度专业化的设 备和技能，同时还需要考虑伦理和安 全等问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六章 核酸类药物
本章主要内容 核酸类物质的分离提取及其发酵生产 主要核酸类药物的生产工艺
本章要求 （1）掌握酶解法制备核苷酸的方法 （2）掌握发酵法生产肌苷酸的基本方法； （3）了解叠氮胸苷、阿糖腺苷等的生产方法； （4）了解核酸类药物的分类以及主要临床用途
第一节 核酸类物质的分离提取及其发 酵生产
对菌种的要求：
1）使用腺嘌呤缺陷型菌株（解除腺嘌呤衍生物的反馈 抑制）
2）菌体自身的5’－核苷酸降解酶活力低
3 ） 选 用 Mn2+ 不 敏 感 性 变 异 株 （ 培 养 基 中 添 加 限 量 Mn2+，以增加细胞膜的通透性，使肌苷酸在胞外大量合 成）
（三）半合成法制备核苷酸
工业生产的呈味核苷酸约有40-50％是由半合成法而制得
半合成法制备核苷酸的基本路线：
发酵法生产核苷提取、精制 磷酸化 5′-核苷酸 发酵
磷酸化反应，2h
肌苷 ＋ 氯化氧磷 磷酸三乙酯，水
5′-IMP(产率91％）
三、核苷的制备 化学法 发酵法
（－）RNA化学水解法制备核苷 1．核苷生产工艺流程（图14·8）
1.水解
（鸟苷＋腺苷＋尿苷＋胞苷）＋磷酸
酶-化学合成法制备阿糖尿苷工艺路线
氧氯化磷
氧 桥 化
二甲基甲酰胺 合物（水解）
化学催化
（原料1）
原料2
酶催化
酶催化
（三）作用与用途 作用：广谱DNA病毒抑制剂，对单纯疱疹Ⅰ、Ⅱ型， 带状疱疹，巨细，牛痘等DNA病毒，在体内外都有明 显抑制作用 用途：治疗单纯疱疹脑炎最好的抗病毒药物。
三、三氮唑核苷（熟悉） （一）结构与性质
‘
2 、 酶 解 法 制 备 5 － 单 核 苷 酸
CCMMPP
CMCPMP
3、双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸（I＋G） I+G：呈味核苷酸
4．菌体自溶法生产核苷酸
原理：磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的RNA可产生 5′-核苷酸。
（1）谷氨酸产生菌体自溶法生产5‘-核苷酸工艺流程：
5．碱水解法生产2＇，3＇-混合核苷酸
2.诱变育种
（3）用工业废水培养高含量RNA酵母
菌体在味精废水中（ 还原糖0.7％ 总糖 1.2％ 总氮
0.2％ 总磷0.5％ 无机盐 0.1％-0.2％ ）驯化培养，发
酵24小时，RNA含量8％-10％
（4）RNA提取实例
100g压 榨啤酒 酵母
碱解
230ml1.3%NaOH 20 ℃,30min
（一）酶解法及碱水解法制备核苷酸
.
1
酶
解
法
制
备
脱
桔青霉产生核酸酶P1
氧
核
苷
酸
核酸酶P1 －－－酶法生产5‘核苷酸的主要工业用酶 来源：桔青霉(Penicillium citrinum)发酵
催化特性： 1）水解单链RNA和DNA中的3’----5’磷酸二酯键 （磷酸二酯酶活力强） 2）水解单核苷酸和寡核苷酸中的3’-磷酸单酯键
（腺苷＋尿苷＋胞苷）
（阳离子交换）
2.离子交换分离
3.浓缩
阴离子交换
4.结晶
阴离子交换
图14.8 RNA经甲酰胺化学水解制备核苷生产工艺流程图
（二）发酵法生产核苷 规模： 千吨/年 优点：产量大，周期短，易控制。 产核苷菌株的共同特点： ①选用磷酸单酯酶活力强的枯草芽孢杆菌或短小芽抱杆
菌的诱变出发菌株； ② 用物理或化学法筛选出诱变菌 ③发酵培养时必须提供限量的生长因素，并且好氧，在
（二）生产工艺 以胸苷为起始原料进行化学合成
叠氮胸苷的合成工艺路线
工艺特点：原料来源少，合成路线复杂，成本高。
起始原料胸苷的制备方法： ① DNA水解法 （主要方法）
2′-脱氧鸟苷
② 2′-脱氧胞苷
2＇-脱氧腺苷
大肠杆菌磷酸化酶
+ 胸腺嘧啶
胸苷
鸟苷 ＋ 胸腺嘧啶
嘌呤核苷磷酸化酶 嘧啶核苷磷酸化酶
5′-甲基尿苷
化 学 法
胸苷
二、阿糖腺苷Adenine arabinoside （一）结构与性质
化学名：9-β-D-阿拉伯呋喃糖腺嘌呤，或称腺嘌呤阿拉 伯糖苷。 已有合成方法： 发酵法 酶转化法
阿糖脲苷
尿嘧啶磷酸化酶
阿糖腺苷
嘌呤核苷磷酸化酶
（二）生产工艺 1、酶-化学合成法
原料：尿苷 过程：氧氯化磷和二甲基甲酰胺反应、水解反应、酶 法转化。
一、核酸（DNA与RNA)的提取与制备 （了解） 1、工业用RNA的提取 （1）RNA及其工业来源
酵母菌主要生长在偏酸性的潮湿的含 物理诱变：射线糖、环离境子中束，、例微如波，、在超水声果波、蔬菜、蜜 化学 诱变：硫酸饯二的乙内酯部（和D表FS面）以亚及硝在基果胍园土壤中最
（2）高RNA（生含N物T量诱G酵变）：母等病菌原株微的生筛物诱选变，为转常基见因。诱变 1.从自然界筛选
第二节 核酸类药物
核酸类药物的分类： 第一类：天然核酸类物质 （与代谢障碍疾病有关） 第二类：自然结构碱基、核苷、核苷酸结构的类似物或 聚合物 （抗病毒、肿瘤、艾滋病药物，产生干扰素、免疫抑制）
一、叠氮胸苷（Azidothymidine，AZT） （一）结构与性质
AZT是1987美国FDA批准的治疗艾滋病药
某一特定的范围内累积大量核苷。
1．发酵法生产肌苷 菌种：枯草杆菌
保藏斜面菌种 32 ℃活化,20h
32 ℃,15h
生产斜面种
一级种子液 1 %接种量32 ℃,8h 二级种子液 1 0%接种量
1.2L 发酵罐
过滤，除菌体
阳离子交换树脂
发酵液
发酵清液
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
洗脱液
活性炭吸附
减压浓缩、冷冻结晶
洗脱液
肌苷粗品
其它产肌苷菌种：产氨短杆菌
RNA水溶液 3％～3.5% 中和
6mol／L盐酸
碱解
保温
0.3mol/lNaoH 38℃，16-20h
2′，3‘-核苷酸
水解液
2’,3’环状磷酸酯
RNA
分解
注意：酶法降解RNA得到的是5’－核苷酸 碱水解法降解RNA生产2’，3’混合核苷酸
（二）发酵法生产核苷酸
1．发酵法生产肌苷酸（IMP）
菌种：产氨短杆菌
碱解液
中和，离心
6mol/L HCL，
pH7,15min
沉淀
清液
10 ℃， Ph2.5
6mol/L HCL
离心 置冷过夜
1.8g RNA （纯度80％）
粗品DNA
蒸馏水，5％SDS 离心
清液
搅拌1h
5000r/pm
沉淀
DNA沉淀
NaCL，95％冷乙醇
洗涤、真空干燥
活性DNA
乙醇、丙酮
二、核苷酸的制备方法（熟悉） 水解法（DNA或RNA经酶或碱水解） 发酵法 半合成法
本章主要内容 核酸类物质的分离提取及其发酵生产 主要核酸类药物的生产工艺
本章要求 （1）掌握酶解法制备核苷酸的方法 （2）掌握发酵法生产肌苷酸的基本方法； （3）了解叠氮胸苷、阿糖腺苷等的生产方法； （4）了解核酸类药物的分类以及主要临床用途
第一节 核酸类物质的分离提取及其发 酵生产
对菌种的要求：
1）使用腺嘌呤缺陷型菌株（解除腺嘌呤衍生物的反馈 抑制）
2）菌体自身的5’－核苷酸降解酶活力低
3 ） 选 用 Mn2+ 不 敏 感 性 变 异 株 （ 培 养 基 中 添 加 限 量 Mn2+，以增加细胞膜的通透性，使肌苷酸在胞外大量合 成）
（三）半合成法制备核苷酸
工业生产的呈味核苷酸约有40-50％是由半合成法而制得
半合成法制备核苷酸的基本路线：
发酵法生产核苷提取、精制 磷酸化 5′-核苷酸 发酵
磷酸化反应，2h
肌苷 ＋ 氯化氧磷 磷酸三乙酯，水
5′-IMP(产率91％）
三、核苷的制备 化学法 发酵法
（－）RNA化学水解法制备核苷 1．核苷生产工艺流程（图14·8）
1.水解
（鸟苷＋腺苷＋尿苷＋胞苷）＋磷酸
酶-化学合成法制备阿糖尿苷工艺路线
氧氯化磷
氧 桥 化
二甲基甲酰胺 合物（水解）
化学催化
（原料1）
原料2
酶催化
酶催化
（三）作用与用途 作用：广谱DNA病毒抑制剂，对单纯疱疹Ⅰ、Ⅱ型， 带状疱疹，巨细，牛痘等DNA病毒，在体内外都有明 显抑制作用 用途：治疗单纯疱疹脑炎最好的抗病毒药物。
三、三氮唑核苷（熟悉） （一）结构与性质
‘
2 、 酶 解 法 制 备 5 － 单 核 苷 酸
CCMMPP
CMCPMP
3、双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸（I＋G） I+G：呈味核苷酸
4．菌体自溶法生产核苷酸
原理：磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的RNA可产生 5′-核苷酸。
（1）谷氨酸产生菌体自溶法生产5‘-核苷酸工艺流程：
5．碱水解法生产2＇，3＇-混合核苷酸
2.诱变育种
（3）用工业废水培养高含量RNA酵母
菌体在味精废水中（ 还原糖0.7％ 总糖 1.2％ 总氮
0.2％ 总磷0.5％ 无机盐 0.1％-0.2％ ）驯化培养，发
酵24小时，RNA含量8％-10％
（4）RNA提取实例
100g压 榨啤酒 酵母
碱解
230ml1.3%NaOH 20 ℃,30min
（一）酶解法及碱水解法制备核苷酸
.
1
酶
解
法
制
备
脱
桔青霉产生核酸酶P1
氧
核
苷
酸
核酸酶P1 －－－酶法生产5‘核苷酸的主要工业用酶 来源：桔青霉(Penicillium citrinum)发酵
催化特性： 1）水解单链RNA和DNA中的3’----5’磷酸二酯键 （磷酸二酯酶活力强） 2）水解单核苷酸和寡核苷酸中的3’-磷酸单酯键
（腺苷＋尿苷＋胞苷）
（阳离子交换）
2.离子交换分离
3.浓缩
阴离子交换
4.结晶
阴离子交换
图14.8 RNA经甲酰胺化学水解制备核苷生产工艺流程图
（二）发酵法生产核苷 规模： 千吨/年 优点：产量大，周期短，易控制。 产核苷菌株的共同特点： ①选用磷酸单酯酶活力强的枯草芽孢杆菌或短小芽抱杆
菌的诱变出发菌株； ② 用物理或化学法筛选出诱变菌 ③发酵培养时必须提供限量的生长因素，并且好氧，在
（二）生产工艺 以胸苷为起始原料进行化学合成
叠氮胸苷的合成工艺路线
工艺特点：原料来源少，合成路线复杂，成本高。
起始原料胸苷的制备方法： ① DNA水解法 （主要方法）
2′-脱氧鸟苷
② 2′-脱氧胞苷
2＇-脱氧腺苷
大肠杆菌磷酸化酶
+ 胸腺嘧啶
胸苷
鸟苷 ＋ 胸腺嘧啶
嘌呤核苷磷酸化酶 嘧啶核苷磷酸化酶
5′-甲基尿苷
化 学 法
胸苷
二、阿糖腺苷Adenine arabinoside （一）结构与性质
化学名：9-β-D-阿拉伯呋喃糖腺嘌呤，或称腺嘌呤阿拉 伯糖苷。 已有合成方法： 发酵法 酶转化法
阿糖脲苷
尿嘧啶磷酸化酶
阿糖腺苷
嘌呤核苷磷酸化酶
（二）生产工艺 1、酶-化学合成法
原料：尿苷 过程：氧氯化磷和二甲基甲酰胺反应、水解反应、酶 法转化。
一、核酸（DNA与RNA)的提取与制备 （了解） 1、工业用RNA的提取 （1）RNA及其工业来源
酵母菌主要生长在偏酸性的潮湿的含 物理诱变：射线糖、环离境子中束，、例微如波，、在超水声果波、蔬菜、蜜 化学 诱变：硫酸饯二的乙内酯部（和D表FS面）以亚及硝在基果胍园土壤中最
（2）高RNA（生含N物T量诱G酵变）：母等病菌原株微的生筛物诱选变，为转常基见因。诱变 1.从自然界筛选
第二节 核酸类药物
核酸类药物的分类： 第一类：天然核酸类物质 （与代谢障碍疾病有关） 第二类：自然结构碱基、核苷、核苷酸结构的类似物或 聚合物 （抗病毒、肿瘤、艾滋病药物，产生干扰素、免疫抑制）
一、叠氮胸苷（Azidothymidine，AZT） （一）结构与性质
AZT是1987美国FDA批准的治疗艾滋病药
某一特定的范围内累积大量核苷。
1．发酵法生产肌苷 菌种：枯草杆菌
保藏斜面菌种 32 ℃活化,20h
32 ℃,15h
生产斜面种
一级种子液 1 %接种量32 ℃,8h 二级种子液 1 0%接种量
1.2L 发酵罐
过滤，除菌体
阳离子交换树脂
发酵液
发酵清液
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
洗脱液
活性炭吸附
减压浓缩、冷冻结晶
洗脱液
肌苷粗品
其它产肌苷菌种：产氨短杆菌
RNA水溶液 3％～3.5% 中和
6mol／L盐酸
碱解
保温
0.3mol/lNaoH 38℃，16-20h
2′，3‘-核苷酸
水解液
2’,3’环状磷酸酯
RNA
分解
注意：酶法降解RNA得到的是5’－核苷酸 碱水解法降解RNA生产2’，3’混合核苷酸
（二）发酵法生产核苷酸
1．发酵法生产肌苷酸（IMP）
菌种：产氨短杆菌
碱解液
中和，离心
6mol/L HCL，
pH7,15min
沉淀
清液
10 ℃， Ph2.5
6mol/L HCL
离心 置冷过夜
1.8g RNA （纯度80％）
粗品DNA
蒸馏水，5％SDS 离心
清液
搅拌1h
5000r/pm
沉淀
DNA沉淀
NaCL，95％冷乙醇
洗涤、真空干燥
活性DNA
乙醇、丙酮
二、核苷酸的制备方法（熟悉） 水解法（DNA或RNA经酶或碱水解） 发酵法 半合成法