药学生物制品学(全新准确 )

1药学生物制品学第一章二.名词概念l.生物制品:是指采用现代生物技术手段人为地创造一些条件,借用某些微生物、植物或动物体来生产某些初级代谢产物或次级代谢产物,或利用生物体的某一组成部分,制成作为诊断或治疗或预防疾病或达到某种特殊医学目的的医药用品,统称为生物制品.2.生物制品学:是指研究各类生物制品的来源、结构特点、应用、生产工艺、原理、现状、存在问题与发展前景等诸方面知识的一门学科.3.基因工程:又称DNA的体外重组技术,即重组DNA的实际应用,它是把细胞中的DNA分离出来,在体外进行切割、拼接和重组后引入到适当的细胞中进行复制和表达.4.细胞工程:是指一细胞为基本单位,在体外条件下进行培养、繁殖,或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而改良生物品种或创造新品种,加速繁育动植物个体获得某种有用的活性物质或生物制品的过程.5.发酵过程:也被称为微生物工程,是利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程简单特殊等特点,在合适条件下通过现代化工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类所需产品.6.蛋白质工程:是指在基因工程的基础上发展起来的一项新技术,又称第二代基因工程技术属亚分子水平的基因工程技术,结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识,通过操纵基因内部的一至几个核苷酸来人为定向突变或改造等手段,从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接,以生产满足人类需要的新型蛋白质的目的.7.抗体工程:又称为多克隆抗体,即第一代抗体.它是由具有多种抗原决定簇的病原微生物抗原,刺激人或动物机体后,其B淋巴细胞产生多种抗体分子的混合物,分泌人血清中即称为多克隆抗体.8.生物芯片技术:是在计算机技术与生物传感器技术相结合的基础上发展起来的.9.人类基因组计划:是一项国际性的合作研究课题最终目的是到2005年得到全部人类基因组序列.10.自动生化药物筛选技术:即是大规模测试化合物的方法,采用机器人自动寻找特殊生物的技术.11.生化工程:包括生物反应器、各种生物传感器的设计与应用、发酵动力学研究、反应过程条件优化、发酵工艺,过程检测与控制,反应规模建立,过程自动化以及产品的提取纯化、包装在内的下游加工工艺等.12.下游工程或高效分离纯化系统:包括菌体细胞破碎技术设备、固液分离、萃取技术,纯化介质、膜分离介质与器件、色谱分离技术与方法、电泳分离技术、生物工程产品的质量监控与分析检测方法等.三.应掌握的知识点1.生物制品学的研究内容:研究各类生物制品的结构、功能、制备工艺、开发现状与发展策略等内容.2.生物制品学发展史分为3个阶段:经典生物技术阶段;现代生物技术阶段;现代生物技术阶段.3.细胞工程包括组织培养、细胞培养、原生质体融合、和移植、细胞器移植、染色体附加系、多倍体、单倍体、三倍体、四倍体、缺体、三体等技术.4.定点诱变包括删除、插入、置换特定核苷酸序列.其方法包括寡核苷酸指导诱变;盒式诱变;重组PCR定位诱变法.5.常用的色谱分离或高效色谱的方法有离子交换色谱、疏水色谱、反向色谱凝胶过滤色谱、高效液相色谱等,最新发展起来的色谱包括固相金属亲和色谱;超扩散色谱;灌注色谱.四.重点及难点1.代谢工程(途径工程)主要研究那些内容:(1)生物合成相关代谢调控和代谢网络理论.(2)代谢流的定量分析.(3)代谢网络的重新设计(4)中心代谢作用机理及相关代谢分析(5)基因操作.2.经典生物技术阶段特点及代表8000年前～20世纪30年代属于经典生物技术阶段:(1)特点:人们在自觉不自觉地利用各种生物资源(微生物、动植物等),将之生产为各种产品为人类服务,人们还通过实践积累经验,掌握了一些古老的生物技术,如酿酒、制醋、发明等;在长期的生产实践活动中,人们对生物的认识逐渐深化,如1676年发明了显微镜,才能真正感受到了微生物的存在;后来渐渐从”感性一理性一感性”即”实践一理论一时间”认识了许多的生理变化过程,指导了生物技术实践发展.;19世纪中叶,在实践探索中建立纯培养技术,逐渐出现了一些有代表性的生物产品(如疫苗、酒精、乳酸、丙酮、柠檬酸、淀粉酶等)但尚未形成生物制品学.(2)代表:8000-5000~前就出现了酿酒、制醋、泡菜等酿造技术;1957年利用实验方法证明了酒精发酵是活酵母的作用;免疫机制研究的启动;19世纪末-20世纪30年代,陆续出现了许多产品的工业发酵,开创了工业微生物的新世纪,生产出的新产品有乳酸、酒精、柠檬酸、丙酮、丁醇、淀粉酶.3.现代生物技术阶段特点与代表:(1)特点:生物制品的产品类型多了,除初级代谢产物如蛋白质、有机酸、酶制剂、多糖等外,还有次级代谢产物,如抗生素、嘌呤、生物碱等,生物转化产品如甾体化合物等转化物,酶反应等产品;参生物技术要求高;生产设备技术规模巨大;技术发展速度快,以发酵工业中提高产品的产量与质量所需的关键物质一菌种为例,其活力与性能均得到了惊人的提高;由于生命科学与化工学科的相互渗透与交叉,生物学家和化工学者的联合开发研究发酵过程,一个新兴学科一生化工程诞生了,并得到了迅速发展.(2)代表:1929年英国伦敦圣玛丽学院细菌学博士、讲师A．Fleming发现了青霉菌可产生青霉素,1940~:J=澳大利亚的英国牛津大学FloreyChain等提纯了青霉素,又临床证明了其卓越的抗感染且低毒的疗效,明显优于当时的磺胺类药物;链霉素、四环素、土霉素、氯霉素、红霉素、金霉素等抗生素的相继问世,兴起了抗生素工业;20-50年代出现了多种氨基酸发酵工业;20世纪60年代出现了多种酶制剂与维生素、甾体激素等工业制品⑤许多固体发酵法改为深层发酵培养法,即表面培养法生产产品改为沉没培养法.⑥出现了更多品种的人、畜疫苗,多克隆抗体与抗血清的广泛应用.4.现代生物技术阶段特点:1953年至今属于现代生物技术阶段它义可分为三个阶段:代谢控制发酵阶段(1953-20世纪60年代);开拓发酵原料时期(20世纪60-70年代);基因工程阶段(20世纪70年代以来).(1)特点:由于微生物学、遗传学、生物化学的融合,使得生命科学进入了分子生物时代,DNA分子结构的揭秘,及其功能的研究,带动了基因工程技术的诞生;由于产生了基因工程技术,许多新的生物制品不断出现;许多新技术的不断的涌现,带动了一批新一代的生物工程产品:细胞或原生质体融合技术的出现;后来的基因工程抗体:细胞工程中的细胞培养技术;酶固定化技术;现代生物反应工程:蛋白工程技术;海洋生物技术.5.生物制品按来源分为人源生物制品;动物生物制品;植物生物制品和微生物生物制品.按使用对象分为:人的生物制品;用于家畜的生物制品;用于家禽的生物制品;用于作物的生物制品;按结构和功能分为:疫苗类;抗体类;人血液代用品;重组细胞因子;反义寡核苷酸;重组激素类.第二章二.名词概念l.造血干细胞细胞移植技术:指将各种来源的正常造血干细胞在患者接受超剂量化(放)疗后,通过静脉输注移植入受体内,以代替原有的病理性造血干细胞,从而使患者正常的造血及免疫功能得以重建.2.基因治疗:是将外源基因或核酸导入人体、实施防治病的一种新技术和新治疗方法,它能从根本上治愈一些现有的常规治疗方法不能解决的疾病.3.生物传感器:是与生物信息学、生物芯片、生物控制论、仿生学、生物计算机等学科一起,处在生命科学和信息科学的交叉区域,它们探索和揭示生命系统中的信息的产生、存在,传输、加工、转换和控制等基本规律.探讨用于于人类经济生活的基本方法.4.基因工程抗体:是第三代抗体,尤其多种小分子的基因工程抗体,由于其抗原性弱,不易产生人抗鼠抗体,故在试剂中有替代单抗的趋势.5.染色体工程:即分离提取某一染色体或某一段染色体,然后将其转移至另一细胞来分析其遗传效应,或通过染色体的附加系、三倍体、多倍体等进行遗传育种.6.基因工程:建立在分子遗传学理论基础之上,以控制性状遗传性的具有为操作对象,按着预先的构想,在严格控制的条件下完成基因转移,达到改造遗传性目的的过程.三.应掌握的知识点1.广义的遗传工程包括:细胞工程;染色体工程和基因工程.2.淋巴细胞杂交瘤技术是将可以分泌单一抗体的淋巴细胞与可以无限增殖的骨髓瘤细胞融合,获得兼具两种细胞特性的杂交细胞.这种细胞可以大量增殖并.3.重组人a一肿瘤坏死因子(TNF)衍生物3a是一种新的Q一肿瘤坏死因子,其主要特征是通过蛋白质工程技术,将重组人Q一肿瘤坏死因子结构的第80位、90位和92位的Ile、Lys和Asn分别置换为Ser、His和Val,得到的重组人Q一肿瘤坏死因子衍生物3a体内抗肿瘤活性提高了1．4倍,但毒性仅为原来药物的1/iO.4.Q一肿瘤坏死因子是由激活的单核一巨噬细胞等多种细胞产生的一种多功能细胞因子,因为它对肿瘤组织和肿瘤细胞具有特异性杀伤作用,曾被认为是一种很有潜力的抗‘癌药物.5.Crick提出生物学中心法则所体现的遗传信息转移规律,奠定了遗传工程的理论基础,Temin等发现了逆转录酶,又丰富和发展了中心法则.．6.已知人类基因组大约有3-4万左右的基因,其中与人类疾病有关的基因-50.oo个,现代科学证实人类所有疾病都能在基因水平上找到原因.7.在世界范围内,用途最广的生物制品主要由以下几大类:基因工程疫苗、各类抗体、激素,诊治试剂盒和细胞因子.8.具有工程乙肝疫苗在两种表达系统中获得成功,一种是酵母系统,另一种是哺乳动物细胞系统.9.细胞因子是人类或动物的各类细胞分泌的具有多种生物活性的因子,它们是可溶性物质,是一组不均一的蛋白质分子,能调节细胞的生长和分化.10.促红细胞生成素是细胞因子中的一大类,是由肾脏分泌的一种重要的生物活性糖蛋白,其相对分子量大约为34000-38000.是一种重要的激素,在正常生理情况下,能促进红细胞系列的增殖、分化和成熟.11.白细胞介素是淋巴因子家族的一类,分别有有单核一巨噬细胞、淋巴细胞及其他多种细胞产生,它能激活免疫活性细胞,使之增殖分化,介导细胞间的相互作用,调节免疫功能,增强抗体免疫力.12.外周血干细胞移植:使用药物动员剂促使造血干细胞从骨髓释放到外周血,然后通过血细胞分离机从循环血中收集造血干细胞.13.脐带血干细胞移植:胎儿脐带血中含有大量具有增殖活力的造血干细胞,且免疫原性不成熟,在同胞兄妹中人白细胞抗原配型不完全相合者也能植活,不过无关供者脐带血干细胞移植仍需要进行HLA配型.14.目前采用基因治疗的疾病有3类:致死性遗传病;用传统方法很难根治的癌症;艾滋病、心脏病.15.基因治疗是将外源基因或核酸导入人体、实施防治疾病的一种新技术和新治疗方法,它能从根本上治愈一些现有的常规治疗不能解决的疾病.16.基因治疗的关键技术是如何将有用的基因引入到靶组织中,并使之在合适的地方以及合适的时间表达适量的活性肽或蛋白质.17.单抗是最主要的特点是专一性和单克隆性,是针对一个抗原决定簇的、单一的、特异的,均质的抗体.18.基因工程抗体是第三代抗体,尤其多种小分子的基因工程抗体,由于其抗原性弱,不易产生人抗鼠抗体,故在试剂中由替代单抗的趋势.19.试剂盒:随着分子生物学和现代生物技术的进步,研发了多种针对传染病、肿瘤病、免疫病、心脑血管病等普通病类的诊断试剂盒和生物导弹类治疗试剂盒.20.机械搅拌式发酵罐的结构包括筒体、搅拌装置、换热装置、挡板、消泡装置、电动机与变速装置、空气分散装置,在壳体适当位置设有溶氧电极、二氧化碳电极、热电偶、压力表等检测装置,排气、取样、放料和接种口,酸、碱管道接口和补料口等部件.21.鼓泡反应器是以气体分为分散相、液体为连续相,涉及气液界面的反应器.22.气升式反应器是在鼓泡式反应器的基础上发展起来的.它以气体为动力,靠导流装置的引导,形成气液混合物的总体有序循环.它的结构简单,不需要搅拌,因此造价较低,易于清洗、维修,不易染菌,能耗低,装置系数可达到80％～90％.23.固定床和流化床反应器主要用于固定化酶反应、固定化细胞反应和固态发酵.24.固定化的主要优点是可以重复利用生物催化剂,便于将生物催化剂与反应产物分离.通过固定化酶技术可以将酶截流在反应器内以便