生物制药工艺学
生物制药工艺学
一、离心技术
1. 制备超离心三种转子P318
2. 制备超离心三种离心方法P320
3. 沉降速度和沉降系数 P328 ①沉降速度：
即在离心力作用下，物质粒子于单位时间内沿离心力方向移动的距离。
②沉降系数：
即物质粒子在单位离心场中的沉降速度，量纲为秒。
一般所说沉降系数为S 20,w 。
4. 分析超离心的两种方法 P331 Svedberg 方程式：
测分子量实质是用不同方法测其沉降速度。
原理
测量量
沉降速度法
根据沉降速度测出沉降系数以推出分子量。
界面位移量与离心时间。
沉降平衡法
特定平衡下,离心力与扩散力平衡，液面浓度为0，
池底浓度为2c 。 任意两位移处的浓度。
5. 超离心的其他两种应用P334
①对生物大分子的均一性估计；
②生物分子形状、大小及水合度的判断。
二、膜分离技术
1. 各向同性膜与各项异性膜P341
①各向同性膜：厚度大，孔隙为圆柱体。流速低，易堵塞。
②各向异性膜：1）正反两面结构不同：功能层是孔径一定、薄的“皮肤层”，支
持层为孔隙大得多、更厚的海绵层；
2）喇叭口滤膜，孔隙为圆台形。
2. 截留分子量P343
分子量截留值是指阻留率达90%以上的最小被截留物质的分子量。
3. 浓差极化现象P346
超滤是在外压作用下进行的。外源压力迫使分子量较小的溶质通过薄膜，大分子被截留在膜表面，并逐渐形成浓度梯度，产生浓差极化现象。
?害处：引起流速下降、影响膜的选择透过性。
?解决方法：振动、搅拌、错流、切流等技术。
4. 五种微孔滤膜P355
5. 三种测微孔滤膜孔径的方法P356
6. 微孔滤膜的应用P361
①mRNA的测定以及纯化：
使用硝酸纤维膜吸附与mRNA配对的DNA单链，然后将放射性mRNA样品溶液过膜使目的mRNA与DNA单链配对结合。最后洗涤游离RNA，并用胰核糖核酸酶处理除去残留RNA。
②环状DNA的纯化
环状DNA链打开后，变为一条环状链和一条单链。用硝酸纤维膜结合单链，而环状链过膜，即可纯化得到环状单链DNA。
三、制备型高效液相色谱
1. 柱色谱相关参数P365
①分离度R s
用来表示两组分间分离程度，为两组分保留值之差与峰宽之和的一半之比。
②理论塔板数N
理论塔板数越高，柱效能越高。
③容量因子k’
溶质在固定相中的总摩尔数与流动相中的总摩尔数之比。对于一定的柱子、溶剂和分离温度，样品容量足够小时，k’是一个常数。
④选择因子α
表示柱子对难分离物质对的选择性的好坏。
2. 分离条件最佳化P368
未过载前，α、k’都是常数，N主要受流速u影响；
过载后，α、k’、N都随过载加剧而减小，而受u的影响变小。所以过载后主要靠增加柱长来提高柱效，而流速u可以尽可能的高来提高单位的产量。
3. 制备型HPLC经常遇到的三种情况P368
①待分离的成分呈单一主峰：
分析分离→增加分离度→负荷极限（少量高纯度）→过载收集产品（大量纯物质）②两个或更多的主要成分
过载→中心切割两峰的组分→快速除杂→平衡到最初恒溶剂状态→再次分离
③待分离的成分含量较少
负载极限获得分离最佳化条件→柱过载富集→分部收集预期范围的组分→选择其中含量高的浓缩后再分离
4. 制备型HPLC常用检测系统P375
紫外检测器（UV）：高灵敏度
示差折射检测器（RI）：低灵敏度，更适合制备型HPLC
荧光检测器
5. 制备型HPLC的应用P378
*肽的保留时间可用氨基酸及其残基的保留常数之和来预测。
四、生化药物制造工艺
1. 氨基酸类药物的制造方法 P391 ①水解法
优点
缺点
酸水解法 ?迅速而彻底
?无消旋作用 ?工业上多采用此法
?色氨酸被全部破坏，丝氨酸、酪氨酸被部分破坏
?产生大量废酸破坏环境 碱水解法 ?迅速彻底
?色氨酸不被破坏
?产生消旋作用
?含羟基和巯基的氨基酸全部被破坏 ?工业上多不采用
酶水解法 ?反应条件温和，无需特殊
设备
?氨基酸不被破坏 ?无消旋作用
?水解不彻底，还有较多多肽类 ?工业上多不采用
②发酵法 ③酶转化法
制备L-天冬氨酸和L-丙氨酸：
④化学合成法
2. 氨基酸输液P400
多种结晶L-氨基酸按特定比例混合制成的静脉内输注液称为氨基酸输液。
总体E/N在1: 1~1: 3之间。
输液中通常加入山梨醇或木糖醇。木糖醇无变色反应，人体利用它又与胰岛素无关。
3. 分离纯化早期使用方法的选择P411
早期分离方法的选择原则是以低分辨率、负荷量较大者为合适。
4. 多肽的化学合成P416
一般合成方向：C→N
5. 胰岛素P425
①结构：
胰岛素氨基酸数
A链21
B链30
A链、B链之间有两个二硫键，A链本身还有一个二硫键。
酶促半合成法：用胰蛋白酶的氨酰转移功能，将猪胰岛素B30位的丙氨酸转变成苏氨酸即得人胰岛素。
②工艺路线：
6. 用酶解法、发酵法和半合成法制备核苷酸P442
①酶解法：
②发酵法生产肌苷酸：
7. 酶分离和纯化工作中的注意事项P471
①防止酶蛋白变性
②防止辅助因子流失
③防止酶被蛋白水解酶降解
8. 溶菌酶P488
溶菌酶为结合酶。
9. 黏多糖 P504
①动物来源含有氨基己糖的多糖称为黏多糖，又称糖胺聚糖。黏多糖中多含有糖醛酸、硫酸化的糖残基，故又称酸性黏多糖。 ②多糖纯化： 目标特性 原理
试剂
乙醇沉淀法 改变溶液极性，降低多糖溶解度；加盐如醋酸盐助沉淀
乙醇+醋酸盐 多级沉淀法 用不同有机溶剂沉淀不同分子量的多糖
乙醇、丙酮、乙醚 季铵盐络合法 酸性黏多糖带负电，与带正电的季铵盐离子产生络合物
CTAB + CPC 阴离子交换层析法 酸性黏多糖带负电，可用阴离子交换树脂吸附
DEAE 凝胶过滤法
根据分子量大小不同分离
Sephadex G 、Sepharose 6B 、Sephacryl S
10. 肝素 P514
N-硫酸基与抗凝血作用密切相关。
肝素与碱性染料如天青A 反应，可使染料光吸收往短波方向移动，如天青A 在pH3.5时特征吸收峰为620nm ，结合肝素后移向505~515nm ，在此波长下光吸收值增加与肝素浓度成正比。
五、微生物药物制造工艺
1. 抗生素分类P572
①按作用机制分类：
②按化学结构分类：
2. 青霉素P580
青霉素在水溶液中极易被破坏而失活，温度升高或在酸性、碱性条件下分解更快。提炼过程应在低温、快速、严格控制pH下进行。
产青霉素菌：绿色丝状菌、白孢子球状菌。
滤液萃取到醋酸丁酯时，pH2.0~2.5；反萃取到水相时，pH6.8~7.2。
与某些金属或有机胺结合成盐后，由于极性增大，溶解度大大减小而自溶剂析出。
3. 环孢菌素P596
免疫抑制剂，环孢菌素A的出现大大增加了器官移植的成功率。
4. 克拉维酸P599
与青霉素等β-内酰胺类抗生素具有很好的协同作用。
5. 洛伐他丁P600
洛伐他丁为第一个上市的HMG-CoA还原酶抑制剂。
六、生物制品制造工艺
1. 生物制品P601
生物制品是应用普通的或通过基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程获得的微生物、细胞和动物或人源的组织、液体等生物材料，制备的用于预防、治疗、诊断人类疾病的药品。
2. 活疫苗与死疫苗P606
3. 毒种的选择和减活P608
①毒种必需持有特定的抗原性；
②毒种应有典型的形态和感染特定组织的特性，并能在传代中长期保持；
③毒种在特定组织中能大量增殖；
④毒种不会在人工增殖中产生神经毒素或其他毒素；
⑤毒种在传代中不会出现恢复原致病力的现象；
⑥分离毒种和形成毒株的全过程中不能被其他病毒污染，需要持续保持历史记录。
4. 菌种的选择P612
①该菌种需有一定的抗原性，能在机体内引发特定的免疫反应；
②该菌种具有典型的形态、培养特性，并能长期保持；
③该菌种能在人工培养基上大量增殖；
④如系制备死菌菌苗，菌种需在培养过程中产生较小毒性；
⑤如系制备活菌苗，菌种在培养过程中不能出现毒性恢复；
⑥如系制备类毒素，菌种在培养过程中应能产生大量典型类毒素。
5. 杀菌、灭活和脱毒情况检查P615
①无菌试验（死菌苗）
②活毒检查（灭活疫苗）
③解毒试验（脱毒类毒素）
七、基因治疗与基因药物
1. 基因治疗与基因药物P632
所谓基因治疗就是将具有治疗意义的基因重组进真核表达载体，直接转移到人体中，表达具有治疗作用的多肽和蛋白质，以达到治疗疾病的目的。用于基因治疗的核酸等就称为基因药物。
2. 存在的问题与发展P641
《生物制药工艺学》复习思考题
《生物制药工艺学》复习思考题 第一章生物药物概论 1、生物药物有哪几类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 2、生物药物有哪些作用特点？ 3、DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之。 4、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 第二章生物制药工艺技术基础 1、生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？ 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。 3、怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？ 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？ 5、生物制药工艺中试放大的目的是什么？ 6、酶固定化的方法有哪些类别？ 7、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，immobilized enzyme，抗体酶，模拟酶，组合生物合成，药物基因组学，DNA Shuffling，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 1、去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？ 2、去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？ 3、影响絮凝效果的主要因素有哪些？ 4、细胞破碎有哪些方法？各有什么特点？ 5、超声波破碎细胞的原理？ 6、术语：凝聚作用，絮凝作用，渗透压冲击法，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，液氮研磨法，丙酮粉 第四章萃取法 1、溶剂萃取法的基本原理，其特点是什么？ 2、溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？ 3、影响有机溶剂萃取的因素有哪些？萃取剂的选择需遵循哪些原则？ 4、使用有机溶剂萃取时，改变pH值将如何影响酸性或碱性抗生素的分配系数？ 5、乳化剂为何能使乳状液稳定？ 6、破坏乳状液的方法有哪些？
生物制药工艺学
三、名词解释 1. 生物制品（Biological Products）生物制品是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料，应用传统技术或现代生物技术制成，用于人类疾病的预防、治疗和诊断。人用生物制品包括：细菌类疫苗(含类毒素) 、病毒类疫苗、抗毒素及抗血清、血液制品、细胞因子、生长因子、酶体内以及体外诊断制品，以及其他生物活性制剂，如毒素、抗原、变态反应原、单克隆抗体、抗原抗体复合物、免疫调节剂及微生态制剂等。 2. 分叉中间体在微生物代谢过程中，一些中间代谢产物既可以被微生物用来合成初级代谢产物，也可以被用来合成次级代谢产物，这样的中间体被称为分叉中间体。 3. 热阻和相对热阻热阻是指微生物在某一种特定条件下（温度和加热方式）的致死时间。 相对热阻是指某一种微生物在某一条件下的致死时间与另一种微生物在相同条件下的致死时间之比。 4. 种子（广义和狭义）广义种子: 从菌种开始，到发酵罐接种之前的所有生产过程。 狭义种子：种子罐中的种子。 5. 摄氧率单位体积发酵液每小时消耗氧的量。 6. 呼吸强度单位重量的菌体（折干）每小时消耗氧的量。 7. 呼吸临界氧浓在溶氧浓度低时，呼吸强度随溶氧浓度增加而增加，当溶氧浓度达到某一值后，呼吸强度不再随溶氧浓度的增加而变化，此时的溶氧度称为呼吸临界氧浓度。影响因素：微生物的种类、培养温度以及生长阶段。 8. 凝聚价或凝聚值电解质的凝聚能力可用凝聚价或凝聚值表示，定义为使胶粒产生凝聚作用的最小电解质浓度。化合价越高，凝聚能力越强。凝聚能力：Al3+>Fe 3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+ >Na+>Li+ 常用的凝聚剂：Al 2(SO 4 ) 3 ·18H 2 O、AlCl 3 ·6H 2 O、FeCl 3 、ZnSO 4 、MgCO 3 等 9. 凝聚作用在某些电解质作用下，使扩散双电层的排列电位降低，破坏胶体系统的分散状态，而使之凝聚的过程。影响凝聚作用的主要因素是无机盐的种类、化合价以及无机盐的用量。 10. 絮凝作用某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。 11. 多级错流萃取料液经萃取后的萃余液再用新鲜萃取剂进行萃取的方法。 12. 多级逆流萃取在第一级中加入料液，萃余液顺序作为后一级的料液，而在最后一级加入萃取剂，萃取液顺序作为前一级的萃取剂。 13. 超临界流体抗溶剂法（Supercritical Fluid Anti-solvent，SAS）先用有机溶剂溶解溶质，再加入超临界流体作抗溶剂，使溶质的溶解度大大下降，溶质从溶液中结晶析出。 14. 超临界溶液快速膨胀法（Rapid Expansion of Supercritical Solution, RESS）是利用高密度的超临界流体溶解固体溶质，通过喷嘴快速泄压至1个大气压的低密度气体，溶质的溶解度急剧减小至万分之一以下，造成固体溶质结晶析出。 15. 道南电位由于带电荷粒子在不同相间的分布不同而产生的相间电位差即为道南电位。 16. 吸附等温线当固体吸附剂从溶液中吸附溶质达到平衡时，其吸附量与溶液浓度和温度有关。当温度一定时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。 17. 批一次性投入料液，不补料，直到放罐。(或许） 18. 浓差极化当溶剂透过膜而溶质留在膜上时，它使得膜面上溶质浓度增大而高于主体中溶质浓度，这种现象称为浓差极化。为避免浓差极化现象，通常采用错流过滤。 19. 亲和色谱（Affinity Chromatography）具有很高的选择和分离性能以及较大的载量，纯化倍数高，并能保持较高的活性。 20. 疏水相互作用色谱（Hydrophobic Interaction Chromatography）利用蛋白质表面存有的疏水性部位，与带有疏水性配基的载体在高盐浓度时结合，洗脱时将盐浓度逐渐降低，蛋白质因疏水性不同而逐个地先后被洗脱而分离。该法中蛋白质与固定相结合力较弱，利于保持活性。 21. 膨胀床色谱传统色谱的最大缺点是不能处理含固体颗粒的料液。色谱吸附剂直接与原料液在搅拌罐中混合来吸附目标产物或流化床吸附。膨胀床色谱操作过程：被处理的料液从膨胀床底部泵入，床内的吸附剂将不同程度地向上膨胀，料液中的固体颗粒可以顺利地通过床层，目标产物在膨胀床内可被吸附剂吸附，从而可达到从料液中吸附和初步纯化目标化合物的目的。原理：吸附介质颗粒在向上流动液体的作用下膨胀起来，液体中的目
生物制药工艺学实验
生物制药工艺学实验指导 （12个实验，36学时） 焦飞 生物技术教研室
实验一健胃消食片配方及片剂的制备 一、实验目的 1.掌握压片机压片的方法及影响片剂成型的主要因素； 2.学会片剂处方的调配。 二、实验材料和仪器 太子参，陈皮，山药，麦芽（炒），山楂，蔗糖粉，糊精，硬脂 酸镁，粉碎机，干燥箱，制片机 三、实验原理 健胃消食片为内科伤食类非处方药品，主治健胃消食，用于 脾胃虚弱，消化不良，脾胃虚弱所致的食积，症见不思饮食，暖 腐酸臭，脘腹胀痛。健胃消食片的配方如下，太子参228.6g，陈皮22.9g，山药171.4g，麦芽（炒）171.4g，山楂114.3g，蔗糖糊精适量，值得片剂为淡棕黄色的片或薄薄膜片，气略香，味微甜，酸。制作方法：太子参半量与山药粉碎成细粉，其余陈皮三味药 及剩余的太子参置于烧杯，加3倍量水，煎煮1小时，滤过，合并两次煎液，减压浓缩至浸膏，干燥。将蔗糖粉糊精和生药粉以 3：1：1的混合粉与浸膏混合制成软材，软材的软硬应适当，以“手握成团，轻压则散”为宜。采用挤出制粒的方法制成颗粒， 颗粒在60-80摄氏度干燥，干燥时应逐渐升温，以免因颗粒表面 干燥过快结成硬壳而影响内部水分的蒸发。颗粒整粒后加入1％硬脂酸镁混合后压片。 四、实验步骤
1.称取太子参2 2.8g，陈皮 2.3g，山药17.1g，山药17.1g，麦芽 17.1g，山楂11.4g 2.太子参山药用粉碎机粉成细粉。 3.将上述药材放入烧杯中，加入3倍量的水，煎煮半小时，重复 两次，将上清液合并，减压浓缩至浸膏，将所得浸膏放入烘 箱中80度干燥。 4.将蔗糖粉糊精和干燥后的粉末以3：1：1的比例混合制成颗粒 软材，将软材放入烘箱中逐渐升温干燥。 5.干燥后的软材加入1％硬脂酸镁放入压片机中压片。 实验二溶菌酶结晶的制备 一、实验目的 1.掌握盐析法提取蛋白质的原理和过程； 2.学会溶菌酶的结晶和精制方法。 二、实验材料与仪器 新鲜鸡蛋，氯化钠， 1 氢氧化钠溶液，醋酸缓冲液，烧杯，玻璃棒，布氏漏斗，干燥箱。 三、实验原理 溶菌酶又称细胞壁质酶或N—乙酰胞壁质聚糖水解酶，是一种国内外很紧销的生化物质，广泛应用于医学临床。具有多种药理作用，能抗感染、消炎、消肿、增强体内免疫反应等，有抗菌 的作用，常用于五官科多种粘膜炎症，皮肤带状疮疹等疾病。是
现代生物制药工艺学
第一章绪论 1、生物药物（biopharmaceuticals）利用生物体、生物组织或其成分（初级代谢和次级代谢产物），综合应用多门 学科的原理和方法进行加工、制造而成的一大类药物。 2、生物药物的特性1）药理学特性：在化学构成上十分接近于体内的正常生理物质，容易为机体吸收利用。（1） 治疗的针对性强、药理活性高、疗效高细胞色素c用于治疗组织缺氧所引起的一系列疾病（2）毒副作用小、营养价值高注射用的纯ATP可以直接供给机体能量；蛋白质、核酸、糖类、脂类等生物药物本身就直接取自体内（3）生理副作用时有发生（缺点）生物体之间的种属差异或同种生物体之间的个体差异都很大，所以用药时会发生免疫反应和过敏反应。2）原料的生物学特性（1）原料中的有效物质含量低，杂质多激素、酶在体内含量极低。（尿激酶）（2）原料的多样性（来源多样性）（3）易腐败（缺点）生物药物营养价值高，易染菌、腐败。生产过程中应低温、无菌。（4）注射用药有特殊要求生物药物易被肠道中的酶所分解，所以多采用注射给药，注射药比口服药要求更严格（均一性、安全性、稳定性、有效性）（理化性质、检验方法、第二章生物药物的质量管理与控制 1、生物药物质量检验的程序与方法 基本程序：取样→鉴别→检查→含量测定→写出检验报告 1）取样：均匀、合理、有代表性。 2）药物的鉴别试验：化学反应法、紫外分光光度法、色谱法、酶法、电泳法等。 3）药物的杂质检查：分为一般杂质（如酸、碱、水分、氯化物、硫酸盐、砷盐、重金属）和特殊杂质；检查方法：对照法、灵敏度法、比较法。 4）药物的安全性检查(安全性)：热源检查、药物的降压物质检查 5）药物含量（效价）测定（有效性）： ? 含量表示方法：有效物质的百分数表示，此百分数均系指重量百分数 ? 生物效价或者酶活力单位（对照或标准比对） ? 另外对于制剂，含量（效价）的限度一般用含量占标示量的百分率来表示 6）检验报告的书写 2、中华人民共和国药典 根据药物自身的理化与生物学特性，按照批准的处方来源、生产工艺、贮藏运输条件等所制定的、用以检测药品质量是否达到用药要求并衡量其质量是否稳定均一的技术规定。 3、1）药品生产质量管理规范（GMP） ? GMP是Good Manufacturing Practice，即药品生产质量管理规范。 ? 对药物的生产实行全面管理，是全员全过程的管理。 ?GMP的三大要素：人为产生的错误减小到最低；防止对医药品的污染和低质量医药品的产生；保证产品高质量的系统设计。 2）药品安全试验规范（GLP） ? GLP：Good Laboratory Practice，即药品安全试验规范；非临床研究质量管理规范 ? 主要内容是在规定试验条件下，进行药效、毒性动物试验的准则：对急性，亚急性，慢性毒性试验，生殖试验，致癌，致畸，致突变以及其它毒性试验等临床前安全试验作出规定，是保证药品安全有效的法规 ? 目的：实验研究的质量可靠；实验数据的可信 3）药物临床试验管理规范（GCP） ? GCP：Good Clinical Practice，药物临床试验管理规范 ? 药品临床试验是指在任何人体（健康的志愿者或病人）进行的药品系统性研究，以证实或揭示试验用药品的作用及不良反应等 ? 目的：保证临床试验过程规范，结果科学可靠；保证受试者的权益并保障其安全。 4、加速试验：对药物短时间内施加强应力，促使药物加速反应，按照一定的方法推测其有效期。低温观测法、恒 温法和变温法 第二章抗生素概述 1、抗生素定义: 生物细胞产生的能以低浓度抑制其他生物细胞生长或功能的化学物质。 1）药理活性物质:作用于动植物体本身的生理功能（如免λ疫调节、降血脂、降血糖、降血压、抗炎、减肥、动植物生长促进、植物生长抑制等） 2）抗生素:作用于动植物体内的寄生（或赘生）生物（细λ菌、真菌、病毒、癌细胞等）瓦克斯曼创造了新
生物制药工艺学思考题和答案解析
抗生素发酵生产工艺 1. 青霉素发酵工艺的建立对抗生素工业有何意义？ 青霉素是发现最早，最卓越的一种B-内酰胺类抗生素，它是抗生素工业的首要产品，青霉素是各种半合成抗生素的原料。青霉素的缺点是对酸不稳定，不能口服，排泄快，对革兰氏阴性菌无效。青霉素经过扩环后，形成头孢菌素母核，成为半合成头孢菌素的原料。2. 如何根据青霉素生产菌特性进行发酵过程控制？ 青霉素在深层培养条件下，经历7个不同的时期，每个时期有其菌体形态特性，在规定时间取样，通过显镜检查这些形态变化，用于工程控制。 第一期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具有小泡。 第二期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗粒。 第三期：形成脂肪包含体，积累储蓄物，没有空洞，嗜碱性很强。 第四期：脂肪包含体形成小滴并减少，中小空泡，原生质体嗜碱性减弱，开始产生抗生素。 第五期：形成大空泡，有中性染色大颗粒，菌丝呈桶状。脂肪包含体消失，青霉素产量提高。 第六期：出现个别自溶细胞，细胞内无颗粒，仍然桶状，释放游离氨，pH上升。 第七期：菌丝完全自溶，仅有空细胞壁。一到四期为菌丝生长期，三期的菌体适宜为种子。 四到五期为生产期，生产能力最强，通过工艺措施，延长此期，获得高产。在第六期到来之前发束发酵。 3. 青霉素发酵工程的控制原理及其关键点是什么？ 控制原理：发酵过程需连续流加葡萄糖，硫酸铵以及前提物质苯乙酸盐，补糖率是最关键的控制指标，不同时期分段控制。在青霉素的生产中，及时调节各个因素减少对产量的影响，如培养基，补充碳源，氮源，无机盐流加控制，添加前体等；控制适宜的温度和ph，菌体浓度。最后要注意消沫，影响呼吸代谢。 4. 青霉素提炼工艺中采用了哪些单元操作？ 青霉素不稳定，发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。提炼工艺包括如下单元操作： ①预处理与过滤：在于浓缩青霉素，除去大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，便于后续的分离纯化过程。 ②萃取：其原理是青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素易溶于水。 ③脱色：萃取液中添加活性炭，除去色素，热源，过滤，除去活性炭。 ④结晶：青霉素钾盐在乙酸丁酯中溶解度很小，在乙酸丁酯萃取液中加入乙酸钾-乙醇溶液，青霉素钾盐可直接结晶析出。 氨基酸发酵工艺 1. 如何对谷氨酸发酵工艺过程进行调控？ 发酵过程流加铵盐、尿素、氨水等氮源，补充NH4+；生物素适量控制在2-5μg/L；pH 控制在中性或微碱性；供氧充足；磷酸盐适量。 2. 氨基酸生产菌有什么特性，为什么？ L-谷氨酸发酵微生物的优良菌株多在棒状杆菌属、小短杆菌属、节杆菌属和短杆菌属中。具有下述共同特性：①细胞形态为短杆至棒状；②无鞭毛，不运动；③不形成芽孢；④革兰氏阳性；⑤生物素缺陷型；⑥三羧酸循环、戊糖磷酸途径突变；⑦在通气培养条件下产生大量L-谷氨酸。 3. 生物素在谷氨酸发酵过程中的作用是什么？
生物制药工艺学_吴晓英_思考题
生物制药工艺学思考题 总论部分： 一、简述生物制药工艺学的性质与任务。 二、谈谈生物制药工业的重点研究方向。 三、谈谈生物药物的特点。 四、简述生物药物的研究发展趋势。 五、简述生物材料的来源。 六、简述生物活性物质的存在特点。 七、生物活性物质主要有哪些提取方法？举例说明萃取技术的应用 八、生物活性物质有哪些主要的浓缩、干燥方法？ 九、生物大分子分离纯化的主要原理。 十、生物大分子常用的纯度鉴定方法有哪些？ 十一、已经上市或研究热点的基因工程药物主要有哪些？ 十二、简述酶工程技术、细胞工程技术和基因工程技术等现代生物技术在生物制药工业中的应用。 十三、名词解释： 提取，萃取，浓缩，干燥，均一性，上游工艺，下游工艺, 单克隆抗体，PCR，生物合成技术，半合成药物 抗生素部分： 一、抗生素的定义、常用分类法、应用。 二、评价医用抗生素应包括哪些主要要求。 三、抗生素工业生产的主要方法，抗生素发酵生产的特点。 四、简述抗生素发酵中温度、pH、溶氧、基质浓度、菌体浓度、二氧化碳和泡沫等因素的影响及控制。 五、发酵生产庆大霉素的工艺路线及注意问题。 手性药物部分： 一、什么是手性？什么是手性药物？ 二、手性药物的主要制备技术？ 三、用于制备手性药物的主要的生物催化反应包括哪些？ 多肽类和蛋白类药物： 一、了解多肽药物的分类与重要的多肽类药物（包括名称，来源，作用与用途）。 二、了解胸腺素组分5的性质和工艺路线。 三、了解蛋白类药物的分类与重要的蛋白类药物（包括名称，来源，作用与用途）。 四、了解白蛋白的制备工艺要点。 五、了解胰岛素的结构与性质、作用与用途、提取法制备胰岛素的生产工艺要点、以及基因工程技术生产人胰岛素的途径。 酶类药物： 一、酶类药物的分类与重要的酶类药物的名称、来源、作用与用途及对酶类药物的要求。 二、了解L-天门冬酰胺酶和超氧化物歧化酶的性质、作用、工艺路线和工艺要点。
中医药大学生物制药工艺试卷
山东***大学 专业 年级（ 科） 《生物制药工艺学》期末考试试卷（A 卷） 姓 名： 学 号： 班 级: 考试时间： 补（重）考：（否） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 核分人 得分 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 说明：本试卷总计100分，全试卷共5页，完成答卷时间2小时。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 一、填空题（本大题共10题，每题1分，共10分） 1．微生物的诱变育种常用的诱变剂有物理诱变剂、化学诱变剂和 。 2．工业生产中对大量培养基和发酵设备的灭菌，最有效最常用的方法是 。 3．微生物菌种的 是指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，选择维持原有生产水平的菌株的过程。 4．在超临界流体萃取过程中，为提高溶解度小的物质的溶解能力，常加入 。 5．采用液氮超低温保藏法保藏菌种时，应将盛装菌种的安瓿管保藏在 ℃液 氮管中进行保存。 6．高分子聚合物沉淀法中应用最多的沉淀剂是 。 7．疏水相互作用色谱常用的分离载体为多聚糖和 。 8．较纯的固体一般有 和无定形沉淀两种状态。 9．抗生素包括天然抗生素、半合成抗生素和 。 10．需要通过工业发酵生产的维生素为 和 。 得分 阅卷人 （签全名）
二、单项选择题（本大题共10 题，每题1分，共10分） 1．采用冷冻干燥法保存菌种时常用的保护剂是（ ）。 A ．乙醇 B ．甘油 C.脱脂牛奶 D ．液体石蜡 E ．蛋白胨 2．蛋白质盐析常用的中性盐是（ ）。 A ．碳酸钙 B ．磷酸钠 C.氯化钠 D ．硫酸镁 E ．硫酸铵 3．采用有机溶剂沉淀法时，最重要的因素是（ ）。 A ．温度 B ．湿度 C.压力 D ．pH E ．金属离子 4．次级代谢产物的产生菌一般是（ ）。 A ．细菌 B ．放线菌 C.霉菌 D ．噬菌体 E ．真菌 5．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，称为（ ）。 A ．离子交换法 B ．等电点沉淀法 C.亲和色谱法 D ．双水相萃取法 E ．吸附法 6．聚电解质沉淀法中应用较多的沉淀剂为（ ）。 A ．聚乙二醇 B ．酸性多糖 C.EDTA D ．EDTA-Na E ．硫酸铅 7．下面属于β-内酰胺类抗生素的是（ ）。 A ．青霉素 B ．链霉素 C.红霉素 D ．土霉素 E ．金霉素 8．目前分辨率和选择性最好的凝胶过滤介质为（ ）。 A ．聚丙烯酰胺凝胶 B ．葡聚糖凝胶 C.琼脂糖凝胶 D ．聚丙烯酰胺葡聚糖凝胶 E ．葡聚糖琼脂糖凝胶 9．结晶过程的推动力是（ ）。 A ．温度 B ．pH C.溶质溶度 D ．过饱和度 E ．时间 10．链霉素发酵生产的菌种为（ ）。 A ．产黄青霉菌 B ．灰色链霉菌 C.红色链霉菌 D ．金色链霉菌 E ．土壤细菌 三、多项选择题（本大题共10题，每题1分，共10分） 得分 阅卷人 （签全名） 得分 阅卷人 （签全名）
生物制药工艺学名词解释
生物制药工艺学名词解释： 第一章： 1.药品：一定剂型和规格的药物并赋予一定的形式（如包装），而且经过有关部门的批准，有明确的作用用途。 药物：能影响机体生理、生化和病理过程，用以预防、诊断、治疗疾病和计划生育的化学物质。 2.生物药物Biopharmaceuticals：以生物体、生物组织或其成份为原料综合应用生物学、物理化学与现代药学的原理与方法加工制成的药物。 3.生物活性Biologicalactivity,Bioactivity：对活组织如疫苗有影响的特性。 4.酶工程enzymeengineering：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。 5.固定化酶immobilizedenzyme：是指借助于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。 6.组合生物合成combinatorialbiosynthesis（组合生物学combinatorialbiology）：应用基因重组技术重新组合微生物药物的基因簇，产生一些非天然的化合物。 7.药物基因组学：一门研究个人的基因遗传如何影响身体对药物反应的科学。
8.凝聚作用coagulation：指在电解质作用下，胶粒粒子的扩散双电子层排斥电位降低，破坏了胶体系统的分散状态，使胶体粒子发生聚集的过程。 9.萃取extraction：将物质从基质中分离出来的过程。一般指有机溶剂将物质从水相转移到有机相的过程。 10.反萃取stripping/backextraction：将萃取液与反萃取剂相接触，使某种被萃入有机相的溶质转入水相的过程。 11.萃取因素/萃取比：萃取溶质进入萃取相的总量与该溶质在萃余相中总量之比。 12.分离因素separationfactor：在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。 13.双相萃取技术two-aqueousphaseextraction：利用不同的高分子溶液相互混合可产两相或多相系统，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。 14.超临界流体萃取技术：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异增加物质溶解能力来进行分离纯化的技术。 15.固相析出分离法solidphasecrystallization：通过改变溶液条件，使溶质以固体形式从溶液中分出的操作技术。 16.盐析法saltprecipitation：利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度的差异，通过向溶液中引入一定数量的中性盐，使目的
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al thymosin 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。菌种保藏对于基 础研究和实际应用具有重要意义。 菌种保藏的原理：是根据微生物的生理特 性，人为地创造条件，使微生物处于代谢 不活跃，生长繁殖受抑制的休眠状态，以 减少菌种的变异。有利于微生物休眠的条 件是低温、干燥、缺氧和缺乏营养物质等。 菌种保藏的方法： 1）斜面保藏法，广泛应用于细菌、放线 菌、酵母菌等菌种的短期保存。为了长期 保持菌体存活，每间隔一定时间需重新移 植培养一次。 该方法的优点是简便易行，成本低，能随 时观察菌株是否死亡、变异、退化或染菌。 缺点是由于斜面含有营养和水分，菌种生 长和繁殖还没有完全停止，代谢活动尚能 微弱进行，因此存在自发突变的可能；短 期内多次传代易引起菌种发生变异和引 起退变，污染杂菌的机会也会随之增多。 2）液体石蜡保藏法：在无菌条件下，将 液体石蜡倾注或用无菌吸管移入生长成 熟、丰满的斜面菌种上，使液体石蜡高出 斜面顶端1cm左右，加塞并用固体石蜡封 口，将其直立放在试管架上低温保藏。 3）沙土管保藏法：孢子或芽孢，在干燥 环境中抵抗力强，不易死亡。干燥能使这 些微生物的代谢活动水平降低但不会死 亡，而处于休眠状态。保藏时间可达数年。 4）麸皮保藏法： 5）冷冻干燥法：目前较理想的保藏方法， 也是各类菌种保藏机构广泛采用的主要 保藏方法。最常用的保护剂是脱脂牛奶， 脱脂牛奶可由新鲜的牛奶制备。 6）液氮超低温保藏法：该法保藏菌种的 效果好，方法简单，保藏对象也最为广泛， 几乎所有微生物及动植物细胞等均可采 用该方法。该法的另一优点是可利用各种 培养形式的微生物进行保藏，不论使用孢 子或菌体、液体培养物或固体培养物均可 采用该法。因此被认为是当前最有效、最 可靠的一种长期保存菌种的方法之一。 7）甘油保藏法 8）孢子滤纸保藏法 菌种选育目的：①生产方面：a提高发酵 产量b改进菌种的性能c产生新的发酵产 物d去除多余的组分②科研方面：a了解 菌种遗传背景b提供分子遗传学研究材 料c获得带遗传标记的菌株d生物合成途 径的研究e生物合成机制的研究 发酵过程工艺参数有哪些？（1）物理参 数：①温度②压力③搅拌转速④搅拌功率 ⑤空气流量⑥表观粘度（2）化学参数： ①Ph②基质浓度a糖浓度的测定b氮浓度 的测定c磷酸盐含量的测定d产物浓度的 测定e溶解氧浓度的测定f废气中氧含量 g废气中二氧化碳含量（3）生物参数： ①菌体浓度②菌丝形态 微生物的发酵类型：（1）按投料方式分类： ①分批发酵②补料分批发酵③连续发酵 （2）按与氧的关系分类：①需氧发酵② 厌氧发酵（3）按发酵动力学参数的关系 分类：①生长偶连型②部分生长偶连型③ 非生长偶连型 细胞破碎的方法：一机械法：①液体裁切： 超声波，机械搅拌，压力②固体裁切：研 磨，压力。二非机械法：①干燥：空气干 燥，真空干燥，冷冻干燥，喷雾干燥②溶 胞：物理法，化学法，酶法。 沉淀法有哪些？盐析法；有机溶剂沉淀法； 等电点沉淀法；高分子聚合物沉淀法；聚 电解质沉淀法；不可逆的沉淀去除法 温度对发酵的影响：1温度影响酶的活性 2温度影响发酵液的物理性质3温度影响 代谢产物的合成方向；PH对发酵的影响 1PH影响酶的活性2PH影响基质或中间产 物的解离状态3PH影响发酵产物的稳定 性 育种方法：自然育种，诱变育种，杂交育 种，原生质体融合育种。 主要灭菌和除菌方式：高温灭菌：A1干 热灭菌2湿热灭菌B过滤灭菌C化学物质 消毒和灭菌D其他方式灭菌1辐射灭菌2 臭氧灭菌3静电除菌 生产种子的制备：两个阶段：实验室种子 制备和生产车间种子制备 消除泡沫的方法：机械消除和消沫剂消除 影响孢子质量的因素：培养基、培养温度、 温度、培养时间、冷藏时间、接种量 分离纯化的特点：培养液（或发酵液）中 所含欲分离的生物物质浓度很低；欲分离 的生物或新物质通常很不稳定；发酵或培 养都是分批操作、生物变异性大，各批发 酵液不尽相同，这要求分离有一定弹性， 发酵液的放罐时间、发酵过程中泡沫剂的 加入对分离都有影响；用作医药的生物产 物与人类生命息息相关 影响溶剂萃取的因素：①PH的影响2温 度与萃取时间的影响3盐析作用的影响4 溶剂种类、用量及萃取方式的选择 离子交换速度的影响因素：1颗粒大小2 交联度3温度4离子化合物5离子大小6 搅拌速度7溶液浓度 影响吸附过程的因素：1吸附剂的性质2 被吸附物的性质3溶剂的影响4溶液PH 值的影响5温度的影响6其他组分的影响 常用吸附剂按其化学结构可分为两大类： 一类是有机吸附剂，如活性炭、维生素、 大孔吸附树脂等。另一类是无机吸附，如 白土、氧化铝、硅胶、硅藻土等。 盐析法的影响因素：1盐的性质2PH值3 盐的饱和度4蛋白质浓度5温度 有机溶剂沉淀法的影响因素：1温度2PH 值3蛋白质浓度4无机盐离子的强度5金 属离子 膜分离机制:利用可截留一定分子量的超 滤膜进行溶质的分离或浓缩，小于截留值 的分子能通过膜，而大于截留值的分子不 能通过膜，因而达到分离。 凝胶色谱分离法的原理：凝胶色谱柱中， 当含有各组分的混合溶液流经凝胶层析 住时，各组分在层析柱内同时进行两种不 同的运动，一种是随着溶液流动而进行的 垂直直下的移动，另一种是不定向的分子 扩散运动（布朗运动）。大分子物质由于 分子直径较大，不能进入凝胶的微孔，只 能分布于凝胶颗粒的间隙中，已较快的速 度流过凝胶剂；较小的分子能进入凝胶的 微孔中，不断地进出于一个个颗粒的微孔 内外，这就使小分子物质向下移动的速度 比大分子的速度慢，从而使混合溶液中各 组分按照Mr由大到小的顺序先后流出层 析柱，大到分离的目的。 凝胶色谱分离法的特点：操作条件温和， 简单易行；分离Mr范围广；离效果一般 不受缓冲液组成的影响；进行一次操作后 无需再生处理就可进行下一次的分离 凝胶色谱分离法的应用：1盐脱2分级分 离3大分子物质的分子量测定 亲和色谱的操作：吸附、冲洗、洗脱、平 衡 饱和溶液形成的条件：蒸发法、冷却法、 化学反应结晶法、盐析结晶法、等电点法、 复合法、共沸蒸馏结晶法 影响晶体大小的因素：过饱和度、温度、 搅拌速度、晶种 改变晶体形状的方法：控制晶体生长速度、 过饱和度、结晶温度、选择不同的溶剂、 调节溶液的PH值和有目的的加入某种能 改变晶形的杂质 工业生产实例：1化学反应结晶2利用温 度差结晶3利用湿度差结晶4盐析结晶5 利用等电点结晶6盐析和冷却结晶7冷却 和化学反应并结晶8共沸蒸馏结晶9重结 晶 氨基酸的制备方法:1水解法a酸水解法b 碱水解法c酶水解法2微生物发酵法3化 学合成法4酶促合成法 氨基酸的分离方法：1基于溶解度或等电 点不同分离2加入特殊沉淀剂沉淀分离3 用离子交换剂分离4用电渗析法分离 维生素的发酵生产工艺路线：1斜面种子 培养2一级种子培养3二级种子培养4发 酵培养
生物制药工艺处理学考试2013-12(A卷)
中国药科大学 生物制药工艺学 期末试卷A卷 2013-2014学年第一学期 专业班级学号姓名 题号一二三四总分 得分 核分人： 得分评卷人一、填空题（每空0.5分，共30分） 1、细胞破碎包括哪三大类方法、和。 2、萃取因素也称萃取比，其定义为被萃取溶质进入的总量与该溶质在 中总量之比。 3、晶体的质量主要是指晶体的大小、形状和纯度，其中影响晶体大小的主要因素有 ， ， ， 。 4、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入 致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的 ，其孔径远大于2～4nm，可达 ，故称“大孔”。 5、在作分级分离时，为了提高分辨率，多采用比样品体积大倍的柱体积， 的柱比，较吸液量、较粒的凝胶固定相。 6、写出下列离子交换剂类型：732 ，724 ，717 ，CM-C , DEAE-C ，PBE94 。 7、请写出下列药物英文的中文全称：IFN（Interferon）、 第1页（共8页）
IL(Interleukin) 、 CSF（Colony Stimulating Factor）、rhGH（Recombinant Human Growth Hormone）、Ins（Insulin）。 8、生物药物的分类：、、、 。 9、在生化制药工艺中干燥的方法主要包括：、 、。 10、疫苗制备时，可用 、 和 方法扩增病毒。 11、各向异性膜分为两层，一层是，厚度为0.1~1μm，决定了膜的 性质，另一层是，厚度约0.1mm，作用是。 12、制备型高效液相色谱的重要参数有、、 、。 13、密度梯度离心常用的介质有、 、。 14、用100μmol/L NADH使乳酸脱氢酶吸附在固定化丙酮酸类似物上，若NADH从洗脱液中去除，则脱氢酶被洗脱，这种洗脱方法称为。 15、生化药物的主要资源有 、 、 和 。 16、粘多糖是一类含有 和 的多糖。 17、铜绿假单胞菌(绿脓杆菌)脂质是 ，临床应用效果 ，原因是 。从发现年代上看,该物质 于青霉素被发现。 第2页（共8页）
生物制药工艺学试题4参考答案
湖南城市学院生物工程专业 《现代生物制药工艺学》考试试卷标准答案及评分细则考核方式: 闭卷考试时量：120 分钟试卷类型：A 一、名词解释（每题2分，共16分分） 01、用于预防、治疗人类疾病，有目的的调节人体生理功能，并规定有适应症和用法、用量的物质。 02、利用抗生素对敏感菌的杀死或抑制程度作为客观指标来衡量抗生素的效力。 03、有些抗生素如四环素，在弱酸性条件下不对称碳原子可逆的发生异构化，形成差向四环素。 04、一种生物制药中的温和”多阶式”分离，即将药物中的杂质一级一级分离。 05、在压力差的驱动下用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。 06、药物从片剂或胶囊等固体口服制剂，在规定的介质中在一定条件下，溶出的速度和程度。 07、是指接入的种子液体积和接种后的培养液总体积之比。 08、以多肽激素和多肽细胞生长调节因子为主的一大类内源性成分。 二、选择题（每题2分，共20分） 题09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答 案 B B A C B B C A D C 三、填空题（每空1分，共15分） 答案 19、砂土管冷冻管 20,、四并苯 21、对数生长期 22、微生物发酵工程、基因工程、细胞培养工程 23、链霉二糖胺 24、阳离子交换纤维素阴离子交换纤维素 25、丙酮 26、青霉素酸 27、羟基 28、供体，受体载体 四、回答题：（每题6分，共24分） 29、简述胸腺素的生产工艺流程。 答：胸腺（绞碎）→胸腺碎块（生理盐水）→提取液组分1（加热去蛋白）→上清液组分2（丙酮、-10°C）→丙酮粉组分3（磷酸盐缓冲液、硫酸铵饱和度0.25）→上清液组分4（硫酸铵饱和度0.50）→盐析物（tris-HCl缓冲液）→超滤液（脱盐、干燥）→胸腺素 30、请简述生物药物质量检验的程序。 答：①药物的取样，取样应具有科学性、真实性、代表性。②药物的鉴别试验检验其是否为此品③杂质检查④药物的安全性保证药物无毒无菌等⑤药物的含量测定⑥检验报告的书写必须真实和有原始记录。 31、如何减少四环素成品的差向四环素和ADT的含量？ 答：首先四环素发酵液通过加入草酸除去钙离子和促使蛋白质凝固等手段进行预处理，为了使差向四环素和ADT的含量降低，此过程应在低温、短时下进行。此外，还可此外还可在母液中加尿素，使其与四环素形成复合物而纯化；也可加入丁醇：乙醇（3:1）混合溶剂，加入乙醇可降低母液四环素损失；但降低成品中的ADT含量的最有效方法是筛选不产生ADT的菌株。