10 生物技术制药 PPT课件

有限稀释法是把杂交瘤细胞悬液稀释后，加入到96孔细胞 培养板中，使每个孔中在理论上只含有一个细胞。第一次 克隆化时也要应用HT培养液，以后的克隆化可用不含HT的 RPMI1640培养液。由于单个细胞难以存活，克隆化时也需加 入饲养细胞辅助其生长。
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三、筛选阳(Yang)性克隆与克隆化
链抗体、单域抗体、最小识别单位等很多类 型的抗体或抗体单位。基本消除了单克隆抗 体的鼠源性，相对分子质量(Liang)只有完整抗体 分子的1/80~1/3，而且鼠源性单克隆抗体的 生物学活性如激活补体、促进吞噬功能（免 疫调理）、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用 等，只保留同抗原特异性结合的活性。
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三、筛选阳性克隆与(Yu)克隆化
（1）筛选阳性克隆： 因为产生特定抗原的抗体产生细胞只占所有脾细胞的5%左右，
所以要进行每孔培养上清的抗体活性的筛选工作，以选择出阳 性克隆，然后进行克隆化培养。 为了尽快地筛选出阳性克隆，必须采用微量、快速、特异、敏 感、简便并一次能检测大批标本的方法。常用的检测方法有免 疫(Yi)酶技术、免疫(Yi)荧光技术和放射免疫(Yi)技术等。一般来说， 免疫(Yi)酶技术和放射免疫(Yi)技术均适用于可溶性抗原及颗粒性 抗原的抗体检测。免疫(Yi)荧光技术适用于细胞抗原的抗体检测， 特别是制备以检测患者活检组织标本为目的的抗体时，免疫(Yi) 荧光法更有意义，在筛选抗体的同时，还能对所识别的抗原进 行定位判定。
1937年：Tiselius等人用电泳法将血清蛋白分为白蛋白、甲种 （）球蛋白、乙种（ ）球蛋白和丙种（ ）球蛋白，并证明
抗体活性主要存在于丙种球蛋白组分。 20世纪60年代初期：抗原决定簇，精制单价血清。

(一)冷冻干燥蛋白质药物制剂
冷冻干燥制备蛋白质类药物制剂主要考 虑两个问题：
一是选择适宜的辅料，优化蛋白质药物 在干燥状态下的长期稳定性。
二是考虑辅料对冷冻干燥过程一些参数 的影响，如最高与最低干燥温度，干燥 时间，冷冻干燥产品的外观等。
（二）喷雾干燥蛋白质药物制剂
喷雾干燥的特点是所得产品可以控制颗粒 大小与形状，生产出流动性很好的球状颗 粒。此项工艺对制备蛋白质类药物的控释 制剂特别是发展新的给药系统是很有用的 。 在喷雾干燥过程中也可加入稳定剂。 喷雾干燥的缺点是操作过程中损失大，特 别是小规模生产，水分含量高。
二、生物技术药物的研究概况
（3）蛋白质两性本质与电学性质
2. 表面活性剂 6. 大分子化合物 生物技术药物产品，目前国内外已批准上市的约40多种，正在研究的数百种之多，这些药物均属肽类与蛋白质类药物。
采用DNA重组技术或其他生物技术研制的蛋白质或核酸类药物，也称为生物技术药物。 (4)微球制剂；
3. 糖和多元醇 2、制剂中药物的活性测定；
吸收促进剂作用机制：
(1)增强药物的热力学运动，使药物不易 聚集，溶解性增加，易于吸收；
(2)改变上皮细胞的体积，使细胞间转运 更易进行；
(3)增加生物膜的流动性，使药物容易穿 过，或引起膜磷酯排列的混乱或是促 进膜中蛋白的沥滤；
(4)抑制药物的水解。
(一)鼻腔给药系统
鼻腔给药对多肽蛋白质药物在非注射剂型中是一个较有希 望的给药途经。由于鼻腔粘膜中动静脉和毛细淋巴管分布 十分丰富，鼻腔呼吸区细胞表面具有大量微小绒毛，鼻腔 粘膜的穿透性较高而酶相对较少，对蛋白质类药物的分解 作用比胃肠道粘膜为低，因而有利于药物的吸收并直接进 入体内血液循环。 为了提高蛋白质类药物鼻腔给药的生 物利用度，可采用吸收促，正在研究的数百种之 多，这些药物均属肽类与蛋白质类药物 。

1
质谱分析
2
利用质谱仪对蛋白质的质量和结构进行
精确分析。
3
纯化方法
通过离子交换、凝胶过滤、亲和层析等 技术，分离出目标蛋白质。
结构鉴定
通过X射线晶体学、核磁共振等技术确定 蛋白质的精确结构。
重组蛋白质的制备及分离
表达系统选择
根据蛋白质的特性和应用需 求，选择合适的表达系统。
蛋白质提取
利用细胞破碎和亲和层析等 技术，从细胞中提取目标蛋 白质。
纯化与分离
通过离子交换、凝胶过滤等 技术，纯化和分离出重组蛋 白质。
基于生物的药品质量控制
1 质量标准制定
2 生物活性测试
3 纯度和稳定性评估
根据药品特性和法规要求， 制定合理的质量标准。
通过细胞培养和活性测定， 评估药品的生物活性。
通过质谱和稳定性测试， 评估药品的纯度和稳定性。
生物制药新技术发展趋势
细胞培养技术
1
培养基制备
根据不同细胞类型和需求，制备适合细
细胞扩增
2
胞生长和生产的培养基。
利用细胞分裂能力，通过细胞培养技制细胞培养的生长与死亡过程，确保 细胞的稳定与高效。
生物反应器的类型与应用
发酵反应器
用于微生物发酵，产生重组蛋白 质、生物药物等。
生物反应器
适用于动物细胞培养，产生大规 模细胞培养物。
3 应用领域
生物制药技术广泛应用于药物、疫苗、抗体等生物制品的生产与开发。
基因工程在生物制药中的应用
基因修饰
利用基因工程技术对生物制 剂的基因进行修饰，增强其 表达能力和生物活性。
重组蛋白质生产
利用基因工程技术将目标基 因导入高表达宿主细胞中， 实现大规模高效产生重组蛋 白质。

基因工程药物研发流程
从基因克隆、表达载体构建、细胞转 化到药物生产，每一步都需要精心设 计和严格控制。
案例二：细胞治疗技术的临床应用
细胞治疗技术概述
细胞治疗是指利用自体或异体细胞来治疗疾病的方法，具有个体 化、疗效好等优点。
细胞治疗技术分类
根据所用细胞的种类，可以分为干细胞治疗、免疫细胞治疗等。
细胞治疗技术临床应用实例
的合成。
微生物工程技术应用实例
03
如青霉素的生产，通过发酵工程中的微生物培养技术，实现了
大规模生产，为抗生素的广泛应用奠定了基础。
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生物制药的物质基础
生物制药的物质基础是具有生物活性的蛋白质、多肽、核酸、糖类、脂 类等大分子物质。
03
生物制药的制备方法
生物制药的制备方法包括基因工程、细胞工程、酶工程和蛋白质工程等
生物技术手段。
生物制药的历史与发展
01 生物制药的起源
生物制药的起源可以追溯到20世纪初，当时人们 开始从天然生物体中提取具有药用价值的活性物 质。
02 生物制药的发展历程
随着生物技术的不断发展，生物制药经历了从天 然提取到基因工程、细胞工程等生物技术手段的 转变。
03 生物制药的未来展望
未来生物制药将更加注重个性化治疗和精准医疗 ，同时随着基因编辑技术的发展，基因疗法等新 型治疗手段将逐渐成为主流。
生物制药的分类与特点
按照来源分类
生物制药按照来源可以分为动物源生物药、植物源生物药和微生物 源生物药。
细胞治疗是指利用细胞来治疗疾病的 方法，未来细胞治疗将有更广泛的应 用前景。
05
案例分析
案例一：基因工程药物的研发与生产
基因工程药物概述

酶工程技术
酶的固定化
通过酶工程技术将酶固定在载体上，以提高酶的 稳定性和可重复使用性。
酶的改造与优化
通过酶工程技术对酶进行改造和优化，以提高酶 的活性、稳定性和选择性。
酶反应与催化
利用酶工程技术实现特定化学反应的高效催化， 以生产所需的化学品或药物。
蛋白质工程技术
蛋白质结构与功能分析
通过蛋白质工程技术对蛋白质的结构和功能进行深入研究和分析。
案例三：酶工程技术在药物生产中的应用
总结词
酶工程技术是利用酶催化特定化学反应的技 术，具有高效、专一、条件温和等特点，在 药物生产中具有广泛应用。
详细描述
酶工程技术可以用于生产手性药物、合成复 杂化合物等。目前已经应用于工业生产的酶 工程技术包括固定化酶技术、酶的定向进化 技术等。这些技术的应用提高了药物生产的 效率和品质，降低了生产成本。
生物技术制药
• 生物技术制药概述 • 生物技术制药的主要技术 • 生物技术制药的研发流程 • 生物技术制药的产业现状与前景 • 生物技术制药的挑战与对策 • 生物技术制药的案例分析
01
生物技术制药概述
生物技术制药的定义
生物技术制药是指利用生物技术方法，通过基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白 质工程等手段，开发和生产用于预防、诊断和治疗人类疾病的药品。
挑战 生物技术制药行业的国际贸易壁 垒和知识产权保护问题突出。
06
生物技术制药的案例分析
案例一：基因工程药物的开发与上市
总结词
基因工程药物是利用基因工程技术生产的药物，具有高效、特异性强等特点，在临床治疗中发挥了重 要作用。
详细描述
基因工程药物的开发涉及基因克隆、表达、纯化等多个环节，需要经过临床前研究和临床试验等阶段 。目前已经上市的基因工程药物包括胰岛素、人生长激素、促红细胞生成素等，这些药物在糖尿病、 侏儒症、贫血等疾病的治疗中发挥了重要作用。

次级代谢物——存在于某些生物中 （植物和微生物），并在一定的生 长期内出现的一类代谢类型，对基 本生命活动几乎无作用，产量较低， 但他们在抵抗恶劣环境，伪装躲避， 消除自身毒素等方面发挥作用.次级 产物的合成途径和产物的结构通常 是错综复杂、各不相同的，如抗生 素、酶抑制剂、免疫调节剂、生长 调节剂等。
复筛：
作平行样，多次实验，确证其所产 活性物质的能力和稳定性。
（四）、生产菌的改良
1、自然选育：对于退化、产量下 降，菌种不纯等现象，常进行自然 选育进行纯化。
2、诱变选育：诱变剂有物理和化 学两类，物理诱变剂常为紫外线、 X射线，激光等；化学诱变剂主要 是烷化剂、碱基类似物等。
3、杂交育种：优良性状的集中体 现，原生质体融合——遗传物质的 交换重组，再生后得到正常菌株。
4、基因工程改良菌种：目的基因， 载体，重组体，产量增加。
第三节 微生物药物的生物合成
（一）、微生物的代谢 微生物代谢是指微生物体内的化学
反应（包括合成和分解代谢）。 根据微生物在体内代谢过程中产生
的代谢产物在机体的不同作用，可 分为初级和次级代谢物。
初级代谢物——使营养物转变为机 体的结构物质和对机体具有生理活 性作用的物质。包括供机体进行生 物合成的各种小分子单体，前体和 多聚物。如酶、氨基酸等。
（5）糖肽类抗生素，抗革兰氏阳性 细菌和金黄色葡萄球菌，抑制细胞
壁粘肽的合成。如万古霉素。
（6）多烯类抗生素,作用于真菌， 与细胞膜中的固醇结合，膜受损， 胞内的一些物质钾离子、氨基酸和 核苷酸外漏，影响正常代谢，细胞 死亡。两性霉素合酶从而抑制转录）、氯霉素 （抑制蛋白质的合成）、磷霉素 （抑制肽聚糖前体的形成）。
（三）、新微生物药物的筛选

中国生物制药产业快速发展，市 场规模持续扩大。
技术创新能力提升
中国生物制药企业在研发、生产和 质量控制等方面取得显著进步。
政策支持力度加大
政府出台了一系列政策措施，支持 生物制药产业发展。
生物制药产业的挑战与机遇
挑战
新药研发成本高、周期长，市场竞争激烈，监管政策趋严等 。
机遇
人口老龄化带来市场需求增长，技术进步推动产业升级，国 际合作与交流机会增多等。
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分类
按照应用领域，生物技术可分为 农业生物技术、工业生物技术、 医学生物技术等。
生物技术的应用领域
01
02
03
04
农业
通过基因工程、细胞工程等技 术改良农作物和家畜，提高产
量和抗性。
工业
利用微生物工程、酶工程等技 术进行发酵、生物催化等，生 产食品、化学品、能源等。
医学
通过基因治疗、细胞治疗等技 术治疗疾病，以及利用抗体、
提升实验设计与操作能力：培训过程中，学员们 通过实际操作，提高了实验设计与操作能力，掌 握了生物制药生产过程中的关键技术和实验方法 ，为后续的研究和生产工作打下了坚实的基础。
培养创新思维与实践能力：培训注重培养学员的问题并寻求解决方案，提高了学员 的创新意识和解决问题的能力。
生物安全与伦理
关注生物技术的安全性和伦理问题， 制定相应的法规和伦理准则，确保技 术的可持续发展。
02
生物制药技术
生物制药的定义与分类
生物制药的定义
生物制药是指利用生物学、生物化学 和药学等学科的知识和技术，从生物 体中提取有效成分，用于预防、治疗 和诊断疾病的过程。
生物制药的分类
根据来源和用途，生物制药可以分为 抗生素、疫苗、血液制品、基因工程 药物等。

探讨如何加强生物制药领域的创新与合作
加强创新
为了推动生物制药领域的持续发展，需要不断加强创新。这包括加强基础研究、鼓励跨 界合作、培养高素质人才等方面。同时，还需要加强知识产权保护，激发创新活力。
加强合作
生物制药是一个高度交叉的领域，需要不同领域和专业之间的合作。因此，加强合作是 推动生物制药发展的重要途径。这包括加强国际合作、促进产学研一体化、建立公共服 务平台等方面。通过合作，可以共享资源、降低成本、提高效率，推动生物制药领域的
分析生物制药的未来发展方向与趋势
生物制药的未来发展方向
随着人类对疾病的认知不断深入，未来生物制药的发展方向将更加多元化。一方面，基于基因和细胞的治疗方法 将更加成熟和普及；另一方面，免疫疗法、微生物组疗法等新兴领域也将得到更广泛的应用和发展。
生物制药的趋势
未来生物制药的发展将更加注重个性化治疗和精准医疗。随着基因测序等技术的进步，人们将能够更加准确地诊 断和治疗疾病，同时也能够更好地预测和预防疾病的发生。此外，随着人工智能等新技术的应用，生物制药的研 发和生产过程也将更加智能化和高效化。
快速发展。
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利用生物制药技术可以开发出针对动物疫病的疫 苗，有效预防和控制动物疫情的传播。
生物药物在工业领域的应用
生物催化
利用酶作为催化剂，可以实现高 效、环保的化工生产过程，降低
能耗和减少废弃物排放。
生物材料
利用生物技术可以开发出具有优良 性能的生物材料，如可降解塑料、 生物纤维等，替代传统石化材料。
生物能源
基因工程制药技术的缺点在于其生产 过程较为复杂，需要高度专业化的设 备和技能，同时还需要考虑伦理和安 全等问题。

在血液循环中对机体的营养物、代谢产物、激素、 药物进行转输 蛋白名称 白蛋白 类脂蛋白 触珠蛋白 功能 结合并转输脂肪酸、色素、阳离子、维 生素C、药物 转输脂质、胆固醇、激素 转输循环中游离血红蛋白
转钴胺蛋白 转输维生素B2
⑵免疫球蛋白
构成体液免疫系统； 包括：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE
⑴生物组织与细胞的破碎 方法:
机械破碎法 压力法 反复冻融法 超声波振荡法 自溶法或酶解法
二 提 取
⑵ 提取
注意问题：
二 提 取
根据活性物质的性质，选择提取试剂种类 考虑提取试剂用量、提取次数、提取时间 注意提取温度、pH、变性剂
1、蛋白质类药物
（1）沉淀法
蛋白质胶体颗粒表面水化膜或电荷破坏，
种类 甲壳质 透明质酸 肝素 分布 低等动物外壳 脐带、皮肤 肺、肝、心 功能 止酸、消炎、降血脂、胆固醇 化妆品、烧伤 防止血栓
硫酸软骨素 软骨、喉骨、气官 关节炎、腰痛、抗血栓、心脏病
5.脂类药物
种类、分布与功能
种类 脑磷脂 卵磷脂 原卟啉 分布 脑、酵母菌 脑、蛋类卵黄 血红蛋白 功能 止血、防动脉硬化、神经衰弱 防动脉硬化、神经衰弱、肝病 止血、治疗静脉曲张 肝病、贫血
三 分 离 纯 化
7、氨基酸类药物
①沉淀法
三 分 离 纯 化
②吸附法 ③离子交换法
第二节 各种原料生产的药物特点、用途
人体来源的药物 动物来源的药物
植物来源的药物
海洋生物药物
Ⅰ 人体来源的药物
一、人体来源药物的特点与研究意义 二、人体来源药物的种类与用途 三、人体来源药物的制备实例 四、人体来源药物的研究前景
三 分 离 纯 化
蛋白质沉淀

预防
诊断 疾病的制品
治疗
二、分类
（一）按来源和制造方法
1. 动物来源 动物脏器 资源丰富
家畜： 猪、马、牛、羊
家禽： 鸡、鸭
海洋生物：海带、鲨鱼、海蛇
2. 微生物来源 优点：
发酵法
1）微生物及其代谢物资源丰富、开发潜力大
2）培养、繁殖快、产量高、成本低，
便于大规模工业生产，
不受原料、运输、保存、季节和资源供应影响
第三章
细胞工程技术概念
细胞 : 生物有机体形态结构和生命活动的基本单 位。
细胞工程：以细胞作为研究对象，运用细胞生物学、 分子生物学等学科的原理与方法，按照人们的意志设 计改造细胞的某些遗传性状，培育出新的生物改良品 种或通过细胞培养获得自然界中难以获得的珍贵产品 的新兴生物技术 细胞培养、细胞融合、细胞重组和遗传物质转移等
第一节 细胞培养技术
细胞培养： 生物体内某一块组织，用酶消化法分散成 单个细胞，接种至特定的培养容器中并给予必要的生 长条件，使其在体外生长繁殖的技术。
细胞生长所需的培养条件： 1. 足够的营养，
糖、氨基酸、维生素、无机盐等；
2. 生长环境，合适的温度、pH值、无菌条件。
一、动物细胞培养
动物细胞的培养： 先在无菌条件下用消化酶将组织
2．传代培养（或继代培养，subculture）
将细胞悬液转接分装到≥两个瓶中培养
传代培养。
分裂次数：正常细胞有限 一 般 人 正 常 细 胞 可 传 代 50 ～ 60 次 有 限 细 胞 系 （finite cell line）， 传代过程中可无限制生长繁殖的细胞系 连续细胞 系（continuous cell line）或已确立的细胞系 肿瘤细胞

3、杂交育种：优良性状的集中体 现，原生质体融合——遗传物质的 交换重组，再生后得到正常菌株。
4、基因工程改良菌种：目的基因， 载体，重组体，产量增加。
第三节 微生物药物的生物合成
（一）、微生物的代谢 微生物代谢是指微生物体内的化学
反应（包括合成和分解代谢）。 根据微生物在体内代谢过程中产生
10生物技术制药第8章
本章主要内容
第一节 微生物药物的产生菌 第二节 微生物药物产生菌的获得 第三节 微生物药物的生物合成
第一节 微生物药物的产生菌
微生物产生的药物以抗生素为主， 还有氨基酸、酶类和维生素类等多 种药物。自从抗生素应用于临床以 来，已报道的抗生素已有一万种左 右，每年以百计增加，已应用于临 床的抗生素有一百多种，在人类治 疗和预防疾病方面作出了巨大的贡 献。主要应用于抗炎、抗肿瘤、抗 病毒、抗原虫和抗动植物病毒等方 面。
的代谢产物在机体的不同作用，可 分为初级和次级代谢物。
初级代谢物——使营养物转变为机 体的结构物质和对机体具有生理活 性作用的物质。包括供机体进行生 物合成的各种小分子单体，前体和 多聚物。如酶、氨基酸等。
次级代谢物——存在于某些生物中 （植物和微生物），并在一定的生
长期内出现的一类代谢类型，对基
。 6、挑选 单菌落传斜面。
（三）、新微生物药物的筛选
初筛： 合适培养基及条件利于产生次级代
谢产物。 培养方式：固体，琼脂块转到活性
测定平皿中；液体，发酵液，测抗 菌活性。
筛选模型的要求：高专一性，高选 择性，高敏感性，快速反应性，高 稳定性。
1、常利用敏感菌作检定菌的琼脂 扩散法；
（4）、非核酸类的嘌呤、嘧啶碱基
次级代谢产物中的非核酸的嘌呤碱 基和嘧啶碱基是正常碱基经过修饰 后得到的。