现代生物技术制药工艺学
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生物制药技术在制药工艺中的应用探讨1. 引言1.1 生物制药技术概述生物制药技术是指利用生物技术手段制备药品的技术。
它是在生物学、化学、物理学等多个学科的基础上,结合现代生物技术和传统制药技术而形成的一种新型药物生产技术。
生物制药技术的出现使得药物的生产更加高效、精准,同时也增强了药物的疗效和安全性。
生物制药技术包括了基因工程技术、蛋白质表达和纯化技术、细胞培养技术等。
通过这些高端技术,科研人员可以在细胞培养基质中或转基因生物体中大规模生产所需的药物蛋白数量,再经过纯化等步骤得到纯净的药物。
生物制药技术的出现,不仅提高了药物的生产效率,还拓宽了药物的研发领域。
通过生物制药技术,人们可以生产出传统合成方法无法得到的生物制剂,例如蛋白质药物、基因治疗药物等。
这些新型药物在治疗疾病时往往具有更高的靶向性和较低的副作用。
生物制药技术在制药工艺中的应用逐渐成为制药行业发展的重要方向,它将不断推动制药工艺的创新发展,为人类健康事业带来更多的希望和可能。
1.2 生物制药技术在制药工艺中的重要性生物制药技术在制药工艺中扮演着至关重要的角色,其作用不可忽视。
生物制药技术可以提高药物的纯度和质量,通过生物制备的方法,可以生产出更加纯净的药物,减少了对人体的不良影响。
生物制药技术可以提高药物的生产效率,传统的化学合成方法往往效率低下,而生物制药技术可以通过工程菌等微生物来大规模生产药物,节约了制药成本,提高了生产效率。
生物制药技术还可以帮助研发出更加具有针对性的药物,针对不同的疾病和患者特点进行药物设计,提高了治疗的效果和减少了不必要的副作用。
生物制药技术的重要性在于其能够提高药物的质量和效率,促进了制药工艺的发展,为人类健康做出了巨大贡献。
2. 正文2.1 生物制药技术在制药工艺中的应用方法生物制药技术在制药工艺中的应用方法是多种多样的,其中包括细胞培养技术、基因工程技术、蛋白质表达和纯化技术等。
细胞培养技术是生物制药中至关重要的一项技术,通过对细胞的培养和生长,可以生产出所需的药物蛋白。
《生物制药工艺学》教案教材:现代生物制药工艺学(齐香君主编,化学工业出版社) 课程学时:36学时任课教师:陈俊第一章绪论【目的要求】1.掌握生物制药工艺学的含义、主要研究内容2.掌握生物制药相关定义3.熟悉生物药物的特点、分类4.了解生物药物的发展过程、现状及前景【教学重点】1.生物制药工艺学的含义、主要研究内容2.生物制药相关定义(抗生素、生化药物、生物制品等)【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】一、制药工艺学及生物制药工艺学:定义、相互关系、任务二、生物制药相关定义1.生物药物2.抗生素3.生化药物4.生物制品5.生物制药6.基因工程药物三、生物药物原料来源四、生物药物的特点1.生物药物药理学特性2.原料的生物学特性3.生产制备的特殊性4.检验的特殊性5.生物药物剂型要求的特殊性五、生物药物的分类(一)按照药物的化学本质和化学特性分类1.氨基酸类药物及基衍生物2.多肽和蛋白质类药物3.酶类药物4.核酸及其降解物和衍生物5.多糖类药物6.脂类药物7.维生素类药物(二)按原料来源分类(三)按功能用途分类六、生物药物发展过程七、生物药物研究新进展八、生物制药业现状和发展前景第二章生物药物的质量管理与控制【目的要求】1.掌握基因工程药物的质量控制2.掌握生物药物常用的定量分析方法3.熟悉生物药物质量检定程序4.熟悉新药研究和开发的主要过程5.了解生物药物质量各级标准的制定【教学重点】1.基因工程药物的质量控制2.生物药物常用的定量分析方法【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节生物药物质量的评价一、生物药物质量检定1.取样2.鉴别3.检查4.含量测定5.检验报告的书写二、药物的体内过程第二节药物的质量标准一、药品标准二、三级药品标准第三节生物药物的科学管理一、GLP二、GCP三、GMP四、GSP五、GAP第四节生物药物常用的定量分析方法一、理化分析法二、酶法三、电泳法四、生物检定法第五节基因工程药物质量控制一、基因工程药物质量标准二、基因工程药物的质量控制要点1.原材料的质量控制目的基因、表达载体、宿主细胞2.培养过程的质量控制3.纯化工艺过程的质量控制4.最终产品的质量控制(1)生物效价测定(2)蛋白质纯度检查(3)蛋白质药物的比活性(4)蛋白质性质的鉴定(5)杂质检查(6)安全性评价第六节新药研究和开发的主要过程一、新药研究开发(R&D)的主要过程二、基因工程药物的开发研制及审报1.工程细胞(菌)的构建与实验室研究阶段2.中试与质量检定阶段3.临床研究阶段4.试生产和正式生产阶段三、原料药的研究(一)化学结构(二)理化性质(三)新药稳定性研究1.稳定性的含义及分类2.化学稳定性及其研究方法(四)新药的鉴别(五)新药的纯度第三章抗生素概述【目的要求】1.掌握抗生素的具体含义2.掌握抗生素效价测定的原理和方法3.掌握抗生素的生产工艺4.熟悉抗生素的分类5.熟悉抗生素的质量控制6.了解抗生素的发展史7.了解抗生素的应用【教学重点】1.抗生素效价测定的原理和方法2.抗生素的生产工艺3.抗生素的质量控制【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节概述1.抗生素的含义2.抗生素的物质来源3.医疗用抗生素应具备的条件第二节抗生素的发展简史一、抗生治疗和抗生素的发现二、我国抗生素研究及生产概况第三节抗生素的分类一、根据抗生素的生物来源分类二、根据医疗作用对象分类三、根据作用性质分类四、根据应用范围分类五、根据作用机制分类六、根据抗生素获得途径分类七、根据抗生素的生物合成途径分类八、根据化学结构分类第四节抗生素的应用一、抗生素在医疗上的应用二、抗生素在农业上的应用三、抗生素在畜牧业上的应用四、抗生素在食品保藏中的应用五、抗生素在工业上的应用六、抗生素在科学研究中的应用第五节抗生素工业生产及工艺一、抗生素工业的性质二、抗生素生产工艺过程1.菌种2.孢子制备3.种子制备4.发酵5.了酵液的过滤和预处理6.抗生素的提取7.抗生素的精制第六节抗生素质量控制一、性状二、鉴别试验三、一般项目检查1.酸碱度2.熔点3.比旋度4.溶液的澄清度与颜色5.干燥失重或水分6.炽灼残渣及重金属7.异常毒性8.热原10.无菌试验11.杂质12.溶出度13.注射用抗生素中不溶性微粒四、含量测定第七节抗生素生物效价测定一、抗生素剂量表示法二、抗生素生物效价测定法1.稀释法2.比浊法3.扩散法管蝶法第四章β-内酰胺类抗生素【目的要求】1.掌握青霉素的发酵生产2.熟悉β-内酰胺类抗生素特性和作用机制3.熟悉青霉素的性质【教学重点】1.青霉素的发酵生产【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节概述一、β-内酰胺类抗生素特性和作用机制1.结构特性3.化学性质4.作用机制二、β-内酰胺类抗生素发展概况三、临床应用的主要β-内酰胺类抗生素及其生物活性第二节青霉素一、天然存在的青霉素二、青霉素的理化性质1.稳定性2.溶解度3.降解反应4.紫外吸收光谱5.过敏反应四、青霉素的发酵生产(一)青霉素生产菌种(二)青霉素发酵1.生产孢子的制备2.生产种子的制备3.发酵生产4.影响发酵生产的因素及发酵过程控制(三)青霉素的提取和精制1.发酵液的过滤和预处理2.萃取和精制3.结晶第五章大环内酯类抗生素【目的要求】1.掌握红霉素的发酵生产2.熟悉红霉素的结构和性质3.了解红霉素生物合成原理【教学重点】1.红霉素的发酵生产【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:1.5学时【教学内容】第一节概述第二节红霉素的结构和性质1.结构与组分2.物理性质3.化学性质第三节红霉素的生物合成1.红霉内酯环的合成2.内酯环的修饰3.糖的生物合成、连接和修饰第四节红霉素的生产工艺生产菌种发酵工艺及控制要点孢子制备及控制要点种子培养及控制要点发酵生产及控制要点提取和精制第六章四环类抗生素【目的要求】1.掌握四环素的发酵生产2.熟悉四环类抗生素的结构和性质【教学重点】1.红霉素的发酵生产【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:1.5学时【教学内容】第一节概述物理性质化学性质脱水化合物差向化合物降解反应螯合物与复合物第二节四环素的发酵工艺一、生产菌种二、种子制备及控制要点三、发酵工艺控制要点及影响因素1.培养基2.培养温度3.pH的控制4.溶氧的影响及控制第三节四环素的提取和精制一、发酵液的预处理二、四环素的提取1.沉淀法2.离子交换法3.四环素纯化第七章氨基糖苷类抗生素【目的要求】1.掌握链霉素的发酵生产2.熟悉氨基糖苷类抗生素的结构和性质【教学重点】1.链霉素的发酵生产【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节概述氨基糖苷类抗生素的临床应用氨基糖苷类抗生素的分类氨基糖苷类抗生素的共性第二节链霉素的结构和理化性质一、链霉素的结构二、链霉素主要理化性持1.存在形式2.稳定性3.溶解度4.光学性质5.链霉素盐类的性质6.链霉素的降解反应7.氧化和还原反应8.醛基反应第三节链霉素发酵生产工艺一、菌种二、发酵的影响因素及控制1.碳源的影响及控制2.氮源的影响及控制3.无机元素的影响及控制4.通气和搅拌的影响及控制5.温度的控制6.pH的控制7.中间补料的控制第四节链霉素的提取和精制离子交换法发酵液的过渡及预处理吸附和解吸精制第八章现代生物技术在抗生素工业中的应用【目的要求】1.熟悉DNA重组技术在抗生素工业中的应用【教学重点】1.DNA重组技术在抗生素工业中的应用【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:1学时【教学内容】第一节DNA重组技术在抗生素生产中的应用一、克隆抗生素生物合成基因的方法1.阻断变株法2.突变克隆法3.直接克隆法4.克隆抗生素抗性基因法5.寡核苷酸探针法6.同源基因杂交法7.在标准宿主系统中克隆检测单基因产物的方法二、几种典型的抗生素生物合成基因的结构1.红霉素2.青霉素三、提高抗生素产量的方法1.将产生菌基因随机克隆到原株直接筛选高产菌株2.增加参与生物合成限速阶段基因的拷贝数3.强化正调节基因的作用4.增加抗性基因四、改善抗生素组分五、改进抗生素生产工艺六、产生杂合抗生素1.不同抗生素生物合成基因重组2.生物合成途径中某个酶基因的突变3.在生物合成途径中引入一个酶基因4.利用底物特异性不强的酶催化形成新产物第二节细胞工程在抗生素工业中的应用一、细胞工程在提高抗生素的产量方面的应用二、产生新的化合物第九章生化药品概论【目的要求】1.熟悉生化药物的含义和分类2.掌握生化制药的一般工艺过程【教学重点】1.生化制药的一般工艺过程【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:1.5学时【教学内容】第一节生化药品的分类1.氨基酸及其衍生物类药物2.多肽和蛋白质类药物3.酶类药物4.核酸及其降解物和衍生类药物5.糖类药物6.脂类药物第二节生化药物的特点1.生物原料的复杂性2.生化物质种类多,有效成分含量低3.生物材料的种属特性4.药物活性与分子空间构象相关5.对制备技术条件要求高第三节传统生化制药的一般工艺过程一、生物材料的选择和保存(一)材料的选择1.合适的生物品种2.合适的组织器官3.合适的生长发育阶段4.合适的生理状态(二)材料的收集和保存1.保存方法2.影响冷冻保存质量的因素二、生物材料的预处理(一)组织与细胞的破碎(二)细胞器的分离(三)制备丙酮粉三、生物活性物质的提取(一)提取方法的选择及应注意的问题(二)提取活性物质中的一些保护性措施(三)影响提取的因素(四)常用的提取方法四、生物活性物质的浓缩与干燥(一)生物活性物质的浓缩(二)干燥五、生化物质的分离纯化(一)生化物质分离纯化的特点(二)分离纯化的基本原理(三)分离纯化的基本程序和实验设计(四)分离纯化工艺优劣的综合评价第十章氨基酸类药物【目的要求】1.熟悉氨基酸类药物的生产方法2.掌握赖氨酸的生产工艺及控制要点【教学重点】1.氨基酸类药物的生产方法2.赖氨酸的生产工艺及控制要点【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:1.5学时【教学内容】第一节氨基酸的种类及其理化性质一、氨基酸的组成结构与理化性质二、氨基酸的分类与命名第二节氨基酸及其衍生物在医药中的应用一、氨基酸的营养价值二、治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物三、治疗肝病的氨基酸及其衍生物四、用于治疗肿瘤的氨基酸及其衍生物五、治疗其它疾病的氨基酸及其衍生物第三节氨基酸的生产方法一、蛋白水解法二、化学合成法三、酶法四、直接发酵法五、微生物生物合成法第四节赖氨酸的生产一、概述二、性质三、赖氨酸的生物合成途径四、赖氨酸的发酵生产(一)赖氨酸生产菌种及扩大培养(二)赖氨酸发酵工艺及控制要点(三)赖氨酸的提取和精制1.发酵液性质2.发酵液预处理3.赖氨酸的提取4.离子交换提取赖氨酸的工艺条件5.赖氨酸的精制五、赖氨酸的酶法生产(一)赖氨酸的酶法转化(二)赖氨酸的酶法拆分第十一章多肽和蛋白质类药物【目的要求】1.熟悉多肽类药物(降钙素、胸腺激素)的生产工艺2.掌握干扰素、胰岛素、白细胞介素2等蛋白质类药物的生产工艺【教学重点】多肽类药物(降钙素、胸腺激素)的生产工艺干扰素、胰岛素、白细胞介素-2等蛋白质类药物的生产工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节概述一、基本概念多肽、蛋白质、细胞因子二、生物技术在多肽与蛋白质类药物生产开发中的应用第二节多肽类药物的制备一、多肽类药物1.多肽激素2.多肽类细胞因子3.含有多肽成分的组织制剂二、多肽类药物的制备(一)降钙素1.生理活性和临床应用2.结构与性质3.生产工艺4.生物活性测定(二)胸腺激素1.结构与性质2.生产工艺3.活力测定第三节蛋白质类药物的制备一、蛋白质类药物1.蛋白质类激素2.血浆蛋白质3.蛋白质细胞因子4.黏蛋白5.胶原蛋白6.碱性蛋白7.蛋白酶抑制剂二、白蛋白及丙种球蛋白结构与性质生产工艺质量检验三、干扰素1.干扰素的定义2.分类3.结构与性质4.生物学活性及用途5.传统生产方法6.基因工程干扰素的生产四、胰岛素1.结构与性质2.生产工艺3.质量检验4.胰岛素制剂5.酶促半合成人胰岛素6.重组DNA技术制备人胰岛素五、白细胞介素-21.IL-2的结构与性质2.IL-2的传统制备工艺3.质量检验4.基因工程IL-2的制备第十二章核酸类药物【目的要求】1.熟悉核酸类药物的生产方法2.掌握ATP、肌苷、聚肌胞苷酸等核酸类药物的生产工艺【教学重点】1.ATP、肌苷、聚肌胞苷酸等核酸类药物的生产工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:1学时【教学内容】第一节概述一、核酸类药物的分类二、核酸类药物的生产方法三、核苷酸的生物合成及代谢调节第二节主要核酸类药物的生产一、DNA与RNA提取与制备二、A TP的制备1.以嘌呤为前体生产ATP的工艺流程及控制要点2.直接发酵生产ATP的工艺及控制要点三、核苷类药物的制备(一)肌苷发酵生产1.生产菌种2.肌苷产生菌和选育3.肌苷发酵工艺及控制要点(二)聚肌胞苷酸的生产第十三章酶类药物【目的要求】1.熟悉酶类药物相关定义2.掌握尿激酶、组织纤溶酶原激活剂等重要酶类药物的生产工艺【教学重点】1.尿激酶、组织纤溶酶原激活剂等重要酶类药物的生产工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节概述一、概述二、治疗酶的来源三、治疗酶的种类四、酶类药物传统生化制备方法五、微生物发酵法生产治疗酶第二节重要酶类药物的性质及生产方法一、胃蛋白酶1.来源与作用2.理化性质3.药动学4.临床应用5.生产工艺二、尿激酶1.概述2.结构性质与作用机制3.临床应用4.传统生产工艺5.质量控制6.重组人尿激酶原的生产三、门冬酰胺酶1.来源2.作用与作用机制3.临床应用4.生产工艺四、超氧化物歧化酶1.来源2.组成结构与性质3.作用与作用机制4.临床应用5.生产工艺五、组织纤溶酶原激活剂1.来源与特征2.作用3.理化性质及生物学特性4.t-PA的生产第十四章糖类药物【目的要求】1.熟悉糖类药物的生产方法2.掌握肝素等重要糖类药物的生产工艺【教学重点】1.糖类药物的生产方法2.肝素等重要糖类药物的生产工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节糖类药物的类型及生物学活性一、糖类药物的类型及作用1.单糖2.单糖衍生物3.寡糖4.多糖二、多糖的生理活性第二节糖类药物的制备方法一、动植物来源的糖类药物的生产(一)单糖、低聚糖及其衍生物的制备(二)多糖的分离与纯化1.分离2.纯化二、微生物来源的多糖类药物的生产第三节重要糖类药物生产工艺一、甘露醇(一)结构与性质(二)生产工艺二、1,6-二磷酸果糖(一)结构与性质(二)生产工艺1.酶转化工艺2.固定化细胞制备工艺(三)检验三、肝素(一)结构与性质(二)生产工艺1.盐解离子交换生产工艺2.酶解离子交换生产工艺(三)检验1.生物检定法2.天青A比色法四、硫酸软骨素(一)结构与性质(二)生产工艺(三)检验五、透明质酸(一)结构与性质(二)生产工艺(三)检验第十五章脂类药物【目的要求】1.熟悉脂类药物的生产方法2.熟悉超临界流体萃取技术的理论和技术3.掌握前列腺素E2等重要脂类药物的生产工艺【教学重点】1.超临界流体萃取技术的理论和技术2.前列腺素E2等重要脂类药物的生产工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节概述一、概念二、原料来源和生产方法(一)直接从生物材料中提取(二)化学合成或半合成(三)生物转化法第二节重要脂类药物的生产一、前列腺素E21.性质和来源2.生产工艺3.质量标准与检定二、卵磷脂1.性质和来源2.脑干卵磷脂制备工艺3.蛋黄卵磷脂超临界萃取技术第十六章维生素及辅酶类药物【目的要求】1.掌握维生素C等重要药物的生产工艺【教学重点】1.维生素C等重要药物的生产工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:1学时【教学内容】第一节概述一、基本概念1.相关定义2.生理作用特点3.分类二、一般生产方法1.化学合成法2.发酵法3.直接提取法第二节重要维生素及辅酶类药物的生产一、维生素C1.结构和性质2.维生素C的合成(1)传统方法(2)两步发酵法(3)合成VitC 新工艺路线和代谢基因工程菌的研究二、维生素B2三、维生素B12四、细胞色素C五、辅酶Ⅰ六、辅酶Q七、辅酶A第十七章甾类激素药物【目的要求】1.掌握甾类激素药物的生产工艺【教学重点】1.微生物转化的特点和类型2.甾类激素药物的生产工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节概述一、甾类激素药物的分类及生理作用二、甾类激素药物的生产发展过程三、微生物转化的特点和类型(一)微生物转化的特点(二)微生物转化的反应类型第二节甾类激素药物的生产一、甾类激素药物生产的基本过程二、甾类激素药物生产原料三、微生物生物转化生产法(一)微生物转化甾类激素药物的一般方法(二)微生物转化甾类激素药物的工艺流程及控制要点第十八章生物制品【目的要求】1.掌握生物制品相关定义2.掌握生物制品的一般生产方法3.掌握生物制品的质量要求和检定4.掌握乙肝疫苗等重要生物制品的生产工艺5.掌握核酸疫苗的制备工艺【教学重点】1.生物制品的一般生产方法2.生物制品的质量要求和检定3.乙肝疫苗等重要生物制品的生产工艺4.核酸疫苗的制备工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:3学时【教学内容】第一节概述一、基本概念1.生物制品2.疫苗亚基疫苗、活体重组疫苗、核酸疫苗、免疫佐剂二、生物制品的分类(一)根据材料分类(二)根据用途分类三、生物制品的免疫学基础1.机体的抗感染免疫2.人工免疫第二节生物制品的一般制备方法一、病毒类疫苗的制备1.工艺流程2.毒种的选择和减毒3.病毒的繁殖4.疫苗的灭活5.疫苗的纯化6.疫苗的冻干二、细菌类疫苗和类毒素的一般制备方法1.菌种的选择2.培养基的营养要求3.培养条件的控制4.杀菌5.稀释、分装和冻干三、抗毒素的制备工艺第三节生物制品质量要求与检定一、生物制品的质量要求二、生物制品的质量检定(一)理化性质检定1.物理性状2.蛋白质含量3.纯度检查及鉴别试验4.相对分子质量或分子大小测定5.防腐剂含量测定(二)安全试验1.外源性污染的检查2.杀菌、灭活和脱毒检查3.残余毒力和毒性物质的检查4.过敏性物质的检查(三)效力试验1.免疫力试验2.活菌数和活病毒滴度测定3.类毒素和抗毒素的单位测定4.血清学试验5.其他有关效力的检定和评价三、生物制品检定标准第四节重要生物制品的制备一、乙型肝炎疫苗(一)基因工程疫苗1.酵母表达系统制备乙型肝炎疫苗2.中国仓鼠卵巢细胞表达系统制备乙型肝炎疫苗(二)血源乙型肝炎疫苗的制备二、流行性乙型脑炎疫苗三、脊髓灰质炎疫苗的制备四、卡介苗的制备五、霍乱疫苗的制备六、白喉类毒素的制备七、破伤风类毒素的制备第五节核酸疫苗一、概述1.核酸疫苗2.核酸疫苗的优点3.核酸疫苗的缺点二、核酸疫苗的构建1.抗原基因和载体的准备2.抗原基因与载体的连接3.重组子导入宿主细胞4.重组子的克隆筛选与鉴定5.核酸疫苗在体对哺乳动物细胞中的表达与检测三、核酸疫苗的制备1.工程菌的扩增2.核酸疫苗的纯化四、核酸疫苗的质量监控1.浓度测定2.纯度测定3.限制性内切酶图谱分析五、核酸疫苗接种任途径六、核酸疫苗作用机制第十九章单克隆抗体【目的要求】1.掌握单克隆抗体的制备过程6.掌握抗HbsAg的单克隆抗体的生产工艺【教学重点】1.单克隆抗体的制备过程2.抗HbsAg的单克隆抗体的生产工艺【教学方法和教学学时】1.教学方法:讲授2.教学学时:2学时【教学内容】第一节抗体一、抗体的生成二、抗体的分子结构三、抗体的分类四、抗体分子的功能第二节单克隆抗体的制备一、抗原和动物免疫二、细胞融合与杂交瘤细胞的选择性生产三、筛选阳性克隆与克隆化四、杂交瘤细胞与抗体性状鉴定五、单克隆抗体的大量制备六、单克隆抗体的纯化第三节抗HbsAg的单克隆抗体的生产一、工艺流程二、工艺过程及控制要点1.培养基2.饲养细胞制备3.亲本细胞准备4.固定化抗大鼠K轻链单抗的制备5.细胞融合6.杂交瘤细胞筛选7.抗HbsAg的单克隆抗体的生产8.抗HbsAg的单克隆抗体的分离纯化第四节单克隆抗体的表达系统一、在重组噬菌体中筛选生产抗体1.组合抗体文库2.随机多肽文库3.目的基因噬菌体抗原决定簇文库二、在植物中生产抗体。
现代生物制药技术工艺学一、名词解释1、生化药物:是从天然生物材料分离纯化所得,用于预防、治疗和诊断疾病的生化基本物质(狭义),以及用化学合成或现代生物技术制得的这类物质。
2、疫苗佐剂:又称免疫调节剂或免疫增强剂,是一类与抗原合用并能增强抗原免疫应答的的辅助性生物物质。
3、生物制品:是指用微生物(包括细菌、噬菌体、病毒等)、微生物代谢产物、动物毒素、人或动物的血液或组织等经加工制成,作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的免疫制剂。
4、次级代谢产物:比较复杂的化合物,不是细胞生长必需的,对生命活动有意义(抗逆境条件)。
抗生素、毒素、色素等。
5、微生物发酵制药:通过微生物的生命活动产生和累计特定代谢产物----药物的过程,称为微生物发酵制药。
6、基因制药:核酸类药物,以遗传物质DNA、RNA为治疗物质基础,如核酸疫苗、反义药物。
与基因工程类药物不同,基因工程药物化学组成上主要是蛋白质或多肽,但基因药物组成上主要为核酸。
7、DNA疫苗:属于基因药物的一种,指使用能够表达抗原的基因本身即核酸制成的疫苗。
基因因疫苗进入人体后,在人体细胞环境中表达出蛋白质抗原,持续刺激人体免疫系统产生免疫反应,达到预防疾病的目的。
8、培养基:是供微生物生长繁殖和合成目标产物所需要的按照一定比例人工配制的多种营养物质的混合物。
同时提供了渗透压、pH等营养作用以外的其它微生物生长所必须的环境条件。
9、诱变育种:人为创造条件,使菌种发生变异,从中筛选优良个体,是当前菌种选育的一种主要方法。
特点是,速度快、收效大、方法相对简单。
10、酶:是由活细胞产生的,能在体内或体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子,包括蛋白质和核酸。
11、必须氨基酸:指人体(或其它脊椎动物)不能合成或合成速度远不适应机体的需要,必需由食物蛋白供给,这些氨基酸称为必需氨基酸。
成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%~37%,共有8种,其作用分别是>赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬(xie)氨酸。
《制药工艺学》是2009年中国中医药出版社出版的图书,作者是王沛。
第一章绪论第一节制药工艺学研究的对象与内容一、化学制药工艺学二、中药制药工艺学三、生物技术制药第二节现代制药工业的特点一、高度的科学性、技术性二、分工细致明确、质量标准规范三、生产过程复杂、品种繁多四、生产过程的连续性五、高投入、高产出第三节我国现代制药工业的发展方向一、化学制剂工业的发展方向二、药品剂型的创新改革三、加快中药现代化的步伐第四节GMP的基本知识一、实施GMP的意义和目的二、GMP的范围与分类三、GMP的核心内容第五节现代制药工业中制药工程技术的作用第六节现代制药工业中的药剂学发展及相关技术第一篇化学制药工艺第二章药物工艺路线的设计和选择第一节概述第二节药物工艺路线设计一、类型反应法二、分子对称法三、倒推法(追溯求源法)四、模拟类推法第三节立体化学控制与不对称合成一、光学异构体的拆分一、基本概念二、废气的处理方法第五节废渣的处理一、基本概念二、回收和综合利用三、废渣的处理第七章典型药物生产工艺原理第一节贝诺酯一、概述二、阿司匹林生产工艺三、对乙酰氨基酚生产工艺四、贝诺酯生产工艺第二节头孢氨苄的生产工艺原理一、概述二、合成路线及选择三、中间体及最终产物的生产工艺原理及过程四、进一步改进生产工艺的途径第三节诺氟沙星的生产工艺原理一、概述二、合成路线及选择三、中间体及最终产物的生产工艺原理及过程四、进一步改进生产工艺的途径第四节氯霉素的生产工艺原理一、概述二、合成路线及其选择三、氯霉素的生产工艺四、综合利用与“三废”处理第五节奥美拉唑的生产工艺原理……第二篇中药制药工艺第三篇生物技术制药相关知识点1、研究对象:药物生产过程共性规律及其应用,包括制备原理+工艺路线+质量控制2、重要性:“安全、有效、均匀、可控”的保证;药物产业化的桥梁与瓶颈;贯穿整个药物研发过程(选择题)3、研究程序(1)实验室(小试)工艺(2)中试放大工艺(3)工业化生产4、现代制药工业的特点:(1)高度的科学性、技术性;(2)分工细致明确、质量标准规范;(3)生产过程复杂、品种繁多;(4)生产过程的连续性;(5)高投入、高产出5、我国现代制药工业发展方向:现状(1)化学原料药生产及出口量大。
第一章生物药物概述1、我国药物的三大药源指的是化学药物、生物药物、中草药。
2、现代生物药物已形成四大类型,包括基因工程药物、基因药物、天然生物药物、医学生物制品。
一、药物、生物药物、生物制品、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。
生物药物:是利用生物体、生物组织、细胞或其成分,综合应用生物与医学、生物化学与分子生物学、微生物学与免疫学、物理化学与工程学和药学的原理与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗和康复保健的制品。
生物制品:是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞与各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备的,用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。
生化药物:指从生物体(动物、植物、和微生物中获得的天然存在的生化活性物质(或者合成、半合成的天然物质类似物)。
基因重组药物与基因药物有什么区别?基因重组药物:应用基因工程和蛋白质工程技术制造的重组活性多肽、蛋白质与其修饰物。
基因药物:以基因物质(RNA或DNA与其衍生物)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。
生物药物有那些作用特点?药理学特性: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。
第二章生物制药工艺技术基础1、生化活性物质浓缩可采用的方法有盐析浓缩、有机溶剂沉淀浓缩、葡聚糖凝聚浓缩、聚乙二醇浓缩、超滤浓缩2、生化活性物质常用的干燥方法有喷雾干燥、冷冻干燥、、减压干燥等3、冷冻干燥是在低温、低压条件下,利用水的化学性能而进行的一种干燥方法。
4、固定化酶常采用的方法可分为吸附法、包埋法、共价结合法和交联法四大类1、由于目的蛋白质和杂蛋白分子量差别较大,拟根据分子量大小分离纯化并获得目的蛋白质,可采用( C )A、SDS凝胶电泳 B、盐析法 C、凝胶过滤 D、吸附层析2、分离纯化早期,由于提取液中成分复杂,目的物浓度稀,因而易采用( A ) A、分离量大分辨率低的方法 B、分离量小分辨率低的方法C、分离量小分辨率高的方法D、各种方法都试验一下,根据试验结果确定(重点)简述生物活性物质分离纯化的主要原理。
1.生物制药:以生物材料为原料或用生物技术、方法制造的药物。
2.杂交育种:将两个基因型不同的菌株经过吻合或接合,使遗传物质重新组合,从中分离和筛选出具有新性状的过程。
3.葡萄糖效应:培养基中的葡糖糖的浓度过高,会加快菌体的代谢,使培养基中的溶解的氧不能满足有氧呼吸的需要,使葡萄糖的代谢进入不完全氧化途径,产生酸性代谢产物,使pH降低,遏止某些产物的生物合成酶,这种现象叫做葡萄糖效应。
4.浓差极化:当溶剂透过膜而溶质留在膜上时,它使得膜面上的溶质浓度增大高于主体中溶质浓度,这种现象称为浓差极化。
5.亲和色谱:利用生物大分子于某些对应的专一分子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。
6.次级代谢产物:与微生物的生长繁殖无关的代谢产物,包括:抗生素、色素、生物碱等。
7初级代谢产物主要包括氨基酸,蛋白质,核酸核苷酸,维生素脂肪酸等特点:(1)他们是生物生长繁殖的必须物质(2)是各微生物所共有的产物(3)菌体对初级代谢活动有严格的调控系统一般不能累积多余的初级代谢产物。
8次级代产物的特点:1特定菌种产生的代谢产物2菌体特定生长阶段的产物3多组分的混合物。
9初级代谢产物与次级代谢产物的关系(1)初级代谢产物是次级代谢产物的前体或起始物。
(2初级代谢产物的调控影响次级代谢产物的生物合成10菌种选育的目的:提高发酵的产量。
改进菌种的性能。
产生新的发酵物。
去除多余的组分。
11.诱变育种:利用物理或化学诱变剂,处理均匀分散的微生物细胞群体,促进其突变率大幅度提高,然后采用简便高效的方法,从中选出具有优良性状的突变菌株。
12诱变剂分类物理诱变剂(紫外线UV),化学诱变剂(NTG),生物诱变剂。
13自然选育的一般过程:生产菌种斜面,制备单孢子悬浮液,涂布分离平板,单菌落接种,斜面种子培养,摇瓶发酵,高产菌珠初选,菌种保藏,接种,斜面种子培养,摇瓶种子培养,摇瓶发酵,高产菌珠复选,高产菌种珠验证,放大实验,进一步选育或保障。
生物制药工艺设计1、生物制药工艺设计生物制药工艺设计是一种新兴的生物制药技术,它是在药物开发高峰期,利用计算机技术与精确的制药工艺设计技术,以现代化的方式对制药生产、产品开发和衍生物制备技术进行规划和整合,以提高生物药物的质量、稳定性和生产效率的科学技术。
生物制药工艺设计可以实现以下几个目标:(1)改进生物药物生产过程。
(2)优化生物药物稳定性。
(3)改善生物药物的安全性因素。
(4)减少生物药物生产成本。
(5)保护并发挥药物的药效。
生物制药工艺设计的主要过程可分为药物研发、生物药物特性分析、生物药物工艺设计及生产缩减等几大步骤。
(1)药物研发。
药物研发是生物制药工艺设计的基础,其目的是由药物物理性质和生物特性来确定实际应用中的最佳药物制备工艺。
(2)生物药物特性分析。
其目的是根据药物特性对生物药物制备工艺的前期设计,以确定药物生产工艺的主要参数,为工艺设计提供必要信息。
(3)生物药物工艺设计。
该步骤的目的是根据上一步中分析的结果,利用现代计算机技术,建立一个制药工艺模拟系统,检验各种可能的制药工艺,以确定最佳制药工艺。
(4)生产缩减。
根据优化的制药工艺,实施制药工艺精细化和工艺改造,使生产过程易控制和易管理,以最短的时间和最低的成本实现药物的高质量生产。
在生物制药工艺设计过程中,应注意以下几点:(1)认真研究药物研发的初步设计技术,以确保药物的质量。
(2)根据药物安全性和稳定性的要求,充分发挥药物制备和加工工艺参数的空间优势,以控制药物的质量和特性变化。
(3)结合生产实际,以求最佳的制药工艺参数,最大限度地释放药物的杀虫活性和药效,以提高药品的质量和效果。
生物制药工艺学1. 概述生物制药工艺学是指利用生物学、化学和工程学的原理与技术,研究生物制药产品的生产和工艺流程。
生物制药工艺学是生物制药领域的核心学科,对于生物制药企业的产品开发和生产具有重要的指导意义。
2. 生物制药工艺的分类生物制药工艺根据产品类型的不同可以分为以下几类:2.1.细胞培养工艺细胞培养工艺是指利用细胞对培养基中的营养物质进行代谢,合成所需的生物制药产品。
细胞培养工艺主要用于生产蛋白质类的生物制药产品,如重组蛋白、单克隆抗体等。
2.2.发酵工艺发酵工艺是指利用微生物对培养基中的底物进行代谢反应,合成所需的生物制药产品。
发酵工艺主要用于生产抗生素、酶类和其他天然产物类的生物制药产品。
2.3.基因工程工艺基因工程工艺是指通过对基因的重组和调控,利用细胞进行代谢反应,合成所需的生物制药产品。
基因工程工艺主要用于生产基因治疗药物、基因工程疫苗和其他基因工程产品。
3. 生物制药工艺流程生物制药工艺流程包括以下几个主要步骤:3.1. 预处理预处理是指对原料进行处理,以满足后续生产过程的需要。
预处理的主要工作包括原料清洗、消毒和初步处理等。
3.2. 发酵或细胞培养发酵或细胞培养是生物制药工艺的关键步骤,其目的是利用合适的培养基、适宜的培养条件和适宜的微生物或细胞系,使其合成所需的生物制药产品。
3.3. 分离与纯化分离与纯化是将发酵或细胞培养过程中产生的目标产品从复杂的培养基或发酵液中分离出来,并达到一定程度的纯化。
分离与纯化的主要方法包括离心、过滤、薄层层析、柱层析等。
3.4. 后处理后处理是对分离与纯化的产品进行处理,以得到符合药品质量要求的最终产品。
后处理的主要包括冷冻干燥、溶解、再溶解等工艺步骤。
3.5. 包装与贮存包装与贮存是将最终产品进行合适的包装,并储存于适宜的环境条件下,以保证产品的质量和稳定性。
4. 生物制药工艺的挑战与发展趋势4.1. 应对规模化生产的挑战随着生物制药行业的发展,规模化生产面临着更多的挑战。
制药工艺学中的新方法与新技术一、前言药物制剂来源复杂,取材不易。
制药工艺学是通过探索和研究各种有效的药物制剂生产方法,不断创新药物配方和生产工艺的学问。
新方法和新技术的出现,为药物制剂工业的发展提供了更多可能。
本文将以新方法与新技术为主要话题,先从提升药效和降低药物副作用的角度入手,依次讨论其应用于药物制剂生产的多个方面。
二、新方法与新技术在药物制剂生产中的应用1.利用生物学技术提高药品治疗效果随着生物学技术的发展,生物技术制药(biopharmaceutics)逐渐成为制药工业的主要领域之一。
它利用DNA重组技术、单克隆抗体等生物技术手段,开发和生产具有特定生物学活性的蛋白质类药物。
与传统化学类药物相比,生物技术制药具有生物相容性好、副作用小、效果显著等优点。
2. 利用纳米技术提高药品治疗效果纳米技术是近年来最重要的交叉学科之一,具有较为广泛的应用前景。
在制药领域,纳米技术可以通过纳米化药物分子,透过细胞壁较细的组织屏障等,来将药物更为准确地输送到病变部位。
针对肿瘤类疾病的治疗,有效送达药物到肿瘤细胞区域是非常关键的要点。
纳米技术具有封装化学分子的特性,可以将抗癌药物通过“被膜”技术被精确送达到肿瘤细胞处。
这样的技术大大提高了药物的治疗效果,并降低了其不必要的副作用,尤其体现在抗癌治疗中的有效性。
3. 利用数学建模优化药剂配方药剂配方的设计和优化是制药工程学中的一个核心问题,也是制药企业在开发新药和生产现有药品方面的重要研究方向。
利用数学建模技术来分析药剂组成比例和各成分的特性,可以选择最优化的药剂设计方案,从而提高生产效率,节省成本。
此外,数学建模在生产中还能实现及时的监控和优化目标,大大降低生产过程中出现的问题,提高了生产效益和生产精准度。
4. 利用PET-CT技术实现药物微观分布图像研究随着医学影像学技术的不断发展,可用于研究药品分布情况的生物医学影像学技术比如 PET-CT 技术得到了迅速发展。
1. 制药工艺学(Pharmaceutical Technology):是研究各类药物生产制备的一门学科;它是药物研究、开发和生产中的重要组成部分,它是研究、设计和选择最安全、最经济、最简便和先进的药物工业生产途径和方法的一门学科。
2. 化学制药工艺学:化学制药工艺学是药物研究、开发和生产中的重要组成部分,是研究药物的合成路线、合成原理、工业生产过程及实现生产最优化的一般途径和方法。
它是研究、设计和选择最安全、最经济、最简便和先进的药物工业生产途径和方法的一门学科。
3. 制剂工艺学:是综合应用药剂学、物理化学、药物化学、应用化学、药理学、生物学等学科的知识,研究药物剂型的生产工艺、设备及质量控制,按照不同的临床医疗要求,设计、制造不同的药物剂型。
4.新药研发:新药研究与开发应包括新药从实验室研究到生产上市,扩大临床应用的整个过程,是制药工艺学研究的一个基本内容。
制药工业是一个以新药研究与开发为基础的工业。
5.清洁技术:制药工业中的清洁技术就是用化学原理和工程技术来减少或消除造成环境污染的有害原辅材料、催化剂、溶剂、副产物;设计并采用更有效、更安全、对环境无害的生产工艺和技术。
其主要研究内容有:(1原料的绿色化(2催化剂或溶剂的绿色化(3)化学反应绿色化(4)研究新合成方法和新工艺路线6全合成制药:是指由化学结构简单的化工产品为起始原料经过一系列化学合成反应和物理处理过程制得的药物。
由化学全合成工艺生产的药物称为全合成药物。
7. 半合成制药:是指由具有一定基本结构的天然产物经化学结构改造和物理处理过程制得的药物。
这些天然产物可以是从天然原料中提取或通过生物合成途径制备。
8. 手性制药:具有手性分子的药物9. 药物的工艺路线:具有工业生产价值的合成途径,称为药物的工艺路线或技术路线。
10. 倒推法或逆向合成分析(retrosynthesis analysis):从药物分子的化学结构出发,将其化学合成过程一步一步逆向推导进行寻源的思考方法称为追溯求源法,又称倒推法、逆合成分析法。
生物制药工艺学1、生物药物是以生物体、生物组织或其成份、代谢产物为原料(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。
2、现代生物药物分四大类:(1)重组DNA药物(又称基因工程药物)(2)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,在我国又统称为生物制品。
(3)天然生物药物(4)合成或半合成生物药物3、生化药物分离纯化原理:总的原则:A根据分配率不同将其分配到两个或几个物相中,再用机械法分离。
B在某一相中,外加一定力(电泳、离心、超滤)使混合组分分离。
具体:(1)根据分子形状和大小不同进行分离。
如差速离心与超离心、膜分离(透析,电渗析)与超滤,凝胶过滤法。
(2)根据分子电离性质的差异性进行分离。
如离子交换法,电泳法,等电聚焦法。
(3)根据分子极性大小及溶解度不同进行分离。
如溶剂提取法,逆流分配法,分配层析法,盐析法,等电点沉淀法,及有机溶剂分级沉淀法。
(4)根据物质吸附性质的不同进行分离。
如选择性吸附法与吸附层析法。
(5)根据配体特异性进行分离—亲和层析法。
4、分离纯化早期和精制阶段使用方法的选择原则分离纯化早期使用方法的选择:大处理量,相对低分辨率;精制阶段分离方法:高分辨率第三章生物材料的预处理、细胞破碎和液-固分离5.细胞培养液的预处理方法。
1)细胞及蛋白质的处理:(1)加入凝聚剂(2)加入絮凝剂(3)变性作用(4)吸附(5)等电沉淀(6)加各种沉淀剂沉淀2)多糖的去除可用酶解转化为单糖、黏多糖可与一些阳离子表面活性剂如十六烷基溴化铵(CTAB)和十六烷基氯化吡啶(CPC)生成季铵盐络合物沉淀去除。
3)高价金属离子的去除A离子交换法通过阳离子交换树脂。
B沉淀法6、常用的细胞破碎方法有哪些?1)机械法:匀浆法、珠磨法、超声波2)物理法:干燥、冻融、渗透压冲击3)化学法:化学试剂处理、制成丙酮粉4)生物法:酶解法、自溶7、固液分离方法有哪些?1)、细胞及蛋白质的处理:(1)加入凝聚剂:Al2(SO4)3218H2O、AlCl326H2O、FeCl3、ZnSO4、MgCO3;(2)加入絮凝剂絮凝剂:有机高分子,易溶,链长,活性功能基团多。