[医学]第二章 生物制药技术与单元操作
第二章 生物制药工艺技术基础1ppt课件
（4）软体动物 软体动物有80 000种，包括螺、蚌类 和乌贼等。
（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。
（3）胃黏膜 胃是动物的消化器官，主要分泌消化 液、胃黏膜。
（ 4）肝脏 肝脏是机体内最大的不可替代的实质性 腺体，是机体的“生化反应器”。肝脏含有复杂的酶 系，已知肝脏酶达数百种，有些是其他组织所没有或 者含量极少的。
如鸟氨酸氨基甲酰转移酶仅存在于肝细胞的微粒体 中。肝脏还含有不饱和脂肪酸、磷脂类和胆固醇。 肝脏富有肝糖原及维生素A、D、E、Κ、B12等。
以动物组织器官为原料可以综合利用制备 100 多 种生化药品。动物组织器官的主要来源是猪，其次是 牛、羊、家禽和鱼类等的脏器。 l）胰脏 胰脏是动物体内不可替代的实质性腺体之 一。它兼有其他器官所没有的内分泌和外分泌两种功 能。 2）脑 脑组织富含脂质。脑组织中脂类占13.5％，蛋 白质占8％～10％，还有少量黏多糖 脑组织中的主要脂类物质是脑磷脂、肌醇磷脂、 神经磷脂、脑苷脂、神经节苷脂和胆固醇。还有神 经递质和多种神经肽。
（3）来源
应选用来源丰富的材料，尽量不与其他产品争 原料，最好能一物多用，综合利用。
2、生物材料的采集、预处理与保存
生物材料采集时必须保证环境卫生符合要求，并 尽力保持原材料的新鲜，防止腐败、变质与微生物 污染。 生物材料采摘选取后，必须快速及时速冻，低温 保存，防止生物活性成分的变性、失活，酶原提取 要及时进行，防止酶原激活转变为酶。 植物原料采集后可就地去除不用的部分，将有用 部分保鲜处理。 收集微生物原料时，要及时将菌体细胞与培养液分 开，根据有效成分存在部位及时进行保鲜处理。
生物制药基本技术 ppt课件
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四、人体来源药物的研究前景
⒈ 可进一步开发新产品
⑴血液的利用：用低温乙醇工艺,除冷沉淀外,可将血浆蛋白分离为 Ⅰ～Ⅴ个组分。目前仅利用Ⅰ（纤维蛋白原）、Ⅱ（免疫球蛋 白）、Ⅴ（白蛋白）3个组分。 ⑵其它原料的利用：胎盘、尿液等。
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2）人尿的利用
人尿制取的药物与人体成分是同源的，不存在异种蛋白抗原性问 题，健康男性尿中可制备尿激酶、激肽释放酶、尿抑胃素、蛋白酶 抑制剂、睡眠因子、CSF和EGF，而妊娠妇女和绝经期妇女的尿液可 制备HCG。
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5、Cytokine（细胞因子）：指在体内 或体外对效应细胞的生长、增殖分化 和凋亡起调控作用的一类物质。 6、人体激素类：由内分泌腺或特异细 胞产生的，含量极少，经血液到达靶 细胞，作为信号分子引发生理效应。 种类：多肽蛋白类、类固醇和氨基酸 类，约130种。
（2）工艺路线：
人血浆在搅拌下加入碳酸氢钠调节pH至8.6，加入等体积 的2%的利凡诺溶液，充分搅拌后静置2-4小时，分离上清 夜与络和物沉淀。 向络和物沉淀中加入无菌水，用0.5摩尔每升的盐酸调节 pH至弱酸性，加氯化钠至0.15%-0.2%，搅拌下进行解离。
充分解离后，65℃恒温1小时，离心分离出上清夜热处理， 60℃，10小时，灭活病毒。
第二章 生物药物和 生物制药的基本技术
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内容提要
第一节 生物药物资源及特性 第二节 人类来源的生物药物 第三节 动物来源的药物 第四节 植物来源的药物
第五节 海洋生物药物
第六节 生物制药的基本技术
生物制药技术
2：冷冻喷射法
3：高速相向流撞 击法
三：提取技术
• 1：盐析法 2：有机溶剂分级沉淀法 3：等电点沉淀法 4：结晶和重结晶法 5：酶解法 6：萃取法（本章节重点讲解） 7：透析法 8：吸附法 9：过滤技术
萃取法
• （1）液-液萃取：萃取剂是液体，含有目标产物的原料也是液
体 以萃取剂的种类和形式分：有机溶剂萃取、双水相萃取、液膜萃取、 反胶束萃取
C：根据不同洗脱液的凝胶层析分类
• （1）水相淋洗凝胶过滤层析，简称凝胶过 滤。是指针对水溶性的生物大分子，按照 其分子大小进行分离的方法。
• （2）有机溶剂淋洗凝胶渗透层析，简称凝 胶渗透。是指针对脂溶性的生物大分子， 按照其分子大小进行分离的方法。
（5）亲和层析
• 亲和层析（AFC）是针对专一性结合的生物大 分子所进行的分离纯化方法。
（3）纳滤法，其膜孔径为纳米级细孔，能截流的最小分子为 1nm，截留分子量为200—1000。所需要的压力在1.50Mpa。 可用于分子量相差无几的氨基酸之间的分离。
（二）：层析技术
• 层析技术用于目的 产品的高效分离和 纯化。
• 根据层析所使用的 介质不同，可分为
1：无机基质分离介 质
2：有机高分子基质 分离介质。
• 实例： 聚乙二醇/硫酸铵双水相体系提取淀粉酶和蛋白酶，收率高达90%。 聚乙二醇-4000/磷酸酯从 E.coli 提取人生长激素，聚乙二醇/磷酸盐提取α-1-干扰 素和β-干扰素。
• 金属亲和双水相萃取、双水相萃取-电泳技术、羟基纤维素取代聚乙二醇
细胞匀浆液
加入葡聚糖或盐，再加PEG
第一步双水相萃取
A：凝胶层析的骨架介质
（1）天然多糖类介质 （2）纤维素类介质 （3）葡聚糖类介质 （4）琼脂糖类介质 （5）合成大分子类介质
生物制药技术作业指导书
生物制药技术作业指导书第一章生物制药技术概述 (2)1.1 生物制药技术的定义与发展 (2)1.2 生物制药技术的应用领域 (3)第二章基因工程技术 (3)2.1 基因克隆与表达 (3)2.1.1 概述 (3)2.1.2 基因克隆方法 (4)2.1.3 基因表达系统 (4)2.1.4 基因表达调控 (4)2.2 基因修饰与改造 (4)2.2.1 概述 (4)2.2.2 基因修饰方法 (4)2.2.3 基因改造策略 (4)2.3 基因工程菌的筛选与优化 (5)2.3.1 概述 (5)2.3.2 筛选方法 (5)2.3.3 优化策略 (5)第三章细胞培养技术 (5)3.1 动物细胞培养 (5)3.1.1 概述 (5)3.1.2 原代细胞培养 (5)3.1.3 传代细胞培养 (6)3.2 植物细胞培养 (6)3.2.1 概述 (6)3.2.2 植物细胞培养步骤 (6)3.3 细胞培养条件优化 (6)3.3.1 培养基优化 (7)3.3.2 温度和湿度优化 (7)3.3.3 气体供应优化 (7)3.3.4 光照和黑暗周期优化 (7)第四章生物反应器与发酵工程 (7)4.1 生物反应器类型与特点 (7)4.2 发酵过程优化 (7)4.3 发酵参数监测与控制 (8)第五章生物制药下游处理技术 (8)5.1 蛋白质纯化技术 (8)5.2 酶解与酶联免疫吸附技术 (9)5.3 生物制药产品的质量控制 (9)第六章生物制药安全性评价 (10)6.1 生物制药产品的安全性评价指标 (10)6.2 生物制药产品的毒性评价 (10)6.3 生物制药产品的免疫原性评价 (11)第七章生物制药工艺流程 (11)7.1 生物制药工艺流程设计 (11)7.2 工艺参数优化与控制 (11)7.3 生物制药工艺放大与产业化 (12)第八章生物制药设备与设施 (12)8.1 生物制药设备分类与选型 (12)8.1.1 设备分类 (12)8.1.2 设备选型 (13)8.2 生物制药设施设计与管理 (13)8.2.1 设施设计 (13)8.2.2 设施管理 (13)8.3 生物制药设备维护与保养 (14)8.3.1 设备维护 (14)8.3.2 设备保养 (14)第九章生物制药法规与知识产权 (14)9.1 生物制药法规概述 (14)9.2 生物制药产品注册与审批 (14)9.3 生物制药知识产权保护 (15)第十章生物制药发展趋势与展望 (15)10.1 生物制药技术发展趋势 (15)10.1.1 生物信息学的应用 (16)10.1.2 基因工程技术的发展 (16)10.1.3 生物制药工艺的优化 (16)10.2 生物制药产业前景分析 (16)10.2.1 市场需求持续增长 (16)10.2.2 政策支持力度加大 (17)10.2.3 产业链不断完善 (17)10.3 生物制药技术在我国的现状与发展策略 (17)10.3.1 现状 (17)10.3.2 发展策略 (17)第一章生物制药技术概述1.1 生物制药技术的定义与发展生物制药技术是指利用生物体（包括微生物、动植物细胞）及其代谢产物，通过现代生物工程技术，对生物活性物质进行生产、提取、纯化、加工和制备，从而研发出具有预防、治疗和诊断疾病作用的生物药品。
制药单元操作技术课件 绪论
药物分离的基本原理
❖ 1.分类：机械分离与传质分离两大类。 机械分离针对非均相混合物，根据物质的大小
、密度的差异，依靠外力作用，将两相或多相分开 ，此过程的特点是相间不发生物质传递，如过滤、 沉降、膜分离等分离过程。
传质分离针对均相混合物，也包括非均相混合 物，通过加入分离剂（能量或物质），使原混合物 体系形成新相，在推动力的作用下，物质从一相转 移到另一相，达到分离与纯化的目的，此过程的特
❖ 按要求进行设备状态标识，并依据企业制定的生产 标准操作规程进行操作，处理相应工艺问题，保障 工艺指标在规定的范围内，不能处理的问题及时向 上级汇报。
❖ 按照当班班长的指示，正确进行设备的开停，倒换 和调节生产负荷。在努力完成当班生产任务的同时 ，为下一班创造良好的生产条件。
❖ 生产过程中要定点进行巡回检查。
❖ 接触易燃、易爆、腐蚀、有毒有害溶剂时，必须穿 戴好防护用品，不能使酸碱溢出；维修酸碱设备时 ，必须戴好防护用品，方可开始作业。
❖ 压力容器的检修，必须在常压，常温下进行检修。
❖ 不准带病或醉酒状态上岗，不迟到、早退，进岗前 按规定着装。
❖ 参加班前会及班后会，做好交接班工作。交接班要 认真、清楚，做到书面、口头、现场三方面交接， 以免发生事故，接班者要对设备运转、使用情况及 阀门状态等进行认真检查。
1.考虑因素 ❖ 产物所存在的位置（细胞内或细胞外） ❖ 原料中产物和主要杂质浓度 ❖ 产物和主要杂质的物理、化学及生物学特性的差异 ❖ 产品的用途和质量标准等 ❖ 分离过程自身规模和目标产物的商业价值 ❖ 工艺要求。目标产物的纯度；提高每一步的收率；
缩短流程和简化工艺过程，减少投资及运行成本； 降低对环境的负担和原料的循环利用问题。
第二章生物制药工艺技术基础3ppt课件
〔2〕单抗的分别纯化
无论用动物腹水，还是用发酵罐消费单克隆抗体， 产品的分别纯化均非常重要。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。导向高聚物是外表包裹 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。
理想的微载体需具备如下一些条件：
① 微载体外表性质与细胞有良好的相容性，适用细 胞附着、伸展和增殖；
②微载体的资料无毒性。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安康的有害因 子；
③微载体的资料是惰性的，不与培育基成分发生化 学变化，也不会吸收培育基中的营养成分；
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；
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 防止了血清中某些要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。
无血清培育基是以合成培育基为根底参与各种细 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 从植物各种器官的外植体增殖而构成的愈伤组 织的培育叫做“愈伤组织培育〞 ；
③ 可以坚持较好分散性的离体细胞或较小细胞团 的液体培育，称为“悬浮培育〞 ；
④ 离体器官的培育，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 实的培育，称为“器官培育〞 ；
第二章 生物制药工艺技术基础4_PPT幻灯片
紫草种子
乙醇消 毒
无菌根
诱导培 养
悬浮培 愈伤组织 养
悬浮细胞 培养物
一级培 养
细胞增 培养
殖
二级培 养
过滤 产物培养
分离 细胞收 集
产物
干燥 成品
西洋参细胞培养工艺流程
西洋
参
乙醇消 毒
无菌根
诱导培 养
悬浮培 愈伤组 养
根
织
悬浮细
大量培 养
胞培养
物
发酵液
过滤
细胞
干燥
4.植物组织培养的应用
西洋参细胞干粉 成品
6、单克隆抗体技术 ①相关概念 抗原决定簇 多克隆抗体 单克隆抗体 ②制备原理
单克隆抗体
表位1
抗原A
表位2 表位3
表位4
表位5
一个淋巴细胞克隆
免疫动物
抗体A
抗体1 抗体2 抗体3 抗体4 抗体5
产生一种抗体
针对一种表位
抗体A
多克隆抗体
抗体1
单克隆抗体
§4 细胞工程制药技术基础
④工业化生产
细胞培养
Thank You！
提纯
制剂
⑤应用
诊断
治疗
骨髓和器官移植
蛋白质提纯：免疫亲和层析
二、植物细胞工程制药技术基础
1.植物细胞工程的基本程序
离体的植物器 官、组织、细
脱分化
胞
愈 伤 再分化 组
芽 或 根
植 物 体
织
亲本细胞 亲本细胞
培 原生质 养 体融合
分 细散 胞
悬
液ห้องสมุดไป่ตู้
接
大规模细胞培养 种收获
细胞、代谢产物
植物细胞转化
生物制药技术的关键操作要点
生物制药技术的关键操作要点生物制药技术是一种应用生物学和化学原理的技术，通过利用生物体内的生物转化过程生产药物。
在生物制药技术中，有一些关键的操作要点需要掌握，以确保生产过程的高效性和质量稳定性。
以下是关键操作要点的详细介绍：1. 发酵过程控制：发酵是生物制药中最常用的生产技术之一。
在发酵过程中，必须确保控制温度、pH值、氧气供应和营养物质等因素，以促进菌株的生长和产物的合成。
温度和pH 值的控制对菌体生长和代谢活动至关重要。
合适的温度和pH值能够提供最佳的生长条件，并有利于产物的合成。
此外，合适的氧气供应和营养物质的添加也是控制发酵过程的关键因素。
这些操作要点的掌握可以提高发酵的效率和产物的得率。
2. 细胞培养技术：细胞培养技术是生物制药中用于大规模生产细胞培养物的关键操作。
在细胞培养过程中，需要注意细胞的生长环境，包括控制培养基的成分、温度、pH值和氧气供应等。
培养基的成分应根据细胞所需的营养物质进行合理设计，以满足细胞生长和产物合成的需求。
温度和pH值的控制同样重要，不同的细胞株对温度和pH值有不同的要求。
此外，适当的氧气供应也是细胞生长的关键因素，可以通过搅拌或增加通气量来提供足够的氧气。
3. 分离纯化操作：分离纯化是生物制药中用于提取和纯化目标产物的关键操作。
在分离纯化过程中，需要选择适当的分离方法，如过滤、离心、层析、结晶等。
不同的分离方法适用于不同类型的产物，需要根据具体情况选择合适的方法。
同时，还需要控制操作的条件，如温度、压力、pH值等，以确保分离纯化的效果和产物的纯度。
此外，还需要注意对副产物和杂质的去除，以保证产物的质量和纯度。
4. 质量控制和分析技术：质量控制和分析技术是保证生物制药产品质量和稳定性的重要环节。
在生产过程中，需要对原材料、中间产物和最终产物进行定量和定性的分析。
常用的分析方法包括高效液相色谱、质谱、核磁共振等。
通过这些分析技术，可以对产物的含量、纯度、结构等进行准确的检测和评估。
《生物制药技术》知识点
《生物技术制药》知识点第一章绪论一、需掌握的名词药品化学药品中药天然药物基因工程药物生化药物生物制品血液制品生物技术制药二、概述性知识1、我国《药品法》定义的药品范围2、简述大规模生产生物活性物质的方法3、按照研究内容和用途分类，生物技术制药主要分为哪些？4、根据你所掌握的用药知识，列举来源于植物和动物的著名药物各5个。
三、综述性知识1、试述生物医药产业的主要特征。
2、试述我国目前医药产业的现状及所面临的机遇。
第二章基因工程制药一、需掌握的名词基因工程技术逆转录法质粒载体亲和层析融合蛋白外源蛋白糖基化补料分批培养二、概述性知识1、简单叙述生产基因工程药物的基本过程（可图示)。
2、基因工程药物生产的上游和下游技术.3、真核细胞能直接获得目的基因吗？为什么?4、如何纯化获得mRNA?5、目的cDNA克隆的分离和鉴定方法6、什么是基因表达?7、一个最佳的基因表达体系应具有什么特性？8、宿主细胞的选择依据。
9、哺乳动物做为宿主细胞的优缺点。
10、真核基因在大肠杆菌中的表达形式.11、质粒的分类方式.12、基因工程菌的不稳定性.13、基因工程菌常见的培养方式。
14、基因表达的微生物宿主细胞。
15、影响目的基因在酵母菌中表达的主要因素16、融合蛋白形式表达药物基因的优缺点.17、如何提高目的基因表达产物的稳定性。
三、综述性知识1、试述利用基因工程技术生产药物的优缺点。
例举5种你所了解的基因工程药物。
2、试述基因工程药物的特点。
结合这些特点建立分离纯化工艺应依据什么？3、试述基因工程药物生产工程中包含体的形成原因.如何分离包含体？第三章抗体制药一、需掌握的名词多克隆抗体单克隆抗体细胞免疫体液免疫人鼠嵌合抗体改形抗体小分子抗体抗体融合蛋白二、概述性知识1、单克隆抗体生产药物的基本过程（可以用简单图示表述)2、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特点3、对免疫动物和骨髓瘤细胞供体有什么要求。
4、抗体免疫的方法5、融合后的杂交瘤细胞克隆化的方法。
（完整版）生物技术制药复习资料
（完整版）生物技术制药复习资料《生物技术制药》复习资料（Biotechnological Pharmaceutics）第一章绪论一、概述1.概念：生物药物（生物制药）是泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。
|采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品，叫做生物技术制药。
2.技术范畴：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程以及后来衍生出来的第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、糖链工程和海洋生物技术等。
3.相关学科：有生物学（含微生物学、分子生物学、遗传学等）、化学、工程学（化学工程、电子工程等）、医学、药学、农学等。
但从基础学科来讲，生物学、化学和工程学是其主要的学科。
4.应用范围：（1）医药；（2）农业；（3）食品；（4）工业；（5）环境净化；（6）能源。
二、生物技术的发展简史1.传统生物技术阶段主要产品：乳酸、酒精、丙酮、丁酸、柠檬酸、淀粉酶。
生产的特点：过程简单，大多属兼气发酵或表面培养，生产设备要求不高，产品化学结构简单，属初级代谢产物。
2.近代生物技术阶段主要产品：抗生素、维生素、甾体、氨基酸；食品工业的工业酶制剂、食用氨基酸、酵母、啤酒；化工业的酒精、丙酮、丁醇、沼气；农林业的农药；环境保护业的生物治理污染。
生物技术的特点：（1）产品类型多，初级（氨基酸、酶、有机酸）、次级（抗生素）、生物转化（甾体）；（2）生物技术要求高，纯种、无菌、通气，产品质量要求也高；（3）生产设备规模大；（4）技术发展速度快。
3.现代生物技术主要产品：胰岛素、干扰素、生长激素等。
生物技术的内容包括：（1）重组DNA技术及其它转基因技术（基因工程）；（2）细胞和原生质体融合技术（细胞工程）；（3）酶或细胞的固定化技术（酶工程）；（4）植物脱毒和快速繁殖技术；（5）动物细胞大量培养技术；（6）动物胚胎工程技术；（7）现代发酵技术；（8）现代生物反应工程和分离工程技术；（9）蛋白质工程技术；（10）海洋生物技术。
生物制药-第二章-生物制药技术通论-模块01--生物药物的制备技术(医学PPT课件)
一般工艺程序
生物材料
胞内产物
胞外产物
细胞碎片 提取技术
细胞破碎
浓缩
固液分离技术
提取液
固液分离技术
浓缩液 初步分离产物
沉淀、膜分离
高度纯化产物
层析、电泳、结晶
产品（原料药）
浓缩、干燥
RETURN
一、材料的选择P17
选择原则： 1、来源丰富、成本低、目的物含量高、易于分离纯化的材料 材料来源丰富，而含量不高； 或材料来源丰富、含量高，但材料的杂质含量太多，分离纯化 手续繁琐，以致影响质量和收率，反而不如采用低含量易于操作的 原料； 2、种属特异性、发育阶段、生理状态、解剖部位等因素的影响 种属特异性影响到原料中待提取蛋白质的含量、结构、生物学 活性及其抗原性。 例如：来源于猪垂体的生长素对人体无效，不能用于人体。 被提取蛋白质的原料中的含量还受到原料解剖部位的影响。 例如：猪胰脏尾部含激素较多，猪胰脏头部含消化酶较多，单 独收集胰头提取消化酶，收集胰尾提取激素，有利于提高产率。
常用丙酮处理某些生化原材料，制成“丙酮粉”。 作用： 使材料脱水、脱脂； 细胞结构松散，增加稳定性，有利于活性成分的提取； 同时又减少了体积，便于贮存和运输。 应用丙酮粉提取，可以减少提取液的乳化程度及黏度，有
利于离心与过滤操作。
三、提取技术
4、双水相萃取技术
两种亲水性聚合物混合溶于水中，低浓度时可以得到均匀 单项液体体系；随着各自浓度的增加，溶液会变得浑浊； 当各自达到一定浓度时，就会产生互不相溶的两相。两相 都以水分为主，所以形成高聚物-高聚物双水相体系。
（1）固液提取（又称浸取、浸提、抽提）：目标物在细胞 中呈固相或与固体结合存在，提取时由固相转入液相，称为 固—液萃取，常用萃取剂为水。 （2）液液提取（又称萃取）：目标物已呈液相存在，萃取 时由液相转入另一液相，称为液—液萃取，因常用有机溶剂 作为萃取剂，所以也叫溶剂萃取。
第2章章节生物制药技术的新方法资料
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
17
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
Fungi Bacteria
4,528(70.1%)
(3,739/789)
1,243(19.2%) 688(10.7%)
Total
2020/2/29
6,459(100％）
16
土壤样品
微生物分类 培养优化、放大
2020/2/29
植物样品 海洋样品 动物样品
分离培养
微生物（真菌、放线菌和细菌）
发酵
提取物
Novel Bioactive Compound-Producing Microorganisms, 1939-1996
Taxon
Number of novel antibiotic-producing microorganisms
Actinomycetes
(Streptomyces/Rare actinomycetes)
2020/2/29
18
组合化学
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，
2020/2/29
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是一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核 苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核酸水 解酶。
根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其 核苷酸顺序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的 基因。 3.从mRNA合成cDNA 采用一定的方法钓取特定基因的mRNA，再通过逆转录酶 催化泳分离技术
表 琼脂糖浓度与DNA分离范围
琼脂糖凝胶电泳的操作过程
荧光染料EB染色的原理
EB：即3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲锭溴盐 (EthidiumBromide)。EB是一种扁平分子，它可 以嵌入核酸双链配对碱基或碱基对之间，在紫 外线激发下，发出红橙色荧光。
PCR技术基本步骤 • DNA的复制
变性
5’
ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC 退火 TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG
3’
链延伸
3’
热变性
5’
5’ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
3’
变性
GGAUCG 引物5‘酶
引物
退火
引物
5‘AUCGCG 引物酶
1972年，美国斯坦福大学博格（Berg）研究小组利用限制性内 切酶EcoR I 和T4 DNA连接酶成功地进行了首例体外基因重组 实验。
1973年，科恩（Cohen） 等人用EcoR I内切酶处理 大肠杆菌的抗四环素和抗 青霉素及磺胺的质粒，并 连接成一个新的重组质粒。 将这种工程化的质粒转入 到大肠杆菌中，在含有四 环素和青霉素的平板中筛 选到了重组菌落。
同年，加利福尼亚的博耶 （Boyer）也进行了类似 的实验。
重组子转化的成功标志着 基因工程的诞生。
三、基因工程的研究内容
基因工程（genetic engineering）是指在基因 水平上，采用与工程设计十分类似的方法， 按照人 类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某 种新的性状的生物新品系，并能使 之稳定地遗传给 后代。
为了使DNA片段能在宿主细胞中得以扩增，须将其接到一个特 定能够进行自我复制的载体分子上。Lederberg开始从事细菌 性因子（F）因子的研究。20世纪50到60年代年代，相继发现 其他质粒，如抗药性基因（R因子）和大肠杆菌因子（Col）。 这些工作为基因工程载体系统的建立打下基础。
3.基因的体外重组技术
第二章 生物制药技术与单元操作
2.1 基因工程技术
基因工程技术，又称DNA重组技术。通过基因 工程技术操作，可以将外源DNA通过载体引入 其它物种的细胞，赋予宿主细胞新的遗传特性 或产生该宿主原来并不产生的新代谢物，并能 遗传该特性。
基因工程的原理是选择合适的外源目标DNA， 然后通过体外操作将其整合到载体上，通过载 体转入宿主细胞，并成功地在宿主细胞内稳定 遗传和高效表达。
4.基因载体 也称克隆载体。这是为“携带”感兴趣的外源DNA、实现 外源DNA的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些 DNA分子。其中，为使插入的外源DNA序列可转录、进而翻 译成多肽链而设计的克隆载体又称表达载体。可充当克隆 载体的DNA分子有质粒DNA、噬菌体DNA和病毒DNA。
二、基因工程的基本操作程序
激发的荧光的能量来源于两个方面：一是核酸 吸收254nm的紫外线后将能量传递给EB，二是 EB本身吸收302nm和360nm的紫外线的能量。 这两方面的能量最终激发EB发射波长为590nm 的可见光（红橙区）。
2.1.2 基因克隆的酶学基础
限制性核酸内切酶(restriction ednonuclease)
2.1.1 基因工程的Байду номын сангаас作程序
一、基因工程的相关概念
1.克隆与克隆化 克隆指同一副本或拷贝集合。从众多不同的分子群体中分离 的某一感兴趣分子，经扩增产生很多相同分子集合，即为分 子克隆。
2.DNA克隆 在体外外来遗传物质与载体DNA结合成具自我复制的DNA分子， 通过转化或转染宿主细胞、筛选出转化子细胞，再扩增提取 获得大量同一DNA分子，即DNA克隆又称重组DNA。 3.目的基因 有时应用重组DNA技术的分离、获得某一感兴趣的基因或DNA 序列，有时是为获得感兴趣基因的表达产物－蛋白质。
以生物体的RNA序列为模板，经反转录形成cDNA分子，再予 以克隆。由于用以克隆的cDNA分子通常只有几个kb大小，；（2） cDNA的合成；（3）cDNA与载体的连接；（4）转化。 cDNA与载体分子形成重组分子后，转入受体菌株（如大肠杆 菌），当不同的重组分子含有不同的基因时，整个转化子含 有来自mRNA群体的各种cDNA基因，这个转化子群体构成了 该mRNA全部遗传信息的cDNA基因。基因工程技术上三个重要成果
1.基因工程的工具酶
1966年，发现了DNA连接酶。1970年Smith和Wilcox在流感嗜 血杆菌中分离并纯化了限制性内切酶 Hind Ш，使DNA分子 的切割成为可能。1979年，Bltimore和Temin领导的两个研 究小组分别在各自的工作中发现了逆转录酶。
2.基因工程载体
基因工程的基本操作程序应包括： 目的基因的获取； 目的基因与载体DNA体外重组； 重组DNA分子导入受体细胞； 筛选并鉴定无性繁殖含重组分子的受体细胞（转化子）； 外源基因的表达。
（一）、目的基因的获取
1．直接从染色体DNA中分离： 仅适用于原核生物基因的分离，较少采用 2．人工合成
链延伸 TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG
3’
5’
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退火
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