中国药科大学《生物制药工艺学》上复习题整理1

复习整理——根据课件后的小结和复习思考题整理第一章生物药物概述生物药物Biopharmaceutics：是以生物体、生物组织或其成份为原料（包括组织、细胞、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的原理与方法加工制成的药物。生物药物的特性一、药理学(pharmacology)特性：1、活性强:体内存在的天然活性物质。2、治疗针对性强,基于生理生化机制。3、毒副作用一般较少，营养价值高。4、可能具免疫原性或产生过敏反应。二、理化特性：1.含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高；2.组成结构复杂，具严格空间结构，才有生物活性。对多种物理、化学、生物学因素不稳定。3.活性高，有效剂量小，对制品的有效性，安全性要严格要求（包括标准品的制订）。微生物药物：微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（microbialtransformation）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。生化药物：指从生物体（动物、植物、微生物）中获得的天然存在的生化活性物质，其有效成分和化学本质多数比较清楚。生物制品：一般把采用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核酸类药物统称为生物技术药物(biotechdrug)，在我国又统称为生物制品。蛋白质工程(proteinengineering)：利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。RNA干涉（RNAinterference,RNAi）：是指在生物体细胞内，dsRNA(双链RNA)引起同源mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。1.生物药物有哪几类？重组DNA药物、基因药物、天然生物药物、合成半合成生物药物2.DNA重组药物与基因药物有什么区别？3.生物药物有哪些作用特点？4.DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之5.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药物Medicine(remedy)：用于预防、治疗或诊断疾病或调节机体生理功能、促进机体康复保健的物质，有4大类：预防药、治疗药、诊断药和康复保健药。药品Drug：直接用于临床的药物产品，是特殊商品。药品应规定有适应症、用法与用量和疗程，说明毒副反应。要有使用有效期，过期药品不准使用基因工程药物:指应用基因工程和蛋白质工程技术制造的重组活性多肽、蛋白质及其修饰物.基因药物:这类药物是以基因物质（RNA或DNA及其衍生物）作为治疗的物质基础，包括基因治疗用的重组目的DNA片段、重组疫苗、反义药物和核酶等。基因治疗：将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用,从而达到治疗疾病目的的生物医学技术。反义药物：是以人工合成的10~几十个反义寡核苷酸序列与模板DNA或mRNA互补形成稳定的双链结构，抑制靶基因的转录和mRNA的翻译，从而起到抗肿瘤和抗病毒作用。第二章生物制药工艺技术基础掌握提取、浓缩、干燥等工艺掌握菌种保藏、菌种选育及筛选等工艺掌握酶工程制药工艺基础固定化酶(immobilizedenzyme)：指借助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优点：（1）固定化稳定性提高（2）可重复使用、提高使用效率、降低成本（3）提高强度，便于连续、自动、规模化生产（4）便于产物的分离、纯化酶固定化的方法有哪些类别（1）吸附法：分为物理吸附法和离子交换吸附法；（2）包埋法：将酶或细胞定位于凝胶高聚物网络中，如卡拉胶，海藻胶，聚丙烯酰胺；（3）共价键结合法：酶分子与载体分子，通过化学偶联使酶与载体共价结合；（4）交联法：用双功能试剂将酶与载体交联固定化掌握组合生物合成、RNA干涉、蛋白质组学等概念组合生物合成(combinatorialbiosynthesis)是指应用基因重组技术重新组合微生物药物的基因簇，产生一些新的非天然的基因簇，从而合成许多新的非天然的化合物，为生物药物的筛选提供丰富的化合物资源复习思考题1、生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？浓缩方法：①盐析；②有机溶剂沉淀；③高分子脱水；④超滤；⑤真空浓缩或薄膜浓缩干燥：①低温真空干燥；②喷雾干燥；③冷冻干燥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。特点：(1)生物材料组成复杂(2)目的物含量低(3)易变性、失活(4)分离方法有很大经验成分(5)步骤多，逐级分离(6)产品验证与化学上纯度概念不完全相同原理：1、根据分子形状和大小不同进行分离2、根据分子电离性质的差异进行分离3、根据分子极性大小及溶解度不同进行分离4、根据吸附性质的不同进行分离5、根据配体特异性进行分离——亲和层析3、怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？菌种退化防止方法①防止基因突变：如低温保藏②采用双重缺陷型③制作平行的菌种斜面，少传代④分离单菌落，自然筛选⑤选择培养条件菌种保藏方法：①斜面低温保存②液体石蜡封藏法③甘油冷冻法④冷冻干燥法⑤液氮保藏法菌种退化：一般把菌株的生活力、产孢子能力的衰退和特殊产物产量的下降统称为退化如何检测菌种的退化：1、单位容积中发酵液的活性物质含量2、琼脂平板上的单菌落形态3、不同培养时期菌体细胞的形态和主要遗传特性4、发酵过程的pH变动情况5、发酵液的气味和色泽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？包括3个部分：出发菌株的选择、诱变处理、筛选突变株出发菌株的选择①稳定性；②具备某种优良性状的菌株；③对诱变剂敏感；④生理状态及生长时间5、生物制药工艺中试放大的目的是什么（1）建立稳定工艺、大批量制备足量合格产品，供应临床前与临床研究；（2）研究工艺参数制定工艺规程和检定规程，为正式生产提供工艺参数，保证能在以后生产中应用。中试是由小试转入工业化生产的过渡性研究，是取得成功产业化的关键中试研究要达到三个基本要求：1、建立稳定的制造规程为正式生产提供多种必须的工艺条件个参数2、为临床前研究与临床实验的评价提供足量的合格产品3、拟定符合GMP要求的制造规程与检定规程，中试放大时应具备的条件（1）有稳定的工艺：收率，质量可靠（2）操作条件基本确立（3）已建立中间品和成品分析方法（4）生物材料已鉴定（5）物料平衡、三废处理已基本解决（6）中试规模、产品产量，规模已确定（7）安全生产已有方案中试放大要解决的问题（1）原辅材料规格；（2）设备选型与材质选用；（3）反应条件；（4）原辅料中间品、产品质控标准与检定方法；（5）下游工艺优化与稳定制造规程的制定术语：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，immobilizedenzyme，抗体酶，模拟酶，组合生物合成，药物基因组学，DNAShuffling，定向进化，甘油冷冻保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，沙土管保藏法冷冻干燥：在低温低压条件下，利用水的升华性能而进行的一种干燥法。包括预冻结、升华、再干燥喷雾干燥：待干燥的物质先浓缩成一定浓度的液体，由于液体经喷雾后具有极大的表面，姑能在很短的时间内干燥，使受热时间缩短，而且干燥物为粉状，不需粉碎即可使用。自然选育：利用微生物在一定条件下产生自然突变的原理，通过分离、筛选排除衰变型菌落，从中选择维持原有生产水平的菌落诱变育种：有意识地将生物体暴露于物理、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蛋白质工程：转基因动物：蛋白质组学：酶工程（enzymeengineering）是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。抗体酶：模拟酶：组合生物合成：药物基因组学：DNAShuffling: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、细胞破碎和液固分离CTAB——十六烷基三甲基溴化铵掌握去除杂蛋白和金属离子的方法和原理掌握常用细胞破碎的方法掌握各种方法的优缺点和适用范围掌握高压匀浆法、高速珠磨法、超声波法、酶法破壁等概念去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？1、加入凝聚剂2、加入絮凝剂3、吸附4、等电点沉淀5、加各种沉淀剂沉淀6、变性沉淀去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？1、离子交换法、沉淀法Ca2+草酸Mg2+磷酸盐,三聚磷酸钠Fe3+黄血盐影响絮凝效果的主要因素有哪些？（1）絮凝剂的分子量：（2）絮凝剂的用量：（3）溶液pH值：（4）搅拌速度和时间细胞破碎有哪些方法？各有什么特点？（P120课本）细胞破碎（celldisruption）技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术。一、机械法：匀浆法、珠磨法、超声波二、物理法：干燥、冻融、渗透压冲击三、化学法：化学试剂处理、酶解法、制成丙酮粉超声波破碎细胞的原理？（P122课本术语：凝聚作用，絮凝作用，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，丙酮粉凝聚作用是指在某些电解质作用下，使胶体粒子的扩散双电层的排斥电位降低，破坏了胶体系统的分散状态，而使胶体粒子聚集的过程。絮凝作用：当往胶体悬浮液中加入絮凝剂时，胶粒可强烈地吸附在絮凝剂表面的功能团上，而且一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同颗粒的表面上，产生架桥联接，形成粗大的絮凝团沉淀出来，有助于过滤。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丙酮粉第四章萃取分离法1.掌握溶剂萃取法的定义、原理和操作液-液萃取指用一种溶剂将物质从另一种溶剂（如发酵液）中提取出来的方法2.掌握分配系数、分离因素等定义能斯特分配定律：在一定温度、一定压力下，某一溶质在互不相溶的两种溶剂间分配时，达到平衡后，在两相中的活度之比为一常数。如果是稀溶液，可以用浓度代替活度，即：K称为分配系数分离因素：常用表示，一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值3.掌握萃取方式及其对理论收率的影响（例题）单级萃取、多级错流萃取KCCRL萃余相浓度萃取相浓度BABABAKKCCCCβ2211//红霉素在pH9.8时的分配系数（醋酸丁酯/水）为44.5，若用1/2体积的醋酸丁酯进行单级萃取，则：理论收率若用1/2体积的醋酸丁酯进行二级错流萃取，则理论收率洁霉素在20℃和pH10.0时表观分配系数（丁醇/水）为18。用等量的丁醇萃取料液中的洁霉素，计算可得理论收率若改用1/3体积丁醇萃取，理论收率：青霉素在0℃和pH2.5时的分配系数（醋酸丁酯/水）为35，若用1/4体积的醋酸丁酯进行二级逆流萃取，则：n2，理论收率若改为二级错流萃取，第一级用1/4体积的醋酸丁酯，第二级用1/10体积的醋酸丁酯，则4掌握破乳化的方法：加入表面活性剂、离心、加电解质、加热、吸附法破乳、高压电破乳、稀释法5掌握溶剂选择的原则①分配系数愈大愈好，可根据“相似相溶”的原则，选择与药物结构相近的溶剂；②选择分离因素大于1的溶剂；③料液与萃取溶剂的互溶度愈小愈好；④尽量选择毒性低的溶剂。⑤溶剂的化学稳定性高，腐蚀性低，沸点不宜太高，挥发性要小，价格便宜，来源方便，便于回收。6掌握双水相萃取的定义和原理：又称水溶液两相分配技术，它利用不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，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7掌握反胶束萃取的定义和原理25.2212/15.44E%7.95%100125.2225.2211125.1114/15.4421EE%32.99%1001125.111125.1111125.1112%7.94%100118181613/118E%7.85%100166175.814/135