生物制药工艺学1复习
生物制药工艺学
第一章生物药物的概述
一、名词概念
●1．生物药物：利用生物体：生物组织或其成分、综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化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、治疗制品。
●2．生化药物：运用生物化学的理论、方法和研究成果，从生物体分离、纯化得到的一些重要生理活性物质，如氨基酸、多肽等。
3．生物制药工艺学：是从事各种生物药物的研究、生产和制剂的综合性应用技术科学。4．生物制品：用生物学方法(包括基因工程方法)和生化方法制成的，具有免疫学反应或平衡生理作用的药物制剂。
5．多价菌苗：用人工合成法将单价菌苗纯化后，用化学方法相互连接起来生成具有复合免疫功能的一类新制品。
●6．细胞生物因子：在体内对动物细胞的生长有调节作用，并在靶细胞上具有特异受体的一类物质，现已发现的细胞生长因子均为多肽或蛋白质。
二、应掌握的知识点
1．14世纪末，法国巴斯德创制的疫苗是狂犬病疫苗。
2．1982年，利用DNA重组技术生产的第一个生物医药产品是人胰岛素。
3．超氧化物歧化酶的英文缩写为SOD。
4．McAb表示的意义为单克隆抗体。
5．尿激酶可用于治疗血栓疾病。
6．人类治疗防病的三大药源有化学药物、生物医药产品和中草药。
7．生物药物主要包括生化药品、生物制品和生物医药产品。
8．“三致实验”是指致突变、致癌和致畸。
三、重点及难点
●1．生物药物发展的类型有三类：
(1)第一类型是利用生物材料加工制成的含有某些天然活性物质与混合成分的粗制剂；
(2)第二类型是根据生物化学和免疫学原理，应用近代生化分离、纯化技术从生物体取得的具有针对治疗作用的特异成分；
(3)第三类型是利用生物工程技术生产的天然活性物质以及通过蛋白质工程原理设计制造的比天然物质更高活性的类似或与天然结构不同的全新药理活性成分。
●2．生化药物的种类有：
(1)氨基酸类药物；
(2)多肽和蛋白质类药物；
(3)酶与辅酶类药物；
(4)核酸及其降解物和衍生物；
(5)多糖类药物；
(6)脂类药物；
(7)细胞生长因子与组织制剂。
3.生物制药工艺学性质与内容：
生物制药工艺学是从事各种生物制药的研究、生产和制剂的综合性应用技术科学、研究内容包括生化制药工艺、生物制品制造与相关的生物医药产品的生产工业，主要讨论各类等物药物的来源、结构、性质、制造原理，工艺过程生产技术操作和质量控制，是一门理论与实践紧密结合的崭新的综合性制药工艺学。
第二章生物制药工艺技术基础
一、名词概念
1．工程菌：利用基因重组技术，使用所需的基因在宿主细胞内表达制造各种生物活性物质，这样的菌种称为工程菌。
●2．组织自溶：利用组织中自身酶的作用改变、破坏细胞结构，释放出目的物称为“组织自溶”。
3．萃取：将目的物从某一溶剂系统转入另一溶剂系统称为萃取。
4．相似相溶原则：相似物质溶解于相似物，一方面溶质与溶剂分子结构上的相似，一方面表示溶剂分子间的作用力相似。
●5．水合作用：水分子的存在可以使其它生物分子问的氢键减弱，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，这种作用称为“水合作用”
6．经验放大法：主要是凭借经验通过逐级放大(实验装置、中间装置、中型装置、大型装置)来摸索反应器的特征。
7．均一性：所获得的制备物只具有一种完全相同的成分，是判断一个制备物是否纯的标准。
●8．盐溶：在低盐溶液中，增加盐的浓度，由于盐离子增加了生物大分子表面电荷，使之极性增加，水合作用增强而使生物大分子溶解度增大的现象。
●9．盐析：在高盐溶液中加入中性盐如硫酸铵，氯化钠等可以使一些生化物质溶解度减少而析出的现象。
二、应掌握的知识点
1．在脂类药物提取过程中应特别注意防止氧化作用。
2．血液约占体重的6％一10％。
3．透析技术可用于分离物质，它的原理是基于分子形状和大小的不同。
4．生物分子间相互作用力主要有：氢键、盐键、金属键、范德华力和疏水力。
5．保存生物材料的主要方法有制成丙酮粉、冻干、浸于丙酮与甘油中。
6．真核细胞的DNA大部分存在于细胞核中。
7．放线菌是最重要的抗生素产生菌。
8．组织与细胞的破碎方法有：物理法、化学法和生物法。
9．用有机溶剂提取生化物质可分为固-液、液-液提取两类。
10．在酶的提取过程中加α-巯基乙醇，是为了防止酶被氢化。
11．合成培养液是根据天然培养基的成分，用化学物质模拟配方组成。
12．常用的菌种保藏方法有斜面保存法、矿油法、索氏法、干硅胶法、、砂土管法和冷冻干燥法等。
13．物理法破碎细胞包括磨切法、压力法、震荡法和冻融法。
14．生物法破碎细胞包括组织自溶法、酶解法和噬菌体法。
三、重点及难点
●1．生物药物制造的主要工艺过程如下：
(1)生物材料的选取与预处理；
(2)从生物材料中提取有效活性物质：
(3)有效成分的分离、纯化：
(4)后处理及制剂。
●2．生物材料采集时应注意：
(1)采集时必须保持材料的新鲜；
(2)生物材料的采摘必须快速、及时速冻、低温保存；
(3)选取材料要求完整，尽量不带人无用组织；
(4)要符合卫生要求，不可污染微生物及其它有害物质。
●3．生物法破碎组织或细胞包括以下几种：
组织自溶法、酶解法、噬菌体法。
●4．为了保护蛋白质、酶、核酸药物活性可采取的措施有：
采用缓冲系统，添加保护剂，抑制水解酶的作用，以及其它保护措施。
5．在生物药物制备过程中常用的缓冲系统有：
磷酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、Tris缓冲液、醋酸缓冲液、碳酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液、巴比妥缓冲液。
6．提取的主要方法有：
(1)用酸、碱、盐水溶液提取：
(2)用表面活性剂提取；
(3)用有机溶剂提取。
7．生物制药工艺中干燥的目的是：
(1)提高药物或药剂的稳定性，便于保存和运输：
(2)使药物或药剂有一定的标准规格：
(3)便于进一步处理。
●8．生物大分子分离纯化的主要原理是：
(1)根据分子大小和形状的不同进行分离；
(2)根据电离性质的差异进行分离；
(3)根据分子极性大小及溶解度的不同进行分离；
(4)根据物质吸附性质的不同进行分离；
(5)根据配体特异性进行分离。
●9．生物活性物质的浓缩和干燥方法有：
(1)生物活性物质的浓缩：
①盐析浓缩；
②有机溶剂沉淀浓缩；
③用葡聚糖凝胶浓缩；
④用聚乙二醇浓缩；
⑤超滤浓缩；
⑥真空减压浓缩与薄膜浓缩。
(2)生物活性物质的干燥：
①减压干燥；②喷雾干燥；③冷冻干燥。
10．中试放大的主要研究内容：
(1)工艺路线与各步反应方法的最后确定；
(2)设备材质与型号的选择；
(3)反应器的规模选择及反应搅拌器形式与搅拌速度的考查；
(4)生产反应条件的研究；
(5)工艺流程与操作方法的确定；
(6)物料衡算；
(7)安全生产与“三废”防治措施研究；
(8)原辅材料、中间体的物理性质和化工常数的测定；
(9)原辅材料、中间体质量标准的制定；
(10)消耗定额、原料成本。
第三章生物制药工艺技术的进展
一、名词概念
●1．生物反应器：包括微生物细胞大规模培养的发酵罐和动物细胞大规模培养的培养罐以及用于固定化酶或固定化细胞进行连续自动化转化生化物质的各种生物催化反应器。
2.交联法：使用双功能或多功能试剂与酶分子之间进行分子间的交联反应的固定化方法。
●3．细胞杂交：两个或多个不同的细胞融合，导致一个合核的形成称为细胞杂交。
4．原代培养：指用生物体细胞、组织或器官直接进行的培养
5．传代：无论是否稀释，将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶称为传代
6．克隆：单个细胞通过有丝分裂形成的细胞群体。
二、应掌握的知识点
1．叠氮脱氧胸苷(AzT)用于治疗艾滋病，其作用机制是，抑制艾滋病毒逆转录酶和核酸合成，中止病毒DNA链的延伸。
2．EPA是二十五碳五烯酸。
3．吸附法分为物理吸附法和离子吸附法。
4．应用固定化酶技术，5’-磷酸二酯酶在制药工业中可以用来生产5’-核苷酸。
●5．DNA体外重组技术又称为体外分子克隆技术。
●6．常用的包埋剂有：聚丙烯酰胺、卡拉胶、海藻酸等。
7．对切变的敏感的细胞用气升深层发酵罐法培养最好。
8．基因工程的关键环节是基因的表达。
9．利用固定化酶技术，葡萄糖异构酶可用于工业生产果糖。
●10．酶固定化法有吸附法、包埋法、共价结合法、交联法和肽键结合法。
11．常用不溶性载体有马来酸衍生物、异氰酸衍生物和碳酸纤维素衍生物。
12．单克隆抗体具有特异性强，质地均一，反应灵敏和可标准化等特点。
13．靶向型制剂的主要类型有前体药物、乳剂、微型胶囊和脂质体。
14．多烯脂肪酸可从鱼油或海胆中制取，它具有调整血脂、抗血栓和防治冠心病等作用。15．在酶工程研究领域中，第二代酶是指固定化酶。
16．FPLC是指快速蛋白质液相色谱系统。
17．在酶的固定化方法中，包埋法是将酶包埋于凝胶或高分子聚合物的网格内，网格可以防止酶渗出：底物仍能渗入网格内与酶相接触。
18．可用磷脂酰胆碱、胆甾醇、卵黄卵磷脂等形成脂质体的膜。
19．脂质体的粒径为25nm左右，大小较均匀，稳定性也好，但包埋率不高，不适于包埋高分子类药物。
20．DDS表示药物运载系统。
21．微型胶囊是直径相当于十到几百微米的微小囊球。
三重点与难点
●1．生物药物的类型有：
(1)生化药物；
(2)基因工程药物；
(3)细胞工程产品。
2．把单克隆抗体作为治疗剂的一般方法有：
(1)将单克隆抗体直接注入人体内治疗疾病即人工被动免疫；
(2)单克隆抗体与药物、毒素或放射性核索的偶合物导向治疗；
(3)用单克隆抗体体外处理骨髓移植或透析血液，清除有害细胞或有害物质。
●4．目的基因取得的常用方法有：
(1)菌落显色法；
(2)鸟枪法；
(3)分子杂交法；
(4)cDNA法；
(5)阻遏物结合法；
(6)人工合成基因法。
●5．生物药物制剂工艺的类型有：
(1)缓释微型生物泵；
(2)脂质体；
(3)靶向性制型。
6．脂质体在药物输送方面的优点：
1)脂质体易通过生物膜，使药物通过正常性的半透性屏障，促进药物的输送；
2)脂质体改善药物的膜选择性，与特殊组织相互作用，可以减少毒性；
3)控制药物自脂质体内的释放，通过药物动力学调节循环系统中的药物分布与排泄；
4)脂质体可以使易受化学或酶作用而失活的药物得到保护，防止由于代谢而造成的药效下降；
5)脂质体可以增强抗体的免疫反应，起到强力的辅助治疗作用。
第四章固相析出分离法
一、名词概念
●1．固相析出分离法：改变溶液条件，使溶质以固体形式从溶液中分出的操作技术称为固相析出分离法。
●2．有机溶剂沉淀法：向水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出的分离纯化方法称为有机溶剂沉淀法。
●3．等电点沉淀法：调节溶液的pH值，使两性溶质溶解度下降，析出沉淀的操作称之等电点沉淀法。
4．温差分级沉淀：把沉淀后清液的温度降低可沉淀出另一种产品的方法，称为温差分级沉淀。
5．结晶：改变溶液的某些条件，使其中的溶质以结晶态析出的过程称为结晶。
二、应掌握的知识点
●1．盐析的原理是破坏了生物分子的双电层和水化层。
●2．在盐析过程中蛋白质浓度一般控制在2％一3％。
3．固相分析法包括盐析法、有机药剂沉淀法、结晶法、等电点沉淀法。
4．用盐析法沉淀蛋白质，若蛋白质浓度较小，则共沉淀作用小，中性盐极限沉淀浓度高、分辨度高、用盐量大、蛋白质回收率低。
5．盐析的方法有分部盐析法、重复盐析法和反抽提法。
6．在盐析过程中应该防止局部盐浓度过大，把盐分批加入到溶液中。
●7．常用的有机沉淀剂有乙醇、丙酮和甲醇。
8．乙醇作为有机沉淀剂可以沉淀蛋白质、核酸、氨基酸和核昔酸。
9．用有机溶剂沉淀时，搅拌的作用是散热、防止变性、防止分辨率下降。
10．在实验室或工业生产中，多数情况下都采用硫酸铵进行盐析。
●11．一般认为，蛋白质分子表面所带的净电荷越多，它的溶解度就越大。
12．-般说来，低盐浓度下蛋白质等生物大分子的溶解度随温度上升而升高。
13．按照盐析理论，离子强度对蛋白质等溶质的溶解度起着决定性的影响，但在相同的离子强度下，离子的种类也有一定影响。
三、重点及难点
●1．影响盐析的因素有：
(1)溶质的种类；
(2)溶质的浓度；
(3)pH值；
(4)温度。
●2．选用盐析法用盐要考虑的几个主要问题是：
(1)盐析作用要强；
(2)盐析用盐须有足够大的溶解度，且溶解受温度影响尽可能的小；
(3)盐析用盐在生物学上是惰性的，不影响蛋日质等生物分子的活性；
(4)来源丰富、经济。
●4．有机沉淀法的机理：
(1)亲水有机溶剂加入溶液后降低了介质的介电常数，使溶质分子之问的静电引力增加，聚集形成沉淀；
(2)水溶性有机溶剂本身的水合作用降低了自由水的浓度，压缩了亲水溶质分子表面原有水化层的厚度，降低了它的亲水性，导致脱水凝集。
5．选择沉淀用有机溶剂应注意：
(1)介电常数小，沉淀作用强；
(2)对生物分子变性作用小；
(3)毒性小，挥发性适中；
(4)沉淀用溶剂一般需能与水无限混溶。
●6．影响有机沉淀法的因素有：
(1)沉淀的温度；
(2)溶液的酸碱度；
(3)离子强度；
(4)样品浓度；
(5)某些金属离子的助沉淀作用。
第五章吸附法
一、名词概念
1．负吸附：用吸附剂吸附提取液中的杂质叫负吸附。
2．正吸附：用吸附剂吸附提取液中的有效成分叫正吸附。
3．吸附作用：物质从流体相浓缩到固体表面从而达到分离的过程称为吸附作用。
4．吸附剂：把在表面上能发生吸附作用的固体称为吸附剂。
5．比表面积：每克吸附剂所具有的面积。
6．吸附剂的活化：通过处理使其表面具有一定的吸附特性或增加表面积称为吸附剂的活化。
●7．洗脱剂：把洗脱吸附柱的溶液叫洗脱剂。
二、应掌握的知识点
1．吸附现象发生在界面。
2．吸附剂表面积越大，吸附量越大。
3．在实际生产中自陶土经常用来吸附过敏物质。
4．达到吸附平衡时，升高温度会使吸附量降低。
5．对于热不稳定的酶，吸附温度一般在0℃左右。
6．吸附剂用量大时，吸附物的平衡浓度要变小。
7．活性碳依据其粗细程度又可分为粉末活性碳和颗粒活性碳。
8．造成活性碳中毒的原因是气体分子占据了活性碳的吸附表面。
9．活性碳在吸附热源时最适pH为3—5。
10．活性碳对分子量大的化合物的吸附力大于对分子量小的化合物。
11．活性碳在水中吸附作用最强。
12．天然白陶土的主要成分是含水硅酸铝。
13．吸附作用分为物理吸附，化学吸附与交换吸附。
14．影响吸附的因素包括：吸附剂的特性、吸附物的性质、吸附物与吸附剂的数量关系、吸附溶剂介质的性质和操作条件。
15．溶液的pH值往往会影响吸附剂或吸附物解离情况，进而影响吸附量。
16．活性碳可用来吸附色素、酸、碱、热源和有味物质。
17．人造沸石、白陶土、滑石粉和聚酰胺粉都属于吸附剂。
18．为了使吸附效果好，活性碳可分2～3次分批加入。
19．将吸附剂磨成小颗粒可增大吸附剂的表面积。
20．活性碳对多肽的吸附能力大于氨基酸。
21-硅藻土的主要成分是无定形的二氧化硅，是硅藻的遗体沉积而成的。
三、重点及难点
●1．吸附法具有以下几个特点：
(1)操作简便、设备简单、价廉、安全；
(2)少用或不用溶剂，吸附与洗脱过程中pH变化小，较少引起生物活性物质的变性失活；
(3)天然吸附剂的吸附性能和吸附条件较难控制，吸附选择性差，收率不高，难以连续操作。
2．预测吸附的相对量的原则是：
(1)能使表面张力降低的物质，易为表面所吸附；
(2)溶质从较易溶解的溶剂中被吸附时，吸附量较少；
(3)极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸附剂易吸附非极性物质：
(4)．对于同系列物质，吸附量的变化是有规则的，次序愈在后面的物质，极性越差，因而愈易为非极性吸附剂所吸附，而愈难为极性吸附剂所吸附。
●3．溶剂和洗脱剂应符合以下几个条件：
(1)纯度合格：
(2)与样品或吸附剂不发生化学变化；
(3)能溶解样品中的各成分；
(4)溶剂被吸附剂吸附得愈少愈好：
(5)粘度小，易流动，不致洗脱太慢：
(6)容易与目的物成分分开。
4．从大网格吸附剂上解吸方法有：
(1)常用的是以低级醇、酮或水溶液解吸；
(2)对弱酸性物质可以用碱来解吸；
(3)对弱碱性物质可以用酸来解吸；
(4)如吸附系在高浓度盐类溶液中进行，则常常仅用水洗就能解吸下来；
(5)对于易挥发溶质可用热水或蒸汽解吸。
第六章离子交换法
一、名词概念
●1．离子交换法：利用溶液中各种带电粒子与离子交换剂之间结合力的差异进行物质分
离的方法。
●2．交联度：是成载体骨架时交联剂用量的重量百分数。
●3．离子交换运动学：研究在固定床中离子交换的规律称为离子交换运动学。
●4．树脂再生：让作用过的树脂重新获得使用性能的处理过程。
●5．树脂毒化：树脂失去交换性能后不能用一般的再生手段重获交换能力的现象。
●6．洗脱：离子交换完成后将树脂所吸附的物质释放出来重新转入溶液的过程。
●7．离子交换聚焦色谱：是一种高分辨的新型蛋白质纯化技术，是根据蛋白质的等电点，结合离子交换技术的大容量色谱。
二、应掌握的知识点
1．从树脂上洗脱目的物的方法有调节pH值和改变离子浓度。
2．对阴离子交换树脂而言，目的物pK值愈小，洗脱液pH越低。
3．决定树脂是酸性的阳离子交换剂还是碱性的阴离子交换剂的因素是离子交换树脂的活性基团。
5．离子交换树脂含水量的测定过程也可间接地测定树脂的交联度。
6．离子交换树脂含水量的测定方法有干燥法和离心法。
7．对于强酸性或强碱性树脂的滴定曲线，到某一点突然升高或降低表示树脂的功能团已饱和。
8．由滴定曲线的转折点数目可推知功能团的种数。
9．溶液中某一离子能否与树脂上的平衡离子进行交换主要取决于两种离子与树脂相对亲和力和浓度。
10．交换溶剂中如存在有机溶剂，则树脂倾向于吸附无机离子，其原因是有机溶剂降低了有机离子的解离度。
11．选择离子交换树脂的主要依据是被分离物的性质和分离目的。
12．洗脱方式分为静态和动态。
13．阴离子树脂因有机物污染后，处理的方法是用10％NaCl和l％NaOH的溶液处理。14．对于两性物质在pH小于等电点时，它可以与阳离子型交换剂进行交换。
15．阴离子交换树脂包括强碱性、中强碱性和弱碱性离子交换树脂。
16．弱碱性树脂负离子亲和力大小OH->SO42-。
17．对于动态树脂交换，树脂的损耗也是很小的。
18．制造大网格离子交换树脂时，常用致孔剂为高级醇类有机物。
19．对氨基苄基纤维素属于阴离子交换纤维素。
20．属于弱碱性阴离子交换树脂的活性基团有-NH2、-NHR、-NR2和吡啶基。
2l. 101x4树脂又称为724树脂，它的交联度为4％，属弱酸类，101为它的命名编号。22．A+从树脂颗粒表面扩散到交换中心，其速度取决于颗粒孔径，颗粒半径、树脂交换容量、平衡离子的半径以及A+离子的电荷。
23．离子交换树脂与被吸附离子问的辅助力主要有氢健和范德华力。
24．多糖基离子交换剂可以分为离子交换纤维素和葡聚糖凝胶离子交换剂。
25．胍乙基纤维素和二乙基氨基乙基纤维素都属于阴离子交换纤维素。
26．葡聚糖凝胶离子交换剂与离子交换纤维素的区别为：葡聚糖凝胶有分子筛作用，而纤维素没有；它们电荷密度不相同；葡聚糖凝胶的交换容量大；葡聚糖凝胶的膨度受pH影响较大。
27．离子交换剂由惰性的不溶性载体、功能基团和平衡离子组成。
28．在离子交换过程中，在保证目的蛋白的溶解和溶液缓冲能力的前提下，尽可能采用低离子强度。
29．树脂粒度大时，交换速度低。
30．细胞色素C可以用弱酸性阳离子交换树脂精制。
31．ADP和ATP可用强碱性阴离子交换树脂进行分离精制。
32．不是所有被毒化的树脂都能重新获得其交换能力。
33．强酸性树脂主要是磺酸型树脂，功能基团为磺酸根及甲基磺酸根。
34．中酸性树脂主要是磷酸型树脂，功能基团为磷酸根。
35．聚苯乙烯碳酸钠型树脂，骨架为聚苯乙烯高分子塑科，活性基团为磺酸基，平衡离
子为钠离子。
36．当树脂颗粒大，溶液离子浓度稀时，树脂对离子吸附弱。
37．弱酸性的阳离子交换树脂在酸性环境中的解离度受抑制，故交换能力差。
三.重点及难点
●1．离子交换树脂包括：
(1)载体；
(2)功能基团；
(3)平衡离子。
2．阳离子交换树脂分为：
(1)强酸性树脂；
(2)中酸性树脂；
(3)弱酸性树脂。
3．常见的树脂载体有：
苯乙烯型离子交换树脂、丙烯酸型阳离子交换树脂、多乙烯多胺—环氧氯丙烷树脂、酚醛型阳离子交换树脂。
4．影响离子交换速度的因素有：树脂粒度、搅拌速度、树脂交联度、离子半径和离子价、温度和离子浓度。
5．测定阳离子交换树脂(氢型)的交换容量的方法：
向一定数量的树脂中加入NaOH溶液，一天或数天后测NaOH的剩余量，从消耗的碱量即可求出它的交换当量。
●6．离子交换树脂的基本要求是：
(1)有尽可能大的交换容量；
(2)有良好的选择性；
(3)化学性质稳定；
(4)化学动力学性能好；
(5)物理性能好。
●7．影响离子交换选择性的因素有。
离子水合半径、离子价、离子浓度、溶液环境的酸碱度、有机溶剂、树脂的交联度、活性基团的分布和性质、载体骨架。
8．大孔型离子交换树脂的特征：
(1)载体骨架交联度高，有较好的化学物理稳定性及机械强度；
(2)孔径大，且为不受环境条件影响的永久性孔隙，甚至可以在非水溶涨下使用；
(3)表面积大，表面吸附强，对大分子物质的交换容量大；
(4)孔隙较大，比重小，对小离子的体积交换量比凝胶型树脂小。
9.无盐水的制备原理：
无盐水制备是利用氢型阳离子交换树脂和羟型阳离子交换树脂的组合以除去水中所有的离子，其反应如下：
RSO3H+MeX RSO3Me+Me
R’OH+HX R’X+H2O
●10．A、B两种离子在树脂上进行交换，R-B++A+ R-A++B+离子交换过程的步骤如下：
(1)A+从溶液扩散到树脂表面；
(2)A+从树脂颗粒表面扩散到交换中心；
(3)离子A+与平衡离子B+交换，相当于树脂发生分解反应；
(4)B+交换中心扩散到粒子表面；
(5)B+再扩散到溶液中。
第七章凝胶层节
一、名词概念
1．全排阻：某种分子大于该种凝胶的排阻限，完全不能进入颗粒内部称为全排阻。2．全渗入：某种分子小于该种凝胶的渗入限，其分子可以自由进出凝胶颗粒，称为全渗入。
3．交联琼脂糖凝胶：架桥琼脂糖凝胶为琼脂线性分子经1,3-二溴丙醇交联的产品，也称交联琼脂糖凝胶。
●4．类分离：将分子量极为悬殊的两类物质分开。
●5．分级分离：将分子量相差不很大的大分子物质加以分离。
●6. 操作压：凝胶层析柱由于进出口之间液位压力差形成的对凝胶颗粒的压力称作操作压。
●7．柱比：层析柱的长度与直径的比值一般称作柱比。
8. 薄层层析：用硅胶和纤维素粉作为支撑层，进行层析分离的方法称为薄层层析。9．薄层凝胶层析：用交联葡聚糖作为支撑薄层的层析，称薄层凝胶层析。
二、应掌握的知识点
1．在凝胶层析过程中最先洗出的分子最大。
2．葡聚糖凝胶的商品名为Sephadex。
3．吸水量小的凝胶溶涨达到饱和的时问短。
4．聚丙烯酰胺凝胶的商品名为生物凝胶P。
5．使凝胶颗粒趋于粒度均一化的手段有干胶过筛或温胶浮选。
6. 凝胶层析过程中，样品组分的分离完全依赖于它们各自流速的差异。
7．在洗脱过程中，流速较低时分辨率较高。
8．对流速下降的板结凝胶柱，最简单的处理法是反冲。
9. 交联葡聚糖的基本骨架是葡聚糖，它们由α-1,6糖苷键相联。
10．聚丙烯酰胺凝胶的交联剂是亚甲基双丙烯酰胺。
11．Bio—GelP—100的排阻限为105。
12．琼脂糖凝胶骨架各线性分子问的结合力为氢键。
13．已知V e=25，V0=lO，V i-25则kd为0.6。
14.分辨率与洗脱体积的差值成正比，与两物质的洗脱峰宽度成反比。
15.葡聚糖凝胶性质有：能被氧化剂破坏，能经受高压灭菌，对阳离子有轻微吸附作用。
16.为了扩大葡聚糖凝胶在有机溶剂中的应用范围，在其骨架上引入一些基团，这些基团有甲基，羟丙基。
17．生物凝胶具有化学稳定性好，机械强度好，有很好的流畅度，可在很宽的pH范围内使用。
18．琼脂糖凝胶具有的性质为化学稳定性差，只能在pH4～9使用，分离的分子量范围大。
19．多孔玻璃球的特点是强度大、化学稳定性好。
20．凝胶的预处理可在水浴中加热溶涨，这样的好处有省时、消毒、杀菌和除气泡。2l。在洗脱过程中应做到洗脱过程始终保持一定的操作压，流速不要过快，流速保持稳定。
22．造成谱峰变宽的原因有分子扩散、涡流扩散、流动相中传质阻力、固定相中传质阻力和检测池。
23．凝胶层析可应用于浓缩、分子量测定，去热源。脱盐，分离纯化。
24．在凝胶层析柱中，较小的分子比较大的分子停留时间长。
25．克服葡聚糖凝胶对阳离子的吸附作用可以增大离子强度。
26．第一次使用凝胶柱会吸附少量蛋白质，使用效率下降。
27．琼脂糖来源于一种海藻的多糖琼脂。
28．聚甲基丙烯酸酯凝胶和聚苯乙烯凝胶都是水性凝胶。
29．色谱的峰宽是通过曲线的两个拐点的切线和基线交点之间的距离。
30．商品葡聚糖的干胶，若直径为20～80μm则属于细粒。
31．在类分离过程中，应使样品大分子组分的分子量大于其排阻限，而小分子组分的子量小于渗入限。
32．色谱体系的分离效果可以用两个峰的峰尖距离表示。
33．多孔玻璃微球商品名为Bio—GlasX，X表示编号，编号越大，分离分子量越大。34．多孔玻璃微球由于有大量的硅羟基存在，对糖类、蛋白质等物质有吸附作用，因此需用聚乙烯二醇浸泡加以钝化后使用。
三、重点及难点
●1．凝胶层析的特点：
(1)凝胶层析操作简便，所需设备简单；
(2)分离效果好，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。
2．保存葡聚糖凝胶的方法：
干法、湿法和半缩法。
3．琼脂糖类凝胶的种类有：
琼脂糖凝胶，架桥琼指糖凝胶和超胶。
4．选择凝胶的方法：
(1)一方面要考虑凝胶的性质，包括凝胶的分离范围，还有它的理化稳定性、强度和
非特异吸附性质。
(2)另一方面还要注意到分离目的和样品的性质。
5．选择层析柱的方法：
(1)对于类分离，柱床体积一般为样品溶液体积的5倍或略多一些，柱比5:l到10:l 即可；
(2)对于分级分离，要求柱床体积大于样品体积25倍以上，柱比也在25～100之间；
(3)层析柱下端缩口底部的支持物要满足两个要求，不易阻塞、死腔小。
●6．装填凝胶柱应注意：
(1)根据样品状况和分离要求选定层析柱后按常规要求进行清洗；
(2)正式装柱前必须检查柱底的凝胶支持物是否符合要求；
(3)对较细的层析柱要注意防止装柱时“管壁效应”的干扰；
(4)开始装柱时，避免胶粒直接冲击支持物；
(5)进胶过程须连续、均匀、不要中断。
●7．加样的方法：
(1)直接将样品加到层析床表面；
(2)利用两种液体比重不同而分层的原理，将高比重样品加入床表面低比重的洗脱液之中，样品就慢慢均匀地下沉于床表面，再打开出口，使样品渗入层析床。
第八章离心技术
一、应掌握的知识点
1．通常将用于固液分离的离心机称为离心澄清机。
2.1S为10-13秒。
3．离心过滤机包括刮刀卸料式离心机、活塞往复式卸料离心机、螺杆卸料式离心机和转篮式离心机过滤机。
4．离心设备包括转子、离心管、区带离心附件、分析附件和密度梯度离心附件。
5．转子的种类有角度转子、水平转子、区带转子和垂直管转子。
6.密度梯度离心的最大特点是介质最大密度小于所有颗粒密度。
7.利用连续密度介质离心法，在离心时颗粒沉降位置与其大小形状无关。
●8．RCF表示相对离心力。
二、重点及难点
1．离心机的分类：
(1)依据其处理样品方式分为定容型与连续型两类；
(2)依离心机容量及使用范围不同，可分为工业用及实验用离心机；
(3)根据离心机转速又可分为普通、高速、超速离心机。
2．等密度离心法包括：
(1)非密度梯度介质离心法；
(2)连续密度梯度介质离心法；
(3)平衡等密度离心法。
3．制备性离心方法的种类及原理：
(1)差分离心法，也称差级离心法，其原理是依据不同大小和密度的颗粒在离心力场中沉降速度的差异进行离心分离：
(2)密度梯度离心，又叫速度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，控制离心时间，使所需组分穿过部分梯度形成的分离区带在达到其等密度之前即停止离心；
(3)等密度离心法是根据颗粒密度的差异进行的离心分离。是分离高纯度大分子的主
要手段之一，其分离原理与颗粒大小无关，特点是样品颗粒沉降至其密度区后即不再移动。
第九章膜分离技术
一、名词概念
1．串滤：液体通过孔径自大到小相串接的滤膜的过程。
2．孔隙率：微孔滤膜孔隙总体积与滤膜总体积之比。
3．浓差极化现象：外源压力迫使分子量较小的溶质通过滤膜，面大分子被截留于膜表面，并逐渐形成浓度梯度。
●4．分子量截流值：指排阻率达90％以上的最小被截流物质的分子量。
●5.超滤技术：指以特殊的超滤膜为分离介质，以膜两侧的压力差为推动力，将不同分子量的物质进行选择性分离
●6.微孔膜滤：微孔膜过滤又称”精密过滤”，是最近20多年发展起来的一种薄膜过滤技术，主要用于分离亚微米级颗粒，是目前应用最广泛的一种分离分析微细颗粒和超净除菌的手段。
二、应掌握的知识点
1．应用最多的膜分离技术是透析。
2．超滤膜最小载留分子量为500道尔顿。
3．微孔膜过滤又称精密过滤。
4．微孔膜过滤主要用于分离亚微米级颗粒。
5．微孔膜孔径范围是0.025～14μm。
6．气泡压力可测过滤膜最大孔径。
7．水流量法可测滤膜平均孔径。
8．膜过滤技术不包括过滤。
9．透析法通常维持常压。
10．超滤膜应该孔穴多而孔隙短。
11．超滤膜孔径一般范围10～100?。
12．10?硝酸纤维素膜不属于微孔滤膜。
13．微孔滤膜厚度可用螺旋测微器测量。
14．聚氯乙烯膜是不能经热压灭菌的微孔滤膜。
15.可热压灭菌的微孔滤膜有硝酸纤维素膜和聚四氟乙烯膜。
16.使用超滤技术要考虑流度、操作温度、化学耐受性、膜吸附程度和膜的灭菌技术。
17.超滤过程中为克服极化现象，可以震动、搅拌、错流、切流或加入水解酶。18．可充当透析膜的材料有兽类膀胱、羊皮纸和玻璃纸。
19.与超滤的透过率有关的因素有分子量、分子形状、溶解度、膜装置和搅拌。
20.对聚氯乙烯膜灭菌的手段有5％甲醛，5％H202，20％乙醇和15％环氧乙烷。
21.微孔滤膜即绝对过滤介质。
22.药液中微粒及细菌的滤除可采用微孔滤膜。
23.商品透析管膜一般不可以直接使用。
24.分子外形对高压超滤的流率有明显影响。
25．超滤时外加压力与流率不成正比。
26.搅拌破坏浓度梯度，将导致超滤。
27．新购超滤膜是密封包装的，须净化处理才能使用。
28.透析法的特点是用于分离两类分子量差别较大的物质，即将分子量103级大分子物质与分子量在103级以下的小分子物质分离。
29.透析法都是在常压下依靠小分子物质的扩散运动完成的。
三、重点及难点
●1.透析法的特点及用途：
特点是用于分离两类分子量差别较大的物质，即分子量103级大分子物质与分子量在103级以下的小分子物质分离，无相变，在常压下依靠小分子物质的扩散运动来完成。透析法常用于其次常用于对溶液中对小分子成分进行缓慢的改变。
●2.透析膜具有的特点：
(1)在使用的溶剂介质中能形成具有一定孔径的分子筛样薄膜：
(2)在化学上呈惰性：
(3)有良好的物理性能。
●3.微孔膜的特点：
(1)设备简单，只需要微孔滤膜和一般过滤装置便可进行工作；
(2)操作简便、快速，适于同时处理多个样品：
(3)分离效率高，重现性好：
●4．超滤技术的应用范围：
(1)大分子物质的脱盐和浓缩，以及大分子溶剂系统的交换平衡；
(2)小分子物质的纯化；
(3)大分子物质的分级分离；
(4)生化制剂或其它制剂的去热原处理。
5．影响超滤流速和选择性的因素：
出超滤的透过率和选择性是由溶质分子特性、膜的性质以及膜装置和超滤运转条件等因素决定。
(1)溶质分子性质和浓度
包括溶质分子大小、形状和带电性质以及浓度影响。
(2)超滤膜的性质
主要是背膜的孔径、结构及吸附性质。
(3)超滤装置和操作条件
其中包括膜或组合膜的构造、超滤器的结构以及操作压力、搅拌情况和液体物料的温度粘度、pH和离子强度等因素。
《生物制药工艺学》复习思考题
《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 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？ 7、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，组合生物合成，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？ 6、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？
生物制药工艺学
三、名词解释 1. 生物制品（Biological Products）生物制品是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料，应用传统技术或现代生物技术制成，用于人类疾病的预防、治疗和诊断。人用生物制品包括：细菌类疫苗(含类毒素) 、病毒类疫苗、抗毒素及抗血清、血液制品、细胞因子、生长因子、酶体内以及体外诊断制品，以及其他生物活性制剂，如毒素、抗原、变态反应原、单克隆抗体、抗原抗体复合物、免疫调节剂及微生态制剂等。 2. 分叉中间体在微生物代谢过程中，一些中间代谢产物既可以被微生物用来合成初级代谢产物，也可以被用来合成次级代谢产物，这样的中间体被称为分叉中间体。 3. 热阻和相对热阻热阻是指微生物在某一种特定条件下（温度和加热方式）的致死时间。 相对热阻是指某一种微生物在某一条件下的致死时间与另一种微生物在相同条件下的致死时间之比。 4. 种子（广义和狭义）广义种子: 从菌种开始，到发酵罐接种之前的所有生产过程。 狭义种子：种子罐中的种子。 5. 摄氧率单位体积发酵液每小时消耗氧的量。 6. 呼吸强度单位重量的菌体（折干）每小时消耗氧的量。 7. 呼吸临界氧浓在溶氧浓度低时，呼吸强度随溶氧浓度增加而增加，当溶氧浓度达到某一值后，呼吸强度不再随溶氧浓度的增加而变化，此时的溶氧度称为呼吸临界氧浓度。影响因素：微生物的种类、培养温度以及生长阶段。 8. 凝聚价或凝聚值电解质的凝聚能力可用凝聚价或凝聚值表示，定义为使胶粒产生凝聚作用的最小电解质浓度。化合价越高，凝聚能力越强。凝聚能力：Al3+>Fe 3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+ >Na+>Li+ 常用的凝聚剂：Al 2(SO 4 ) 3 ·18H 2 O、AlCl 3 ·6H 2 O、FeCl 3 、ZnSO 4 、MgCO 3 等 9. 凝聚作用在某些电解质作用下，使扩散双电层的排列电位降低，破坏胶体系统的分散状态，而使之凝聚的过程。影响凝聚作用的主要因素是无机盐的种类、化合价以及无机盐的用量。 10. 絮凝作用某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。 11. 多级错流萃取料液经萃取后的萃余液再用新鲜萃取剂进行萃取的方法。 12. 多级逆流萃取在第一级中加入料液，萃余液顺序作为后一级的料液，而在最后一级加入萃取剂，萃取液顺序作为前一级的萃取剂。 13. 超临界流体抗溶剂法（Supercritical Fluid Anti-solvent，SAS）先用有机溶剂溶解溶质，再加入超临界流体作抗溶剂，使溶质的溶解度大大下降，溶质从溶液中结晶析出。 14. 超临界溶液快速膨胀法（Rapid Expansion of Supercritical Solution, RESS）是利用高密度的超临界流体溶解固体溶质，通过喷嘴快速泄压至1个大气压的低密度气体，溶质的溶解度急剧减小至万分之一以下，造成固体溶质结晶析出。 15. 道南电位由于带电荷粒子在不同相间的分布不同而产生的相间电位差即为道南电位。 16. 吸附等温线当固体吸附剂从溶液中吸附溶质达到平衡时，其吸附量与溶液浓度和温度有关。当温度一定时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。 17. 批一次性投入料液，不补料，直到放罐。(或许） 18. 浓差极化当溶剂透过膜而溶质留在膜上时，它使得膜面上溶质浓度增大而高于主体中溶质浓度，这种现象称为浓差极化。为避免浓差极化现象，通常采用错流过滤。 19. 亲和色谱（Affinity Chromatography）具有很高的选择和分离性能以及较大的载量，纯化倍数高，并能保持较高的活性。 20. 疏水相互作用色谱（Hydrophobic Interaction Chromatography）利用蛋白质表面存有的疏水性部位，与带有疏水性配基的载体在高盐浓度时结合，洗脱时将盐浓度逐渐降低，蛋白质因疏水性不同而逐个地先后被洗脱而分离。该法中蛋白质与固定相结合力较弱，利于保持活性。 21. 膨胀床色谱传统色谱的最大缺点是不能处理含固体颗粒的料液。色谱吸附剂直接与原料液在搅拌罐中混合来吸附目标产物或流化床吸附。膨胀床色谱操作过程：被处理的料液从膨胀床底部泵入，床内的吸附剂将不同程度地向上膨胀，料液中的固体颗粒可以顺利地通过床层，目标产物在膨胀床内可被吸附剂吸附，从而可达到从料液中吸附和初步纯化目标化合物的目的。原理：吸附介质颗粒在向上流动液体的作用下膨胀起来，液体中的目
生物制药工艺学实验
生物制药工艺学实验指导 （12个实验，36学时） 焦飞 生物技术教研室
实验一健胃消食片配方及片剂的制备 一、实验目的 1.掌握压片机压片的方法及影响片剂成型的主要因素； 2.学会片剂处方的调配。 二、实验材料和仪器 太子参，陈皮，山药，麦芽（炒），山楂，蔗糖粉，糊精，硬脂 酸镁，粉碎机，干燥箱，制片机 三、实验原理 健胃消食片为内科伤食类非处方药品，主治健胃消食，用于 脾胃虚弱，消化不良，脾胃虚弱所致的食积，症见不思饮食，暖 腐酸臭，脘腹胀痛。健胃消食片的配方如下，太子参228.6g，陈皮22.9g，山药171.4g，麦芽（炒）171.4g，山楂114.3g，蔗糖糊精适量，值得片剂为淡棕黄色的片或薄薄膜片，气略香，味微甜，酸。制作方法：太子参半量与山药粉碎成细粉，其余陈皮三味药 及剩余的太子参置于烧杯，加3倍量水，煎煮1小时，滤过，合并两次煎液，减压浓缩至浸膏，干燥。将蔗糖粉糊精和生药粉以 3：1：1的混合粉与浸膏混合制成软材，软材的软硬应适当，以“手握成团，轻压则散”为宜。采用挤出制粒的方法制成颗粒， 颗粒在60-80摄氏度干燥，干燥时应逐渐升温，以免因颗粒表面 干燥过快结成硬壳而影响内部水分的蒸发。颗粒整粒后加入1％硬脂酸镁混合后压片。 四、实验步骤
1.称取太子参2 2.8g，陈皮 2.3g，山药17.1g，山药17.1g，麦芽 17.1g，山楂11.4g 2.太子参山药用粉碎机粉成细粉。 3.将上述药材放入烧杯中，加入3倍量的水，煎煮半小时，重复 两次，将上清液合并，减压浓缩至浸膏，将所得浸膏放入烘 箱中80度干燥。 4.将蔗糖粉糊精和干燥后的粉末以3：1：1的比例混合制成颗粒 软材，将软材放入烘箱中逐渐升温干燥。 5.干燥后的软材加入1％硬脂酸镁放入压片机中压片。 实验二溶菌酶结晶的制备 一、实验目的 1.掌握盐析法提取蛋白质的原理和过程； 2.学会溶菌酶的结晶和精制方法。 二、实验材料与仪器 新鲜鸡蛋，氯化钠， 1 氢氧化钠溶液，醋酸缓冲液，烧杯，玻璃棒，布氏漏斗，干燥箱。 三、实验原理 溶菌酶又称细胞壁质酶或N—乙酰胞壁质聚糖水解酶，是一种国内外很紧销的生化物质，广泛应用于医学临床。具有多种药理作用，能抗感染、消炎、消肿、增强体内免疫反应等，有抗菌 的作用，常用于五官科多种粘膜炎症，皮肤带状疮疹等疾病。是
现代生物制药工艺学
第一章绪论 1、生物药物（biopharmaceuticals）利用生物体、生物组织或其成分（初级代谢和次级代谢产物），综合应用多门 学科的原理和方法进行加工、制造而成的一大类药物。 2、生物药物的特性1）药理学特性：在化学构成上十分接近于体内的正常生理物质，容易为机体吸收利用。（1） 治疗的针对性强、药理活性高、疗效高细胞色素c用于治疗组织缺氧所引起的一系列疾病（2）毒副作用小、营养价值高注射用的纯ATP可以直接供给机体能量；蛋白质、核酸、糖类、脂类等生物药物本身就直接取自体内（3）生理副作用时有发生（缺点）生物体之间的种属差异或同种生物体之间的个体差异都很大，所以用药时会发生免疫反应和过敏反应。2）原料的生物学特性（1）原料中的有效物质含量低，杂质多激素、酶在体内含量极低。（尿激酶）（2）原料的多样性（来源多样性）（3）易腐败（缺点）生物药物营养价值高，易染菌、腐败。生产过程中应低温、无菌。（4）注射用药有特殊要求生物药物易被肠道中的酶所分解，所以多采用注射给药，注射药比口服药要求更严格（均一性、安全性、稳定性、有效性）（理化性质、检验方法、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）取样：均匀、合理、有代表性。 2）药物的鉴别试验：化学反应法、紫外分光光度法、色谱法、酶法、电泳法等。 3）药物的杂质检查：分为一般杂质（如酸、碱、水分、氯化物、硫酸盐、砷盐、重金属）和特殊杂质；检查方法：对照法、灵敏度法、比较法。 4）药物的安全性检查(安全性)：热源检查、药物的降压物质检查 5）药物含量（效价）测定（有效性）： ? 含量表示方法：有效物质的百分数表示，此百分数均系指重量百分数 ? 生物效价或者酶活力单位（对照或标准比对） ? 另外对于制剂，含量（效价）的限度一般用含量占标示量的百分率来表示 6）检验报告的书写 2、中华人民共和国药典 根据药物自身的理化与生物学特性，按照批准的处方来源、生产工艺、贮藏运输条件等所制定的、用以检测药品质量是否达到用药要求并衡量其质量是否稳定均一的技术规定。 3、1）药品生产质量管理规范（GMP） ? GMP是Good Manufacturing Practice，即药品生产质量管理规范。 ? 对药物的生产实行全面管理，是全员全过程的管理。 ?GMP的三大要素：人为产生的错误减小到最低；防止对医药品的污染和低质量医药品的产生；保证产品高质量的系统设计。 2）药品安全试验规范（GLP） ? GLP：Good Laboratory Practice，即药品安全试验规范；非临床研究质量管理规范 ? 主要内容是在规定试验条件下，进行药效、毒性动物试验的准则：对急性，亚急性，慢性毒性试验，生殖试验，致癌，致畸，致突变以及其它毒性试验等临床前安全试验作出规定，是保证药品安全有效的法规 ? 目的：实验研究的质量可靠；实验数据的可信 3）药物临床试验管理规范（GCP） ? GCP：Good Clinical Practice，药物临床试验管理规范 ? 药品临床试验是指在任何人体（健康的志愿者或病人）进行的药品系统性研究，以证实或揭示试验用药品的作用及不良反应等 ? 目的：保证临床试验过程规范，结果科学可靠；保证受试者的权益并保障其安全。 4、加速试验：对药物短时间内施加强应力，促使药物加速反应，按照一定的方法推测其有效期。低温观测法、恒 温法和变温法 第二章抗生素概述 1、抗生素定义: 生物细胞产生的能以低浓度抑制其他生物细胞生长或功能的化学物质。 1）药理活性物质:作用于动植物体本身的生理功能（如免λ疫调节、降血脂、降血糖、降血压、抗炎、减肥、动植物生长促进、植物生长抑制等） 2）抗生素:作用于动植物体内的寄生（或赘生）生物（细λ菌、真菌、病毒、癌细胞等）瓦克斯曼创造了新
生物制药工艺学思考题和答案解析
抗生素发酵生产工艺 1. 青霉素发酵工艺的建立对抗生素工业有何意义？ 青霉素是发现最早，最卓越的一种B-内酰胺类抗生素，它是抗生素工业的首要产品，青霉素是各种半合成抗生素的原料。青霉素的缺点是对酸不稳定，不能口服，排泄快，对革兰氏阴性菌无效。青霉素经过扩环后，形成头孢菌素母核，成为半合成头孢菌素的原料。2. 如何根据青霉素生产菌特性进行发酵过程控制？ 青霉素在深层培养条件下，经历7个不同的时期，每个时期有其菌体形态特性，在规定时间取样，通过显镜检查这些形态变化，用于工程控制。 第一期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具有小泡。 第二期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗粒。 第三期：形成脂肪包含体，积累储蓄物，没有空洞，嗜碱性很强。 第四期：脂肪包含体形成小滴并减少，中小空泡，原生质体嗜碱性减弱，开始产生抗生素。 第五期：形成大空泡，有中性染色大颗粒，菌丝呈桶状。脂肪包含体消失，青霉素产量提高。 第六期：出现个别自溶细胞，细胞内无颗粒，仍然桶状，释放游离氨，pH上升。 第七期：菌丝完全自溶，仅有空细胞壁。一到四期为菌丝生长期，三期的菌体适宜为种子。 四到五期为生产期，生产能力最强，通过工艺措施，延长此期，获得高产。在第六期到来之前发束发酵。 3. 青霉素发酵工程的控制原理及其关键点是什么？ 控制原理：发酵过程需连续流加葡萄糖，硫酸铵以及前提物质苯乙酸盐，补糖率是最关键的控制指标，不同时期分段控制。在青霉素的生产中，及时调节各个因素减少对产量的影响，如培养基，补充碳源，氮源，无机盐流加控制，添加前体等；控制适宜的温度和ph，菌体浓度。最后要注意消沫，影响呼吸代谢。 4. 青霉素提炼工艺中采用了哪些单元操作？ 青霉素不稳定，发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。提炼工艺包括如下单元操作： ①预处理与过滤：在于浓缩青霉素，除去大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，便于后续的分离纯化过程。 ②萃取：其原理是青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素易溶于水。 ③脱色：萃取液中添加活性炭，除去色素，热源，过滤，除去活性炭。 ④结晶：青霉素钾盐在乙酸丁酯中溶解度很小，在乙酸丁酯萃取液中加入乙酸钾-乙醇溶液，青霉素钾盐可直接结晶析出。 氨基酸发酵工艺 1. 如何对谷氨酸发酵工艺过程进行调控？ 发酵过程流加铵盐、尿素、氨水等氮源，补充NH4+；生物素适量控制在2-5μg/L；pH 控制在中性或微碱性；供氧充足；磷酸盐适量。 2. 氨基酸生产菌有什么特性，为什么？ L-谷氨酸发酵微生物的优良菌株多在棒状杆菌属、小短杆菌属、节杆菌属和短杆菌属中。具有下述共同特性：①细胞形态为短杆至棒状；②无鞭毛，不运动；③不形成芽孢；④革兰氏阳性；⑤生物素缺陷型；⑥三羧酸循环、戊糖磷酸途径突变；⑦在通气培养条件下产生大量L-谷氨酸。 3. 生物素在谷氨酸发酵过程中的作用是什么？
生物制药工艺学_吴晓英_思考题
生物制药工艺学思考题 总论部分： 一、简述生物制药工艺学的性质与任务。 二、谈谈生物制药工业的重点研究方向。 三、谈谈生物药物的特点。 四、简述生物药物的研究发展趋势。 五、简述生物材料的来源。 六、简述生物活性物质的存在特点。 七、生物活性物质主要有哪些提取方法？举例说明萃取技术的应用 八、生物活性物质有哪些主要的浓缩、干燥方法？ 九、生物大分子分离纯化的主要原理。 十、生物大分子常用的纯度鉴定方法有哪些？ 十一、已经上市或研究热点的基因工程药物主要有哪些？ 十二、简述酶工程技术、细胞工程技术和基因工程技术等现代生物技术在生物制药工业中的应用。 十三、名词解释： 提取，萃取，浓缩，干燥，均一性，上游工艺，下游工艺, 单克隆抗体，PCR，生物合成技术，半合成药物 抗生素部分： 一、抗生素的定义、常用分类法、应用。 二、评价医用抗生素应包括哪些主要要求。 三、抗生素工业生产的主要方法，抗生素发酵生产的特点。 四、简述抗生素发酵中温度、pH、溶氧、基质浓度、菌体浓度、二氧化碳和泡沫等因素的影响及控制。 五、发酵生产庆大霉素的工艺路线及注意问题。 手性药物部分： 一、什么是手性？什么是手性药物？ 二、手性药物的主要制备技术？ 三、用于制备手性药物的主要的生物催化反应包括哪些？ 多肽类和蛋白类药物： 一、了解多肽药物的分类与重要的多肽类药物（包括名称，来源，作用与用途）。 二、了解胸腺素组分5的性质和工艺路线。 三、了解蛋白类药物的分类与重要的蛋白类药物（包括名称，来源，作用与用途）。 四、了解白蛋白的制备工艺要点。 五、了解胰岛素的结构与性质、作用与用途、提取法制备胰岛素的生产工艺要点、以及基因工程技术生产人胰岛素的途径。 酶类药物： 一、酶类药物的分类与重要的酶类药物的名称、来源、作用与用途及对酶类药物的要求。 二、了解L-天门冬酰胺酶和超氧化物歧化酶的性质、作用、工艺路线和工艺要点。
中医药大学生物制药工艺试卷
山东***大学 专业 年级（ 科） 《生物制药工艺学》期末考试试卷（A 卷） 姓 名： 学 号： 班 级: 考试时间： 补（重）考：（否） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 核分人 得分 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 说明：本试卷总计100分，全试卷共5页，完成答卷时间2小时。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 一、填空题（本大题共10题，每题1分，共10分） 1．微生物的诱变育种常用的诱变剂有物理诱变剂、化学诱变剂和 。 2．工业生产中对大量培养基和发酵设备的灭菌，最有效最常用的方法是 。 3．微生物菌种的 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、筛选排除衰退型菌株，选择维持原有生产水平的菌株的过程。 4．在超临界流体萃取过程中，为提高溶解度小的物质的溶解能力，常加入 。 5．采用液氮超低温保藏法保藏菌种时，应将盛装菌种的安瓿管保藏在 ℃液 氮管中进行保存。 6．高分子聚合物沉淀法中应用最多的沉淀剂是 。 7．疏水相互作用色谱常用的分离载体为多聚糖和 。 8．较纯的固体一般有 和无定形沉淀两种状态。 9．抗生素包括天然抗生素、半合成抗生素和 。 10．需要通过工业发酵生产的维生素为 和 。 得分 阅卷人 （签全名）
二、单项选择题（本大题共10 题，每题1分，共10分） 1．采用冷冻干燥法保存菌种时常用的保护剂是（ ）。 A ．乙醇 B ．甘油 C.脱脂牛奶 D ．液体石蜡 E ．蛋白胨 2．蛋白质盐析常用的中性盐是（ ）。 A ．碳酸钙 B ．磷酸钠 C.氯化钠 D ．硫酸镁 E ．硫酸铵 3．采用有机溶剂沉淀法时，最重要的因素是（ ）。 A ．温度 B ．湿度 C.压力 D ．pH E ．金属离子 4．次级代谢产物的产生菌一般是（ ）。 A ．细菌 B ．放线菌 C.霉菌 D ．噬菌体 E ．真菌 5．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，称为（ ）。 A ．离子交换法 B ．等电点沉淀法 C.亲和色谱法 D ．双水相萃取法 E ．吸附法 6．聚电解质沉淀法中应用较多的沉淀剂为（ ）。 A ．聚乙二醇 B ．酸性多糖 C.EDTA D ．EDTA-Na E ．硫酸铅 7．下面属于β-内酰胺类抗生素的是（ ）。 A ．青霉素 B ．链霉素 C.红霉素 D ．土霉素 E ．金霉素 8．目前分辨率和选择性最好的凝胶过滤介质为（ ）。 A ．聚丙烯酰胺凝胶 B ．葡聚糖凝胶 C.琼脂糖凝胶 D ．聚丙烯酰胺葡聚糖凝胶 E ．葡聚糖琼脂糖凝胶 9．结晶过程的推动力是（ ）。 A ．温度 B ．pH C.溶质溶度 D ．过饱和度 E ．时间 10．链霉素发酵生产的菌种为（ ）。 A ．产黄青霉菌 B ．灰色链霉菌 C.红色链霉菌 D ．金色链霉菌 E ．土壤细菌 三、多项选择题（本大题共10题，每题1分，共10分） 得分 阅卷人 （签全名） 得分 阅卷人 （签全名）
生物制药工艺学名词解释
生物制药工艺学名词解释： 第一章： 1.药品：一定剂型和规格的药物并赋予一定的形式（如包装），而且经过有关部门的批准，有明确的作用用途。 药物：能影响机体生理、生化和病理过程，用以预防、诊断、治疗疾病和计划生育的化学物质。 2.生物药物Biopharmaceuticals：以生物体、生物组织或其成份为原料综合应用生物学、物理化学与现代药学的原理与方法加工制成的药物。 3.生物活性Biologicalactivity,Bioactivity：对活组织如疫苗有影响的特性。 4.酶工程enzymeengineering：酶学与工程学互相渗透结合，发展形成的生物技术，它是从应用目的出发，研究酶和应用酶的特异催化功能，并通过工程化过程将相应原料转化成所需产物的技术。 5.固定化酶immobilizedenzyme：是指借助于物理和化学的方法把酶束缚在一定空间内并具有催化活性的酶制剂。 6.组合生物合成combinatorialbiosynthesis（组合生物学combinatorialbiology）：应用基因重组技术重新组合微生物药物的基因簇，产生一些非天然的化合物。 7.药物基因组学：一门研究个人的基因遗传如何影响身体对药物反应的科学。
8.凝聚作用coagulation：指在电解质作用下，胶粒粒子的扩散双电子层排斥电位降低，破坏了胶体系统的分散状态，使胶体粒子发生聚集的过程。 9.萃取extraction：将物质从基质中分离出来的过程。一般指有机溶剂将物质从水相转移到有机相的过程。 10.反萃取stripping/backextraction：将萃取液与反萃取剂相接触，使某种被萃入有机相的溶质转入水相的过程。 11.萃取因素/萃取比：萃取溶质进入萃取相的总量与该溶质在萃余相中总量之比。 12.分离因素separationfactor：在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。 13.双相萃取技术two-aqueousphaseextraction：利用不同的高分子溶液相互混合可产两相或多相系统，静置平衡后，分成互不相溶的两个水相，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。 14.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特异增加物质溶解能力来进行分离纯化的技术。 15.固相析出分离法solidphasecrystallization：通过改变溶液条件，使溶质以固体形式从溶液中分出的操作技术。 16.盐析法saltprecipitation：利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度的差异，通过向溶液中引入一定数量的中性盐，使目的
生物制药工艺学
生物制药工艺学：对生物药物进行研究、生产和制剂的一门综合学科。 生物制药是把生物体内的具有生物活性的基本物质，保持原来的结构和功能，又能在含多种物质的液相或固相中较高纯度的分离出来，它是一项严格，细致，复杂的工艺过程，涉及物化生工程等方面的知识和操作技术。 遗传与变异：是生命的基本特征，也是菌种选育的理论基础。 杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻合（或接合）使遗传物质重新结合，从只能分离和筛选出具有新性状菌株的过程。 原生质体融合：是指把两个亲株的原生质体混合在一起，在融合剂ＰＥＧ和Ｇａ离子的作用下，发生原生质体的融合，促使两亲本的遗传物质进行交换，从而实现遗传重组。 分批灭菌：将配置好的培养基输入发酵罐内，经过间接蒸汽预热，然后直接通入饱和蒸汽加热，使培养基和设备仪器灭菌，达到要求的温度和压力后维持一定时间，在冷却至发酵要求的温度，这一工艺过程称为。 连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐内，这种工艺称为。 萃取：液料与萃取剂接触后，液料中的溶质向萃取剂转移的过程。 超临界流体萃取技术是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特意增加物质溶解能力来进行分离纯化技术（温度３１.０６Ｃ，压力７３.９，密度０.４４８） 双水相萃取法又称水溶液两相分配技术，它是不同的高分子溶液相互混合产生两相或多项系统，利用物质在互不相容的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。 吸附法：是利用适当的吸附剂，在一定Ｐｈ条件下，吸附生物样品中的生物药物，然后再以适当的洗脱剂将吸附的药物从吸附剂上解吸下来，达到浓缩和提纯的目的。 高分子聚合物沉淀法：某些水溶性非离子型高分子聚合物，如聚乙二醇等能使蛋白质水合作用减弱而发生沉淀。 过饱和溶液：溶液浓度等于溶解度时，该溶液称为饱和溶液。溶质只有在过饱和溶液中才有可能析出。 生物药物：是以生物体、生物组织、或其成分为原料（包括组织、器官、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原理与方法加工制成的药物 现代生物技术药物：将生物体内生理活性物质的基因分离或人工合成，利用重组DNA技术加以改造，使其在细菌、酵母、动物细胞、转基因动物中间大量表达，通过这种方式获得的药物。 固体培养基：是加入一定量的凝固剂的培养基，适用于菌种的培养、分离、无菌试验、和菌种保藏工作。液体培养基是未加任何凝固剂的培养基 现代生物技术体系：主要的生物技术包括重组DNA技术、原生质体制备与原生质体融合技术、突变生物合成、组合生物合成、选择性生物催化合成、代谢途径工程、淋巴细胞杂交瘤单克隆抗体、组织培养技术、基因治疗等。 微生物的初级代谢产物：包括氨基酸、蛋白质、核苷酸、核酸、酶类、糖类、脂类等 微生物的次级代谢产物：包括抗生素，色素，生物碱、酶的抑制剂、植物生长素等初级代谢：指的是与微生物的生长繁殖有密切关系的代谢活动，初级代谢产物指的是与微生物的生长繁殖有密切关系的代谢产物。 次级代谢：指的是与微生物的生长繁殖无关的代谢活动，次级代谢产物指的是与微生物的生长繁殖无关的代谢产物。 培养基：是人工配制的、供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的多种营养物质的混合物。 前体：在微生物药物的生物合成过程中，有些化合物能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分，而化合物本身的结构没有大的变化，这些物质称为前体。 生长因子：是微生物生长代谢必不可少，但不能用简单的碳源或氮源生物合成的一类特殊的营养物质。 促进剂：在发酵培养基中加入某些微量的化学物质，可促进目的代谢产物的合成，这些物质被称为促进剂。 抑制剂：在发酵过程中加入某些化学物质会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另一代谢途径活跃，从而获得人们所需的某种代谢产物，或使正常代谢的中间产物积累起来，这种物质被称为抑制剂。 诱导物：一般是指一些特殊的小分子物质，在微生物发酵过程中添加这些小分子物质后，能够诱导代谢产物的生物合成，从而显著提高发酵产物的产量。 生理酸性物质：经微生物代谢作用后，能产生酸性物质的营养成分称为生理酸性物质。 生理碱性物质：经微生物代谢作用后，能产生碱性物质的营养成分称为生理碱性 物质。 速效碳源、迟效碳源：根据微生物利用碳 源速度的快慢可将碳源分为速效碳源和 迟效碳源。葡萄糖和蔗糖等被微生物利用 的速度较快，它们是速效碳源，而乳糖、 淀粉等被利用的速度相对较为缓慢，它们 是迟效碳源。 葡萄糖效应：在发酵过程中，如果葡萄糖 浓度过高会加快菌体的代谢，以致培养基 中的溶解氧不能满足菌体进行有氧呼吸 的需要，葡萄糖分解代谢就会进入不完全 氧化途径，一些酸性中间产物如丙酮酸、 乳酸、乙酸等积累在菌体或培养基中导致 Ｐｈ降低，影响某些酶的活性，从而抑制 微生物的生长和产物的合成，产生葡萄糖 效应。 生产种子的制备：指的是由保藏的菌种开 始，经过不断的扩大培养，使菌体数量达 到能满足发酵罐接种量的需要所涉及的 生产过程。 种子的制备：是将固体培养基上培养好的 孢子或菌体转入到液体培养基中培养，使 其繁殖成大量菌丝或菌体的过程。 诱变育种的基本过程：选择合适的出发菌 株→制备待处理的菌悬液→诱变处理→ 筛选→保藏和扩大试验 常用的诱变剂：1紫外线2亚硝基胍3硫 酸二乙酯4亚硝酸 杂交育种是将孢子（或摇瓶菌丝）接入的 体积较小的种子罐中，经培养后形成大量 的菌丝，该种子称为一级种子，把一级种 子转入到发酵罐内发酵称为二级发酵，如 果将一级种子接入到体积较大的种子罐 内，经过培养形成更多的菌丝体，这样制 备的种子称为二级种子，将二级种子转入 到发酵罐内发酵，称为三级发酵，同样道 理，使用三级种子的发酵称为四级发酵。 代谢曲线：根据发酵过程中代谢参数变化 绘制出的曲线，作用：可清楚的说明发酵 过程中的代谢变化，并反映出碳源，氮源 的利用和Ｐｈ、菌体浓度和产物浓度等参 数之间的相互关系。 为什么要绘制代谢曲线？分析研究代谢 曲线，有利于掌握发酵代谢变化的规律和 发现工艺控制中存在的问题，有助于改进 工艺，提高产物的产量。 膜分离法：又称为超滤法，包括微滤，超 滤和反渗透，是利用可截留一定分子量的 超滤膜进行溶质分离或浓缩。 渗透压冲击法：将细胞置于高渗溶液中 （例如一定浓度的蔗糖或甘油溶液中）， 由于渗透压的作用，细胞内的水分便向外 渗出，细胞发生收缩，当达到平衡后，将 介质快速稀释或将细胞转入缓冲溶液中， 由于渗透压发生变化，胞外的水分迅速渗 入胞内，是细胞快速膨胀而破裂，使产物 释放到溶液中。 离子交换法：是应用合成的离子交换树脂 作为吸着剂，将溶液中的物质，依靠库伦 力吸着在树脂上，然后用合适的洗脱剂将 吸着物从树脂上洗脱下来，达到分离，浓 缩，提纯的目的。 离子交换树脂：是一种具有网状立体结构 的，含有活性基因而能与溶液中其他物质 进行交换或吸着的聚合物。 交换容量：是表征树脂活性基数量——交 换能力的重要参数，其表示方法有重量交 换容量交换容量体积法。 沉淀法：是利用某种沉淀剂或改变条件， 使所需提取的目的物在溶液中的溶解度 降低而形成无定形固体沉淀从而进行分 离的一种技术方法。 等电点沉淀法：利用大分子两性电解质在 等电点时溶解度最低的原理而建立的分 离法称为～ 凝胶层析（色谱）：是指以各种多孔凝胶 为固定相，利用流动相中所含各种组分的 相对分子质量不同而达到物质分离的一 种技术。 亲和层析（色谱法）：是利用生物大分子 与某些对应的专一特意识别和可逆结合 的特性而建立起来的一种分离生物大分 子的色谱方法。 重结晶：即将晶体用合适的溶剂溶解再次 结晶，能使纯度提高，因为杂质和结晶物 质不在同溶剂和不同温度下的溶解度不 同。 结晶：是制备纯物质的有效方法，溶液中 的溶质在一定条件下，因分子有规则的排 列而结合成晶体。 晶核：最先析出的微小颗粒是以后结晶的 中心，称为。 自然选育：是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 衰退型菌株，从中选出维持或高于原有生 产水平菌株的过程。 诱变育种：是利用物理或化学诱变剂处理 均分散的微生物细胞群体，促使其突变率 大幅提高，然后采用简便，高效的筛选方 法，从中选出少数具有优良性状的突变菌 体。 孢子制备：一般采用琼脂斜面或其他固体 培养基，使菌种经过培养得以活化，并产 生数量足够，质量合格的孢子。 英汉互译：抗生素anti bioti cs 氨基酸 amino acid 维生素vitamin 多肽 polype ptide 蛋白质pr otein 蛋白质 的等电点isoelectric point pi 蛋白质的 变性denaturation 胸腺肽al thymosin al 人绒毛膜促性腺激素 human chorionic gonadotropin （HCG）生 物转化biotra nsformati on 基因工程 genetic engineering 基因工程药物 genetically engineered drug 简答： 生物制药的工艺过程？菌种→斜面培养 →种子制备→发酵→发酵液预处理→提 取→精制→成品检验→成品→包装 生物制药产品的类别包括哪些？举例说 明：（一）微生物发酵产物1.微生物菌体 药物：如，酵母菌体，单细胞蛋白，灵芝， 冬虫夏草，茯苓菌等2.微生物酶抑制：如 蛋白酶，淀粉酶，糖化酶，青霉素酰化酶 3.酶活性调节剂：包括酶激活剂和酶的抑 制剂，如血管紧张素转化酶抑制剂，胆固 醇合成酶抑制剂4.微生物代谢产物：如初 级代谢产物氨基酸，次级代谢产物抗生素 等（二）生物转化药物，如激素，维生素， 抗生素，生物碱（三）基因工程药物：如 人胰岛素，人生长因子，白介素，干扰素 （四）动植物细胞培养药物。 生物制药与中医药的关系：①中药鉴定、 识别假冒伪劣药材（DNA芯片技术）②发 现新中药品种③发酵液中提取中药（高效、 结构改善）④利用基因工程产生之植物此 生代谢产物（黄酮素，糖苷，生物碱等） ⑤利用转基因动物生产动物类药材（基因 芯片植入动物→表达→从分泌物（麝香） 或组织中（鹿茸）提取活性物质。 培养基的组成、分类方法、设计注意问题： 培养基成分主要包括碳源、氮源、磷源、 硫源、无机离子（包括微量元素）、生长 因子、前体、促进剂、抑制剂和水分。分 类方法：按培养基组成物质的来源，可分 为合成培养基和复合培养基（天然培养基） 按物理状态可分为固体培养基和液体培 养基及半固体培养基；按工业发酵中的用 途可分为孢子培养基、种子培养基、发酵 培养基和补料培养基。注意问题：①确定 培养基的基本组成②确定培养基成分的 基本配比和浓度（a碳源和氮源的配比和 浓度b生理酸性物质和生理碱性物质的 比例c无机盐浓度d其他培养基成分的浓 度）③具有经济性。 培养基筛选方法：①单因子实验法②正交 试验和均匀设计试验等数学方法。 影响培养基的因素：原材料质量、水质、 培养基的灭菌（一般在121度下灭菌20 到30分钟，含糖培养基112度灭菌15到 30分钟）和黏度 菌种保藏的目的、原理及方法：菌种保藏 的目的是尽可能保持菌种的存活率和优 良性能，保证菌种经过较长时间的保藏后 仍保持存活和生产能力。菌种保藏对于基 础研究和实际应用具有重要意义。 菌种保藏的原理：是根据微生物的生理特 性，人为地创造条件，使微生物处于代谢 不活跃，生长繁殖受抑制的休眠状态，以 减少菌种的变异。有利于微生物休眠的条 件是低温、干燥、缺氧和缺乏营养物质等。 菌种保藏的方法： 1）斜面保藏法，广泛应用于细菌、放线 菌、酵母菌等菌种的短期保存。为了长期 保持菌体存活，每间隔一定时间需重新移 植培养一次。 该方法的优点是简便易行，成本低，能随 时观察菌株是否死亡、变异、退化或染菌。 缺点是由于斜面含有营养和水分，菌种生 长和繁殖还没有完全停止，代谢活动尚能 微弱进行，因此存在自发突变的可能；短 期内多次传代易引起菌种发生变异和引 起退变，污染杂菌的机会也会随之增多。 2）液体石蜡保藏法：在无菌条件下，将 液体石蜡倾注或用无菌吸管移入生长成 熟、丰满的斜面菌种上，使液体石蜡高出 斜面顶端1cm左右，加塞并用固体石蜡封 口，将其直立放在试管架上低温保藏。 3）沙土管保藏法：孢子或芽孢，在干燥 环境中抵抗力强，不易死亡。干燥能使这 些微生物的代谢活动水平降低但不会死 亡，而处于休眠状态。保藏时间可达数年。 4）麸皮保藏法： 5）冷冻干燥法：目前较理想的保藏方法， 也是各类菌种保藏机构广泛采用的主要 保藏方法。最常用的保护剂是脱脂牛奶， 脱脂牛奶可由新鲜的牛奶制备。 6）液氮超低温保藏法：该法保藏菌种的 效果好，方法简单，保藏对象也最为广泛， 几乎所有微生物及动植物细胞等均可采 用该方法。该法的另一优点是可利用各种 培养形式的微生物进行保藏，不论使用孢 子或菌体、液体培养物或固体培养物均可 采用该法。因此被认为是当前最有效、最 可靠的一种长期保存菌种的方法之一。 7）甘油保藏法 8）孢子滤纸保藏法 菌种选育目的：①生产方面：a提高发酵 产量b改进菌种的性能c产生新的发酵产 物d去除多余的组分②科研方面：a了解 菌种遗传背景b提供分子遗传学研究材 料c获得带遗传标记的菌株d生物合成途 径的研究e生物合成机制的研究 发酵过程工艺参数有哪些？（1）物理参 数：①温度②压力③搅拌转速④搅拌功率 ⑤空气流量⑥表观粘度（2）化学参数： ①Ph②基质浓度a糖浓度的测定b氮浓度 的测定c磷酸盐含量的测定d产物浓度的 测定e溶解氧浓度的测定f废气中氧含量 g废气中二氧化碳含量（3）生物参数： ①菌体浓度②菌丝形态 微生物的发酵类型：（1）按投料方式分类： ①分批发酵②补料分批发酵③连续发酵 （2）按与氧的关系分类：①需氧发酵② 厌氧发酵（3）按发酵动力学参数的关系 分类：①生长偶连型②部分生长偶连型③ 非生长偶连型 细胞破碎的方法：一机械法：①液体裁切： 超声波，机械搅拌，压力②固体裁切：研 磨，压力。二非机械法：①干燥：空气干 燥，真空干燥，冷冻干燥，喷雾干燥②溶 胞：物理法，化学法，酶法。 沉淀法有哪些？盐析法；有机溶剂沉淀法； 等电点沉淀法；高分子聚合物沉淀法；聚 电解质沉淀法；不可逆的沉淀去除法 温度对发酵的影响：1温度影响酶的活性 2温度影响发酵液的物理性质3温度影响 代谢产物的合成方向；PH对发酵的影响 1PH影响酶的活性2PH影响基质或中间产 物的解离状态3PH影响发酵产物的稳定 性 育种方法：自然育种，诱变育种，杂交育 种，原生质体融合育种。 主要灭菌和除菌方式：高温灭菌：A1干 热灭菌2湿热灭菌B过滤灭菌C化学物质 消毒和灭菌D其他方式灭菌1辐射灭菌2 臭氧灭菌3静电除菌 生产种子的制备：两个阶段：实验室种子 制备和生产车间种子制备 消除泡沫的方法：机械消除和消沫剂消除 影响孢子质量的因素：培养基、培养温度、 温度、培养时间、冷藏时间、接种量 分离纯化的特点：培养液（或发酵液）中 所含欲分离的生物物质浓度很低；欲分离 的生物或新物质通常很不稳定；发酵或培 养都是分批操作、生物变异性大，各批发 酵液不尽相同，这要求分离有一定弹性， 发酵液的放罐时间、发酵过程中泡沫剂的 加入对分离都有影响；用作医药的生物产 物与人类生命息息相关 影响溶剂萃取的因素：①PH的影响2温 度与萃取时间的影响3盐析作用的影响4 溶剂种类、用量及萃取方式的选择 离子交换速度的影响因素：1颗粒大小2 交联度3温度4离子化合物5离子大小6 搅拌速度7溶液浓度 影响吸附过程的因素：1吸附剂的性质2 被吸附物的性质3溶剂的影响4溶液PH 值的影响5温度的影响6其他组分的影响 常用吸附剂按其化学结构可分为两大类： 一类是有机吸附剂，如活性炭、维生素、 大孔吸附树脂等。另一类是无机吸附，如 白土、氧化铝、硅胶、硅藻土等。 盐析法的影响因素：1盐的性质2PH值3 盐的饱和度4蛋白质浓度5温度 有机溶剂沉淀法的影响因素：1温度2PH 值3蛋白质浓度4无机盐离子的强度5金 属离子 膜分离机制:利用可截留一定分子量的超 滤膜进行溶质的分离或浓缩，小于截留值 的分子能通过膜，而大于截留值的分子不 能通过膜，因而达到分离。 凝胶色谱分离法的原理：凝胶色谱柱中， 当含有各组分的混合溶液流经凝胶层析 住时，各组分在层析柱内同时进行两种不 同的运动，一种是随着溶液流动而进行的 垂直直下的移动，另一种是不定向的分子 扩散运动（布朗运动）。大分子物质由于 分子直径较大，不能进入凝胶的微孔，只 能分布于凝胶颗粒的间隙中，已较快的速 度流过凝胶剂；较小的分子能进入凝胶的 微孔中，不断地进出于一个个颗粒的微孔 内外，这就使小分子物质向下移动的速度 比大分子的速度慢，从而使混合溶液中各 组分按照Mr由大到小的顺序先后流出层 析柱，大到分离的目的。 凝胶色谱分离法的特点：操作条件温和， 简单易行；分离Mr范围广；离效果一般 不受缓冲液组成的影响；进行一次操作后 无需再生处理就可进行下一次的分离 凝胶色谱分离法的应用：1盐脱2分级分 离3大分子物质的分子量测定 亲和色谱的操作：吸附、冲洗、洗脱、平 衡 饱和溶液形成的条件：蒸发法、冷却法、 化学反应结晶法、盐析结晶法、等电点法、 复合法、共沸蒸馏结晶法 影响晶体大小的因素：过饱和度、温度、 搅拌速度、晶种 改变晶体形状的方法：控制晶体生长速度、 过饱和度、结晶温度、选择不同的溶剂、 调节溶液的PH值和有目的的加入某种能 改变晶形的杂质 工业生产实例：1化学反应结晶2利用温 度差结晶3利用湿度差结晶4盐析结晶5 利用等电点结晶6盐析和冷却结晶7冷却 和化学反应并结晶8共沸蒸馏结晶9重结 晶 氨基酸的制备方法:1水解法a酸水解法b 碱水解法c酶水解法2微生物发酵法3化 学合成法4酶促合成法 氨基酸的分离方法：1基于溶解度或等电 点不同分离2加入特殊沉淀剂沉淀分离3 用离子交换剂分离4用电渗析法分离 维生素的发酵生产工艺路线：1斜面种子 培养2一级种子培养3二级种子培养4发 酵培养
生物制药工艺处理学考试2013-12(A卷)
中国药科大学 生物制药工艺学 期末试卷A卷 2013-2014学年第一学期 专业班级学号姓名 题号一二三四总分 得分 核分人： 得分评卷人一、填空题（每空0.5分，共30分） 1、细胞破碎包括哪三大类方法、和。 2、萃取因素也称萃取比，其定义为被萃取溶质进入的总量与该溶质在 中总量之比。 3、晶体的质量主要是指晶体的大小、形状和纯度，其中影响晶体大小的主要因素有 ， ， ， 。 4、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入 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 ，其孔径远大于2～4nm，可达 ，故称“大孔”。 5、在作分级分离时，为了提高分辨率，多采用比样品体积大倍的柱体积， 的柱比，较吸液量、较粒的凝胶固定相。 6、写出下列离子交换剂类型：732 ，724 ，717 ，CM-C , DEAE-C ，PBE94 。 7、请写出下列药物英文的中文全称：IFN（Interferon）、 第1页（共8页）
IL(Interleukin) 、 CSF（Colony Stimulating Factor）、rhGH（Recombinant Human Growth Hormone）、Ins（Insulin）。 8、生物药物的分类：、、、 。 9、在生化制药工艺中干燥的方法主要包括：、 、。 10、疫苗制备时，可用 、 和 方法扩增病毒。 11、各向异性膜分为两层，一层是，厚度为0.1~1μm，决定了膜的 性质，另一层是，厚度约0.1mm，作用是。 12、制备型高效液相色谱的重要参数有、、 、。 13、密度梯度离心常用的介质有、 、。 14、用100μmol/L NADH使乳酸脱氢酶吸附在固定化丙酮酸类似物上，若NADH从洗脱液中去除，则脱氢酶被洗脱，这种洗脱方法称为。 15、生化药物的主要资源有 、 、 和 。 16、粘多糖是一类含有 和 的多糖。 17、铜绿假单胞菌(绿脓杆菌)脂质是 ，临床应用效果 ，原因是 。从发现年代上看,该物质 于青霉素被发现。 第2页（共8页）
生物制药工艺学试题4参考答案
湖南城市学院生物工程专业 《现代生物制药工艺学》考试试卷标准答案及评分细则考核方式: 闭卷考试时量：120 分钟试卷类型：A 一、名词解释（每题2分，共16分分） 01、用于预防、治疗人类疾病，有目的的调节人体生理功能，并规定有适应症和用法、用量的物质。 02、利用抗生素对敏感菌的杀死或抑制程度作为客观指标来衡量抗生素的效力。 03、有些抗生素如四环素，在弱酸性条件下不对称碳原子可逆的发生异构化，形成差向四环素。 04、一种生物制药中的温和”多阶式”分离，即将药物中的杂质一级一级分离。 05、在压力差的驱动下用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。 06、药物从片剂或胶囊等固体口服制剂，在规定的介质中在一定条件下，溶出的速度和程度。 07、是指接入的种子液体积和接种后的培养液总体积之比。 08、以多肽激素和多肽细胞生长调节因子为主的一大类内源性成分。 二、选择题（每题2分，共20分） 题09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答 案 B B A C B B C A D C 三、填空题（每空1分，共15分） 答案 19、砂土管冷冻管 20,、四并苯 21、对数生长期 22、微生物发酵工程、基因工程、细胞培养工程 23、链霉二糖胺 24、阳离子交换纤维素阴离子交换纤维素 25、丙酮 26、青霉素酸 27、羟基 28、供体，受体载体 四、回答题：（每题6分，共24分） 29、简述胸腺素的生产工艺流程。 答：胸腺（绞碎）→胸腺碎块（生理盐水）→提取液组分1（加热去蛋白）→上清液组分2（丙酮、-10°C）→丙酮粉组分3（磷酸盐缓冲液、硫酸铵饱和度0.25）→上清液组分4（硫酸铵饱和度0.50）→盐析物（tris-HCl缓冲液）→超滤液（脱盐、干燥）→胸腺素 30、请简述生物药物质量检验的程序。 答：①药物的取样，取样应具有科学性、真实性、代表性。②药物的鉴别试验检验其是否为此品③杂质检查④药物的安全性保证药物无毒无菌等⑤药物的含量测定⑥检验报告的书写必须真实和有原始记录。 31、如何减少四环素成品的差向四环素和ADT的含量？ 答：首先四环素发酵液通过加入草酸除去钙离子和促使蛋白质凝固等手段进行预处理，为了使差向四环素和ADT的含量降低，此过程应在低温、短时下进行。此外，还可此外还可在母液中加尿素，使其与四环素形成复合物而纯化；也可加入丁醇：乙醇（3:1）混合溶剂，加入乙醇可降低母液四环素损失；但降低成品中的ADT含量的最有效方法是筛选不产生ADT的菌株。