生物制药工艺学习题集与答案

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
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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。

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。

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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：, , , , 。

：（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。

：药品生产质量管理规范
：药品临床试验管理规范
：（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。

：（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，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；
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（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。

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、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（）要低：抗生素的抗菌活性用最小抑菌浓度（，）表示，能够抑制微生物生长的最低抗生素浓度即为值，单位是μ。

（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、, 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4 / 13 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
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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。

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4、红霉素提取的工艺过程。

发酵液→过滤→调丁(戊)酯萃取→萃取液→
调缓冲液萃取→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。

以四并苯为母核
2、四环素提取的工艺过程。

发酵液→过滤→调9.0左右→加氯化钙→加草酸溶液溶解沉淀→过滤得滤液→调4.6到4.8之间→四环素析出→草酸水溶液→活性炭脱色→调4.0→成品
第七章氨基糖苷类抗生素
1、氨基糖苷类抗生素的结构特点。

由氨基环醇、氨基糖和糖组成
2、氨基糖苷类抗生素的分类。

书95页
3、链霉素提取和精制的工艺过程。

发酵液→过滤→吸附→洗脱→脱色、中和、精制→精制液脱色、浓缩→成品浓→无菌过滤得水针剂
缩液→
→无菌过滤+干燥得粉针剂
第九章生化药品概论
1、生化药品的分类。

利用其化学本质和化学特性来分：
氨基酸及其衍生类药物、多肽及蛋白类药物、酶类药物、核酸及其降解物和衍生类药物、糖7 / 13 类药物、脂类药物
2、传统生化药物的一般工艺过程。

生物材料的选取与预处理→提取有活性部分→有效成分的分离纯化→制剂
3、影响生化药物原料中有效成分含量的因素。

（1）合适的生物品种
（2）合适的组织器官
（3）生物材料的种属特异性
（4）合适的生长发育阶段
（5）合适的生理状态
第十章氨基酸药物
1、氨基酸的生产方法。

天然蛋白质水解法、直接发酵法、微生物生物转化法、酶法及化学合成法等五种
2、赖氨酸提取精制的工艺过程。

多肽与蛋白质类药物第十一章的中文名称。

1、, , , , , ,
：干扰素：白细胞介素：生长激素：：成纤维细胞衍化生长因子：克隆刺激因子：红细胞生成素 2、简述构建基因工程菌的一般过程。

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第十二章核酸类药物
1、核酸类药物的分类。

天然结构的核酸类物质：肌苷、、辅酶A等
自然结构碱基、核苷、核苷酸结构类似物：叠氮胸苷、聚肌胞、阿糖胞苷
2、具有生物活性的制备过程。

匀浆离心冷乙醇冷乙醇
动物肝脏→→2V 5→→上清→→→纤维状→5% →上清→→→活性
第十三章酶类药物
1、酶类药物的分类。

消化酶类：蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶
消炎酶类：溶菌酶、菠萝蛋白酶、胰凝乳蛋白酶
治疗心血的酶类：尿激酶、组织纤溶酶原激活剂、凝血酶
抗肿瘤酶类：天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、蛋氨酸酶
氧化还原有关的酶：细胞色素C、、过氧化物酶
其他药用酶类：青霉素酶、透明质酸酶
2、酶的提取和结晶方法。

（1）水溶液法：常用稀盐溶液或缓冲液提取。

一般低温下操作。

值的选择很重要，原则：在酶稳定的值范围内，选择偏离等电点的适当值。

许多在蒸馏水中不溶解的酶，而在低盐浓度下易溶解，所有提取时加入少量盐可提高酶的溶解度。

0.15 的离子强度最适宜于酶的提取。

（2）有机溶剂法：某些结合酶如微粒体和线粒体膜的酶，由于和脂质牢固结合，为此必须除去结合的脂质，且不能使酶变性，最常用的有机溶剂是丁醇。

（3）表面活性剂法：表面活性剂能与蛋白质结含而分散在溶液中，可用于提取结合酶，此法用得较少。

盐析法：操作要在低温下进行，加盐，缓冲液要接近酶的等电点。

多数酶就可形成结晶。

有时也可交替置在4℃冰箱中和室温下来形成结晶。

有机溶剂法：酶液中滴加有机溶剂，有时也能使酶形成结晶。

一般要含少量无机盐的情况下，选择使酶稳定的，缓慢地滴加有机溶剂。

使用的缓冲液一般不用磷酸盐，而用氯化9 / 13
物或乙酸盐。

复合结晶法：有时可以利用某些酶与有机化合物或金属离子形成复合物或盐的性质来结晶。

透析平衡法
等电点法
3、有机溶剂提取酶时最常用的溶剂是——。

丁醇
4、从牛红细胞中提取，的工艺流程及控制要点。

第十四章、糖类药物、糖类药物的类型及生物活性。

1单糖：葡萄糖、果糖、氨基葡萄糖低聚糖：蔗糖、麦芽糖乳糖、乳果糖糖：甘露聚糖、香菇多糖、茯苓多糖多
活性：调节免疫：影响补体活性，促进淋巴细胞增生抗感染作用：提高机体对细菌、原虫等感染的抵抗力促进、蛋白合成：促进细胞增殖和生长抗辐射作用：茯苓多糖、紫菜多糖、透明质酸抗凝血、降血脂：肝素，硫酸软骨素、2多糖的提取纯化方法。

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提取原则：
（1）抑制或破坏酶的作用后，才能制取天然存在形式的多糖。

（2) 速冻冷藏是保存提取多糖材料的有效方法。

提取方法：
(1) 根据溶解度性质。

(2) 结合糖的提取。

纯化方法：乙醇沉淀法、分级沉淀法、离子交换层析法、季铵盐络合法
3、从海藻中用提取法生产甘露醇的工艺流程及控制要点。

脂类药物第十五章
1、脂类药物的生产方法。

可通过生物组织抽提、微生物发酵、动植物细胞培养、酶转化及化学合成等途径制取。

2、脂类药物在临床上的应用。

）胆酸类药物临床应用（1促进脂对肠道脂肪起乳化作用，
胆酸类化合物是人及动物肝脏产生的甾体类化合物，肪消化吸收，同时促进肠道正常菌丛繁殖，抑制致病菌生长，保持肠道正常功能。

）色素类药物临床应用（2 色素类药物有胆红素、胆绿素、血红素、原卟啉、血卟啉及其衍生物。

3（）不饱和脂肪酸类药物临床应用11 / 13
该类药物包括前列腺素、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸及二十碳五烯酸等。

(4) 磷脂类药物临床应用
该类药物主要有卵磷脂及脑磷脂，二者皆有增强神经组织及调节高级神经活动作用，又是血浆脂肪良好乳化剂，有促进胆固醇及脂肪运输作用。

(5) 固醇类药物临床应用
该类药物包括胆固醇、麦角固醇及β-谷固醇。

胆固醇为人工牛黄原料；麦角固醇是机体合成维生素D2的原料；β-谷固醇可降低血浆胆固醇。

（6）人工牛黄临床应用
是百多种中成药的重要原料药
第十六章维生素及辅酶类药物
1、维生素定义
维生素是维持机体正常代谢机能的一类化学结构不同的小分子有机化合物，它们在体内不能合成，大多从外界获取。

2、维生素的临床用途。

书本242
第十七章甾类激素药物
1、甾类化合物的结构特点。

都是含有环戊烷多氢菲核的化合物
2、甾类激素药物的分类。

肾上腺皮质激素：可的松和氢化可的松、醛甾酮和去氧皮甾酮
性激素
蛋白同化激素：17α-甲基去氢睾丸素
第十八章生物制品
1、名词解释：
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。

亚单位疫苗:利用病原体的某一部分通过基因工程克隆而制得的疫苗。

核酸疫苗:把外源基因克隆到真核质粒表达载体上，然后将重组的质粒直接注射到动物体12 / 13 内，使外源基因在生物体内表达，产生的抗原激活机体的免疫系统，引发免疫反应。

免疫佐剂：与抗原同时或预先使用，能增强机体对抗原的免疫应答能力，或改变免疫类型的物质。

基因治疗:将具有正常功能的基因转移到病人体内并发挥作用，纠正病人体内所缺乏的蛋白质或赋予机体新的抗病功能。

热原质:
细胞免疫:指主要由各种淋巴细胞来执行的免疫功能，可分为 I型和型。

体液免疫:通过形成抗体而产生的免疫能力
单克隆抗体：是将抗体产生细胞与具有无限增殖能力的骨髓瘤细胞相融合，通过有限稀释法及克隆化使杂交瘤细胞成为纯一的单克隆细胞系而产生的。

2、生物制品根据其组成和用途可分为哪几类？
预防类：疫苗、类毒素、混合制剂
治疗类：抗血清、抗毒素、血液制品、疫苗、抗体、基因治疗
诊断类：体内诊断用品、体外诊断用品
3、生物制品的质量控制。

书267页
4、鼠源单克隆抗体制备过程。

书295页
5、亚基疫苗的优点。

（1）避免直接使用病原物而使接受者可能致病的危险。

（2）具有更高的安全性。

（3）单独使用特异蛋白可能会增强疫苗的效果。

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