生化制药工艺技术基础
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生化制药的工艺技术基础生化制药是利用生物制造技术生产药品的过程。
其基础是生物学、化学和工程学等多学科交叉融合所形成的。
下面将介绍生化制药的一些工艺技术基础。
首先,生化制药中的一个重要工艺技术是发酵技术。
发酵是利用微生物的代谢产物来生产药物的过程。
在发酵过程中,通过选取合适的微生物菌株、提供适宜的培养基和控制培养条件,使微生物菌株生长繁殖并合成所需的药物。
发酵技术是生化制药中最常用的生物制造技术之一。
其次,生物分离技术是生化制药中的另一个重要工艺技术。
生物分离是将生物体中的目标化合物从其他复杂的生理成分中分离出来的过程。
常用的生物分离技术包括离心、过滤、吸附、电渗析等。
这些技术可以选择性地分离和纯化药物,从而提高产品的纯度和质量。
此外,蛋白质工程也是生化制药中重要的工艺技术之一。
蛋白质工程是通过改变蛋白质的基因序列,使其在表达过程中具有特定的功能和性质。
例如,通过基因重组技术将目标基因导入到表达系统中,使其大规模表达的同时也提高了产品的稳定性和纯度。
最后,生物感应技术是生化制药中的另一种重要工艺技术。
生物感应是通过对生物体免疫系统的仿真来诊断和治疗疾病。
该技术通过检测和分析与特定疾病相关的生物标记物,并在其存在时进行特异性识别和定量。
生物感应技术可以用于疾病的早期诊断、疗效评估和药物筛选等。
总之,生化制药的工艺技术基础包括发酵技术、生物分离技术、蛋白质工程和生物感应技术等。
这些技术的研究和应用不仅可以提高药物的产量和质量,还可以为新药的研发和疾病的治疗提供有力的支持。
随着科技的不断进步,生化制药的工艺技术将会不断发展和完善,为人类的健康事业做出更大的贡献。
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。
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⽣物制药⼯艺学复习思考题答案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?( 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(3)天然⽣物药物(4)合成或半合成⽣物药物2.⽣物药物有哪些作⽤特点?(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)。
3.DNA重组药物主要有哪⼏类?举例说明之。
1)细胞因⼦⼲扰素(IFN)类药物(2)细胞因⼦⽩介素类和肿瘤坏死因⼦(3)造⾎功能药物(4)⽣长因⼦类药物(5)重组蛋⽩和多肽类激素(6)⼼⾎管病治疗剂与酶制剂(7)重组疫苗与治疗性抗体4.术语:药物与药品⽣物药物,DNA重组药物:⼜称基因⼯程药物,应⽤基因⼯程和蛋⽩质⼯程技术制造的重组活多肽,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。
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:是指将编码外源性抗原的基因插⼊到含真核表达系统的载体上,然后直接导⼊⼈或动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋⽩,该抗原蛋⽩可直接诱导机体产⽣免疫应答。
RNAi :在实验室中是⼀种强⼤的实验⼯具,利⽤具有同源性的双链RNA(dsRNA)诱导序列特异的⽬标基因的沉寂,迅速阻断基因活性。
生物制药工业工艺设计与优化生物制药工业在人类医疗领域中扮演着至关重要的角色,其发展也不断推动科技的进步。
在生产制药产品的过程中,工艺设计和优化是至关重要的步骤,它们直接影响着产品的质量和效率。
本文将从几个方面探讨生物制药工业工艺设计与优化的重要性和现状。
一、工艺设计的重要性在生产制药产品的过程中,工艺设计是整个过程的基础,必须具备合理性和可行性。
工艺设计需要考虑到生产能力、成本、质量等多个方面,保证产品的质量和数量。
此外,工艺设计还能提高生产效率,减少生产成本,降低生产的风险,是生产企业的一种核心竞争力。
二、现有技术生物制药工艺的设计与优化涉及到许多技术和管理方法,如生化工艺学、功能基因组学、生物反应器、离子交换层析等等。
1、生化工艺学生化工艺学是最基础的技术之一,它研究生物大分子在生命过程中的生物化学过程以及在实验条件下的制备方法。
它所涉及的关键技术包括酶学、生物催化、分子生物学等,这些技术在生物制药中有着重要的应用。
2、功能基因组学功能基因组学是一种基于基因组学的方法,用于分析生物体内的分子和细胞之间的功能关系,以发现潜在的途径来控制细胞活性。
其中的关键技术包括基因芯片、实时荧光定量PCR等。
3、生物反应器生物反应器是生产过程中非常重要的装备,其能够在最适合的温度、氧气、培养基、PH、搅拌等条件下培养细胞,使得生产的生物制品质量更稳定。
生物反应器的技术也在不断的改进和创新,以适应更高效和多样化生产的要求。
4、离子交换层析离子交换层析是生物制药中非常常用的技术,用于从生物混合物中分离蛋白质。
原理是利用对离子的吸附与解吸来分离不同的蛋白质,在这个过程中,离子交换树脂起到了非常重要的作用。
三、工艺优化的挑战随着生物制药市场的飞速增长和全球市场的日益竞争,将工艺优化视为降低商品成本和提高制药质量的方式是很有必要和合理的。
然而,生物制药产品的工艺优化面临着很多的挑战,包括以下几个方面:1、操作复杂,制程不稳定由于生物制品的复杂性,其生产过程也同样复杂,因此,操作人员需要掌握许多技术以保证其稳定性。
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。
生物制药工艺与技术是指利用生物材料,通过生物反应、生化分离及纯化等各种手段,从而制备具有特定物质结构和功能的药物制品的一系列工艺和技术。
在当前的医药产业中,生物制药已成为重要的发展方向之一,拥有广阔的市场前景和技术挑战。
一、生物制药工艺生物制药工艺主要包括制药生物工程、细胞培养技术、生物反应器、分离纯化等几个方面。
其中,制药生物工程是生物制药的核心技术,主要包括基因克隆、高效表达、选择性纯化等工艺。
生物反应器是生物制药生产线的关键设备,一般由反应器和配套的自动控制系统组成。
反应器的选择和设计既要考虑生物反应的需求,又要充分考虑工业生产的实际情况。
例如,生产规模的大小、养料的成本、生物反应器的维护成本等因素都必须严格控制。
生物制药生产过程中,存在着很多惟一性的技术难题,包括纯化、定量以及溶液和固体药物品种的开发等。
生物制药药物产生的克隆异构体多,且具有结构相对稳定,不会像化学合成药物那样受到温度、湿度等条件的影响,因此生产线的温度、湿度和氧气浓度等因素也需要严格控制。
二、生物制药技术生物制药技术是在生物制药工艺的基础上,进行的一系列深化和持续的创新。
近年来,在生物制药技术方面,蛋白质工程、高效筛选、高通量生产等技术都取得了显著进展。
蛋白质工程技术主要是针对蛋白质的结构与功能进行改变,通过基因重组技术调整蛋白质的氨基酸序列,产生新的蛋白质分子,以期望得到具有更好性能的新药物。
高效筛选技术是指针对产生的蛋白质药物,进行一系列的筛选和鉴定,以确定其性能与效果。
在高效筛选技术中,微阵列技术、高通量检测技术以及计算机模拟技术等都发挥着极为重要的作用。
高通量生产技术是指通过自动化技术,提高生产效率和质量的生物制药生产工艺。
高通量生产通过优化生产过程,实现低成本、高质量的大规模生产,为生物制药产业的进一步发展提供了有力的支撑和保障。
三、生物制药应用生物制药是化学合成药物之外的一种药物研究发展方式,具有高效、低毒、低副作用、无耐药性等优点。