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althymosin 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。