生物制药工艺学

1.生物药物(biological medicine)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、物理化学与药学的原理与方法加工制成的药物。

有4大类：预防药、治疗药、诊断药和康复保健药。

2．生物制品(biologics)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。

3.基因工程药物(gene engineering medicine):指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.4.基因药物(gene medicine)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。

5.包含体inclusion bodies: 大部分是表达产物，（还有细胞蛋白和膜蛋白）一级结构正确、无活性，不溶于水，可用变溶剂SDS尿素，盐酸胍溶解，再稀释透析除去变性剂，使其复性。

6.生物活性物质物质常用的提取方法:酸、碱、盐水溶液提取方法表面活性剂提取方法与反胶束提取方法有机溶剂提取双水相萃取法超临界萃取法7.药物提取影响提取因素①温度；②pH；③盐；④表面活性剂8.浓缩方法：①盐析；②有机溶剂沉淀；③高分子脱水④超滤；⑤真空浓缩或薄膜浓缩；9.干燥：①低温真空干燥；②喷雾干燥；③冷冻干燥10.生化制药工艺中分离纯化特点:(1) 生物材料组成复杂(2) 目的物含量低(3) 易变性、失活(4) 分离方法有很大经验成分(5) 步骤多，逐级分离(6) 产品验证与化学上纯度概念不完全相同11.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，选择高产菌，达到强化、复壮、稳定生产目的。

方法：（1）平板划线法（2）稀释平板法12．自然选育(nature selection strain): 是一种纯种选育方法，依据自发突变原理，通过不断分离筛选，除去衰变型菌落，选择高产菌，达到强化、复壮、稳定生产目的。

13．诱变处理:①化学诱变：烷化剂、碱基类似物、移码诱变剂②物理诱变：紫外线、X射线、超声波、激光③生物诱变14.菌种保藏方法：①斜面低温保存②液体石蜡封藏法③甘油冷冻法④冷冻干燥法⑤液氮保藏法15．基因表达系统：原核表达系统①E.coli；真核表达系统①酵母表达：毕赤酵母②动物细胞：哺乳动物细胞——CHO（仓鼠细胞）昆虫细胞——家蚕细胞16.酶的固定化制备方法：吸附法、包埋法、交联法、共价键结合法17.中试放大目的：（1）建立稳定工艺、大批量制备足量合格产品，供应临床前与临床研究；（2）研究工艺参数制定工艺规程和检定规程，为正式生产提供工艺参数，保证能在以后生产中应用中试：由小试转入工业化生产的过渡性研究，是取得成功产业化的关键放大方法：（1）经验放大（2）相似放大（3）数学模型放大中试放大要解决的问题：（1）原辅材料规格（2）设备选型与材质选用（3）反应条件（4）原辅料中间品、产品质控标准与检定方法（5）下游工艺优化18.细胞破碎：①机械法：匀浆法、珠磨法、超声波②物理法：干燥（空气干燥、真空干燥、喷雾干燥、冷冻干燥）、冻融（热胀冷缩）、渗透压冲击③化学法：化学试剂处理（用碱处理用脂溶性有机溶剂、表面活性剂）、制成丙酮粉④生物法：酶解19.常规过滤（conventional filtration）：料液流动方向和过滤介质垂直的过滤方式。

错流过滤（cross-flow filtration）：滤液给过滤介质表面一个平行大流量冲刷，则过滤截止表面积累的滤饼就会减少到可以忽略的程度，而通过过滤介质的流速却比较小。

20.吸附剂：无机：白陶土、氧化铝、硅胶、硅藻土。

有机：活性炭、纤维素、大孔吸附树脂等21.大网格吸附剂(macroreticular adsorbent )（大孔网状树脂，macroreticular resin ）在树脂聚合时加入惰性的致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的孔隙，其孔径远大于2～4nm，可达100nm，故称“大孔”。

特点：1）、选择性好、解吸容易、理化性质稳定、机械强度好、可反复使用等优点。

2）、其孔隙大小、骨架结构和极性，可按照需要，根据不同的原料和合成条件而改变，因此可适用于吸附各种有机化合物。

3）、适合弱电解质及非离子型化合物分离。

22凝胶层析(Gel chromatography)又称分子筛层析、凝胶扩散层析、排阻层析、限制扩散层析等。

原理：是将样品混合物通过一定孔径的凝胶固定相，由于各组分流经体积的差异，使不同分子量的组分得以分离的层析方法。

凝胶层析特点：（1）凝胶层析操作简便，所需设备简单。

（2）分离效果较好，重复性高。

（3）分离条件缓和。

（4）应用广泛。

（5）分辨率不高，分离操作较慢。

23凝胶种类：葡聚糖凝胶(Sephadex)修饰葡聚糖凝胶(Modified Sephadex)聚丙烯酰胺凝胶（Bio-Gel P）琼脂糖类凝胶（Sepharose ）多孔玻璃微球(Bio-glas)疏水性凝胶（hydrophobic gels）24离子交换法(ion-exchange)利用溶液中带电粒子与离子交换剂之间结合力的差异进行物质分离的操作方法。

带电粒子与离子交换剂间的作用力是静电力25离子交换剂由载体、功能基团、平衡离子组成26阳离子交换树脂分类：强酸型树脂（磺酸型树脂）中酸性树脂（磷酸型树脂（—PO3H2 ））弱酸性树脂（羧酸型树脂和酚型树脂（—COOH , ）27阴离子交换树脂分类：强碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂（活性基团为伯、仲、叔胺基）中强碱性阴离子交换树脂(兼有以上两类活性基团)28离子交换树脂的骨架（一）苯乙烯型离子交换树脂:由苯乙烯与二乙烯苯经过氧苯甲酰催化聚合而成。

（二）丙烯酸型离子交换树脂:是由丙烯酸甲酯与二乙烯苯经过氧苯甲酰催化聚合而成29亲和纯化技术（Affinity purification）利用生物大分子物质具有与某些相应的分子专一性可逆结合的特性而建立的层析技术。

原理：利用生物分子间的特异性结合作用的原理进行生物物质分离纯化的技术30糖类载体活化与偶联：溴化氰活化法、高碘酸氧化法、环氧化法、甲苯磺酰氯法、双功能试剂法聚丙烯酰胺凝胶和衍生物类凝胶的活化与偶联：叠氮化法、重氮化法(含氨基载体) 、碳二亚胺缩合法（含羧基载体）31速度区带离心法（rate-zone centrifugation）又称速率区带离心法或分级区带离心法。

离心操作时将样品液置于连续或不连续，线性或非线性密度梯度液上（如蔗糖、甘油、KBr、CsCl等），控制离心时间，使具有不同沉降速度的粒子处于不同的密度梯度层内分成一系列区带，从而达到彼此分离的目的这种离心方法称速度区带离心法。

等密度梯度离心法(isopycnic zone centrifugation)离心力作用下，不同密度的多组分颗粒在梯度介质中“向上”或“向下”移动，当移动至其密度与介质密度相等的位置便不再移动，形成静止区带，即达到离心平衡，各组分按密度不同处于区带的不同位置。

该离心方法称等密度离心法。

32透析袋预处理预处理：用50%乙醇慢慢煮沸一小时，再分别用50%乙醇、0.01mol/L碳酸氢纳溶液、0.001 mol/L EDTA 溶液依次洗涤，最后用蒸馏水洗涤三次；33微孔滤膜的种类：再生纤维素:高压灭菌，有机系列纤维素酯膜:硝酸纤维素酯膜.醋酸纤维素酯膜. 混合纤维素酯膜，水系列聚四氟乙烯膜：强酸强碱，有机系列聚氯乙烯膜：不能高温超细玻璃纤维滤膜：净化空气微孔滤膜的制备：自然蒸发凝结法、急速凝冻法微孔滤膜的性质与检测：孔径（膜孔径检测方法：气泡压力法、细菌过滤法(最大孔径)、水流量法(平均孔径)、）、孔隙率、厚度及重量、阻力和流速34HPLC基本仪器装置:输液系统（高压输液泵、在线脱气装置）、进样系统、分离系统、检测系统、数据处理系统35青霉素G钾盐生产工艺流程36链霉素生产工艺：37红霉素生产工艺：38四环素生产工艺：课本45639根据抗生素的作用机制分类：①抑制细菌壁合成：青霉素②影响细胞膜功能：多烯类抗生素③抑制核酸合成：影响DNA结构的博来霉素、丝裂霉素C 及柔毛霉素等；④抑制蛋白质合成：四环素、氯霉素、链霉素⑤抑制生物能作用：如抑制电子转移的抗霉素、抑制氧化磷酸化作用的短杆菌肽S和寡霉素40根据抗生素的生物来源分类：（1）放线菌产生：链霉素，四环素，红霉素（2）真菌产生：青霉素，头孢（3）细菌产生：多粘菌素，杆菌肽（4）植物及动物产生：蒜素、黄连素41疫苗(vaccine)是指通过注射途径接种，可以诱导机体产生针对特定病原的特异性抗体或者细胞免疫，从而使机体获得预防或消灭病原能力的生物制品。

42亚单位疫苗（subunit vaccine ）：设法除去病原体中对激发保护性免疫无用的甚至有害的成分，保留其有效的免疫原成分，所制成的疫苗称亚单位疫苗基因工程疫苗(gene engineered vaccine)：是指用重组DNA技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的抗原产物或重组体本身制成的疫苗。

43基因工程疫苗技术主要包括基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗及蛋白工程疫苗等44白喉疫苗工艺流程示意图菌种（PW8株）↓传代扩增3～4代↓发酵罐培养34～35℃培养40～48h对数生长↓末期收获，甲苯杀菌。

离心去菌体收集清液↓超滤浓缩3万分子量超滤浓缩↓硫酸铵盐析两段盐析↓除盐除菌氨离子及无菌检查↓脱毒0.5％甲醛液37℃40～50天↓脱毒试验（家兔）原液检定（浓度、纯度、安全等）↓Al(OH)3吸附成品检定（安全、效价等）45干扰素（interferon，IFN）是一种细胞因子，它是机体感染病毒时，宿主细胞通过抗病毒应答反应，而产生的一组结构类似、功能相近的低分子糖蛋白。

细胞因子：由免疫细胞（单核、巨噬细胞、T细胞、B细胞、NK细胞）和某些非免疫细胞（内皮、表皮细胞、纤维母细胞等）经刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的小分子蛋白质。

46人干扰素α2b:课本50847胰岛素（insulin）是由胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸等的刺激而分泌的一种蛋白质激素48单克隆抗体（Monoclonal Antibody）：即由单个B淋巴细胞克隆所分泌的抗体多克隆抗体（Polyclonal Antibody）：即多个B淋巴细胞克隆所分泌的抗体4 950基因治疗（gene therapy）将外源基因作为药物导入靶器官、组织或细胞，从而防治疾病的一种治疗方法51肝素一种含有硫酸基的酸性黏多糖。