第二章 生物制药工艺技术基础3

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生物制药工艺技术基础

生物制药工艺技术基础
• 上海交大医学遗传研究所研究构建了30多种乳腺 特异表达载体,如大鼠、羊、奶牛等。
1.1.2 生物材料的准备
.一、生物材料的选择
✓ 有效成分含量高;原料新鲜、无污染;来源丰富; 价格低廉;杂质少。
二、生物材料的采集、预处理与保存
✓ 材料采摘及时、完整,低温保存。 ✓ 保存方法:冷冻法、有机溶剂脱水法、防腐剂保 鲜法。
生物制药工艺技术基础
章节提要
第一节 生化制药工艺技术基础
一、生物材料与生化活性物质 二、生化活性物质的提取 三、生化活性物质的浓缩与干燥 四、生化活性物质的分离与纯化
第二节微生物制药工艺技术基础(重点)
一、微生物菌种的选育与菌种保藏 二、微生物的培养 三、发酵过程的控制
第三节 生物技术制药工艺技术基础(自学)
•eg:青霉素的提取浓缩
④双水相萃取法
双水相萃取法:利用物质在互不相溶的两水 相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
针对蛋白质易失活;部分蛋白质具较强亲水 性,不溶于有机溶剂。 类型:
①聚合物—聚合物—水系统:空间阻碍作用 ②聚合物—无机盐——水系统:盐析作用
⑤超临界萃取技术
❖ 超临界流体萃取技术: 利用处于临界压力和 临界温度以上的一些 溶剂流体所具有的特 异增加物质溶解能力 来进行分离纯化的技 术。
1.2 生化活性物质的提取
(一)常用提取方法
①酸、碱、盐水溶液提取法 ②表面活性剂提取法与反胶束提取法 ③有机溶剂提取法 ④双水相萃取法 ⑤超临界萃取技术
①酸、碱、盐水溶液提取法
❖提取各种水溶性、盐溶性的生化物质。 ❖应用举例:雄鸡冠中透明质酸的提取
✓ 相关实验项目:银耳多糖的提取、细胞色素C的提取
尿激酶、激肽释放酶、蛋白酶抑制 剂、表皮生长因子等

《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)

生物制药工艺技术基础(3)
(5)棘皮动物 棘皮动物有6000多种,包括海星、海 胆、海参。
(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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生物制药工艺学 2工艺基础

生物制药工艺学  2工艺基础

僧袍芋螺
海鞘来源的抗癌肽 Didemnin B
Didemnin B是一种由7个氨基酸和2个羧 酸组成的带有分枝的环缩肽,既能抑制蛋 白质的合成,也能抑制DNA、RNA的合 成,对黑色素瘤B16细胞周期作用的研究 表明,它可杀伤各期细胞,尤以G1至S期细 胞敏感 ,它可快速完全介导HL-60细胞 凋亡。目前Didemin B已能够人工全合 成,该药完成了临床Ⅱ期实验,最有希望 开发成治疗癌症的新药。此外第二代 didemnins-脱氢didemnins B(aplidine)现 也已进入临床实验。
流体 CO2 SO2 N2O 水 氨 苯 甲苯 甲醇 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 乙烯
临界温度(℃) 31.06 157.6 36.5 374.3 132.4 288.9 318.5 240.5 —88.7 —42.1 10.0 36.7 9.9
临界压力(105Pa) 73.9 79.8 72.7 224.0 114.3 49.5 41.6 81.0 49.4 43.2 38.5 34.2 51.9
第二章 生物制药工艺技术基础
Basis of biopharmaceutical technology
第一节生物制药工艺技术基础
天然生化药物:
以人体、动物、植物、微生物和海洋生物为原料, 应用生物化学的原理、方法与生物分离工程技术加 工制造的一大类天然生物药物。
生物制药的主要流程: 生物材料的获得——生物活性物质的提取— —有效成分的分离纯化—— 后处理及制剂
反胶束相
混合器1 分离器1
进料 前萃取
混合器2
出料
分离器2
后萃取
应用
(一)蛋白质类药物 如蛋白酶、脂肪酶等
(二)、氨基酸 亲水性不同,疏水氨基酸主要在反胶束界面;亲 水性氨基酸在反胶束内部极性水中

生物制药工艺学习题(含复习资料

生物制药工艺学习题(含复习资料

生物制药工艺学习题集(含答案)第一章生物药物概述一、填空:1、我国药物的三大药源指的是化学药物、生物药物、中药2、现代生物药物已形成四大类型,包括基因重组多肽和蛋白质、基因药物、天然生化药物、合成与部分合成的生物药物3、请写出下列药物英文的中文全称:()干扰素、()白介素、()集落刺激因子、()促红细胞生成素、()表皮生长因子、()神经生长因子、()重组人生长激素、()胰岛素、()人绒毛膜促性腺激素、促黄体生成素、超氧化物歧化酶、组织纤溶酶原激活物4、常用的β-内酰胺类抗生素有青霉素、头孢菌素;氨基糖苷类抗生素有链霉素;大环内酯类抗生素有红霉素;四环类抗生素有土霉素;多肽类抗生素有杆菌肽;多烯类抗生素有两性霉B;蒽环类抗生素有阿霉素5、嵌合抗体是指用人源抗体恒定区替换鼠源抗体恒定区,保留抗体可变区;人源化抗体是指抗体可变区中仅(决定簇互补区)为鼠源,其(骨架区)及恒定区均来自人源。

6、基因工程技术中常用的基因载体有质粒、噬菌体()、黏粒()、病毒载体等。

二、选择题:1、以下能用重组技术生产的药物为(B)A、维生素B、生长素C、肝素D、链霉素2、下面哪一种药物属于多糖类生物药物(C)A、洛伐他汀B、干扰素C、肝素D、细胞色素C3、能用于防治血栓的酶类药物有(D)A、 B、胰岛素 C、天冬酰胺酶 D、尿激酶4、环孢菌素是微生物产生的(A)A、免疫抑制剂B、酶类药物C、酶抑制剂D、大环内酯类抗生素5、下列属于多肽激素类生物药物的是(D)A、 B、四氢叶酸 C、透明质酸 D、降钙素6、蛋白质工程技术改造的速效胰岛素机理是(D)A. 将猪胰岛素B30位改造为丙氨酸,使之和人胰岛素序列一致B. 将A21位替换成甘氨酸,B链末端增加两个精氨酸,使之在4溶液中可溶C. 将B29位赖氨酸用长链脂肪酸修饰,改变其皮下扩散和吸收速度D. 将人胰岛素B28位与B29位氨基酸互换,使之不易形成六聚体三、名词解释:1、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2、生物药物():是以生物体、生物组织或其成份为原料(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3、基因药物():是以基因物质(或及其衍生物)作为治疗的物质基础,包括基因治疗用的重组目的片段、重组疫苗、反义药物和核酶等4、反义药物:是以人工合成的十至几十个反义寡核苷酸序列,它能与模板或互补形成稳定的双链结构,抑制靶基因的转录和翻译,从而达到抗肿瘤和抗病毒作用5、生物制品():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6、干涉(,):是指在生物体细胞内,引起同源的特异性降解,因而抑制相应基因表达的过程7、( ) :是一种小分子(~21-25核苷酸),由(Ⅲ家族中对双链具有特异性的酶)加工而成。

2第二章--生物制药工艺基础

2第二章--生物制药工艺基础

第二节 微生物制药工艺技术基础
一、菌种的分离与筛选
1.含菌样品收集 2. 富集培养:“投其所好”,“取其所抗” 3. 菌种纯化:(1)平板划线法 (2)稀释平板法 4. 性能测定(菌种复筛)
(1)平板划线法
是将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀 释而达到分离的目的。固体培养基四区划法接种法步骤:
二、菌种的选育与保藏
1.自然选育
依据自发突变原理,通过不断分离、筛选,除去 衰变菌落,从中选择维持原有生产水平的菌株或高产 突变株,达到纯化、复壮、稳定生产目的。
单孢子菌悬液的制备→分离→单菌落培养→筛选
2.诱变育种
指有意识地将生物体暴露于物理的、化学的或生物的一种 或多种诱变因子,促使生物体发生突变,进而从突变体中 筛选具有优良性状的突变株的过程。
优点是生产规模大、蒸发温度低、速度快, 目的是除去挥发性溶剂,保持物料生物活性, 加速蒸发原理是使液体形成薄膜,增加气化表面
积。
世界上最大的具有80m2蒸发面 积的薄膜蒸发器。
实验室常用真空旋转蒸发仪。
薄膜蒸发器
2.干燥
使物质从固体或半固体状经除去存在的水分或它种 溶剂,从而获得干燥物品的过程。
第二章 生物制药工艺技术基础
Basis of biopharmaceutical technology
生化制药工艺技术基础 微生物制药工艺技术基础 生物技术制药工艺技术基础 生物制药中试放大工艺设计 生物药物的研究与新药申报
本章学习目标
掌握:生化活性物质的提取、分离和纯化; 微生物菌种选育和培养。
②pH;
③盐;
④表面活性剂。
四、生化活性物质浓缩与干燥
1.浓缩方法: 生化活性物质的热不稳定性 ①盐析,中性盐硫酸铵沉淀蛋白(酶); ②有机溶剂沉淀,生物大分子溶液

生物制药学——第二章 生物制药工艺学基础

生物制药学——第二章  生物制药工艺学基础
原料药(精制品)经精细加工制成片剂、针剂、冻干剂、 粉剂等供临床应用的各种剂型。
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-第二章-课件

生物制药工艺学-第二章-课件

第2章 生物制药工艺技术基础
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尿液 尿激酶、激肽释放酶、集落刺激因子,表皮生长 因子,绒膜促性激素(HCG),HMG
胆汁 胆酸、胆红素; 蛇毒 纤溶酶,如蝮蛇抗栓酶等。
蝮 蛇
第2章 生物制药工艺技术基础
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(三)海洋生物(halobios) (1)海藻
(2)腔肠动物
多肽或毒素
用于冠心病\脑血栓治疗
第2章 生物制药工艺技术基础
本章主要内容 生物材料与生物活性物质 生物活性物质的提取 生物活性物质的浓缩与干燥
本章要求 (1)熟悉生物材料的来源 (2)掌握制备生物药物的主要途径或方法
第2章 生物制药工艺技术基础
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第1节 生物材料与生物活性物质
一、生物材料的来源
(1)天然来源(natural source) 动物、植物、微生物的组织、器官、细胞与代谢产物 (2)非天然来源 (artificial source) 工程菌或工程细胞 转基因动物、植物、克隆动物
第2章 生物制药工艺技术基础
海胆毒素 河豚毒素
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国际市场上,河豚 毒素结晶每克已经 高达17万美元
目前已可人工合成
河豚毒素(TTX) 强烈的神经毒素(小分子量非蛋白质类)
临床用途: 1) 治疗癌症:鼻咽癌、食道癌、胃癌、结肠癌 2) 镇痛 :癌症疼痛、术后疼痛、胃溃疡引起的疼痛(剂量3μg 可以作为成瘾性镇痛药吗啡和杜冷丁的良好替代品 3)止喘、镇痉、止痒 ,抗菌
适用产品:不耐热的生物药物,如酶、核酸、血液制品、免疫
制剂
第2章 生物制药工艺技术基础
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实验室真空干燥设备
100m2真空冷冻干燥设备
第2章 生物制药工艺技术基础
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生物制药工艺学第二章+生物制药工艺技术基资料教程

生物制药工艺学第二章+生物制药工艺技术基资料教程
(3)抑制水解酶的作用
(4)其它保护措施(冷、热、酸、碱)
二、物质的性质与溶解度
(一)物质溶解度的一般规律
相似相溶
(二)水在生化物质提取中的作用
水是提取生化物质的常用溶剂。水分子的存在可使其它 生物分子之间的氢键减弱,而与水分子形成氢键,水 分子还能使溶质分子的离子键解离,这就是所谓的水 合作用。水合作用促使蛋白质、核酸、多糖等生物大 分子与水形成了水合分子或水合离子从而促使它们溶 解于水或水溶液中。
(3)超声波法 (4)反复冻融法 2.化学法 用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面活性剂处理细胞,
可破坏细胞结构释放出内容物。
3.生物法 (1)组织自溶法
利用组织中自身溶解酶的作用改变、破坏细胞结构, 释放出目的物称为组织自溶法。
(2) 酶解法 用外来酶处理生物材料,如用溶菌酶处理某些细菌, 蜗牛酶等
砂土管法—取普通黄沙,洗净过60目筛,晒干,另取普 通圆土研碎,过筛,晒干。两者以6:4混合。分装于安 醅瓶或小试管中,然后在60℃干热灭菌2小时,连续灭 菌三次后即可使用。装管时可吸取少许孢子悬浮液加 入,待干燥后抽真空封口或用棉花塞紧后蜡封,低温 保藏。
冷冻干燥法:将菌种悬浮于脱脂消毒牛奶中,快速冷冻, 真空干燥。
甘油冷冻保存法:将对数期菌体悬浮于新鲜培养基中, 加入15%消毒甘油,混匀速冻,冻存于-70~-80℃.
(五)组织与细胞的破碎
组织与细胞的破碎方法有物理法、化学法与生物法。
1.物理法 (1)磨切法
工业上常用的有绞肉机,刨胰机,球磨机、磨粉机。 实验室常用的有匀浆机,研钵,高速组织捣碎机。
(2)压力法 有压榨法、高压法和减压法,渗透压法。
(1)pH 在萃取操作中正确选择pH值很重要。因为在水溶液中某些酸、 碱物质会解离,在萃取时改变了分配系数,直接影响提取效率。

第二章 生物制药工艺技术基础

第二章 生物制药工艺技术基础
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三 基因表达系统
克隆蛋白质药物基因的一个主要目的是为了高效 的表达该达是指结构基因在生物体中的转录、翻译 以及所有加工过程。基因高效表达研究是指外源基因 在某种细胞中的表达活动,即剪切下一个外源基因片 段,拼接到另一个基因表达体系中,使其能获得既有 原生物活性又可高产的表达产物。
基因工程技术生产药品的优点:
可大量生产过去难以获得的生理活性多肽和蛋白质,为临床使用 提供有效的保障; 可以提供足够数量的生理活性物质,以便对其生理生化和结构进 行深入的研究,从而扩大这些物质的应用范围; 利用基因工程技术可以发现、挖掘更多的内源性生理活性物质; 内源性生理活性物质在作为药物使用时存在的不足之处,可以通 过基因工程和蛋白质工程进行改造; 利用基因工程技术可获得新型化合物,扩大药物筛选来源。
酶工程是酶学和工程学相互渗透结合发展而 形成一门新的技术学科。它是从应用的目的出 发研究酶、应用酶的特异性催化功能或者药用 功效,并通过工程化将相应原料转化成有用物 质的技术。
主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的 技术。
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药用酶的生产
药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。 例如:蛋白酶治疗消化不良;L-天冬酰胺酶治疗
基因工程操作过程: (1)获得目的基因; (2)构建DNA重组体; (3)将重组体导入宿主细胞; (4)工程菌的克隆与鉴定; (5)目的基因扩增与蛋白表达。
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基因工程技术的应用特点:
为癌症、病毒性疾病、心血管疾病和内分泌疾病的 预防、治疗和诊断提供新型疫苗、药物和诊断试剂。
基因工程技术的最大好处在于它能从极端复杂的机 体细胞内取出所需要的基因,将其在体外进行剪切拼 接、重新组合,然后转入适当的细胞进行表达,从而 生产出比原来多数百、数千倍的相应的蛋白质。

生物制药工艺学习题选择填空

生物制药工艺学习题选择填空

第一章生物药物概述一、填空:1、我国药物的三大药源指的是化学药物、生物药物、中药2、现代生物药物已形成四大类型,包括基因重组多肽和蛋白质、基因药物、天然生化药物、合成与部分合成的生物药物二、选择题:1、以下能用重组DNA技术生产的药物为(B)A、维生素B、生长素C、肝素D、链霉素2、下面哪一种药物属于多糖类生物药物(C)A、洛伐他汀B、干扰素C、肝素D、细胞色素C3、能用于防治血栓的酶类药物有(D)A、SODB、胰岛素C、L-天冬酰胺酶D、尿激酶4、环孢菌素是微生物产生的(A)A、免疫抑制剂B、酶类药物C、酶抑制剂D、大环内酯类抗生素5、下列属于多肽激素类生物药物的是(D)A、ATPB、四氢叶酸C、透明质酸D、降钙素6、蛋白质工程技术改造的速效胰岛素机理是(D)A. 将猪胰岛素B30位改造为丙氨酸,使之和人胰岛素序列一致B. 将A21位替换成甘氨酸,B链末端增加两个精氨酸,使之在pH4溶液中可溶C. 将B29位赖氨酸用长链脂肪酸修饰,改变其皮下扩散和吸收速度D. 将人胰岛素B28位与B29位氨基酸互换,使之不易形成六聚体第二章生物制药工艺技术基础一、填空题1、从生物材料中提取天然大分子药物时,常采用的措施有采用缓冲系统、添加保护剂、抑制水解酶作用等。

2、生化活性物质浓缩可采用的方法有盐析浓缩、有机溶剂沉淀浓缩、超滤浓缩、真空减压浓缩或薄膜浓缩、用葡聚糖凝胶浓缩、用聚乙二醇浓缩3、生化活性物质常用的干燥方法有减压干燥、喷雾干燥、冷冻干燥4、冷冻干燥是在低温、低压条件下,利用水的升华性能而进行的一种干燥方法。

5、微生物菌种的分离和纯化可以用的方法有平板划线法、稀释后涂布平板法。

6、微生物菌种的自然选育是指利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理,通过分离、筛选排除衰变型菌落,选择维持原有生产水平的菌株。

7、诱变时选择出发菌株时应考虑出发菌株的稳定性、选用具备某种优良特性、对诱变剂敏感、菌种的生理状态及生长发育时间等问题。

生物制药工艺学总结(大致按要求整理)

生物制药工艺学总结(大致按要求整理)

生物制药工艺学名词: 10个20分;选择10个10分;填空10个20分;简答5个30分;论述2个20分。

第一章生物药物概述1.药.、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.................................., .综合应用生物与医学、生物化学与分....: .是利用生物体、生物组织、细胞或其成分子生物学、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。

2..基因重组药物(基因工程药物)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。

第二章生物制药工艺技术基础1.生化制药制备工艺的六个环节(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。

第二章生物制药工艺技术基础081009

第二章生物制药工艺技术基础081009

第三节 生物活性物质的提取
一、提取方法
1. 用酸、碱、盐水溶液提取
用于提取各种水溶性、盐溶性的生化物质,这类溶剂提供了 一定的离子强度、pH值及相当的缓冲能力。 某些与细胞结构结合牢固的生物大分子,在提取时采用高浓 度盐溶液(如4mol/L盐酸胍,8 mol/L脲或其他变性剂,这种 方法称“盐解”)。
血管疾病、治疗慢性气管炎、驱虫、抗放射线物质等。
2. 腔肠动物 属于原始多细胞动物,已应用的不多,已提取
的有前列腺素类、萜类抗菌物质、抗癌物质。
3.节肢动物 其中的某些甲壳动物(包括虾、蟹)可供药用, 从中提取的甲壳素可用于甲亢、肿瘤、肝炎、肾炎和糖尿
病等的辅助治疗,另外在食品工业上有重要用途,如用于
废水处理、食品添加剂、减肥。 4.软体动物 包括螺、蚌类和乌贼等,已从其中提取出一些 具有抗病毒、抗肿瘤、抗菌、降血脂、止血、平喘作用的 多糖、多肽、毒素等。 5.棘皮动物 包括海星、海胆、海参,关于海胆的研究很多, 已提取到不少药物,还发现了在化工方面的应用。
6.鱼类 可制造多种药物,最常用的是鱼肝油。 7.爬行动物 海生爬行动物有海蛇、海龟等,海蛇毒液含 有多种酶类。 8.海洋哺乳动物 从鲸鱼、海豚,可以提取多种药物。
(六) 开发生物新资源
1. 动植物细胞的大规模培养
2.应用基因工程技术,生产各种生物活性物质,尤其适
合于在自然界中含量低、活性高的一些微量物质的生产。
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 生物活性物质分为“胞内”与“胞外”两种存在部 位。 存在于细胞内的生物活性物质有些游离在胞浆中, 有些结合于质膜或器膜上,或存在于细胞器内。 对于胞内物质的提取要先破碎细胞;对于膜上物质 则要选择适当的溶剂使其从膜上溶解下来。

生物制药技术-第二章-基因工程制药(1,2,3,4小节)

生物制药技术-第二章-基因工程制药(1,2,3,4小节)


Richard Young和Ronald Davis设计的λgtl0和 λgtDNA便十 分有效地产生许多克隆,每纳克cDNA可产生 5000个克隆,另方面可容纳较大相对分子质量 的外源DNA片段。由于噬菌斑的筛选和操作较 筛选细菌主中,λgtl0载体对于未携带cDNA的噬菌体的 裂解生长有很强的生物学选择作用。cDNA 插 入到λgtl0可使噬菌体阻遏物基因(c 1)失活。
1. MRNA的纯化

反转录法的前提是必须首先得到该目的基因的mRNA,而要 分离纯化目的基因的mRNA,其难度几乎不亚于分离目的基 因。细胞内含有3种以上RNA,mRNA占细胞内RNA总量的 2%~5%,相对分子质量大小很不一致,由几百到几千个核苷 酸组成。在真核细胞中mRNA的3'末端常含有一多聚腺苷酸 (polyA)组 成的末端,长达20~250个腺苷酸,足以吸附于寡 聚脱氧腺苷酸Oligo(dt)-纤维素上,可以用亲和层析法将mRNA 从细胞总RNA中分离出来。利用mRNA的3'末端含有polyA的 特点,在RNA流经寡聚(dt)纤维素柱时,在高盐缓冲液的 作用下,mRNA被特异地结合在柱上,当逐渐降低盐的浓度 洗脱时或在低盐溶液和蒸馏水的情况下,mRNA被i洗脱下来, 经过两次寡聚(dt)纤维素往后,可得到较高纯度的mRNA。

我国基因工程药物研究和开发起步较晚,基础较差。 20 世纪70年代末以来,开始应用 DNA重组技术、淋 巴细胞杂交瘤技术、细胞培养、克隆表达等技术开 发新产品和改造传统制药工艺。几十年来,在国家 汁划,特别是国家"863"高技术计划的优先支持下, 使这一领域迅速发展,缩短了我国与世界先进国家 的差距。"863"高技术计划在生物技术领域内研究的 三个主题之一是新型药物、疫苗与基因治疗,重点 是利用现代生物技术手段,开发化学合成法难以生 产的医药产品,如肝炎、肿瘤、传染病和心脑血管 疾病预防、诊断和治疗的生物技术医药产品。

第二章 生物制药技术基础

第二章 生物制药技术基础
第二章 生物制药技术基础
生物药物,包括生物技术药物和原生物制药。 生物药物,包括生物技术药物和原生物制药。
第一节 生物材料与生物活性物质 一、生物材料的来源 供生产生物药物的生物资源主要有动 植物、微生物的组织、器官、 物、植物、微生物的组织、器官、细胞与 代谢产物Байду номын сангаас 代谢产物。 应用动植物细胞培养与微生物发酵技 术也是获得生物制药原料的重要途径。 术也是获得生物制药原料的重要途径。
(5)脾脏(最大的周围淋巴器官,最大的 )脾脏(最大的周围淋巴器官, 免疫器官) 免疫器官) (6)小肠(糖蛋白、核苷酸酶、溶菌酶、 )小肠(糖蛋白、核苷酸酶、溶菌酶、 胃肠道激素) 胃肠道激素) (7)脑垂体(各种激素) )脑垂体(各种激素) (8) 心脏(糖元、激素和酶;细胞色素C、 心脏(糖元、激素和酶;细胞色素 、 辅酶Q 辅酶 10) 其它- 气管软骨、眼球、胎盘(胎 其它-肺、肾、气管软骨、眼球、胎盘 胎 盘血清蛋白、 盘血清蛋白、胎盘球蛋白 )、鸡冠 透明质 、鸡冠(透明质 酸)等 等
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 )
二、生物活性物质的存在方式及特点 (一)生物活性物质的存在方式 与其生物功能关系密切 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。 存在部分和分布方式。 生物活性物质分为胞内与胞外 胞内与胞外两种存 生物活性物质分为胞内与胞外两种存 在部位。 在部位。
(2)血浆的综合利用 ) 项目 含量 血浆占人体体重的量 8% 50% 血浆占全血的量 50% ① 92% 血浆中水分占血浆的量 92% %~7 血浆中蛋白质占血浆的量 6%~7% 白蛋白+IgG占血浆总蛋白的量 65% 白蛋白+IgG占血浆总蛋白的量 65%

第二章 生物制药工艺技术基础3 PPT课件

第二章 生物制药工艺技术基础3 PPT课件

淋巴细胞杂交瘤技术是将在体外不能长期生存的 免疫淋巴细胞与在体外能迅速增殖的骨髓瘤细胞在聚 乙二醇(PEG)作用下融合而产生杂交瘤细胞。
所得的杂交瘤细胞承袭了两组亲代细胞的遗传性, 既保存了骨髓瘤细胞在体外迅速增殖传代的能力,又 继承了免疫淋巴细胞合成与分泌抗体和淋巴因子的能 力。 T淋巴细胞主司细胞免疫,分泌淋巴因子。已知有 40 多种淋巴因子。 T细胞与骨髓瘤细胞融合可产生能 分泌淋巴因子的T细胞杂交瘤细胞。 B 细胞主司体液免疫,能分泌特异性免疫球蛋白 (抗体),B细胞与骨髓瘤细胞融合则产生能分泌特 异性抗体的B细胞杂交瘤细胞。
其使用有几方面:
① 提供细胞生长所需的条件生长因子和激素。 ②提供细胞贴壁所需的贴附因子和伸展因子; ③提供识别金属、激素、维生素和脂类的结合蛋 白;
④提供细胞生长所需的脂肪酸和微量元素。
为适应大规模细胞培养,发展高技术生物制品, 近代还大力研究无血清培养基。 无血清培养基具有以下优点: ①提高了细胞培养的可重复性,避免了由于血清 批之间差异的影响;
单克隆抗体的生产包括细胞培养、提纯和制剂等 工艺过程。
(1)杂交瘤细胞的大规模培养
单克隆抗体问世后,已研究了多种适宜于大规模 培养杂交瘤细胞的生物反应器(细胞培养罐)及其培 养基。目前比较成熟的发酵罐有气升式或深层发酵罐, 中空纤维培养罐,微囊或滴珠发酵罐。
牛 淋 巴 液 大 规 模 培 养 技 术 ( mass culturing technique,MCT)也是较成熟的适合于杂交瘤细胞大 规模培养的方法。
理想的微载体需具备如下一些条件:
① 微载体表面性质与细胞有良好的相容性,适用 细胞附着、伸展和增殖;
②微载体的材料无毒性。不仅要求对细胞的生长无 毒性,而且也不会产生影响产品和人体健康的有害因 子;
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② 减少了由血清带来的病毒、真菌和支原体等微 生物污染的危险;
③ 供应充足、稳定;
④ 细胞产品易于纯化;
⑤ 避免了血清中某些因素对某些细胞的毒性;
⑥ 减少了血清中蛋白对某些生物测定的干扰,便 于实验结果的分析。
无血清培养基是以合成培养基为基础加入各种细 胞生长所需的添加因子,有利于细胞生长的因子和 微量元素等。
(2)单抗的分离纯化
无论用动物腹水,还是用发酵罐生产单克隆抗体, 产品的分离纯化均十分重要。目前常用的方法有超滤 法、盐析法,离子交换层析法、等电聚焦层析法、葡 萄球菌蛋白A层析法、HPLC、DEAF - C层析法、 葡聚糖或琼脂糖法等。
(3)单克隆抗体的制剂技术
即将纯化的单克隆抗体制备成诊断试剂或新药。 常用于制备单克隆抗体制剂的物质有高聚物、脂质体、 聚乙二醇、细胞膜等。导向高聚物是表面包裹着特 异单克隆抗体的高聚物小珠,可用于移植,癌症治疗 和体内定位诊断。
③ 能够保持较好分散性的离体细胞或较小细胞团 的液体培养,称为“悬浮培养” ;
④ 离体器官的培养,如茎尖、根尖、叶片、花器 官各部分原基或未成熟的花器官各部分以及未成熟 果实的培养,称为“器官培养” ; ⑤ 未成熟或成熟的胚胎的离体培养,则为“胚胎 培养”。 2、悬浮培养
悬浮培养是指在液体培养基中,能够保持良好分 散性的细胞和小的细胞聚集体的培养。在此培养条件 下组织水平较低。
2、贴壁培养
贴壁培养是必须让细胞附在某种基质上生长繁殖 的培养方法:它适用于一切贴附依赖性细胞(贴壁细 胞),也适用于兼性贴壁细胞。
该方法优点是适用的细胞种类广(因为生产中所使 用的细胞绝大多数是贴壁细胞),较容易采用灌流培 养的方式使细胞达到高密度;不足之处是操作比较麻 烦。
需要合适的贴附材料和足够的面积,培养条件不易 均一,传质和传氧较差,这些不足常常成为扩大培养 的“瓶颈”。 被普遍采用的贴壁培养方法是固定床式生物反应器, 但由于该反应器中传质和传氧常会出现梯度式不均一 现象,故放大常受到限制。
⑥具有良好的光学透明性,适用在倒置显微镜下观 察细胞在载体上的生长情况;
⑦基质的性质最好是软性的,避免在搅拌中由于载 体互相磨擦而损伤细胞; ⑧可耐120℃高温,便于采用高压蒸汽灭菌;

⑨经简单的适当处理后,可反复多次地使用;
⑩原料充分,制作简便,价廉。
(五)动物细胞的种质保存
动物细胞种质保存的形式有组织块、细胞悬浮物及 细胞单层培养物等。保存方式有常温、低温及超低温 冰冻法3种。 目前超低温冰冻法是保存种质细胞最有效和最重要 的方法。 常温法是将特定种质形式保存于20~30℃的方法, 如人肾及猴肾细胞单层于25~30℃可保存1个月以上, 人二倍体细胞单层可保存两周,中间换液可保存30d以 上,若生长液中小牛血清减至0.5%~l%,于37℃培养 并有规律地更换培养基,则可长期保存。
3、细胞培养
细胞培养是指利用单个细胞进行液体或固体培养, 诱导其增殖及分化。其目的是为了得到单细胞无性繁 殖系。 4、分生组织培养 分生组织培养又称生长锥培养,是指在人工培养 基上培养茎端分生组织细胞。分生组织如茎尖分生组 织的部位仅限于顶端圆锥区,其长度不超过1mm。
研究表明,通过组织培养技术进行植物的快速繁 殖试验往往并没有利用这么小的外植体,而是利用较 大的茎尖组织,通常包括l~2个原基。
贴壁培养扩大培养时,常常需要用酶将其从基质上 消化下来。它们的作用主要是使细胞间质和一些促进 细胞贴附的蛋白因子水解,使细胞从基质分离成单个 细胞。
3、微载体培养 微载体培养是使细胞贴附在微小颗粒载体上,它创 造了相当大的贴附面积,供细胞贴附生长、增殖。载 体体积很小,比重较轻,在轻度搅拌下即可使细胞自 由悬浮于培养基内,充分发挥悬浮培养的优点。
在保证细胞渗透压的情况下,培养液里的成分要 满足细胞进行代谢所需要的各种组成,如各种必需氨 基酸和非必需氨基酸、维生素、碳水化合物及无机 盐类等,只有满足了这些基本条件,细胞才能在体外 正常存活、生长。
另外,在单克隆抗体实验培养中加入一些饲养细 胞,或在换液时留一些原培养液,也有利于细胞生长。 各种合成培养基给细胞培养提供了方便,但单纯采 用合成培养基,细胞还不能很好地增殖,甚至细胞不 贴壁生长,因此使用时常要添加5%~10%小牛血清, 对杂交瘤细胞的培养添加胎牛血清要达l0%~20%,
低温法是将特定种质形式保存于4℃的方法,如原 代猴肾细胞悬浮于4℃生长液中,可保存3周。
超低温冰冻法系将种质细胞保存于-70℃以下冰 箱或液氮中的保存方法。在此条件下,种质可长期保 存。但是本法需用保护剂,常用的保护剂有二甲亚砜 (DMSO)及甘油等。
甘油使用浓度为5%~20%,DMSO使用浓度为5 %~12.5%。DMSO因起作用更快,毒性及黏度更低, 膜透性更高,抗冻伤能力更强而应用最多,细胞在 DMSO中30s左右即达到内外平衡,但在甘油中2h才 能平衡。
三、植物细胞工程制药技术基础
(一)植物组织和细胞培养的基本概念 1、植物组织细胞无菌培养技术类型 植物组织和细胞是指在无菌和人工控制的营养 (培养基)及环境条件(光照、温度等)下,研究植 物的细胞、组织和器官以及控制其生长发育的技术。 植物无菌培养技术有以下几类: ① 幼苗及较大植株的培养,即为“植物培养” (plant culture); ② 从植物各种器官的外植体增殖而形成的愈伤组 织的培养叫做“愈伤组织培养” ;
单克隆抗体有特异性强、免疫滴度高、质地均一、 反应灵敏、可标准化等特点,还可进行工业化大生产。
单克隆抗体可用于疾病诊断、体内显像定位检查、 体内治疗或靶向治疗、食品与环境监测以及天然蛋白 与基因工程产品的提纯等。世界各国已制备万种单克 隆抗体。现已有百余种诊断试剂和数种治疗剂投放市 场。
2、单克隆抗体的工业化生产
二、动物细胞工程制药技术基础
(一)动物细胞的获得 供生产生物技术药物的动物细胞有3类; 1、原代细胞 原代细胞是直接取自动物组织器官,经过分散、 消化制得的细胞悬液。 2、二倍体细胞系
原代细胞经过传代、筛选、克隆,从而由多种细 胞成分的组织中挑选强化具有一定特性的细胞株。
其特点是:
①染色体组织仍然是2n的模型; ②具有明显贴壁依赖和接触抑制的特性: ③具有有限的增殖能力,一般可连续传代培养50 代;
④无致癌性。二倍体细胞通常由胚胎组织中获取。
3、转化细胞系
这类细胞常常因染色体的断裂而变成异倍体,从 而失去了正常细胞的特点,而获得无限繁殖的能力。 这种转化进程可以是自发的,也可以通过人为的方法 进行的转化。
另外,从动物肿瘤组织中建立的细胞系也是转化 细胞,转化细胞具有无限生命力,倍增时间较短,培 养条件要求较低,适于大规模生产培养 。
理想的微载体需具备如下一些条件:
① 微载体表面性质与细胞有良好的相容性,适用 细胞附着、伸展和增殖;
②微载体的材料无毒性。不仅要求对细胞的生长无 毒性,而且也不会产生影响产品和人体健康的有害因 子;
③微载体的材料是惰性的,不与培养基成分发生化 学变化,也不会吸收培养基中的营养成分; ④微载体的比重在1.030~1.045g/ml,使载体在低 速搅拌下就可悬浮,而在静止时又可很快沉降,便于 换液和收获; ⑤粒径在60~250μ m(溶胀后)之间为好,并要尽 可能地均一,差异不大于20 μ m 。这样有利于细胞均 匀分布在各微载体表面;
单克隆抗体的生产包括细胞培养、提纯和制剂等 工艺过程。
(1)杂交瘤细胞的大规模培养
单克隆抗体问世后,已研究了多种适宜于大规模 培养杂交瘤细胞的生物反应器(细胞培养罐)及其培 养基。目前比较成熟的发酵罐有气升式或深层发酵罐, 中空纤维培养罐,微囊或滴珠发酵罐。
牛 淋 巴 液 大 规 模 培 养 技 术 ( mass culturing technique,MCT)也是较成熟的适合于杂交瘤细胞大 规模培养的方法。
(六)单克隆抗体技术
l、单克隆抗体的制备原理 B细胞群受抗原刺激后能产生针对抗原决定簇的特 异性抗体,一个机体可产生多达100万种特异性不同 的抗体。 但一个B细胞却只能分泌一种特异性抗体。每个杂 交瘤细胞只分泌一种特异性抗体,培养单个杂交瘤细 胞,使之无性繁殖形成细胞集落(称之为克隆)。同 一个克隆的杂交瘤细胞基因相同,合成并分泌的特异 性抗体质地均一。这种抗体称之为单克隆抗体。
(三)动物细胞大规模培养方法
动物细胞培养的方法,一般可根据培养细胞的种 类分为原代细胞培养和传代细胞培养;又可根据培养 基的不同分为液体培养和固体培养;还可根据培养容 器和方式的不同分为静止培养、旋转培养、搅拌培养、 微载体培养、中空纤维培养、固定床或流化床培养等。
但从生产实际看,动物细胞的大规模培养主要可 分为悬浮培养、贴壁培养和贴壁-悬浮培养。
在 深 冻 过 程 中 , 先 配 制 含 8 % ~ l0 % DMSO 、 15 %~20%小牛血清及适量NaHCO3 的保护液,再将细 胞培养物消化与分散,离心收集细胞,按5×106个细 胞/ml浓度添加保护液,按lml/支分装于安瓿中, 0~4℃放置2~4 h,移至-70℃冰箱中或置于液氮中 保存。保冻细胞在继代培养前需复苏,复苏时将安瓿 取出,包裹4层纱布浸入40℃水中,除去纱布后再浸 入水中融化40s,混匀后立即接种l~2(100ml培养 瓶),并按1~2ml→4ml→8ml缓慢而依次加入生长 液,最终加至20ml。 若保护液含DMSO可直接用于接种,但其浓度应降 至l%以下。若保护液含甘油,则应离心除去甘油, 以防影响细胞增殖,加生长液后可通过台酚蓝染色法 计算活细胞数,然后用于培养。
用牛淋巴液体外循环法生产单克隆抗体的步骤:
①在无菌条件下,自牛颈部引出牛胸导管、淋巴 管至无菌室;
②使淋巴细胞与淋巴液分开;
③将滤出的细胞与部分淋巴液送回牛静脉管内, 无细胞淋巴液经超滤后进入培养罐进行循环,并按比 例加入培养液(培养液应通过一层微孔半透膜过滤后 再进入培养罐)。
杂交瘤细胞培养产生的单克隆抗体培养液的20% 通过另一端的半透膜流出培养罐,每日收获单克隆抗 体,其他80%再循环。
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