生化制药的基本技术
生物制药工艺技术基础
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4.皂苷，是一类比较复杂的化合物，它们的水溶液振摇时能产 生大量持久的蜂窝状泡沫，与肥皂相似，故名皂苷。它们有减 低液体表面张力的作用，可以乳化油脂，用做去垢剂。人参中 含皂苷总量约4%。
5.挥发油，是具香味和挥发性、可随水蒸气蒸馏的易流动的 油状液体。它们多数具有多方面的药理作用，如解表、发 汗、驱风、镇痛、杀虫、抗菌。薄荷、茴香、樟木、桂皮 都含有挥发油。
6.树脂，常与挥发油、树胶、有机酸等混合存在，与挥发油 共存的称油树脂，与树胶共存的称胶树脂，与芳香族酸共 存的称香树脂。药用的如松香、乳香、没药、安息香等 .
生物大分子的空间高级结构也是由非共价键结合的，因 此分离时应十分小心，确保立体结构不受破坏。
通常在十分温和条件下操作。
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三、生物活性物质的存在特点
（一）生物材料组成的复杂性 不同生物含有不同种类的活性物质。
同种生物，由于细胞的类型、年龄、分化程度的不同都会改变 活性物质的组成。
2. 脑 脑组织富含脂质，脑组织中脂类占13.5%，蛋白质占810%，脂类物质主要是磷脂、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。
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3. 胃 其位置、形态因人而异，一般在左上腹，瘦长型的人常为
垂直的长胃。为动物的消化器官，主要分泌消化液，如胃蛋白酶、 组织蛋白酶、胶原蛋白酶等。
腔器官，具有节律性的收缩能力。心脏含有丰富的糖元、激素和酶
类，用心脏为原料生产的药物主要有细胞色素C、辅酶Q10和心血通
注射液。
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（二） 血液、分泌物和其他
生物制药工艺技术基础(3)
（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。
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一、生物材料与生化活性物质
（一）生化制药的生物材料来源
供生产生化药物的生物资源主要有动物、植物、 海洋生物和微生物的组织、器官、细胞与代谢产物。 应用动、植物细胞培养与微生物发酵技术也是获得生 化制药原料的重要途径。
基因工程技术与细胞工程技术和酶工程技术更是 开发生化制药资源的新途径。
①氨基酸。
②核苷酸类。
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③维生素。利用放线菌可产生维生素B12、B族维生 素、胡萝卜素、蕃茄素及食品染料。
④酶。放线菌能产生众多品种的酶。
（3）真菌
①酶
②有机酸。
③氨基酸。
④核酸及其有关物质。
⑤维生素。
⑥促生素。⑦多糖。
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（4）酵母菌
①维生素。
②蛋白质与多肽。
③核酸。
6、开发生物新资源
2、血液、分泌物和其他代谢物
血液约占体重的6％～10％，血液中水分占80％， 干物质占20％。血液资源丰富，可用于生产药品、生 化试剂、营养食品、医用化妆品及饲料添加剂等。
尿液、胆汁、蛇毒、蜂毒等也是重要的生物材料。
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3、海洋生物
海洋生物是开发防治常见病、多发病和疑难病药 物的重要生物材料。主要有：
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2第二章--生物制药工艺基础
第二节 微生物制药工艺技术基础
一、菌种的分离与筛选
1．含菌样品收集 2. 富集培养：“投其所好”，“取其所抗” 3. 菌种纯化：（1）平板划线法 （2）稀释平板法 4. 性能测定（菌种复筛）
（1）平板划线法
是将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀 释而达到分离的目的。固体培养基四区划法接种法步骤：
二、菌种的选育与保藏
1．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，从中选择维持原有生产水平的菌株或高产 突变株，达到纯化、复壮、稳定生产目的。
单孢子菌悬液的制备→分离→单菌落培养→筛选
2．诱变育种
指有意识地将生物体暴露于物理的、化学的或生物的一种 或多种诱变因子，促使生物体发生突变，进而从突变体中 筛选具有优良性状的突变株的过程。
优点是生产规模大、蒸发温度低、速度快， 目的是除去挥发性溶剂，保持物料生物活性， 加速蒸发原理是使液体形成薄膜，增加气化表面
积。
世界上最大的具有80m2蒸发面 积的薄膜蒸发器。
实验室常用真空旋转蒸发仪。
薄膜蒸发器
2.干燥
使物质从固体或半固体状经除去存在的水分或它种 溶剂，从而获得干燥物品的过程。
第二章 生物制药工艺技术基础
Basis of biopharmaceutical technology
生化制药工艺技术基础 微生物制药工艺技术基础 生物技术制药工艺技术基础 生物制药中试放大工艺设计 生物药物的研究与新药申报
本章学习目标
掌握：生化活性物质的提取、分离和纯化； 微生物菌种选育和培养。
②pH；
③盐；
④表面活性剂。
四、生化活性物质浓缩与干燥
1.浓缩方法： 生化活性物质的热不稳定性 ①盐析，中性盐硫酸铵沉淀蛋白（酶）； ②有机溶剂沉淀，生物大分子溶液
《生化制药基本技术》课件
第四部分：基因工程技术在药物发中的 应用
1
基因工程技术的原理和方法
介绍基因工程技术的基本原理和常用方法。
2
基因工程技术在药物研发中的应用案例
分享基因工程技术在药物研发中的成功案例。
3
基因工程技术在生产中的应用
探索基因工程技术在药物生产过程中的应用。
第五部分：生化制药质量控制
1 质量控制的重要性
2 生化制药质量控制的方法和技术
强调在生化制药中质量控制的关键性。
介绍用于确保药物质量的方法和技术。
3 生化制药质量控制中的常见问题及解决方案
探索生化制药质量控制中常见的问题和应对策略。
结语
总结
回顾生化制药基本技术的要点和关键信息。
展望生化制药的未来
展望生化制药领域的发展前景和创新机会。
鼓励更多人加入生化制药行业的呼吁
激励更多人加入生化制药行业，为人类健康作出贡献。
药物筛选技术
介绍不同药物筛选技术的原理 及其在生化制药中的应用。
药物研发中的生物化学技 术
深入了解药物研发过程中所用 到的生物化学技术。
第三部分：生物制药
生物制药概述
生物制药的发展历程
简述生物制药的定义和基本原理。
回顾生物制药技术的发展历程和 重要里程碑。
生物制药中常用的生物材料
探索用于生物制药的常见生物材 料。
《生化制药基本技术》 PPT课件
# 生化制药基本技术
第一部分：介绍
生化制药的定义
ห้องสมุดไป่ตู้探索生物制药的基本概念和 定义。
生化制药对人类的重要 性
展示生化制药对人类健康的 积极影响。
生化制药的应用领域
介绍在医药行业中，生化制 药的广泛应用领域。
动物生化制药基础
动物生化制药基础
是指利用动物组织或细胞进行生化制药研究和生产的基础知识。
动物生化制药
包括利用动物的血清、细胞培养、酶制剂、激素、免疫制剂、抗毒素等制备药物。
动物生化制药的基础技术包括：
1. 动物细胞培养技术：动物细胞培养是制备生物制剂的重要技术手段，可用于
制备蛋白质、抗体等生物制品。
2. 血清和血液制品技术：血清和血液制品是许多生化制药品的重要原料，包括
抗体、凝血因子、免疫球蛋白、血浆蛋白等。
3. 酶制剂技术：酶制剂是制备生物制剂和药物的重要原料，包括酶、酶反应体
系等。
4. 免疫制剂技术：免疫制剂是治疗和预防疾病的重要手段，包括抗体、疫苗等。
5. 抗毒素技术：抗毒素是治疗中毒疾病的重要制剂，包括多种抗毒血清和药物。
6. 激素技术：激素是治疗和预防慢性疾病的重要制剂，包括胰岛素、甲状腺激素、生长激素等。
动物生化制药技术的不断发展和创新，为生物制剂的研究和开发提供了强有力
的支撑，加速了生化制药行业的发展。
生化制药的工艺技术基础
生化制药的工艺技术基础生化制药是利用生物制造技术生产药品的过程。
其基础是生物学、化学和工程学等多学科交叉融合所形成的。
下面将介绍生化制药的一些工艺技术基础。
首先，生化制药中的一个重要工艺技术是发酵技术。
发酵是利用微生物的代谢产物来生产药物的过程。
在发酵过程中，通过选取合适的微生物菌株、提供适宜的培养基和控制培养条件，使微生物菌株生长繁殖并合成所需的药物。
发酵技术是生化制药中最常用的生物制造技术之一。
其次，生物分离技术是生化制药中的另一个重要工艺技术。
生物分离是将生物体中的目标化合物从其他复杂的生理成分中分离出来的过程。
常用的生物分离技术包括离心、过滤、吸附、电渗析等。
这些技术可以选择性地分离和纯化药物，从而提高产品的纯度和质量。
此外，蛋白质工程也是生化制药中重要的工艺技术之一。
蛋白质工程是通过改变蛋白质的基因序列，使其在表达过程中具有特定的功能和性质。
例如，通过基因重组技术将目标基因导入到表达系统中，使其大规模表达的同时也提高了产品的稳定性和纯度。
最后，生物感应技术是生化制药中的另一种重要工艺技术。
生物感应是通过对生物体免疫系统的仿真来诊断和治疗疾病。
该技术通过检测和分析与特定疾病相关的生物标记物，并在其存在时进行特异性识别和定量。
生物感应技术可以用于疾病的早期诊断、疗效评估和药物筛选等。
总之，生化制药的工艺技术基础包括发酵技术、生物分离技术、蛋白质工程和生物感应技术等。
这些技术的研究和应用不仅可以提高药物的产量和质量，还可以为新药的研发和疾病的治疗提供有力的支持。
随着科技的不断进步，生化制药的工艺技术将会不断发展和完善，为人类的健康事业做出更大的贡献。
生物制药学——第二章 生物制药工艺学基础
一、生物材料与生化活性物质
（一）生物制药的生物材料来源
生物资源：主要有动物、植物、微生物的组织、器 官、细胞与代谢产物。
开发新途径： 动植物细胞培养、微生物发酵、 基因工程、细胞工程、酶工程等。
一、生物材料与生化活性物质
红霉素 杀念珠菌素 Bialaphos FK506
（约8700种）
放线菌产生的多种多样的次生代谢产物
Hygromycin B
Kanamycin B
Rifamycin SV
Cephamycin C
Erythromycin streptomycin
Spinosyn A
Abamectin
Validamycin A
人源性生化药物 动物生化药物 植物生化药物 微生物源生化药物 海洋生物生化药物
生化制药的六个阶段：
1.原料的选择和预处理 2.原料的粉碎 3.提取：
从原料中经溶剂分离有效成分，制成粗品的工艺过程。 4.纯化：
粗制品经盐析、有机溶剂沉淀、吸附、层析、 透析、超 离心 、膜分离、结晶等步骤进行精制的工艺过程。 5.浓缩、干燥及保存 6.制剂：
生化成分：氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等。
新的有效生物药物逐年增加：天花粉蛋白、木瓜 蛋白酶、天麻多糖等。
5、微生物—细菌
常用细菌发酵法生产乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主 要发展领域有： （1）氨基酸：
利用微生物酶可转化对应的α酮酸或羟基酸产生 氨基酸。 （2）有机酸：柠檬酸、苹果酸、乳酸
生物材料来源
1、动物脏器 2、血液、分泌物和其他代谢产物 3、海洋生物 4、植物 5、微生物
生化制药的基本工艺流程
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盐析的原理
PH＜PI，带正电荷， 又有水膜，是稳定的
亲水胶体
+ ++
+
+
+
+
+
+
+ ++
在等电点状态的 酶蛋白，水膜未脱， 是不稳定的亲水胶体
H+
+_
_+
_
OH- + _ +
PH＞PI，带负电荷， 又有水膜是稳定的 亲水胶体
OH-
__ _
_
_
H+
__ _
1、中和电荷
中性盐 破坏水膜
中性盐 破坏水膜
↓4℃，3小时以上，使其充分沉淀
离心(3000rpm), 20分钟，弃上清，以生理盐水溶解沉淀至Xml。再逐滴 加饱和硫酸铵Ｘ/２ml
盐 析 法
↓置4℃，3小时以上［此时(NH4）2SO4的饱和度为33％)］
纯
重复上述第二步过程1-2次。将末次离心后所得沉淀物以0.02M
化
PH7.4 PBS溶解至Xml装入透析袋。
1、盐的种类因素 2、盐浓度的影响 3、pH对盐析的影响 4、盐析温度的影响 5、溶质浓度的影响
血浆蛋白的分级盐析结果
硫酸铵饱和度/% 20
中性盐 破坏水膜
+
+
+ 中性盐中和其电荷
+
+
+ +
+ +
Hale Waihona Puke SO24- 等_ __
_ 中性盐中和其电荷
_
NH4+或Na+等
___
蛋白质沉淀
2、结合游离水
盐析机理示意图
盐析类型
Ks盐析法：在一定pH 和温度条件下以改 变离子强度（盐浓 度）进行盐析
ß盐析法：在一定离 子强度下改变pH值 和温度进行盐析
影响盐析的因素
猪脑干制备卵磷脂
丙酮 脑干
滤液（含胆固醇）
乙醇 滤渣
滤渣（含脑磷脂） 滤液 [浓缩] 浓缩物
卵磷脂
丙酮
乙醚
澄清液 [沉淀]
2）液-液提取
溶剂萃取的注意事项 ①pH:在萃取操作中正确选择pH值很重要。
②盐：在提取液中加入中性盐，可以促使生化物质转 入有机相从而提高萃取率。会使一种溶剂中的溶解度 降低，在另种溶剂中的溶解度相对升高 ③温度： 一般在室温下或低温下进行萃取操作。
生物材料的采集、预处理与保存：
必须快速、及时速冻、低温保存。
预处理：
动物组织
植物组织
微生物菌体和 发酵液
保存方法：
速冻、冻干、或浸存于丙酮与甘油中。
二、生物活性物质的提取
溶剂提取法 溶剂 水蒸气蒸馏法 超临界流体萃取法 升华法 压榨法
水 有机溶剂 表面活性剂
课堂讨论
根据学过的知识，你认为提 取溶剂应符合哪些要求？
技能目标
知识目标
素质目标
1.了解生物材料的 选择和预处理的方 法 2.熟悉提取过程中 常用的溶液系 统 3. 掌握提取溶剂的 选择方法
（1）树立牢固的
1.了解提取过程中常 “无菌”观念
用的溶液系统 （2）培养学生吃苦
2.熟悉 提取溶剂的选 耐劳与爱岗敬业的
择方法
职业精神；
3. 掌握固液提取和 （3）培养学生严谨
破碎方式
机械法
非机械法
固体剪
液体剪 干燥
溶胞
切作用
切作用 处理
作用
珠磨法
压榨
高压 匀浆
超声 破碎
酶溶法 化学法 物理法
细胞破碎方法分类
四、固液分离
离心技术
• 借助离心机旋 转所产生的离 心力，使不同 大小和不同密 度的物质分离 的技术
第二节 沉淀技术
沉淀技术特点：
1. 成本低，不需要特别昂贵的设备。 2. 操作简单、安全。 3. 不会引起蛋白质变性。 4. 分辨率低、分离效果不理想。
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
基于工作过程的设计课程
生物材料的选择 与预处理
活性物质的提取
提取岗位
课程目标设计
按与岗位技能要求、职业资格证书
④乳化：在液液萃取时，常发生乳化 作用，使有机溶剂与水相分层困难。
液--液萃取是溶剂的选择要注意以下几点： 1）选择的溶剂要与溶剂之间的分配系数差异要大 2）选择的溶剂要容易与溶质分离和回收 3）两种溶剂间的密度差异要大 4）要选择无毒的，不宜燃烧的，廉价易得的
三、细胞破碎方法
细胞破碎机理
细胞破碎方法
85℃,30min
NaOH PH4.8
（4）有机溶剂的提取 1）固-液提取
单一溶剂分离法
常用的有机溶剂：
极性溶剂：乙醇、丙酮、丁醇等 非极性溶剂：乙醚、氯仿、苯等
多种溶剂组合 分离法
有机溶剂的提取特点
1、有机溶剂能抑制微生物的生长和酶的作用，防止目的物 的降解和失活。
2、有效地减少杂质蛋白的共存，给后期处理带来了方便。
根据所加沉淀剂的不同可以分为： 盐析法 有机溶剂沉淀法 等电点沉淀法
盐析法
盐析法是利 用各种生物分子 在浓盐中的溶解 度的差异，通过 向提取液中引入 一定数量的中性 盐，使目的物或 杂质以沉淀的形 式析出，达到纯 化的目的方法。
取正常人混合血清加等量生理盐水，于搅拌下逐滴加入与稀释血 清等量的饱和硫酸铵[终浓度为50％饱和(NH4)2SO4]
免
│对PBS充分透析、除盐换液3次，
疫
↓至萘氏试剂测透析外液为无黄色
球
将透析袋内样品取少许作适当倍数稀释后，以751-G紫外分光光计 测蛋白含量。方法如下:
蛋 白
蛋白含量(mg／ml)＝(1.45×OD280nm-0.74×OD260nm)×样品稀释度。
注：式中1.45与0.74为常数，nm为波长。
（2）用酸、碱、盐溶液提取
盐解作用：低浓度的盐溶液能使高分子物质从结 合紧密的细胞上解离出来。
（3）用表面活性剂提取
盐酸
人发或猪毛
NaOH 水解液
盐酸，活性炭
L-胱氨酸粗品
水解
110℃,6.5-7h
PH4.8,36h
85-90℃,30min
L-胱氨酸
氨水
盐酸，活性炭
滤液
L-胱氨酸粗品
PH3.5-4
液液提取的注意 事项
的工作作风及良好 的沟通协作能力、 语言表达能力；
（4）引导学生树立
安全生产责任观；
任务一 生物材料的选择与预处理 （一）生物材料的选取
1. 有效成分的含量 (1)生物品种：催乳素以哺乳动物为材料 (2)合适的组织器官 ：免疫球蛋白以血液 为原料 (3)生物的生长期 2. 杂质情况 3.来源
强极性
2、溶剂的分类
水水
亲水性 亲脂性
能与水任意混溶（甲醇、乙醇、丙酮） 正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、氯仿、石 油醚
（1）水在生化物质提取中所起的作用
水合作用：
1）水分子极性极强、具有很高的介电常数 2）水分子自身形成氢键的趋势非常强 3）水分子可使生物分子间氢键减弱、而与水分子 形成氢键，使目的物解离出来。