生物制药工艺学习题集及答案

发酵工艺学（2）习题集第一章生物药物概述1、生物药物、抗生素、生化药品、生物制品、基因工程药物的概念(1)、生物药物：指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果，利用生物体、生物组织、体液或其代谢产物，综合应用化学、生物技术、分离纯化工程和药学等学科的原理与方法加工、制成的一类用于预防、治疗和诊断疾病的物质。

(2)、抗生素：抗生素是生物，包括微生物，植物和动物在内，在其生命活动过程中所产生的(或由其它方法获得的)，能在低微浓度下有选择地抑制或影响它种生物机能的有机物质。

(3)、生化药品：利用生理学和生物化学的理论、方法及研究成果直接从生物体分离或利用微生物合成，或用现代生物技术制备的一类用于预防、治疗、诊断疾病，有目的的调节人体生理机能的生化物质。

(4)、生物制品：是指用微生物（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经加工制成，作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的免疫制剂。

各种疫苗、抗血清、抗毒素、类毒素、免疫调节剂、诊断试剂。

(5)、基因工程药物：采用新的生物技术方法，利用细菌、酵母或哺乳动物细胞作为活性宿主，进行生产的作为治疗、诊断等用途的多糖和蛋白质类药物。

2、生物药物的分类。

（1）、按照药物的化学本质和化学特性可分为：氨基酸类药物及其衍生物、多肽和蛋白质类药物、酶类药物、核酸及其降解物和衍生物、多糖类药物、脂类药物、维生素。

（2）、按原料来源可分为：人体组织来源的生物药物、动物组织来源的生物药物、微生物来源的生物药物、植物来源的生物药物、海洋生物来源的生物药物。

（3）、按功能和用途可分为：治疗药物、预防药物、诊断药物。

3、生物药物的特性。

药理学特性：（1）治疗的针对性强治疗的生理、生化机制合理，疗效可靠。

如细胞色素c为呼吸链的一个重要成员，用它治疗因组织缺氧所引起的一系列疾病，效果显著。

（2）药理活性高生物药物是精制出来的高活性物质，因此具有高效的药理活性（3）毒副作用小，营养价值高（4）生物副作用常有发生在生产、制备中的特殊性：（1）原料中的有效物质含量低：杂质种类、含量高，提取、纯化工艺复杂。

（2）稳定性差：活性部位与空间构象的理化影响因素。

（3）易腐败：由于生物药物原料都是营养价值高的物质，因此对活性及无菌操作等要求严格。

（4）注射用药有特殊要求：生物药物由于易被胃肠道中的酶所分解，所以给药途径主要是注射用药，因此对药品制剂的均一性、安全性、稳定性、有效性等都有严格要求。

同时对其理化性质、检验方法、剂型、剂量、处方、贮存方式等亦有明确的要求。

第二章生物药物的质量管理与控制1、生物药物质量检验的程序与方法。

基本程序：取样、鉴别、检查、含量测定、写出检验报告（1）药物的取样：原则（均匀、合理）（2）药物的鉴别试验：物理常数、化学反应法、紫外分光光度法、色谱法、酶法、电泳法、免疫法（3）药物的杂质检查：对杂质规定限量，超过规定的限量，即不合格。

纯度检查：判断药品的纯度是否符合限量规定要求（4）药物的安全性检查：异常毒性试验、无菌检查、热原检查、过敏试验、降压物质检查等，某些药物进行药代动力学和毒理学研究。

（5.）药物的含量（效价）测定：要求：简便快速、易于推广和掌握，仪器容易获得。

药品是否符合要求：全面考虑鉴别、检查与含量测定三方面的测定结果。

（6）检验报告的书写：完整的原始记录，数据真实，不得涂改，检验完毕后写出实验报告，根据检验结果作出明确的结论。

2、药物的ADME。

A:药物在生物体内的吸收；D: 药物在生物体内的分布；M: 药物在体内的代谢转化；E: 药物及其代谢产物自体内的排除。

化学结构的变化：受代谢酶的作用产生一个或多个代谢物；存在状态的变化：药物及代谢物可与血浆蛋白结合。

分离、纯化、富集后测定。

3、药品标准有哪几级标准？药典有哪三部分组成？（1）国家药典：凡例、正文、附录三大部分；（2）部颁药品标准：性质与药典相同，具有法律的约束力。

收载《中国药典》未收载的，但常用的药品及制剂。

（3）地方药品标准：对药典以外的某地区常用的药品、制剂的规格和标准，常制定地区性的标准4、生物药物的科学管理：GMP, GLP, GCP, GSP, AQC。

GLP：（药品非临床研究质量管理规范）——确保实验资料的真实性、完整性和可靠性，用于为申请药品注册而进行的非临床研究。

GMP：药品生产质量管理规范GCP：药品临床试验管理规范GSP：（药品经营质量管理规范）——保证医药商品进、存、销环节的药品质量。

AQC：（分析质量管理）——是检验分析结果的质量，是科学管理实验室的一种方法。

5、论述新药研究和开发的主要过程。

见书本22页6、基因工程药物研究和开发的主要过程。

工程细胞（菌）的构建与实验室研究阶段：（1）目的基因的确定、获取、克隆与鉴定，载体的选择，宿主细胞的选择，DNA重组、重组子筛选鉴定，重组细胞遗传稳定性研究；（2）工程细胞培养条件研究，工艺流程确定，培养过程中宿主/载体表达系统稳定性的研究，培养所用原材料及培养过程的质量控制方法的研究；（3）产物提取纯化工艺的研究，表达产物的鉴定，生物效价检测，安全性检测及质量标准的研究。

中试与质量检定阶段：（1）工程细胞（菌）的稳定性考察；（2）培养用原料的质量标准及各种杂质限量研究；（3）设备造型及其材质试验；（4）反应条件限度实验；（5）原辅料、中间体及终产品质量分析方法的研究；（6）分离纯化工艺的研究；（7）安全生产条件及三废处理；（8）生产中试样品并以此样品进行临床前药理、药效、毒理学试验。

临床研究阶段：I期临床试验研究：在卫生部指定的临床基地或经其批准自选临床医院进行。

II期临床试验研究：以确定药物有效性和适宜治疗剂量为主要目的，并了解药物毒副反应与禁忌症，掌握病人对药物剂量的反应。

I、 II期临床试验研究，重点是考察健康受试者和治疗病人对药物的耐受程度。

据此提出安全有效的用药剂量和给药方案。

试生产与正式生产阶段：新药证书新药产品试生产文号：2年试生产，产品可上市销售，在此期间进行III期临床试验研究，对新药进行社会性考察与评价。

试生产期满后，总结III期临床资料报批，申请转为正式生产。

第三章抗生素概述1、医用抗生素应具备的条件。

（1）难使病原菌产生耐药性（2）较大的差异毒力：指药物对病原菌和宿主组织的毒力差异。

（3）最小抑菌浓度（MIC）要低：抗生素的抗菌活性用最小抑菌浓度（minimal inhibitory concentration， MIC）表示，能够抑制微生物生长的最低抗生素浓度即为MIC值，单位是µg/mL。

（4）抗菌谱要广：抗生素对各种微生物的抗菌活性称为抗菌谱。

广谱抗生素2、MIC, 抗菌谱3、按抗生素结构相似性、作用机理相似性可将抗生素分为哪几类？举1-2例代表性抗生素。

按作用机理相似可分为：(一)抑制细胞壁合成的抗生素：青霉素、头孢菌素类、万古霉素、杆菌肽和环丝氨酸(二)影响细胞膜功能的抗生素：有多粘菌素、制霉菌素、两性霉素B等(三)抑制和干扰细胞蛋白质合成的抗生素：有四环类抗生素、氨基糖苷类抗生素（如链霉素、庆大霉素、卡那霉素）、大环内酯类抗生素(如红霉素、麦迪霉素、螺旋霉素)、氯霉素等． (四)抑制细胞核酸合成的抗生素：有利福霉素类，色霉素等（有抑制RNA合成的作用）以及丝裂霉素、博莱霉素、光辉霉素、正定霉素等（影响DNA的结构的功能）。

(五)抑制细菌生物能作用的抗生素：竹桃霉素、抗霉素等抑制电子转移的作用，以及短杆菌素、寡霉素等具有抑制氧化磷酸化的作用。

按结构相似可分为：Β-内酰胺类抗生素，如青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类及单环内酰胺。

氨基糖苷类抗生素：链霉素、庆大霉素大环内酯类抗生素：红霉素、竹桃霉素、麦迪霉素、制菌霉素等。

四环类抗生素：金霉素、土霉素和四环素。

多肽类抗生素：黏菌素、放线菌素和杆菌肽等。

4、简述抗生素的生产工艺流程图。

菌种→孢子制备→种子制备→发酵→发酵液预处理及过滤→提取及精制→成品检验→成品包装→出厂检验。

4、琼脂扩散法(管碟法)测定抗生素生物效价的原理及实验步骤。

原理：抗生素在涂布特定菌的琼脂培养基内扩散，形成一定浓度抗生素的球型区，抑制试验菌生长，通过透明培养基观察抑菌圈，抗生素剂量的对数与抑菌圈面积或直径成正比。

在同样条件下将已知效价的标准品溶液与未知效价的供试品溶液的剂量反应(抑菌圈)进行比较；当标准品和供试品是属于同一性质的抗生素时，标准品溶液和供试品溶液．对一定试验菌所得的剂量反应曲线，在一定剂量范围内应互相平行。

步骤：1 试验菌的纯化与悬液的制备2 缓冲液、灭菌水与培养基的制备3 标准品、供试的称量、溶解与稀释4 双碟的制备及放管5 滴加药液6 恒温培养7 测量抑菌圈直径或面积8 计算第四章β-内酰胺类抗生素1、β-内酰胺类抗生素的结构特点。

（1）与内酰胺中氮原子相邻的碳原子上有一羧基。

（2）与内酰胺中氮原子相对的碳原子上有一氨基。

2、β-内酰胺类抗生素的作用机制。

临床应用的β-内酰胺类抗生素主要有哪些？机制：通过抑制肽聚糖转肽酶及D-丙氨酸羧肽酶的活性抑制肽聚糖的合成，从而干扰细胞壁合成。

这种干扰是不可逆的，且杀菌浓度和抑菌浓度很接近。

由于动物细胞没有细胞壁，更不含肽聚糖结构，因而对动物细胞没有影响。

临床主要有青霉素、头孢菌素。

3、溶剂萃取法提取青霉素的原理是什么？工业生产常用的萃取剂。

原理：青霉素与碱金属所生成的盐类在水中溶解度很大，而青霉素游离酸易溶解于有机溶剂中。

溶剂萃取法即利用这一原理，将青霉素在酸性溶液中转入有机溶剂中，然后再转入中性水相中。

经过反复几次萃取就可以达到目的。

萃取剂主要有醋酸丁酯、氯仿。

4、青霉素生产菌种是？产黄青霉菌的变种第五章大环内酯类抗生素1、大环内酯类抗生素的结构特点。

以一个大环内酯为母体，通过羟基，以苷键和1到3个分子的糖相联结的一类抗生素。

2、大环内酯类抗生素的分类。

代表性抗生素。

多氧大环内酯抗生素：红霉素、竹桃霉素多烯大环内酯抗生素：制霉菌素、两性霉素A、两性霉素B。

蒽沙大环内酯抗生素：利福霉素、多利霉素、链伐立星、土块霉素。

3、红霉素的物理性质。

碱性化合物，和无机或有机酸类形成水中溶解度大的盐。

红霉素碱三种结晶形式的结晶水含量和熔点各不相同，但活性等未变。

风干红霉素含水为7～10％。

晶体失水后，仍不失去活性。

红霉素碱易溶于醇类、醚、丙酮、氯仿和醋酸乙酯、醋酸戊酯，不甚溶于水，在水中的溶解度随温度增高而减少，以55℃时为最小，利用此性质加温至45—55℃并保温，使红霉素碱从水中析出结晶。

4、红霉素提取的工艺过程。

发酵液→过滤→调pH丁(戊)酯萃取→萃取液→调pH缓冲液萃取→丁(戊)酯二次萃取→萃取液→加丙酮结晶→重结晶→干燥得成品第六章四环类抗生素1、四环类抗生素的结构特点。