生物制药工艺技术基础.pptx

（三）微生物来源 1.细菌 常用细菌发酵法生产乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主要有： （1）氨基酸
利用微生物酶可转化对应的α酮酸或羟基酸作用产生氨 基酸。 （2）有机酸 柠檬酸、苹果酸、乳酸 （3）糖类 利用细菌可制取葡聚糖、聚果糖、聚甘露糖、 脂多糖。 （4）核苷酸类 用细菌可生产5‘－AMP，5’－肌苷酸 （5）维生素 VB1,VB2，VB6, Vc （6）酶 淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、弹性蛋白酶
生化制药技术基础
第一节 概述
❖ 生化制药技术就是在保持原来的结构和功能的前 提下，把生物体内的生化基本物质从含有多种物 质的液相或固相中，较高纯度地分离出来。
一般从天然生物材料制作生化物质的过程大体可分为六个阶段： 1.原料的选择和预处理 2.原料的粉碎； 3.提取，即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，即粗制品经盐析、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；
2．在生物材料中，有些化合物含量很低或极微，有的只有1／l0000，甚 至更少。 “虎头蛇尾” “钓鱼法”
3．许多生物活性物质，一旦离开了生物体内环境，很易变性及被破坏
4．生化产品制备过程几乎都在溶液中进行，各种温度、pH、离子强度等 参数，对溶液中各种组成的综合影响，常常无法固定，有些实验或工艺的 设计理论性不强，常带有很大的经验成分。
5．生化制备方法最后均一性的证明与化学上纯度的概念并不完全相同
第二节 原料选择和预处理
一、生物材料的来源 （一）植物来源
从植物资源中寻找大分子有效物质 （二）动物脏器
脑（脑磷脂、肌醇磷脂、神经磷脂、神经肽等） 脑垂体（各种激素） 肺 肝脏（维生素、磷脂类、胆固醇） 脾脏（免疫器官） 胃肠及粘膜（胃蛋白酶、胶原蛋白酶、胃泌素、胃膜素、糖蛋白、核苷酸酶、 溶菌酶、胃肠道激素） 心脏（细胞色素C、辅酶Q10） 胰脏（激素、酶、多肽、核酸、多糖、氨基酸等） 血液：人血制剂、抗凝血酶Ⅲ，凝血因子Ⅷ，纤维蛋白原，免疫球蛋白、人 血浆、干扰素、白介素等。 胆汁： 其它：尿液、蛇毒、蜂毒也是重要的生物材料，尿激酶，表皮生长因子、 HCG
2.放线菌 放线菌是最重要的抗生素产生菌，已有1000多种抗生素约2/3产自放 线菌。
（1）氨基酸 发酵法 （2）核苷酸 5-脱氧肌苷酸 （3）维生素 （4) 酶 3.真菌 （1)酶 （2）有机酸 （3）氨基酸 （4）核酸及有关物质 （5）维生素 （6)促生素 （7）多糖 4.酵母菌 （1）维生素 （2）蛋白质与多肽 （3）核酸
生物活性物质在生物材料中含量较低，杂质含量很高，而且生理 活性愈高，含量愈低。
生物材料中的生化组成数量大，种类多，分离纯化比较困难。
第二节 原料选择和预处理
四、选什么样的原材料应视生产目的而定。一般要注意以下几 个方面: 1．要选择有效成分含量高的新鲜材料； 2．来源丰富易得； 3．制造工艺简单易行； 4．成本比较低； 5．经济效果要好。
则收效甚微。
1．种属
牛胰含胰岛素（isulin)单位比猪胰 高 ， 牛 为 4000 IU ／ kg 胰 脏 ， 猪 为 3000 IU／kg胰脏。抗原性则猪胰岛 素比牛胰岛素低，前者与人胰岛素相比， 只有1个氨基酸的差异，而牛有3个氨 基酸的差异。
2．发育生长阶段
幼年动物的胸腺比较发达， 老龄后逐渐萎缩，因此胸腺原料 必须采自幼龄动物。
如蛋白质原料的选择
蛋白质类生化产品的原料来源有动植 物组织和微生物等，原则是要选择富含所 需蛋白质多肽成分的、易于获得和易于提 取的无害生物材料。
对天然蛋白质生化产品，为提高其质量、 产量和降低生产成本，对原料的种属、发育 阶段、生物状态、来源、解剖部位、生物技 术产品的宿主菌或细胞都有一定的要求，了 解这些，可使分离纯化工作事半功倍，反之
（四）海洋生物 （1）海藻 （2）腔肠动物 海葵毒素 （3）节肢动物 甲壳素 （4) 软体动物 多糖、多肽、毒素 （5）棘皮动物 海星、海胆、海参 海参素抗癌 （6）鱼类 鱼油、多种激素、毒素，硫酸软骨素 （7）爬行动物 龟 滋阴养肾 抗肿瘤 （8）海洋哺乳动物 鲸鱼鱼肝油
（五）开发生物新资源 （1）生物资源的综合利用 动植物细胞的大规模培
养 （2）开发新生物资源 （3）应用基因工程技术建立工程菌或工程细胞
二、生物活性物质的存在方式 （一）生物活性物质的存在方式与其生物功能
根据生物活性物质的生物功能推断其存在部分和分布方式。生物 活性物质分为胞内与胞外两种存在部位。 （二）生物分子间的作用力
三、生物活性物质的存在特点 （一）生物材料组成的复杂性 （二）生物活性物质存在地特点
3．生物状态
动物饱食后宰杀，胰脏中的胰岛素含 量增加，对提取胰岛素有利，但胆囊收缩 素的分泌使胆汁排空，对胆汁的收集不利。 严 重 再 生 障 碍 性 贫 血 症 患 者 尿 中 的 EPO （erythropoietin,红细胞生成素）含量增 加。
4．原料来源
血管舒缓素可分别从猪胰以颚下腺来源为好，因其不含蛋白 水解酶。
5.干燥及保存；
6.成品及制剂，即半成品或原料药经精细加工制成片剂、口服液、针剂、冻 干剂等供饮用或临床应用的各种剂型。
利用生化制备技术从生物材料中获得特殊的生物活性物质， 如蛋白质、酶、激素、核酸等生化产品时，通常要注意以下 几个问题：
1．生物材料的组成成分非常复杂，而且这些化合物在分离时仍在不断的 代谢变化中。
7．对生物技术产品宿主菌或细胞的要求
选择生物技术产品的宿主受体菌或细胞也应考 虑到后处理的问题。如用大肠杆菌表达，由于其 不能将所表达的蛋白质分泌到体外，故提取时必 须破壁，增加了提取的困难，而且还可能含有毒 素类有害因子；用枯草杆菌或酵母菌作宿主菌， 虽可解决这一矛盾，但表达的蛋白质成分仍有缺 乏糖基化等翻译及修饰的缺陷；用动物细胞和昆 虫细胞表达则能比较好地解决后处理及完整表达 的问题。
5．原料解剖学部位
猪胰脏中，胰尾部分含激素较多，而胰头 部分含消化酶较多。如分别摘取则可提高各 产品的收率。
胃膜素以采取全胃粘膜为好，胃蛋白酶 (pepsin)则以采取胃底部粘膜为好，因胃底部 粘膜富含消化酶。
6.从简化提纯步骤着手
如从鸽肝中提取乙酰化酶，需将动物 饥饿后取材，可减少肝糖原，以简化纯化 步骤。