第2章生物制药技术的新方法
第2章生物制药制备概述
2、血浆的综合利用
（4）补体系统蛋白： 补体系统：机体主要防御体系之一，在许 多生物学反应中，如吞噬、调理、趋化和 细胞溶解等，均起重要作用。 补体在自身免疫性疾病及循环免疫复合物 性疾病中，起着损伤机体的作用。 （5）蛋白酶抑制物类：主要有1-抗胰蛋 白酶、 1抗糜蛋白酶（ 1X）、 间胰酶 抑制物、抗凝血酶III等。
（2）氨基酸的分离方法
沉淀法： 溶解度差异分离：依据不同氨基酸在水中或 其他溶剂中的进行分离 特殊试剂沉淀：如用邻二甲苯-4-磺酸与亮氨 酸形成不溶性盐沉淀，再用氨水分解，使 亮氨酸游离出来。 吸附法：利用吸附剂根据氨基酸吸附力的 差异进行氨基酸分离的方法。苯丙氨酸、 酪氨酸、色氨酸的分离就是利用活性碳对 其吸附的原理。
2009-03-30
Suzhou University
4、核酸类药物的分离纯化方法
（1）核酸类药物生产方法： ① 提取法：生产DNA和RNA的主要技术是， 先提取核酸和蛋白质复合物，再解离核 酸与蛋白质，然后分离RNA与DNA。 ② 发酵法：主要用于生产单核苷酸。
2009-03-30
Suzhou University
2009-03-30 Suzhou University
（2）白细胞浓缩液： ① 制法：用单采粒细胞技术自供血者血循环 中采集。用过滤法或离心法得到的细胞存 活率均较低。改进的连续离心法可将粒细 胞得率提高一倍。 ② 用途：输注白细胞疗法，一般在肿瘤病人 经细胞药物治疗后，处于骨髓细胞抑制期 间遭受感染且各种抗菌素治疗无效情况下 采用，疗效显著。
2009-03-30 Suzhou University
2、血浆的综合利用
血浆蛋白成分： ① 主要成分：Alb和IgG， ② 含量中等的成分：有IgA、IgM、纤维蛋 白原（Fg）、补体C3、转铁蛋白（Tr）、 巨球蛋白（2M）、触珠蛋白（Hp）、 1抗胰蛋白酶（ 1AT），血色素结合 蛋白（HpX）和1-AGP等十种。 ③ 小量和微量成份：百余种的蛋白质和多 肽。
生物制药的新技术与新方法
生物制药的新技术与新方法一、介绍生物制药的背景及其意义生物制药是利用生物技术制备的药物，生物制品的制造与化学药品有很大的不同。
通过改变生物系统中的基因表达和代谢途径，可以大幅提高生物体本身所制备的药物分子的量和各种结构的多样性。
目前，生物制药已成为制药行业发展的主要方向之一，它们是治疗许多严重疾病的关键药物。
二、新技术与方法的介绍1. 基因编辑技术基因编辑是通过将转录RNA分子引入细胞中来精确编辑基因，精确地删除、插入或更改目标序列。
当前最为流行的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统。
CRISPR可以切割DNA，通过精确设计，可精准地改变基因组内的特定部分，使得有可能制备出有特殊构型的蛋白质，这对生物制药非常重要。
许多将基因编辑技术应用于生物制造的公司正蓬勃发展，使得药物变得更加精确和高效。
2. 基于细胞培养技术的高通量筛选高通量筛选是新一代的药物筛选技术，采用大规模培养的细胞群体或生物组织，通过对虚拟药物进行高速筛选，筛选出拥有理想作用的药物分子。
这种筛选方法可以大大提高效率并降低成本，是一项非常有前景的技术。
3. 3D细胞培养传统的2D细胞培养在某些情况下不能很好地模拟复杂的人体组织和器官，因此发展了3D细胞培养。
3D细胞培养可以形成与人体类似的生理状态，也可以模拟药物和生物制品在体内的方式，为更好地研究药物进行重要的先导性研究。
同时，3D细胞培养还可以用于更好的剖析细胞与环境的相互作用，从而提供更精确的药物研发。
4. 生物传感器生物传感器是一种能够检测和分析生物分子（如蛋白质、DNA和RNA）和化学物质的设备，可以用于生物制药中。
生物传感器可以检测药物或其代谢产物的存在，并提供即时检测结果。
开发这样的传感器将为快速、可靠地测试生物药物和生物等效性提供重要的工具。
5. 社交媒体的运用社交媒体已经成为宣传，征集和投资生物制药的一种重要方式。
例如，利用社交媒体进行药物招募试验、预选生物制药和投资收益分析等工作，可以更加高效地吸引人才，组合资源，降低成本。
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
生物制药的创新技术
生物制药的创新技术生物制药是利用生物技术生产药物的一种制药方式，其产品主要包括蛋白质药物、抗体药物、疫苗等。
随着生物技术的不断发展，生物制药领域的创新技术也在不断涌现，为药物研发和生产带来了新的机遇和挑战。
本文将重点介绍生物制药领域的创新技术，包括基因工程、单克隆抗体技术、基因编辑技术等。
一、基因工程技术基因工程技术是生物制药领域最重要的创新技术之一。
通过基因工程技术，科学家可以将外源基因导入宿主细胞中，使其表达目标蛋白，从而实现大规模生产药物的目的。
基因工程技术的应用使得生物制药领域的药物研发周期大大缩短，同时也提高了药物的纯度和效力。
基因工程技术的核心是重组DNA技术，包括DNA的克隆、DNA的测序、DNA的合成等。
通过重组DNA技术，科学家可以构建携带目标基因的载体，并将其导入宿主细胞中，使其表达目标蛋白。
目前，基因工程技术已经成功应用于生产多种重要的生物制药产品，如胰岛素、生长激素、干扰素等。
二、单克隆抗体技术单克隆抗体技术是生物制药领域的又一项重要创新技术。
单克隆抗体是指来源于同一克隆细胞的抗体，具有高度的特异性和亲和力。
单克隆抗体技术通过对抗体的基因进行克隆和表达，可以大规模生产具有特定功能的单克隆抗体，用于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
单克隆抗体技术的应用为个性化医疗提供了新的途径。
通过对患者的基因信息和病理特征进行分析，科学家可以设计和生产针对特定靶点的单克隆抗体，实现精准治疗。
目前，单克隆抗体已经成为生物制药领域的主力产品之一，为临床治疗带来了革命性的变革。
三、基因编辑技术基因编辑技术是近年来兴起的一项新兴生物技术，也被广泛应用于生物制药领域。
基因编辑技术通过精准编辑基因组中的特定序列，可以实现基因的插入、修饰、删除等操作，为药物研发和生产提供了全新的思路和方法。
CRISPR-Cas9技术是目前应用最广泛的基因编辑技术之一。
通过设计特定的引物和Cas9蛋白，科学家可以实现对基因组的高效编辑，从而修正遗传病变、增强药物的疗效等。
第二章生物制药概论课件PPT课件
1.按药物的化学本质和化学 特性分类
(1)氨基酸及其衍生物类药物 (2)多肽及蛋白质类药物 (3)酶与辅酶类药物
(4)核酸及其降解物和 衍生物类药物
(5)糖类药物 (6)脂类药物 (7)细胞生长因子类 (8)生物制品类
2.按原料来源分类
(1)人类组织来源的生物药 物
(2)动物组织来源的生物药 物
⒎氨基酸类药物的分离纯化 方法
⑴氨基酸的生产方法 ①蛋白质水解法:
酸水解：水解完全L-型氨基酸,色氨 酸破坏。 碱水解：产生消旋作用。 酶水解：不完全
②发酵法:需特异菌株 ③化学合成法:得到 D L-型氨基 酸 ④酶促合成法:工艺简单、转化率
高、易提纯。
⑵氨基酸的分离方法
①沉淀法： 依溶解度差异沉淀 特殊试剂沉淀
⑵纯化方法 ①沉淀法：不同脂质在丙酮中 溶解度不同，故常用它进行沉淀。
②吸附层析法： 吸附剂有：硅胶、氧化铝等。通过 极性和离子力将各种化合物结合到 固体吸附剂上。洗脱用极性逐渐增 大的洗脱液，非极性先流出，极性 后流出。
③离子交换层析法： 脂质分子有非解离、两性离子和 酸式解离三种状态。在一定的pH 条件下选择适当的离子交换剂提纯。
来源
瓜娄 蓖麻籽 大豆 木瓜汁 辣根 沙棘 麦芽 刀豆
功
能
引产 抗癌 治疗胰腺炎 促消化 消炎 诊断试剂 消除自由基 助消化 分解尿素
⒊植物糖类药物
⑴单糖类：葡萄糖、果糖、核糖、 维生素C、木糖醇、山梨醇、甘 露醇等。
⑵聚糖类： 蔗糖、麦芽糖、淀粉、 纤维素、人参多糖、黄芪多糖等。
⑶糖的衍生物：葡萄糖-6-磷酸等
⒉动物酶与辅酶类药物 ⑴促消化酶类 ⑵消炎酶类 ⑶治疗心脑血管类疾病的相关酶
⑷抗肿瘤的酶 ⑸与电子传递有关的治疗酶 ⑹其它药用酶 ⑺动物辅酶类药物
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
制药行业生物制药工艺创新方案
制药行业生物制药工艺创新方案第1章引言 (4)1.1 生物制药行业发展概述 (4)1.2 生物制药工艺创新的意义与挑战 (4)第2章生物制药工艺现状及发展趋势 (5)2.1 国内外生物制药工艺发展现状 (5)2.1.1 国内生物制药工艺现状 (5)2.1.2 国外生物制药工艺现状 (6)2.2 生物制药工艺发展趋势 (6)2.2.1 创新药物研发成为主流 (6)2.2.2 生物工艺技术的优化与集成 (6)2.2.3 个性化治疗与精准医疗 (6)2.2.4 跨界融合与创新 (6)2.2.5 绿色、环保工艺的推广与应用 (6)第3章基因工程技术在生物制药中的应用 (7)3.1 基因重组技术 (7)3.1.1 基因重组技术的原理与流程 (7)3.1.2 基因重组技术在生物制药中的应用实例 (7)3.2 基因编辑技术 (7)3.2.1 基因编辑技术的原理与优势 (7)3.2.2 基因编辑技术在生物制药中的应用实例 (7)3.3 基因转移与表达技术 (7)3.3.1 基因转移技术的种类及原理 (7)3.3.2 基因表达技术的优化与调控 (8)3.3.3 基因转移与表达技术在生物制药中的应用实例 (8)第4章细胞培养与生物反应器技术 (8)4.1 微生物细胞培养技术 (8)4.1.1 培养基优化 (8)4.1.2 发酵过程控制 (8)4.1.3 高密度发酵 (8)4.2 动物细胞培养技术 (8)4.2.1 无血清培养基 (9)4.2.2 微载体培养技术 (9)4.2.3 恒温灌注培养 (9)4.3 植物细胞培养技术 (9)4.3.1 植物细胞悬浮培养 (9)4.3.2 固定化植物细胞培养 (9)4.3.3 植物细胞发酵过程优化 (9)4.4 生物反应器设计与优化 (9)4.4.1 生物反应器类型及特点 (9)4.4.2 生物反应器放大工艺 (9)4.4.3 生物反应器控制策略 (10)第5章生物制药下游工艺创新 (10)5.1 蛋白质纯化技术 (10)5.1.1 离子交换层析法 (10)5.1.2 亲和层析法 (10)5.1.3 萃取法 (10)5.2 膜分离技术 (10)5.2.1 超滤技术 (10)5.2.2 微滤技术 (10)5.2.3纳滤技术 (10)5.3 凝胶过滤技术 (11)5.3.1 羟基磷灰石柱层析 (11)5.3.2 凝胶渗透层析 (11)5.4 制剂技术 (11)5.4.1 纳米制剂技术 (11)5.4.2 疫苗制剂技术 (11)5.4.3 注射用制剂技术 (11)第6章生物制药生产过程优化与控制 (11)6.1 生产过程参数监测与优化 (11)6.1.1 参数监测技术 (11)6.1.2 生产过程优化策略 (11)6.1.3 生产过程控制算法 (11)6.2 智能制造与自动化控制 (12)6.2.1 智能制造技术 (12)6.2.2 自动化控制系统 (12)6.2.3 智能优化算法 (12)6.3 过程系统集成与优化 (12)6.3.1 过程系统集成 (12)6.3.2 过程优化方法 (12)6.3.3 生产过程稳定性分析 (12)第7章生物制药质量分析与控制 (12)7.1 生物制药质量标准制定 (12)7.1.1 质量标准制定原则 (12)7.1.2 质量标准制定流程 (13)7.1.3 关键质量指标 (13)7.2 生物分析方法 (13)7.2.1 生物分析方法分类 (13)7.2.2 生物分析方法原理 (13)7.2.3 生物分析方法在生物制药中的应用 (14)7.3 生物制药质量控制策略 (14)7.3.1 质量控制策略制定 (14)7.3.2 质量控制策略实施 (14)第8章生物制药安全性评价与风险管理 (14)8.1 生物制药安全性评价方法 (14)8.1.1 临床前安全性评价 (15)8.1.2 临床安全性评价 (15)8.2 风险评估与管理 (15)8.2.1 风险识别 (15)8.2.2 风险评估 (15)8.2.3 风险控制 (15)8.2.4 风险监测与沟通 (15)8.3 生物制药监管政策与法规 (15)8.3.1 监管政策 (15)8.3.2 法规体系 (16)8.3.3 国际合作与协调 (16)第9章生物制药产业化与商业化 (16)9.1 生物制药产业化策略 (16)9.1.1 生物制药产业化的概念与意义 (16)9.1.2 生物制药产业化关键环节 (16)9.1.3 生物制药产业化策略制定 (16)9.1.4 生物制药产业化过程中的技术与管理创新 (16)9.2 生物制药市场分析 (16)9.2.1 全球生物制药市场概况 (16)9.2.2 我国生物制药市场现状与发展趋势 (16)9.2.3 生物制药市场竞争格局 (16)9.2.4 生物制药市场机遇与挑战 (16)9.3 生物制药商业化模式与案例 (16)9.3.1 生物制药商业化模式概述 (16)9.3.2 生物制药合作研发与产业化 (16)9.3.3 生物制药许可与转让 (16)9.3.4 生物制药企业并购与重组 (16)9.3.5 生物制药产业化与商业化的成功案例 (16)9.1节详细阐述生物制药产业化的概念、意义、关键环节以及产业化策略制定，重点关注技术与管理创新在产业化过程中的应用。
《生物技术制药》笔记_学习笔记
《生物技术制药》笔记第一章：生物技术制药概述1.1生物技术的定义与发展1.2生物制药的历史背景1.3生物药物的分类1.4生物技术制药的现状与趋势第二章：生物药物的研发过程2.1药物发现与筛选2.2临床前研究2.3临床试验的设计与实施2.4药物上市后的监测第三章：生物制药的生产技术3.1重组DNA技术3.2细胞培养与发酵技术3.3纯化与制剂技术3.4质量控制与标准化第四章：生物药物的市场与经济学4.1生物制药市场的规模与增长4.2价格与经济负担4.3竞争与合作策略4.4政策与法规影响第五章：生物药物的安全性与有效性5.1药物的安全性评估5.2副作用与不良反应5.3有效性研究方法5.4风险管理策略第六章：未来生物制药的发展方向6.1个性化医疗与精准治疗6.2新兴技术的应用（如CRISPR等）6.3全球健康与生物制药的合作6.4持续创新与可持续发展第1章：生物技术制药概述生物技术的定义与发展生物技术是利用生物系统、活细胞或其衍生物来开发或制造产品的技术。
它的应用涉及医学、农业、工业等多个领域。
生物技术的核心在于对生物体的基因和细胞过程的理解与利用。
关键概念：生物技术的定义：应用生物学和技术于生产、改良生物产品的过程。
发展历程：自20世纪初的微生物发酵技术起，经过基因工程、重组DNA技术等阶段，逐渐形成现代生物技术。
重要进展：1973年，第一例重组DNA技术成功。
1982年，首个重组人胰岛素上市。
1990年，基因治疗首次在临床应用。
生物制药的历史背景生物制药起源于对传统药物的改良，随着对生物体内机制的深入了解，生物制药逐渐崭露头角。
生物制药主要利用生物技术生产药物，包括抗体、疫苗、蛋白质等。
历史节点：1920年代，青霉素的发现标志着抗生素时代开始。
1970年代，开始利用细胞培养技术生产单克隆抗体。
1980年代，生物制药行业迅速发展，多种生物药物陆续上市。
重要药物：人胰岛素：由大肠杆菌生产，治疗糖尿病。
重组人干扰素：用于治疗病毒感染及某些癌症。
生物制药的新技术和新进展
生物制药的新技术和新进展生物制药，简单来说就是利用各种生物体的代谢机制来生产药物。
生物制药技术是一种既造福人类又创造巨大经济效益的高科技领域。
随着科技的不断发展，生物制药技术也在不断更新换代。
今天，我们来聊聊生物制药的新技术和新进展。
一、基因编辑技术基因编辑技术是一种通过简单的DNA切割和粘贴，使病原体中的致病基因失去作用的技术。
最近几年，随着CRISPR-Cas9技术的出现，基因编辑的效率有了大幅提升。
这种技术不仅可以应用于基础科学研究，还可以用于生物制药的生产。
基因编辑技术可以被用来制造定制的药物。
例如，一些癌症患者的肿瘤会产生一些特定的蛋白质，而这些蛋白质是癌细胞存活的关键。
通过基因编辑技术，我们可以使这些蛋白质的生产停止。
这种定制的药物只会针对患者体内的肿瘤细胞，从而减少了对正常细胞的损害。
二、 3D打印技术3D打印技术是一种将数字模型转化为实体模型的技术。
这种技术已经被广泛应用于医疗领域，用于打印植入物和假体。
在生物制药领域，3D打印技术可以被应用于生产复杂的药物。
药物的分子结构非常复杂，但是在3D打印技术的帮助下，我们可以将药物的分子结构精细地打印出来。
这样一来，生产过程不但更加自动化，而且药物分子的结构也更准确，药效也更高。
三、微生物发酵技术微生物发酵技术是生物制药领域的传统工艺。
目前，这种技术已经发展到了第四代。
第四代微生物发酵技术可以应用基因编辑、组学技术等现代生物技术手段。
这种技术的核心是在发酵过程中精选和培育高产菌种，同时加入某些基因，以提高产药效率。
微生物发酵技术的优点在于可扩展性强，产量高，生产成本低。
新一代微生物发酵技术还可以通过基因编辑等手段精准调控药物的产量和稳定性。
因此，微生物发酵技术在未来的生产中将占据重要地位。
四、组织培养技术组织培养技术是一种将体细胞在体外培养成组织或器官的技术。
目前，这种技术已经被成功应用于蛋白质和生物制药的生产。
组织培养技术可以通过精准控制环境温度、光照、营养物质等条件，使得细胞低代数的快速增殖并最终形成一个密集的组织。
生物制药工程的新技术与应用
生物制药工程的新技术与应用随着科技的进步和人们对健康意识的不断提高，生物制药工程作为一门新兴的学科领域，正在迅速发展并在医药行业中发挥重要的作用。
本文将就生物制药工程的新技术和应用进行探讨和分析。
一、基因工程在生物制药工程中的应用基因工程作为生物制药工程的核心技术之一，为生产高效、安全的药物提供了新的途径。
通过基因工程技术，可以种植转基因植物，利用其合成药物，为药物生产提供了更多的选择。
同时，基因工程也可以应用于细菌和真菌等微生物的改造，使其产生特定的蛋白质，用于药物的合成。
二、细胞培养技术在生物制药工程中的应用细胞培养技术是生物制药工程中另一个重要的技术手段。
通过培养细胞，可以有效地生产大量的蛋白质和其他生物制剂。
细胞培养技术在生物制药工程中的应用非常广泛，可以用于生产抗体、酶、激素等多种药物，并能够实现定制化生产，提高药物的纯度和质量。
三、基因编辑技术在生物制药工程中的应用基因编辑技术是近年来兴起的一种前沿技术，其在生物制药工程中的应用潜力巨大。
通过基因编辑技术，可以对生物体的基因组进行精确的修改，使其产生特定的蛋白质或化合物。
这对于研究新型药物的开发、药物疗效的提高具有重要的意义。
四、生物传感技术在生物制药工程中的应用生物传感技术是生物制药工程中的一项重要技术。
通过生物传感技术，可以实现对药物生产过程和药物质量的监测和控制，提高制药过程的效率和稳定性。
同时，生物传感技术还可以应用于新药研发和药物的靶点筛选中，为药物的发现和开发提供重要的指导。
五、生物仿真技术在生物制药工程中的应用生物仿真技术是生物制药工程的前沿技术之一。
通过建立数学模型和计算机模拟，可以有效地预测生物过程和药物相互作用，提高药物研发的效率和成功率。
生物仿真技术还可以用于药物药代动力学和药物药效学研究，为药物的合理使用和剂量设计提供指导。
六、纳米技术在生物制药工程中的应用纳米技术作为一门交叉学科，正在为生物制药工程提供创新的解决方案。
生物制药工艺学第二章+生物制药工艺技术基资料教程
（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。
生物技术制药-第二章-基因工程制药(201309-201401-2)
7、目的cDNA克隆的分离和鉴定
cDNA克隆示意图
mRNA
逆转录酶
ss-DNA
DNA聚合酶I Klenow片段
ds-cDNA 核酸酶S1
ds-cDNA
二、逆转录－聚合酶链反应法（RT-PCR）
1985，PCR发明以后，RT-PCR得到了广泛的应用。
特异引物 mRNA 逆转录酶 ss-DNA PCR 目的cDNA链
优点：表达产物可由重组转化细胞分泌到培养 液中，纯化容易。产物是糖基化的接近天然物。 缺点：生长慢，生产率低，培养条件苛刻，费 用高，培养液浓度稀。
二、大肠杆菌体系中的基因表达
（一）表达载体 表达载体必须具备的条件
（1）载体能独立地进行复制 (复制起点，ori)
（2）应具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记
核酸酶S1
第三节 目的基因的获得
克隆真核基因常用方法：逆转录法和化学合 成法。（不能直接分离？）
一、逆转录法
逆转录法就是先分离纯化目的基因的mRNA，再 反转录成 cDNA，然后进行 cDNA 的克隆表达。 cDNA与模板mRNA序列严格互补，而不含内含子。
逆转录法的步骤
1、mRNA的纯化 2、cDNA第一链的合成 3、cDNA第二链的合成 4、cDNA克隆
利用基因工程技术生产药品的优点：
（1）可以大量生产过去难以获得的生理活性蛋 白和多肽； （2）可以提供足够数量的生理活性物质；
（3）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；
（4）基因工程和蛋白质工程进行改造和去除 内源性生理活性物质的不足之处。 （5）利用基因工程技术可获得新型化合物，
又分为普通表达载体和精确表达载体
生物技术制药课后习题答案
第一章绪论1生物技术是以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞及其组分）的特性和功能，设计构建有预期性状的新物种或新品系，并与工程相结合，进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性的技术体系。
2生物技术的主要内容：P1基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程蛋白质工程：运用基因工程全套技术改变蛋白质结构的技术。
染色体工程：探索基因在染色体上的定位，异源基因导入、染色体结构改变。
生化工程：生物反应器及产品的分离、提纯技术。
3生物技术制药采用现代生物技术人为创造条件，借助微生物、植物或动物来生产所需的医药品过程被称为4生物技术药物采用DNA重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物才能被称为5生物药物生物技术药物与天然生化药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为PPT复习题第二章基因工程制药1、简述基因工程制药的基本程序。
P162、说明基因工程技术用于制药的三个重要意义。
P15第一段第一行3、采用哪两种方法来确定目的cDNA克隆？P18（7目的基因c DN A的分离和鉴定）①核酸探针杂交法用层析法或高分辨率电泳技术(蛋白质双向电泳技术或质谱技术)分离出确定为药物的蛋白质，氨基酸测序，按照密码子对应原则合成出单链寡聚核苷酸，用做探针，与cDNA文库中的每一个克隆杂交。
这个方法的关键是分离目的蛋白，②免疫反应鉴定法（酶联免疫吸附检测）4、说明用大肠杆菌做宿主生产基因工程药物必须克服的6个困难。
①原核基因表达产物多为胞内产物，必须破胞分离，受胞内其它蛋白的干扰，纯化困难；②原核基因表达产物在细胞内多为不溶性(包含体, inclusi on body)，必须经过变性、复性处理以恢复药物蛋白的生物学活性，工艺复杂；③没有翻译后的加工机制，如糖基化，应用上受到限制；④产物的第一个氨基酸必然是甲酰甲硫氨酸，因无加工机制，常造成N-Met冗余，做为药物，容易引起免疫反应；⑤细菌的内毒素不容易清除；⑥细菌的蛋白酶常常把外源基因的表达产物消化；5、用蓝藻做宿主生产基因工程药物有什么优越性？蓝藻：很有前途的药物基因的宿主细胞①有内源质粒，美国Wolk实验室已构建1200种人工质粒，可用做基因载体。
合成生物学技术在生物制药中的应用研究
合成生物学技术在生物制药中的应用研究第一章引言生物制药是利用生物学技术和生物化学方法生产药物的过程。
合成生物学是一门综合了生物学、工程学和计算机科学的学科，旨在通过设计、合成和优化生物系统，实现生物材料的生产。
合成生物学技术的引入为生物制药行业带来了新的机遇和挑战。
本文旨在探讨合成生物学技术在生物制药中的应用研究。
第二章合成生物学技术的原理与方法合成生物学技术基于基因工程、系统生物学和合成化学的原理，通过对生物系统的设计、优化和调控，实现特定化合物的高效生产。
目前常用的合成生物学技术包括基因合成、基因组工程、代谢工程和蛋白质工程等。
第三章合成生物学技术在抗生素制造中的应用抗生素是生物制药中的重要类别，合成生物学技术可以应用于抗生素的合成途径的优化和抗生素生产菌株的改良。
通过改变菌株代谢途径、引入新的合成酶，可以实现抗生素生产效率的提高和新型抗生素的合成。
第四章合成生物学技术在生物肽制药中的应用生物肽是一类重要的生物活性物质，合成生物学技术可以应用于生物肽的合成和修饰。
通过合成生物学技术，可以优化生物肽的表达和纯化，提高生产效率，并实现生物肽的化学修饰和改良，提高其药物性质和稳定性。
第五章合成生物学技术在重组蛋白制药中的应用重组蛋白是生物制药中的重要产品，合成生物学技术可以用于重组蛋白的高效表达和纯化。
通过合成生物学技术，可以改变宿主菌的代谢途径和表达系统，实现重组蛋白的高效表达，并通过分子工程手段实现重组蛋白的纯化和修饰。
第六章合成生物学技术在疫苗制造中的应用疫苗是预防和控制传染病的重要手段，合成生物学技术可以用于疫苗的病原体表位的合成和疫苗病毒株的改造。
通过合成生物学技术，可以合成特定病原体表位，实现疫苗的高效合成，并通过基因工程手段改造病毒株，实现疫苗的安全性提高和效果改进。
第七章合成生物学技术在个体化药物制造中的应用个体化药物制造是一种基于患者基因组信息的定制化药物制造方式，合成生物学技术可以用于个体化药物的合成和生产过程的优化。
生物制药领域的新兴技术介绍
生物制药领域的新兴技术介绍随着生物技术的不断发展，生物制药领域也在不断壮大和创新。
新兴技术的引入和应用，使得生物制药领域的研究和生产更加高效和智能。
本文将对生物制药领域的新兴技术进行介绍。
一、单克隆抗体技术单克隆抗体技术是一种基于克隆细胞的生产方法，通过对单一细胞进行克隆，实现单克隆抗体的产生。
该技术具有生产周期短、成本低、规模化生产能力强等优点。
目前已有多个单克隆抗体产品上市，在治疗肿瘤、风湿性关节炎、炎症性肠病等方面取得了良好的疗效。
二、基因编辑技术基因编辑技术是指通过改变基因序列，实现生物体特征的改变。
目前已有多种基因编辑技术，包括锌指核酸酶、TALEN、CRISPR/Cas等。
基因编辑技术在药物研究和生产中，可以为重大疾病的治疗提供新的方向和思路。
三、3D打印技术3D打印技术可以实现高精度、高效率的定制化生产。
在生物制药领域，3D打印技术可以用于制造仿生模型、生物芯片、组织工程等产品，为临床诊断和治疗提供新的方法和手段。
四、人工智能技术人工智能技术在生物制药领域的应用范围越来越广泛。
通过大数据和机器学习算法，人工智能技术可以对药物研发和生产的各个环节进行优化和预测，提高研发效率和产品质量。
五、微生物合成技术微生物合成技术是指利用微生物细胞工程技术进行生物合成的技术。
该技术可以通过调整微生物细胞内代谢途径，实现人工合成化合物。
微生物合成技术在生产生物药物、化学品等方面具有广泛的应用前景。
六、CRISPR-Cas13技术CRISPR-Cas13技术是一种基于CRISPR技术的新型基因编辑技术，可以实现RNA序列的定点修饰。
该技术在RNAi研究、抗病毒研究和诊断等方面具有广泛的应用。
总之，新兴技术的应用，不断推动着生物制药领域的发展和创新。
未来，随着技术的不断升级和改进，生物制药领域的产品研发和生产将更加智能和高效。
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。
生物制药技术方法第二篇
新药设计新技术…
药物作用得生物学基础
• 根据药物在分子水平上得作用方式,可把药物分成两种 类型,即非特异性结构药物(Structurally Nonspecific Drug)和特异性结构药物(Structurally Specific Drug)。
– 非特异性结构药物得药理作用与化学结构类型得关系较少, 主要受药物得理化性质得影响。如全身麻醉药(气体、低分 子量得卤烃、醇、醚、烯烃等),其作用主要受药物得脂水(气) 分配系数得影响。
理活性都有较0.72大nm 得差异,如顺、反式已烯雌酚得例子。
H O
H
1.45nm
H
1.45nm
OH
O
O
HO
HO
Z-己烯雌酚
E-己烯雌酚
雌二醇
– 光学异构分子中存在手性中心,两个对映体除了将偏振光向 不同得方向旋转外,有着相同得物理性质和化学性质。但其 生理活性则有不同得情况。
✓有些药物光学异构体得药理作用相同,例如左旋和右旋氯喹具 有相同得抗疟活性。
G蛋白偶 联型受体 －G蛋白 －腺苷酸 环化酶信 号转导途 径示意图
• 近年来,受体得亚型及新受体不断被发现和克隆表达, 有关她们得生化、生理、药理性质也相继被阐明,为新 药得设计和研究提供了更准确得靶点和理论基础和降 低药物毒副作用作出了很大得贡献。
– 现已知道,肾上腺能受体有a1、a2、bl、b2、b3亚型, 多巴胺受体有Dl、D2、D3、D4、D5亚型,阿片受体 有m、k、s、d、e亚型等。
生长因子和受体…
1、共价键结合:
• 这就是药物和受体间可以产生得最强得结合键,她难 以形成,但一旦形成也不易断裂。
• 某些有机磷杀虫药、胆碱酯酶抑制剂和烷化剂类抗 肿瘤药都就是通过与其作用得生物受体间形成共价 键结合而发挥作用得。
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生物效应 催眠镇静 强致畸作用
抗菌 无活性 无活性 Β－阻滞剂 Ⅲ型抗心率失常 Β－阻滞剂 致盲 抗结核 雌激素 抗雌激素活性，治疗乳腺癌 肝脏毒性 抗炎 解热镇痛 镇痛抗炎 抗心绞痛、高血压、充血性心力衰竭 治疗和预防动脉粥样硬化
第2章生物制药技术的新方法
生物制药技术的新方法
• 一、高通量筛选与虚拟筛选 • 二、从微生物、海洋中开拓药物新来源 • 三、组合生物合成与表面展示技术 • 四、生物芯片技术 • 五、微生物基因组研究 • 六、生物转化与手性合成 • 七、合理药物设计
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第2章生物制药技术的新方法
生物制药技术的新方法
• 一、高通量筛选与虚拟筛选 • 二、从微生物、海洋中开拓药物新来源 • 三、组合生物合成与表面展示技术 • 四、生物芯片技术 • 五、微生物基因组研究 • 六、生物转化与手性合成 • 七、合理药物设计
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2020/11/25Biblioteka 第2章生物制药技术的新方法
高通量筛选
筛选新药的一般过程
• 寻找先导化合 物• 构效关系研究 • 分子修饰 • 临床前研究
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第2章生物制药技术的新方法
传统药物筛选模型
•整体细胞 水平
•肿瘤细胞株
•病原微生物
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第2章生物制药技术的新方法
组合生物合成
• 在体外对微生物的生物合成、调节等基因 进行删除、添加、取代及重组，再导入到 适当的微生物宿主中进行定向合成，获得 所需的生物活性物质。
• 生物合成基因块（Gene block） • 人工设计非天然的天然化合物（Unnatural
•(Streptomyces/Rare actinomycetes)
•Fungi •Bacteria
4,528(70.1%)
(3,739/789)
1,243(19.2%) 688(10.7%)
•Total
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6,459(100％）
第2章生物制药技术的新方法
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第2章生物制药技术的新方法
新颖的新药筛选技术
药物靶标开发技术 使用技术的公司
反义寡核苷酸技术 锌脂蛋白技术 核酶技术
Eli Lilly，Abbott，Merck， Amgen，Roche
Zeneca, Baxter, Pfier, Bayer, Dupont, Merck
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第2章生物制药技术的新方法
从微生物、海洋中开拓药物新来源
• 人类分离且认识的微生物种类未超过天然总量 的5%
• 在已报道的微生物药物中，超过总数60%的产 生菌属于放线菌科
• 分离稀有放线菌和超级稀有放线菌 • 极端环境微生物 • 土壤微生物的总DNA克隆 • 植物内生菌（Plant endophyte） • 海洋生物占全球生物物种的2/3以上 • 海洋环境千差万别（生物和化学多样性）
•模型实验动 物
第2章生物制药技术的新方法
High Throughput Screening
•特殊细 胞
•细胞水平 分子水平
•特殊微生物
•
• • •
酶
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体受
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信
道通
号 转 导
因
子
第2章生物制药技术的新方法
High Throughput Screening
技术基础
• 人类基因组测序 • 微生物基因组测序 • 蛋白质组学 • 生物信息学 • 分子药理学 • 细胞药理学 • 微电子技术
混合后直接分析荧光强度，不必洗脱， 并可自动机械传送样品板，对每一样品 孔进行准确的定量检测。
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第2章生物制药技术的新方法
生物制药技术的新方法
• 一、高通量筛选与虚拟筛选 • 二、从微生物、海洋中开拓药物新来源 • 三、组合生物合成与表面展示技术 • 四、生物芯片技术 • 五、微生物基因组研究 • 六、生物转化与手性合成 • 七、合理药物设计
组合化学：采用化学、生物学或生物合成方法， 把诸如核苷酸、氨基酸、单糖以及各种小分子，系 统地装配成不同的组合，高效自动化合成结构多样 性，具有多种特征的大量分子，建立可供筛选的化 学物质库。
组合化学是一项新型化学技术，利用一系列合成、 测试技术，在短时间内合成数目庞大的有机化合物， 经过高效生物活性筛选，从中发现一批具有活性的 药物前体。
Pfier,Vertex,Norvatis
核糖核酸干扰技术
寡核苷酸芯片技术
生物信息技术
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第2章生物制药技术的新方法
FMAT 8100 HTS荧光高通量筛选系 统（美国AB公司）
• FMAT8100系统是全世界第一台全自动 Macro-Confocal共聚焦式高通量荧光筛 选系统，由Appliedbiosystems公司和 Becton Dickinson(BD公司)共同合作研 制。具有样品量大（最多60块96孔或 384孔/板）、筛选速度快（75000样品/ 天）、操作简便、无需进行放射性标记 等特点。待测样品与荧光分析试剂自动
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第2章生物制药技术的新方法
微生物基因组研究
• 对人的致病菌：如幽门螺旋杆菌、肺炎链 球菌
• 美国科学家测定了一种感染性肺炎链球菌 的基因组序列，发现该菌株有2236个基因， 比一般的链球菌多10%的基因，这些多出的 基因可能参与了感染过程。
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第2章生物制药技术的新方法
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第2章生物制药技术的新方法
Novel Bioactive Compound-Producing Microorganisms, 1939-1996
•Taxon
Number of novel antibiotic-producing microorganisms
•Actinomycetes
• 一、高通量筛选与虚拟筛选 • 二、从微生物、海洋中开拓药物新来源 • 三、组合生物合成与表面展示技术 • 四、生物芯片技术 • 五、微生物基因组研究 • 六、生物转化与手性合成 • 七、合理药物设计
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第2章生物制药技术的新方法
•Combi•n组at合or化ial学chemistry
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第2章生物制药技术的新方法
Virtual Screening
• 利用各种计算方法， 以某一设定的靶酶或 靶受体活性部位的三 维结构主要参数为依 据，对生物分子或化 合物进行“定向”筛 选，确定潜在有效的 先导生物分子或化合 物。
• 计算机辅助药物设计 • 生物信息学 • 结构生物学
• 用于：构建抗体库、开发亚单位疫苗、筛 选先导化合物多肽
• 特点：便捷、费用小、建库容量大
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第2章生物制药技术的新方法
生物制药技术的新方法
• 一、高通量筛选与虚拟筛选 • 二、从微生物、海洋中开拓药物新来源 • 三、组合生物合成与表面展示技术 • 四、生物芯片技术 • 五、微生物基因组研究 • 六、生物转化与手性合成 • 七、合理药物设计
（Improved chemical entities） • 例：减肥药右旋芬氟拉明、非甾体抗炎药
(S)-酮基布洛芬、抗抑郁药物(S)-氟西汀
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第2章生物制药技术的新方法
一些药物异构体的不同特性
药名
构型
Thalidomide（沙利度胺）
R
S
Chlonamphenicol（氯霉素） R，R
•土壤样 品
•微生物分类
•植物样 品
•海洋样 品
•分离培养
•动物样 品
•微生物（真菌、放线菌和细菌）
•培养优化、放大
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•发酵
•提取物
•生物活性分析
•生物活性提取
物
•大规模发酵、提取、纯化
•活性化合物单体
•MS/IR/UV/NMR 图 谱
•化合物结构与活性
第2章生物制药技术的新方法
生物制药技术的新方法
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第2章生物制药技术的新方法
生物转化
• 微生物转化 • 植物细胞转化 • 酶转化/酶催化
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第2章生物制药技术的新方法
生物手性合成
• 药物的异构体具有不同的生物活性 • 用生物合成技术制备手性化合物 • 酶促反应/微生物转化 • 消旋药物的二次开发/改良的化学实体
S，S
Propanolol（心得安，萘氧
R
丙醇胺）
S
Sotalol（索他洛尔）
D
L
Ethambutol（已胺丁醇）
R，R
S，R
Tamoxifen（他莫昔芬）
E
Z
Naproxen(萘普生）
R
S
Ketoprofen（酮洛芬）
R
S
Amlodipine（氨氯地平）
S（-）
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R（+）
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第2章生物制药技术的新方法
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