《生物制药工艺学》3预处理
《生物制药工艺学》复习题
《生物制药工艺学》复习题《生物制药工艺学》复习思考题第一章生物药物概论1、生物药物有哪几类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？2、生物药物有哪些作用特点？3、DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之。
4、术语：药物与药品，生物药物，DNA重组药物，基因药物，反义药物，核酸疫苗，RNAi, APC第二章生物制药工艺技术基础1、生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？2、简述生物活性物质分离纯化的特点和分离纯化的主要原理。
3、怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？4、诱变育种的总体流程是怎样的？选择出发菌需注意哪些事项？5、生物制药工艺中试放大的目的是什么？6、酶固定化的方法有哪些类别？术语：冷冻干燥，喷雾干燥，薄膜浓缩，自然选育，诱变育种，蛋白质工程，转基因动物，蛋白质组学，酶工程，immobilized enzyme，抗体酶，模拟酶，药物基因组学，DNA Shuffling，定向进化，甘油冷冻保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，沙土管保藏法第三章生物材料的预处理1、去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？2、去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？3、影响絮凝效果的主要因素有哪些？4、细胞破碎有哪些方法？各有什么特点？5、超声波破碎细胞的原理？术语：凝聚作用，絮凝作用，渗透压冲击法，错流过滤，超声波破壁，酶法破壁，高压匀浆法，高速珠磨法，反复冻融法，渗透压冲击法，液氮研磨法，丙酮粉第四章萃取法1、溶剂萃取法的基本原理，其特点是什么？2、溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？3、影响有机溶剂萃取的因素有哪些？萃取剂的选择需遵循哪些原则？4、使用有机溶剂萃取时，改变pH值将如何影响酸性或碱性抗生素的分配系数？5、乳化剂为何能使乳状液稳定？6、破坏乳状液的方法有哪些？7、影响乳状液类型的因素有哪些？8、双水相萃取的优缺点有哪些？影响双水相萃取的因素有哪些？超临界流体萃取有哪些特点？常用的流体为哪种？影响超临界流体萃取的因素有哪些？超临界萃取的流程主要有哪几种类型？术语：有机溶剂萃取，反萃取，双节线，多级错流萃取，多级逆流萃取，反胶束萃取，超临界流体萃取，双水相萃取，能斯特分配定律，表观分配系数，萃取因素，萃取剂，萃余液，HLB值第五章沉淀和结晶1、什么是“盐析沉淀”？盐析的基本原理？2、影响盐析效果的因素有哪些？3、影响有机溶剂沉淀的因素有哪些？4、有哪些方法可形成过饱和溶液？5、哪些因素可影响晶体的大小？6、等电点沉淀有哪些特点？如何应用？7、术语：Ks盐析，β盐析，盐析分布曲线，透析结晶法第六章吸附法1、化学吸附与物理吸附的区别？2、吸附剂及被吸附物的极性对吸附的影响如何？3、吸附剂用量及被吸附物浓度对吸附效果的影响如何？4、例举两种以上常用吸附剂的性质和用途。
生物制药工艺技术基础(3)
（6）鱼类 鱼类有20000多种，可制造多种药物。
（7）爬行动物 爬行动物多数为陆生脊椎动物。海生 的主要有海蛇、海龟等。
（8）海洋哺乳动物 用鲸鱼和海豚类的脏器和腺体已 制成多种药物。
其他海洋生物还有环节、海绵、扁形、纽形、两栖 等也都是重要生物材料。
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一、生物材料与生化活性物质
（一）生化制药的生物材料来源
供生产生化药物的生物资源主要有动物、植物、 海洋生物和微生物的组织、器官、细胞与代谢产物。 应用动、植物细胞培养与微生物发酵技术也是获得生 化制药原料的重要途径。
基因工程技术与细胞工程技术和酶工程技术更是 开发生化制药资源的新途径。
①氨基酸。
②核苷酸类。
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③维生素。利用放线菌可产生维生素B12、B族维生 素、胡萝卜素、蕃茄素及食品染料。
④酶。放线菌能产生众多品种的酶。
（3）真菌
①酶
②有机酸。
③氨基酸。
④核酸及其有关物质。
⑤维生素。
⑥促生素。⑦多糖。
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（4）酵母菌
①维生素。
②蛋白质与多肽。
③核酸。
6、开发生物新资源
2、血液、分泌物和其他代谢物
血液约占体重的6％～10％，血液中水分占80％， 干物质占20％。血液资源丰富，可用于生产药品、生 化试剂、营养食品、医用化妆品及饲料添加剂等。
尿液、胆汁、蛇毒、蜂毒等也是重要的生物材料。
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3、海洋生物
海洋生物是开发防治常见病、多发病和疑难病药 物的重要生物材料。主要有：
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(完整版)吴梧桐主编《生物制药工艺学》学习笔记
第一章生物药物概论1、生物药物的分类：（1）基因重组多肽、蛋白类治疗剂（2）基因药物（3）天然生物药物（4）合成与部分合成的药物。
DNA重组药物和基因药物的区别：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；基因药物即以基因物质（DNA或RNA）为基础，研究而成的基因治疗剂、基因疫苗、反义药物和核酶等。
2、生物药物的作用特点：药理学特性：（1）药理活性高（2）治疗的针对性强，治疗的生理、生化机制合理，疗效可靠。
（3）毒副作用较少，营养价值高。
（4）生理副作用常用发生。
理化特性：（1）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。
（2）生物活性物质组成结构复杂、稳定性差。
（3）生物材料易染菌，腐败。
（4）生物药物制剂的特殊要求。
3．DNA重组药物有：（1）细胞因子干扰素类：α-干扰素、β-干扰素、γ-干扰素（2）细胞因子白介素类和肿瘤坏死因子：白介素-2（IL-2）和突变型白介素-2（Ser125-IL-2）肿瘤坏死因子类主要有TNF-α和TNF-α受体。
（3）造血系统生长因子类：粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）、巨噬细胞粒细胞集落刺激因子（GM-CSF）、促红细胞生成素（EPO）、促血小板生成素（TPO）干细胞生长因子（SCF）（4）生长因子类：胰岛素样生长因子（IGF）、表皮生长因子（EGF）、血小板衍生生长因子（PDFD）、转化生长因子（TGF-α和TGF- β）、神经生长因子及各种神经营养因子。
（5）重组多肽与蛋白质类激素：重组人胰岛素（rhInsulin）、重组人生长激素（rhGH）、促卵胞激素（FSH）、促黄体生成素（LH）和绒毛膜促性腺激素（HCG）、重组人白蛋白和重组人血红蛋白（6）心血管病治疗剂与酶制剂：Ⅷ因子、水蛭素、tpA、rtpA、尿激酶、链激酶、葡激酶、天冬酰胺酶、超氧化歧化酶、葡萄糖脑苷酶及DNsae等（7）重组疫苗与单抗制品：重组乙肝表面抗原疫苗、乙肝基因疫苗、AIDS疫苗、流感疫苗、痢疾疫苗和肿瘤疫苗。
生物制药工艺学学习重点
4、生物药物分类及每类药物的准确范畴（1）基因工程药物: 应用基因工程和蛋白质工程技术制造的重组活性多肽、蛋白质及其修饰物。
（2）基因药物: 以基因物质（RNA或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、反义药物和核酶等（3）天然生物药物:①微生物药物：是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的初级代谢产物、次级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化产生的药物或中间体。
如：抗生素、酶抑制剂、免疫抑制剂。
②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。
（4）医学生物制品：用微生物（包括细菌、噬菌体、立克次体、病毒等）、微生物代谢产物、动物毒素、人或动物的血液或组织等加工制成的预防、治疗和诊断特定传染病或其它有关疾病的免疫制剂，主要指菌苗、疫苗、毒素、应变原与血液制品等。
1、凝聚作用和絮凝作用的原理各是什么？凝聚作用：指在某些电解质作用下，使胶体粒子的扩散双电层的排斥电位降低，破坏了胶体系统的分散状态，而使胶体粒子聚集的过程。
絮凝作用：当往胶体悬浮液中加入絮凝剂时，胶粒可强烈吸附在絮凝剂表面的功能团上，而且一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的颗粒的表面上，形成架桥联接，形成粗大的絮凝团沉淀出来，有助于过滤。
1.掌握萃取与反萃取，分配系数与分配比，萃取比和萃取率，分离因素的概念。
（1）萃取：料液与萃取剂接触后，料液中的溶质向萃取剂转移的过程（2）反萃取：将萃取液与反萃取剂（含无机酸或碱的水溶液或水）相接触，使某种被萃入有机相的溶质转入水相的过程。
（3）分配定律：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：K 称为分配系数。
《生物制药工艺学》课程教学大纲
生物制药工艺学课程教学大纲课程名称：生物制药工艺学英文名称：The technology of biological pharmacy课程编号：x3030521学时数: 32学时其中课内实验学时数：8 课外学时数：0学分数：2.0适用专业：生物工程专业一、课程简介《生物制药工艺学》是生物工程专业的一门专业必修课，涉及分子生物学、生物技术、生物化学、工程学和药学等学科基本原理的综合性应用学科。
随着科学的快速发展，生物技术在各个领域获得了越来越广泛的应用，使得生物药物的种类、数量迅速增加，应用越来越普及，产生了巨大的社会效益和经济效益，并对新药的研制、开发、制药工业技术改造以及制药工业结构调整均会产生重大影响。
因此生物制药工艺学在生物工程等相关专业学生的学习中具有重要的作用，也是我校生物工程专业的特色和发展方向。
为了使学生对生物制药有一个较全面的了解，将来更好地为人类发展创新现代生物药物及其制造工艺，适应时代对高科技、高尖端人才的要求，了解现代生物制药最前沿的科技信息，抓住最前沿的发展动态，将自己的真才实学应用于实践，真正使自己能够主动地适应明天的需要，努力摆脱大学生毕业后面临的在校所学与生产实际相距甚远的困境，满足社会需求，服务社会、贡献社会，奠定坚实的理论与实践基础。
二、课程目标与毕业要求关系表第一章生物药物领域的研究新进展（2）1、教学内容：生物药物的定义，生物药物的原料来源，生物药物的特性与分类，生物药物发展过程，生物药物研究新进展，生物制药业现状及发展前景。
2、基本要求：了解生物药物发展过程；了解生物药物的原料来源；了解生物药物研究新进展；理解生物药物的特性与分类；掌握生物药物的定义。
3、重点：生物药物、生物制药的内涵；生物药物研究进展及发展前景。
4、难点：生物药物的特性、生物药物的制备。
第二章生物药物的质量管理与控制（2）1、教学内容：生物药物质量评价，生物药物的质量标准，生物药物的科学管理，生物药物常用的定量分析法，基因药物质量控制，新药研究和开发的主要过程。
生物制药学——第三章生物材料的预处理、细胞破碎和液固分离PPT课件
2、加入絮凝剂
絮凝作用：胶体悬浮液中加入絮凝剂，胶粒 吸附在絮凝剂表面上的功能团上，产生架桥
联接形成巨大的絮凝团沉淀出来的过程。
天然的或人工合成的有机高分子化合物。 （如壳聚糖、海藻酸钠、明胶及酰胺类衍生物、
聚苯乙烯类衍生物和聚丙烯酸类等）
2、助滤剂：硅藻土、纸浆、石棉、纤维素、 未活化的碳等
要求：惰性、无毒、细度及硬度，成本低。 使用方法：预铺法、混合法、生成法。
二、离心分离
1、过滤式离心机
2、沉降式离心机 管式离心机 碟片式离心机 螺旋卸料离心机
第三节 液-固分离
一、过滤
（一）过滤方式
1、常规过滤 2、错流过滤
错流过滤装置
错流过滤原理示意图
错流过滤的优点 1）收率高 2）滤液质量好 3）连续工艺，自动化；不需助滤剂 4）完全封闭的系统，消除了污染的危险
第三章 生物材料的预处理、细胞破碎 和液固分离
主要内容
❖生物材料的预处理 ❖细胞破碎 ❖固-液分离
第一节 生物材料的预处理
生物原料的特点
1、含量低 2、杂质多 3、易变性失活
（现代生物技术： 微生物工程、细 胞工程、基因工 程、酶工程）
管式离心机
碟片式离心机
螺旋卸料离心机
三、影响液-固分离的因素
（一）悬浮物种类 （二）悬浮液黏度 （三）其他因素
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
目的：去除两大类杂质 1、可溶性黏胶状物质 2、某些无机盐
（一）去除细胞碎片与杂蛋白
1、加入凝聚剂
凝聚作用(coagulation)是指在某些电解质作用下， 使胶体粒子的扩散双电层的排斥电位降低，破坏了胶 体系统的分散状态，而使胶体粒子聚集的过程。 (P117页)
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
《生物制药工艺学》3预处理
二．动物材料的预处理 绞成组织肉糜： 先粗后细反复多次；冰冻状态下直接切块绞 匀浆: 玻璃匀浆器、组织捣碎器；高压匀浆器 反复冻融； 制成丙酮粉
匀浆机
三．细胞培养液的预处理 目的： 除去可溶性黏胶状物质
如核酸、杂蛋白、不溶性多糖等； 除去某些无机盐，特别是高价金属离子
1．细胞及蛋白质的处理
反复冻融法：将细胞在-15度左右冰冻，室温融 解，反复几次，由于在冷冻过程中会使细胞膜的疏 水键结构破裂，从而增加细胞的亲水性能；细胞内 冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀，而 使细胞结构破碎。
渗透压冲击法：先把细胞放在高渗溶液中， 由于渗透压作用，细胞内水分向外渗出，细 胞发生收缩，当达到平衡后，将介质快速稀 释或将细胞转入水或缓冲液中，由于渗透压 发生突然变化，胞外的水分迅速渗入胞内， 使细胞快速膨胀而破裂，使产物释放到溶液 中。
胞 内 冰 晶 引 起 细 胞 膨 较温和，但破碎作用较弱，常需反复冻融，仅
胀破裂
适于在实验室中使用
渗透压冲击法 渗透压突然变化，使细 较温和，但破碎作用较弱，常与酶法合用 胞快速膨胀破裂
化学试剂处理 应 用 化 学 试 剂 溶 解 细 需选择合适的试剂，减小对活性物质的破坏，
胞 或 抽 提 某 些 细 胞 组 可应用于大规模生产
（2）某些脂溶性有机溶剂： 丁醇丙酮，三氯甲烷等。 溶解细胞膜上的脂质化合物－细胞结构破坏－细
胞内产物被抽提 考虑稳定性，低温，及时分离有机溶剂 （3）某些表面活性剂
2．制成丙酮粉 组织经丙酮脱水干燥制成丙酮粉。
减少酶的变性； 因细胞结构成分的破碎使蛋白质与脂质结
合的某些化键打开，促使某些结合酶释放 到溶液中。
总之，适宜的细胞破碎条件应该从高的产物释放 率、低的能耗和便于后续提取这三方面进行权衡。
【精品】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）3·18H2O、AlCl3·6H2O、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。
生物制药工艺复习资料
生物制药工艺整理者：王思雨第一章生物药物概论1．药物(Medicine)：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品）2．药品(Drug)：直接用于临床的药物制剂产品，是特殊商品。
药品的特点：有固定组成，规定有适应症、用法与用量和疗程，说明毒副反应。
还要有使用有效期，过期药品不准使用。
3.药品的特殊性●社会公共性。
药品是增进健康、延长生命的必要手段，关系到整个人类社会的繁衍和发展.●缺乏需求价格弹性.患者不会因为药品价格的上升而减少或停止购买、使用药品；对健康人群来说，药品是无用之物.●消费者低选择性。
由于用药需要专业的医学和药学理论知识，患者一般都不可能自行选择使用药品.●需要迫切性.4.处方药：必须凭医师处方方可调配、零售、购买和使用的药品。
非处方药（OTC）：可不凭医师处方方可调配、零售、购买和使用的药品。
●甲类非处方药（包装或使用说明书上标有警示语,“请仔细阅读药品使用说明书并按说明使用或在药师指导下购买和使用！”●乙类非处方药5.中国的三大药源：化学药、生物药、中草药6.生物药物（Biopharmaceutics）：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。
7.现代生物药物分四大类：1)重组DNA药物（基因工程药物和蛋白质工程药物）：重组蛋白、多肽、疫苗、单克隆抗体与细胞因子等。
2)基因药物（genetic medicine）(核酸类药物)，以遗传物质DNA、RNA为治疗物质基础的药物），如核酸疫苗、反义药物。
3)天然生物药物：来自动物、植物、微生物和海洋生物的天然产物。
4)合成或半合成生物药物:以天然生物药物为分子母体，经化学或生物学方法修饰结构合成的生物药物。
8.现代生物制药发展与展望（1）生物药物的发展已走过传统生物制药技术和工业化生物制药时代，从1982年10月rhIns（重组人胰岛素）上市，正式步入现代生物制药阶段。
生物制药工艺学复习思考题答案
⽣物制药⼯艺学复习思考题答案第⼀章⽣物药物概论1.⽣物药物有哪⼏类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？( 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（3）天然⽣物药物（4）合成或半合成⽣物药物2.⽣物药物有哪些作⽤特点？（⼀）药理学(pharmacology)特性：1、活性强: 体内存在的天然活性物质。
2、治疗针对性强,基于⽣理⽣化机制。
3、毒副作⽤⼀般较少，营养价值⾼。
4、可能具免疫原性或产⽣过敏反应(⼆)、理化特性：1. 含量低、杂质多、⼯艺复杂、收率低、技术要求⾼；2. 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。
3. 活性⾼，有效剂量⼩，对制品的有效性，安全性要严格要求（包括标准品的制订）。
3.DNA重组药物主要有哪⼏类？举例说明之。
1）细胞因⼦⼲扰素(IFN)类药物（2）细胞因⼦⽩介素类和肿瘤坏死因⼦（3）造⾎功能药物（4）⽣长因⼦类药物（5）重组蛋⽩和多肽类激素（6）⼼⾎管病治疗剂与酶制剂（7）重组疫苗与治疗性抗体4.术语：药物与药品⽣物药物，DNA重组药物:⼜称基因⼯程药物，应⽤基因⼯程和蛋⽩质⼯程技术制造的重组活多肽,蛋⽩质及其修饰物基因药物：这类药物是以基因物质（RNA或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、反义药物和核酶等。
反义药物：以⼈⼯合成的10~⼏⼗个反义寡核苷酸序列与模板DNA或mRNA互补形成稳定的双链结构，抑制靶基因的转录和mRNA的翻译，从⽽起到抗肿瘤和抗病毒作⽤。
核酸疫苗：是指将编码外源性抗原的基因插⼊到含真核表达系统的载体上，然后直接导⼊⼈或动物体内，让其在宿主细胞中表达抗原蛋⽩，该抗原蛋⽩可直接诱导机体产⽣免疫应答。
RNAi ：在实验室中是⼀种强⼤的实验⼯具，利⽤具有同源性的双链RNA（dsRNA）诱导序列特异的⽬标基因的沉寂，迅速阻断基因活性。
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。
生物制药工艺教学指导大纲
精心整理湖北生物科技职业学院《生物制药工艺学》教学大纲一、课程的性质与任务课程代码：01020009课程名称：生物制药工艺学英文名称：Biopharmaceutical process课程类别：专业课学时： 56适用对象：生物技术、生物制药专业课程的性质：本课程是生物制药技术专业必修专业课之一。
在《细胞生物学》、《遗传学》、《发酵工程》、《生物化学》、《酶工程》、《生物分离纯化技术》、《基因操作技术》等课程基础上开设。
与同期开设《药物化学》、《药物分析》、《生物制药设备》的等课程构成生物技术领域主干学科的骨架。
这些课程与本课程有着密切的联系和分工。
前导课程：《细胞生物学》、《遗传学》、《发酵工程》、《生物化学》、《酶工程》、《生物分离纯化技术》、《生物制品学》后续课程：《药物化学》、《药物分析》、《生物制药设备》二、教学基本要求本课程是一门理论与实践紧密结合的专业课程，要求学生通过本课程的理论与实践的学习获得以下的知识与技能。
（1）掌握生化药物、微生物药物的原料处理方法，生物技术药物的原料制造原理与技术，并能掌握生物制药的下游工艺原理与技术，及其分离强化的基本理论和操作要点。
（2）熟悉各类生物药物的结构、性质、用途和一般制造方法，以及其中一些代表性产品的典型制造工艺。
（3）了解用于生物药物的研究和开发的实验技术以及中试放大工艺的设计原则。
三、教学条件应用多媒体、教师讲解配合黑板板书，有配套实验。
四、教学内容及学时安排周次内容要求学时1 第一章绪论第一节生物制药的概念和研究内容第二节生物药物的性质和分类第三节生物制药的发展历史和概况1、掌握生物药物的性质和特点。
2、熟悉现代生物药物的分类和用途。
3、了解生物药物的现状和发展前景。
21~2 第二章生物制药工艺技术基础生化制药工艺技术基础微生物制药工艺技术基础生物技术药物工艺制造技术基础生物制造工艺中试放大生物制药工艺技术进展1、掌握各类生物药物的一般制造工艺。
《生物制药工艺技术》生化药品生产技术
溶质只有在过饱和溶液中才能析出
几种物质在水中的溶解度曲线
结晶的T～C关系图
过饱和曲线 溶解度曲线
稳定区不可能结晶 介稳区 不会自发产生晶核 不稳区 能自发产生晶核
溶液的过饱和与超溶解度曲线
➢ 稳定区内的任一点溶液都是稳定的,不管采用什么 措施都不会有结晶析出。
高度纯化（色谱、电泳等）
成品加工（无菌过滤、超滤、浓缩、结晶、干燥）
三、原料的选取、处理及有效成分的提取
（一）原料的选取与保存 选择生化药物生产原料的主要原则： 有效成分含量高，原料新鲜； 原料来源丰富，易得，原料成本低； 原料中杂质含量较少等。
保存生物材料的主要方法： 冷冻法，常用-40℃速冻，适用于所有生物原料； 有机溶剂脱水法，常用有机溶剂丙酮制成“丙酮粉”，
生化药物特殊性：
稳定性差，受pH、温度、离子强度、金属离子、提取过
程中所使用的溶剂等环境因素的影响； 含量低； 目的产物与杂质性质接近。
生化药物提取分离方法要求较高
2.提取的溶剂系统 （1）水溶性、盐溶性物质提取：用酸碱盐水溶液为提取剂 （2）水、盐系统无法提取的蛋白质或酶的提取：用表面活性 剂或有机溶剂为提取剂 液-液提取，萃取
利用溶质在互不相溶的两相中分配系数的不同而进行提取 分离的方法。多用于抗生素、核苷酸等小分子药物的提取。
萃取剂的选择依据：对目的物有较大溶解度和良好选择性 ，在工业上还要考虑价格低廉、挥发性小、毒性小、来源广等 特点，以及萃取剂对产品的选择性能、与原溶剂不相溶、两相 有较大密度差、萃取剂易于回收等。
五、色谱技术
一组相关分离方法的总称，色谱柱的一般结构含有固 定相（表面积很大或多孔介质）和流动相（液体、气 体），根据物质在两相间的分配行为不同（由于亲和 力差异），经过多次分配，达到分离、分析的目的。
生物制药工艺学教学大纲 荐.doc
楚雄师范学院化学与生命科学学院葡萄酒专业《生物制药工艺学》（理论）课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：032206010课程中文名称：生物制药工艺学课程英文名称：Biopharmaceutical technology课程性质：限选、考查使用专业：生物技术开课学期：第5学期总学时：54总学分：3预修课程生物技术制药、生物化学、分子生物学、动物生理学、植物生理学、细胞生物学、遗传学课程简介：本课程目标与任务是使学生通过本课程的学习了解生物药物分离过程的特点，掌握有关生物分离、细胞破碎、盐析、沉淀分离法、吸附分离法、色谱分离法、离心法、膜分离法、等生物分离单元操纵的基本原理，突出“生物技术”与“药物”的有机结合。
为学生将来可能从事生化制药的研究与生产，打下坚实的基础；使学生掌握生物制药的基本知识、基本理论、基本技术，并能了解生物制药的研究动向。
培养学生观察、思考、分析、归纳的自学能力，并要求学生会捕捉新的信息，注意学科的进展与动向。
使之能够运用生物制药的原理，指导和解决今后实际工作中的理论问题。
使学生熟知生物制药的常规方法和手段，并关注新方法、新技术的应用，结合其他科目的学习，为培养富有创造、创新、创业精神和实践能力的高素质的生物技术复合人才提供重要保障。
教材建议：吴梧桐主编.《生物制药工艺学》，中国医药科技出版社，2006年2月第二版。
参考书：齐香君主编，现代生物制药工艺学，化学工业出版社，2003 o张洪斌主编，药物制剂工程技术与设备，化学工业出版社，2003o王效山，王键主编，制药工艺学，北京科学技术出版社，2003o李淑芬、姜忠义主编，高等制药分离工程，化学工业出版社，2004。
元英进，现代制药工艺学，化学工业出版社，2004o二、课程性质、目的及总体教学要求课程的基本特性：本课程为生物技术专业的选修课程，是运用现代科学理论与方法研究生物药物理论及制备的学科。
课程的教学目的：本课程在有机化学、分析化学、生物技术制药、生物化学、分子生物学、动物生理学、植物生理学、细胞生物学、遗传学等课程的基础上，重点讲授基因工程制药、细胞工程制药、酶工程制药、微生物制药，和天然海洋药物等方面的基本原理，培养学生具有通过生物技术手段制备药物的研究、开发和生产的能力，为继承和弘扬祖国医药学事业、实现中药现代化奠定坚实的理论与实践基础。
生物制药工艺学总结新编
生物制药工艺学第一章生物药物概述1、我国药物的三大药源指的是化学药物、生物药物、中草药。
2、现代生物药物已形成四大类型，包括基因工程药物、基因药物、天然生物药物、医学生物制品。
3、药物、生物药物、生物制品药物：用于预防、治疗或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、诊断药和康复保健药。
生物药物：是利用生物体、生物组织、细胞或其成分，综合应用生物与医学、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进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗和康复保健的制品。
广义：从动物、植物、微生物和海洋生物为原料等制取的各种天然生物活性物质以及人工合成或半合成的天然物质类似物；还包括生物工程技术制造生产的新生物技术药物。
医学生物制品：一般指：用微生物（包括细菌、噬菌体、立克次体、病毒等）、微生物代谢产物、动物毒素、人或动物的血液或组织等加工制成的预防、治疗和诊断特定传染病或其它有关疾病的免疫制剂，主要指菌苗、疫苗、毒素、应变原与血液制品等。
《新生物制品审批办法》生物制品定义：是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞及各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备的，用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。
4、生化药物、微生物药物生化药物：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。
微生物药物：是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的初级代谢产物、次级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化产生的药物或中间体。
5、基因重组药物与基因药物有什么区别？基因重组药物属于基因工程药物，这类药物主要是应用基因工程和蛋白质工程技术制造的重组活性多肽、蛋白质及其修饰物。
而基因药物不是基因工程药物，这类药物是以基因物质（RNA或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、反义药物和核酶等。
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第一节 生物材料的预处理
生物活性物质不论在胞内胞外，浓度通常都 很低，杂质含量却很高，生理活性越高的成分其含 量往往越低。即使通过现代生物技术，目的物含量 提高，前期处理液中也会含有大量的菌体细胞、色 素、金属离子以及其他代谢物质等，需进行预处理 去除大部分杂质，提高分离纯化的效率。
（5）等电点沉淀： 与其他方法合用以增加沉淀效果
（6）加各种沉淀剂沉淀： 与蛋白质形成各种复合物沉淀。阳离子
或酸根离子
2．多糖的去除 含较多多糖，黏度增加，液固分离困难 加入酶：将多糖转化为单糖；
加入阳离子表面活性剂：CTAB,CPC 3.高价金属离子 离子交换法 沉淀法
钙－草酸；镁离子－草酸，磷酸盐；铁离子－黄血盐
3.PH：合适的PH有助于提高离子型絮凝剂功能团的电 离度，从而使链分子上同种电荷间的排斥作用增大， 链从卷曲状态到伸展状态，发挥最佳架桥能力
4.操作条件：刚加入絮凝剂时增加搅拌速度可使之迅 速分散；絮凝团形成后快的搅拌会打碎絮凝团
（3）变性沉淀 加热、大幅度改变PH、加入有机试剂、
重金属盐、表面活性剂等
激活方法：提取前加入活化剂和保护剂，激活后再分 离纯化；先以酶原的形式初步提纯，再加入激活剂 等活化，再分离提纯
2．后续操作的要求 不同的提取工艺路线，对预处理和固－液分
离后的滤液的要求液不一样。 离子交换
对无机离子、灰分含量、澄清度方面要求严格 溶剂萃取
蛋白质含量低，减轻乳化现象 直接沉淀法
（1）加入凝聚剂
（2）加入絮凝剂 （3）变性沉淀 （4）吸附 （5）等电点沉淀 （6）加各种沉淀剂沉淀
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（1）加入凝聚剂 原理：在某些电解质作用下，使胶体粒子的扩散双电层
的排斥电位降低，破坏了胶体系统的分散状 态，而使胶体粒子聚集的过程。（凝聚作用） 方法：加入无机盐使细胞、细胞碎片和蛋白质等胶体颗 粒发生凝聚作用而被去除 影响因素：无机盐的种类、化合价及无机盐的用量等。
（4）吸附
加入吸附剂（活性炭等）；
加入反应剂，利用它们相互反应生成的沉淀物来 吸附蛋白质，使其凝固。如：在枯草杆菌的碱性 蛋白酶发酵液中，利用氯化钙和磷酸盐生成磷酸 钙盐的反应来除去杂蛋白和菌体等；四环素发酵 液中加入黄血盐和硫酸锌，生成亚铁氰化锌钾 K2Zn3[Fe(CN)6]2的胶状沉淀，能将杂蛋白质和菌 体等黏附在其中而除去
二．动物材料的预处理 绞成组织肉糜： 先粗后细反复多次；冰冻状态下直接切块绞 匀浆: 玻璃匀浆器、组织捣碎器；高压匀浆器 反复冻融； 制成丙酮粉
匀浆机
三．细胞培养液的预处理 目的： 除去可溶性黏胶状物质
如核酸、杂蛋白、不溶性多糖等； 除去某些无机盐，特别是高价金属离子
1．细胞及蛋白质的处理
1、化学试剂处理
2、冻融
2、酶解法
3、渗透压冲击 3、制成丙酮粉
一．机械法 基于细胞与设备中的固体表面间的相互作
用产生的剪切力 高压匀浆器、高速珠磨机、超声波振荡器
高压匀浆器
高速珠磨机
超声波振荡器
二．物理法
干燥法：菌体干燥后，其细胞膜的渗透性发生变 化，同时部分菌体会产生自溶，然后用丙酮、丁醇 或缓冲液等溶剂处理，胞内物质就会被抽提出来。
高价阳离子效果好 水合硫酸铝，水合氯化铝，氯化铁，硫酸锌，碳酸镁
（2）加入絮凝剂 原理：絮凝剂是一种长链状结构的有机高分子
化合物，易溶于水，其分子量可达数万到一千万以 上，在长链上含有相当多的活性功能基团，可强烈 吸附胶体悬浮液中的胶粒；而且其含有许多链节， 可分别吸附在不同的颗粒表面，产生架桥联接，形 成粗大的絮凝团沉淀出来，有助于过滤。
发酵液加草酸、净化剂、复滤、脱色
3．目的物稳定性
分离纯化过程中，目的物的生理活性处于不断 变化中，所以要把防止目的物失活放在首要！对酶 类药物的提取要防止辅酶的丢失和其他失活因素的 干扰；对蛋白质类药物要防止高级结构的破坏，即 变性作用；多肽及核酸类药物需注意酶的降解作用； 对脂类药物应特别注意防止氧化作用
（絮凝作用）
分类：阴离子型、阳离子型、非离子型 常用：壳聚糖、海藻酸钠、明胶、酰胺类衍
生物、聚苯乙烯类衍生物、聚丙烯酸类等 影响因素： （1）絮凝剂的分子量： （2）絮凝剂的用量： （3）溶液pH值： （4）搅拌速度和时间
1.絮凝剂的分子量： 大，链长，吸附架桥效果明显； 但降低溶解度
2.用量： 浓度低： 增加用量有助于架桥，提高絮凝效果； 浓度高： 过多会引起吸附饱和，在胶粒上形成覆盖层而失 去与其他胶粒架桥的作用，使胶粒更加稳定
反复冻融法：将细胞在-15度左右冰冻，室温融 解，反复几次，由于在冷冻过程中会使细胞膜的疏 水键结构破裂，从而增加细胞的亲水性能；细胞内 冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀，而 使细胞结构破碎。
渗透压冲击法：先把细胞放在高渗溶液中， 由于渗透压作用，细胞内水分向外渗出，细 胞发生收缩，当达到平衡后，将介质快速稀 释或将细胞转入水或缓冲液中，由于渗透压 发生突然变化，胞外的水分迅速渗入胞内， 使细胞快速膨胀而破裂，使产物释放到溶液 中。
第二节 细胞破碎
不同的生物体或同一生物体的不同部位的组 织，其细胞破碎的难易不一，使用的方法也不相 同，如动物脏器的细胞膜较脆弱，容易破碎，植 物和微生物由于具有较坚固的纤维素、半纤维素 组成的细胞壁，要采取专门的细胞破碎方法。
一、机械法 1、匀浆法 2、珠磨法 3、超声波
二、物理法
三、化学法
1、干燥
三．化学处理法 1．加入化学试剂：
化学试剂处理可以通过改变微生物细胞细胞膜/ 壁的通透性来溶解细胞或者抽提某些细胞组分，从而 使内含物有选择性地渗透出来 （1）用酸碱处理细胞： 溶解除去细胞壁以外的大部分组分； 调节溶液PH－改变细胞所处环境－改变蛋白质的带 电性质－蛋白质之间或蛋白质与其他物质之间的作用 力降低－易于溶解到液相，便于后面的提取
一．确定预处理方法的依据 1．生物活性物质存在方式与特点
胞内：合成酶系，遗传物质，代谢中间产物， 如DNA聚合酶，CytC等 破碎细胞，结合于质膜或器膜上的，要选择
适当的溶剂使之溶解下来。 胞外：消化酶系，毒素，代谢终产物
注意：胰蛋白酶、糜蛋白酶等消化酶虽可以分泌到胞 外，但难以从消化道收集，一般都由相应腺体提取 分离。而且其在细胞内刚合成时是以无活性的酶原 形式存在的，提取时需预激活。