制药工艺学题库

简答题及论述题微生物发酵制药章节1微生物发酵过程分几个时期？各有什么特征？答：微生物发酵分三个时期，分别是菌体生长期，产物合成期和菌体自溶期。菌体生长期的特点是在这一段时间内，菌体的数量快速增加维持到一定的数量保持不变。产物合成期的特点是产物量逐渐增加，生产速率加快，直最大高峰合成能力维持在一定水平。菌体自溶期的特点是菌体开始衰老，细胞开始自溶产物合成能力衰退，生产速率减慢。2生产菌种选育方法有哪些？各有何优缺点？如何选择应用？生产菌种的选育方法主要有以下几种一，自然分离发现新菌种二，自然选育稳定生产菌种三，诱变育种改良菌种四，杂交育种创新菌种五基因工程技术改造菌种，六合成生物学定制菌种。自然分离发现新菌种优点是价格便宜，易于处理，缺点是操作繁琐不易获得新菌种。自然选育稳定生产菌种的特点是简单易行，可达到纯化菌种，防止退化生产水平和提高产量，但效率及增产幅度低。诱变育种改良菌种的特点是速度快，收效大，方法相对简单，但缺乏定向性，要配合大规模的筛选工作。杂交育种创新群种是具有定向性，但其技术难度高。基因工程技术改造菌种生产能力大，产品质量高工艺控制方便，合成生物学定制育种特点是菌种生产能力高，药物的研发和高效生产量高。3菌种保藏的原理是什么？有哪些主要方法？各有何优缺点?菌种的保存原理是其代谢处于不活跃状态，生长繁殖受抑制的休眠状态，保持原有特性，延长生命时限。其主要保存方法有以下几种一，斜面低温保存二，液体石蜡密封保存三，砂土管保存，四冷冻干燥保存，五液氮保存。其优缺点分别是斜面低温保存。优点是操作简单，使用方便，缺点是保存时间短，不能经常移植。液体石蜡密封保存优点是保存时间长。砂土管保存优点是保存时间长。缺点是本方法只适宜于形成孢子和芽孢的菌种，不适用只有菌丝的真菌和无芽孢的细菌保存。冷冻干燥保存的优点是保持细胞完整性，保存时间长，但对动物细胞的保存效果不好。液氮保存的特点是目前最可靠的一种长期保存方法，可用于细菌，酵母和体外培养动物细胞，也是长期保存主种子批的主要方法。4微生物发酵培养基组成成分有哪些，各有何作用？培养基是供微生物生长繁殖和合成目标产物所需要的，按一定比例人工配制的多种营养物质的混合物，同时培养基也提供渗透压，PH等营养作用以外的其他微生物生长所必须的环境条件。微生物培养基的成分主要为以下几种一，碳源，二氮源。三，无机盐，四水，五生长因子，六前体与促进剂，七消沫剂。其作用分别是碳源为微生物细胞和代谢产物提供碳素。氮源为微生物细胞和代谢产物提供氮素，无机盐包括大量元素和微量元素，是生理活性物质的组成成分并具有生理调节作用。水是生物细胞的主要成分，营养传递的介质，良好导体能调节肾细胞生长环境温度。生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物，包括氨基酸等前提与促进剂的作用是前体直接参与产物生物合成而促进剂促进产物生成。消沫剂的作用是消除泡沫，防止逃液和染菌。5如何研制生产用发酵培养基？研制生产用发酵培养基应满足以下的要求，以满足菌体的生长和繁殖，还要满足整体大量合成目标产物。组成应丰富完整，营养成分浓度和粘度适中，不仅要有满足菌体生长所需的物质，还要有特定的元素，前体诱导物和促进剂等。对产物合成有利的物质不同菌种和不同产物对培养基的要求差别很大，应该分别对待。6空气过滤灭菌的原理及其工艺过程是什么？分离影响灭菌效率的因素？空气过滤灭菌的原理在于空气通过过滤介质时，颗粒在离心场发生沉降，同时惯性碰撞产生摩擦粘附颗粒的布朗运动是微粒之间相互聚集成大颗粒，颗粒接触介质表面直接被截流，气流速度越大，惯性越大，截留效果越好。关心碰撞，截留起主要作用。另外，静电引力也有一定作用。过滤灭菌的工艺过程主要有三个工段，一提高空气的洁净度二除去空气中的油和水，三，获得无菌空气。7分析培养基间歇和连续灭菌工艺的优缺点及操作要点培养基间歇灭菌的特点是操作简便，不需其他的附属设备，缺点是加热和冷却时间较长，营养成分有一定损失，罐的利用率低。而连续灭菌操作的特点是利用高温快速灭菌工艺，营养成分破坏少，热能利用合理，易于自动化控制。缺点是发酵罐利用率低，增加了连续灭菌设备及操作环节，增加染菌概率对压力要求高。其操作要点是间歇灭菌是将配制好的培养基输入发酵罐内，直接蒸汽加热，达到灭菌要求的温度和压力后，维持一段时间，再冷却至发酵要求的温度。而连续灭菌操作是培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐内。8比较各种发酵操作方式的异同点，如何选择应用？常用的操作方式主要是一分批式操作，二流加式操作，三半连续式操作，四连续式操作。分批式操作是把菌体和培养液一次性装入发酵罐，在最佳条件下进行发酵。培养基过一段时间培养完成菌体的生长和产物的合成与积累后，将全部培养物取出，结束发酵。流加式操作是在分批式操作的基础上连续不断地补充新的培养基，但不取出培养液由于不断补充新培养基，整个发酵体积与分批式操作相比是在不断增加。半连续式操作指菌体和培养液一起装入发酵罐，在菌体生长过程中，每隔一段时间取出部分发酵培养液，同时在一定时间内补充同等数量的新培养及如此反复。直到发酵结束。与流加式操作相比，半连续式操作的发酵罐内的培养液总体及不变。连续式操作指菌体与培养液一起装入发酵罐，在菌体培养过程中不断补充新培养基，同时取出包括培养液和群体在内的发酵液。对于如何选择应用，则根据这几种发酵操作的相应特点以及投资的多少，还有产物培养基的多少来进行相应的选择。9发酵过程污染的原因及其控制途径有哪些？发酵过程污染的原因主要有种子污染，设备及其附件渗漏，培养基灭菌不彻底，空气带菌，技术管理不善等。其控制途径有镜检判断种子是否被污染，建立并执行完善的管理制度，操作制度与规程来防备设备失修，渗漏等引起的杂菌污染。通过定期检查管件，并更换过滤介质和加强检修来解决空气带菌带来的污染。10发酵过程中温度和搅拌有何影响，如何控制？发酵温度对菌体生长的影响存在一个最适温度范围和最佳温度点，偏离一定范围生长会受到抑制，温度影响体内各种酶的反应速率和蛋白质的性质，温度对呼吸代谢强度，物质代谢方向，产物合成处理等的影响都不一致。对于发酵温度的控制主要有以下两点一，选择最适发酵温度在生产阶段，选择最适宜的产物，生产温度进行变温控制的发酵。发酵温度，采用反馈开关控制策略。搅拌对发酵的影响就是发酵是否充分等。，11发酵过程中PH和溶氧有何影响，控制策略是什么？为什么？PH对菌体和产物合成影响很大。一是改变了细胞膜的通透性，二是影响酶活性和产物的稳定性。控制策略是根据实验结果的确定菌体生长最合适PH和产物合成最合适PH，分不同阶段分别控制，其控制方法从培养基配方，酸碱调节，布料流加三个角度入手。溶氧对细胞的影响很大，因为不同菌种对溶解氧浓度的需求是不同的，会影响其产量，溶解氧控制的策略就是使供氧和耗氧达到相等。（这里的最后一问指向不明）12分析发酵中泡沫形成的原因是什么及泡沫对发酵的影响，提出消沫的措施和方式培养其中存在的蛋白质类，糖类及代谢过程中产生的一些物质都会引起发泡。其他如通气搅拌强度，快速搅拌等也会引起泡沫。泡沫对发酵的影响是减少装料量，降低氧传递，过多的泡沫造成大量逃液。从排气管线逃出增加了污染的概率，甚至是搅拌无法进行泡沫使菌体呼吸受阻，代谢异常和自融。对于泡沫的控制主要有以下三种一，机械项目利用机械强烈震动和压力变化而使泡沫碎裂。二，化学消沫使用消沫剂。三分散剂13微生物发酵制药的基本过程是什么？各阶段的主要任务是什么？微生物发酵制药的基本过程有菌株选育，发酵，分离纯化或提炼。任务是采用各种选育技术获得高产性能稳定，容易培养的优良菌种，并进行妥善保存，为生产提供源泉。发酵阶段的任务是生产菌活化种子，制备发酵培养是生物加工工程过程。分离纯化阶段的任务是通过预处理将发酵液中的蛋白质和杂质沉淀，然后通过过滤等一系列手段把药物从滤液中提取出来。14如何确定发酵终点？如何实现发酵过程的最优化控制？发酵终点指结束发酵的时间，何时结束发酵则何时为发酵终点。对于发酵过程的最优化控制，应从以下几点入手1菌体浓度的控制2，发酵温度的控制3，发酵ph的控制4溶解氧的控制。5，二氧化碳的控制6，补料的控制，7，泡沫的控制，8培养基质量的控制。15青霉素发酵生产的工艺过程是什么？发酵控制原理及其关键控制点是什么？青霉素发酵工艺过程包括以下几步，一生产孢子的制备，二种子罐培养工艺，三，发酵罐培养。工艺发酵控制的原理是让培养基中的营养物只够维持青霉素在前40h生长。然后在40h后靠低速连续流加葡萄糖和氮源等，使菌体半饥饿延长青霉素的合成期，提高了产量。其关键控制点是控制营养物的含量。16二步法生产维生素C的工艺要点是什么？两步法生产维生素c的工艺要点是以生物氧化代替化学氧化。化学制药工艺学章节1化学制药工艺路线设计的常用方法有哪些？有何特点？现在比较常用的化学制药工艺路线设计方法有以下几种类型反应法，分子对称法，追溯求源法，模拟类推法。特点分别是：（此处的特点书中未提及，可从这几种方法的概念入手回答）2汇聚式和直线式工艺路线各有何特点?直线式工艺路线的特点是要求原料量很大，整个不能出现中间体的损失。收率最低的产物放在最前，汇聚式的特点是即使偶然损失一个批号的中间体，也不至于对整个路线造成灾难性的损失。3什么是药物合成路线？简述其工艺路线的评价标准？药物合成路线指从起始原料出发，经过一系列的合成反应和后处理到最终产品，这就构成了药物合成路线。工艺路线的评价标准从以下标准：1化学合成途径简洁2所需的原辅料品种少且易得。3中间体容易提纯，质量符合要求。4反应易于控制5设备条件要求不苛刻6三废少且容易处理7操作简单8成本较低，经济效益最好，收率要高。4药物化学合成工艺研究的主要内容有哪些?研究的主要内容有化学反应的条件及其影响因素，后处理与产品质量控制，主要内容有配料比，溶剂，温度和压力，催化剂等。5如何选择重结晶溶剂？选择重结晶溶剂的依据是1、所选溶剂不与设备被提纯物质起化学反应。2、在较高温度时能溶解大量的被提纯物质；而在室温或更低温度时，只能溶解很少量的该种物质。使被提纯物质热易溶，冷难溶。3、对杂质的溶解非常大或者非常小（前一种情况是使杂质留在母液中不随被提纯物晶体一同析出；后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去）。4、容易挥发（溶剂的沸点较低），易与结晶分离除去5、能给出较好的晶体6、无毒或毒性很小，便于操作7、价廉易得，回收率高。8、适当时候可以选用混合溶剂6催化作用的机理是什么？催化作用的机理可以归纳为以下两点：1催化剂能使反应活化能降低，反应速率加快。2催化剂具有特殊的选择性。7什么是催化剂的活性，影响活性的因素有哪些？·催化剂的活性就是催化剂的催化能力，是评价催化剂好坏的标准。影响的因素主要有以下几点1温度2助催化剂3载体4催化毒物8什么是反应的终点，反应终点的控制方法有哪些?反应终点只是一个判断概念,每一个化学反应都不是绝对意义的停止,反应终点的控制主要是控制除反应的完成，测定反应系统中是否尚有未反应的原料存在，破其残存量是否达到规定的限度。工业研究中常用薄层色谱，气相色谱和高效液相色谱等方法来检测。也可用显色沉淀，酸碱度相对密度，折射率等手段进行反应终点检测。基因工程章节1分析分析比较基因工程大肠杆菌和酵母表达系统制药的优缺点，如何选择应用。大肠杆菌表达系统的优缺点为遗传背景清楚，目标基因表达水平高，培养周期短，抗污染能力强。但大肠杆菌细胞没有内质网等蛋白质翻译后修饰加工的亚细胞器，合成的外源重组蛋白质不能进一步被加工修饰表达的产物，缺乏糖基化酰胺化等，因此不能用于加工修饰化蛋白的表达。此外，大肠杆菌会产生热源性的脂多糖和内毒素，有些蛋白质的N端增加的蛋氨酸也容易引起免疫反应。酵母表达系统具有安全，无毒，培养条件简单，而且大规模培养技术成熟，具有亚细胞器分化，能进行蛋白质翻译后的修饰和加工，并具有蛋白质分泌能力，但缺点是酵母发酵产生乙醇，制约了高密度发酵，蛋白质糖基化修饰的侧链过长，过度糖基化会引起副作用，表达质粒不稳定性，表达产物主要在胞内，分泌能力弱。大肠杆菌表达系