生物制药工艺学 期末复习.docx

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《生物制药工艺学》复习

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？

重组DNA药物（又称基因工程药物）基因药物

天然生物药物

合成或半合成生物药物

基因重组药物，是应用重组DNA技术制造的重组多肽、蛋白质药物等；基因药物，是以基因物质为基础，研究而成的基因治疗剂等。

2、生物药物有哪些作用特点？

药理学特性：

药理活性高；治疗的针对性强，治疗的生理、生化机制合理，疗效可靠；毒副作用少，营养价值高；生理副作用常有发生；

理化性质：

生物材料中的有效物质含量低，杂志种类多且含量相对较高；生物活性物质组成结构复杂、稳定性差；生物材料易染菌、腐败；对制剂的均一性、安全性和有效性有很高要求；

3、DNA重组药物主要有哪几类？

举例说明之。

细胞因子干扰素（IFN）类药物

细胞因子白介素类和肿瘤坏死因子造血功能药物：

促红细胞生成素EPO生长因子类药物：

神经生长因子NGF

重组蛋白和多肽类激素：

重组人生长激素rhGH

心血管病治疗剂与酶制剂重组疫苗与治疗性抗体

4、术语：

药物：

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：

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。

还要有使用有效期，过期药品不准使用。

生物药物：

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。

DNA重组药物：

是应用重组DNA技术制造的重组多肽、蛋白质药物和疫苗、单克隆抗体等；

基因药物：

以遗传物质DNA、RNA为物质基础制造的药物一般把采用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。

反义药物：

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。

核酸疫苗：

指使用能够表达抗原的基因本身即核酸制成的疫苗。

RNAi：

RNA干涉，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。

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？

P44

浓缩方法：

①盐析；②有机溶剂沉淀；③高分子脱水；④超滤；⑤真空或薄膜浓缩干燥：

①低温真空干燥；②喷雾干燥；③冷冻干燥

14

2、简述生物活性物质分离纯化的主要原理。

P49根据分子形状与分子大小：

差速离心、膜分离根据电荷差异：

离子交换法、电泳法

根据分子极性与溶解度大小：

溶剂提取法、盐析法、等电点沉淀法根据吸附特性：

吸附层析法

根据生物配基特性：

亲和层析法

3、怎样保存微生物菌种？

何谓菌种退化？

如何检查菌种退化？

P55

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：

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

鉴别：

①单位容积中发酵液的活性物质含量；②琼脂平皿上的单菌落形态③不同培养时期菌体细胞的形态和主要遗传特征④发酵过程的pH变动情况⑤发酵液的气味、色泽

4、重组DNA技术的基本原理，如何获得目的基因？

P72

基本原理：

基因工程技术和蛋白质工程技术获得目的基因的方法：

鸟枪克隆法提取细胞总DNA，经过酶切、克隆至特定载体，再转化至特定宿主细胞，构建成具有一定大小的基因文库，以同源基因为探针，进行杂交获得的目的基因

人工合成目的基因：

酶促方法 获得编码基因的mRNA，在逆转录酶的作用下合成互补DNA，在DNA聚合酶I的作用下，加工成为双链

DNA分子。

化学合成法已知基因的核苷酸序列聚合酶链反应PCR扩增获得目的基因

5、常见的基因载体有哪些？

如何构建基因重组体？

P79

常见的基因载体：

E.coli质粒（非表达型pBR322、表达型pUC、实用型pBV220、PET系统、λ噬菌体DNA作为载体、非表达型

λgt10、表达型λgt11）；

芽孢杆菌（pUB110、pE194、pC194）；链霉菌（pIJ101、pSG5）

基因重组体的构建：

黏端连接：

目的基因和载体之间具有彼此互补的黏性末端，在较低的温度可以形成氢键，在通过T4DNA连接酶便可以连接成完整的重组DNA分子。

平端连接：

DNA的平齐末端之间进行连接，与黏性末端相比，连接效率较低

TA克隆：

一种直接将PCR基因产物进行快速克隆的方法

6、DNA重组体主要有哪几种表达系统？

各有什么特点？

（1）原核表达系统：

①E.coli；②芽孢杆菌Bacillus；③链霉菌Streptomyces

优点：

易大量生产，成本低，周期短

缺点：

多为胞内表达、提取困难，易生成包含体、含起始密码Met（AUG），有内毒素毒性

（2）真核表达系统：

①酵母表达；②动物细胞

优点：

易培养无毒性，易高密度发酵（100g/L），高表达，成本低，产物可糖基化，有分泌表达。

7、生物制药工艺中试放大的目的是什么？

怎样进行中试放大？

P109

目的：

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；

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。

8、酶固定化的方法有哪些类别？

P102

吸附法：

分为物理吸附法和离子交换吸附法

包埋法：

将酶或细胞定位于凝胶高聚物网络，如卡拉胶，海藻胶，聚丙烯酰胺共价键结合法：

酶分子与载体分子，通过化学偶联使酶与载体共价结合。

交联法：

用双功能试剂将酶与载体交联固定化

9、术语：

诱变育种-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

蛋白质工程-在基因水平上设计表达新的功能蛋白

转基因动物-将外源基因导入哺乳动物的受精卵或胚胎中，使导入基因与受精卵染色体整合，并将外源基因稳定性地传给子代，使子代表现外源基因的性状

蛋白质组学-研究细胞、组织或个体全部蛋白质的表达状态与功能状态是后基因组时代的重要研究方向

酶工程-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

immobilizedenzyme-固定化酶，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。

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？

P117

加入凝聚剂：

某些无机盐可使细胞、细胞碎片和蛋白质等胶体颗粒发生凝聚作用而被去除。

在发酵液中加入具有相反电性的电解质可以①中和胶粒电性，降低双电层排斥力。

②离子的水化作用，破坏胶粒的水化层。

影响凝聚作用的主要因素有无机盐的种类、化合价以及无机盐的用量等。

常用的凝聚剂有：

Al2（SO4）

3·18H2O、AlCl3·6H2O、FeCl3、ZnSO4、MgCO3等。

加入絮凝剂：

絮凝剂是天然的或人工合成的有机高分子化合物，如壳聚糖、海藻酸钠、明胶及酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物和聚丙烯酸类等。

当往胶体悬浮液中加入絮凝剂时，胶粒可强烈的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

变性沉淀：

天然蛋白质受到某些物理、化学因素影响，生物活性丧失，溶解度降低，沉淀析出

吸附：

加入吸附剂，如活性炭；加入反应剂，例如四环素发酵液中加入黄血盐和硫酸锌，生成亚铁氰化锌钾的胶状沉淀，能将杂蛋白质和菌体等黏附在其中而除去。

等电点沉淀

加各种沉淀剂沉淀

2、去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？

P119

离子交换法：

阳离子交换树脂可除去某些例子。

沉淀法：

Ca2+ 草酸

Mg2+ 磷酸盐,三聚磷酸钠

Fe3+ 黄血盐

3、影响絮凝效果的主要因素有哪些？

P118

絮凝剂的分子量：

分子量越大，链越长，架桥联接作用越明显。

但过大的分子量使溶解度降低絮凝剂的用量：

浓度较低时，加大浓度可提高絮凝效果；但过量会引起吸附饱和

溶液pH值

搅拌速度和时间：

刚加入絮凝剂搅拌速度较快能使絮凝剂迅速分散，发挥絮凝作用，不易再搅拌

4、细胞破碎有哪些方法？

各有什么特点？

P120表3-1

5、超声波破碎细胞的原理？

P122

超声波对细胞的破碎作用与液体中空穴的形成有关。

当超声波在液体中传递时液体中的某一小区域交替重复的产生巨大的压力和拉力。

由于拉力的作用，出现细小的空穴。

这种空穴跑在超声波的继续作用下，又迅速闭合，产生一个极为强烈的冲击波压力，由它引起的粘滞性漩涡在悬浮细胞上造成了剪切应力，促使其内部液体发生流动，而使细胞破碎

6、术语：

凝聚作用：

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，胶粒可强烈的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，这一过程称为絮凝作用。

渗透压冲击法：

把细胞放在高渗溶液中，细胞发生收缩，然后将介质快速稀释或将细胞转入水或缓冲液中，细胞快速膨胀，使产物释放至溶液中

错流过滤：

滤液给过滤介质表面一个平行的大流量冲刷，则过滤截止表面积累的滤饼就会减少到可以忽略的程度，而通过过滤介质的流速却比较小，这种过滤方式为错流过滤。

1、溶剂萃取法的基本原理P134

第四章 萃取法

抗生素在不同的pH条件下，可以有不同的化学状态，其分配系数亦有差别，若适度改变pH，可将抗生素自水相转入有机相，或从有机相再转入水相，这样反复萃取，可以达到浓缩和提纯的目的

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？

P136

单级萃取

多级错流萃取：

萃取次数愈多，则萃取愈完全

多级逆流萃取：

收率不仅取决于分配系数的大小和萃余液中残留量，还取决于提取过程中产物的局部破坏，以及蛋白质造成提取过程乳化所带来的损失等。

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3、乳化剂为何能使乳状液稳定？

P138

界面膜形成：

表面活性剂分子积聚在界面，形成排列紧密的吸附层，并在分散相液滴周围形成保护膜界面电荷的影响：

乳状液液珠带点，当液珠相互接近时就产生排斥力，阻止了液滴聚结

介质黏度：

乳化剂增加乳状液的黏度，增加保护膜的机械强度

4、破坏乳状液的方法有哪些？

P139

加入表面活性剂：

改变表面张力离心：

促使乳状液液滴碰撞聚集

加电解质：

中和乳浊液分散相所带的电荷，促使其聚凝沉淀加热：

增加液珠的布朗运动，使絮凝作用加快

吸附法破乳：

乳状液经过一个多孔性介质时，由于该介质对油和水的吸附能力的差异，可以引起破乳高压电破乳

稀释法，加入连续相，可使乳化剂浓度降低而减轻乳化

5、影响乳状液类型的因素有哪些？

P138

相体积的影响：

定分散相为大小均匀的圆球，按紧密地堆积，圆球体积占总体积的74%。

如水的体积占总体积小于26%

时，只能形成W／O型乳状液；大于74%时，只能形成O／W型乳状液。

乳化剂分子空间构型的影响：

积小的一头指向分散相，截面积