生物制药工艺学

生物制药工艺学

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加工制造而成的一大类用于预防、诊断、治疗和康复保健的制品。

生物药物四大类型:?基因重组多肽、蛋白类治疗剂?基因药物?天然生物药物?合成与部分合成的生物药物

3、生物技术制药是运用现代生物技术(包括基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程)，尤其是重组DNA技术和单克隆抗体技术，生产多肽、蛋白质、激素和酶类药物以及疫苗、单抗和细胞因子类药物等。

4、生物技术药物理化性质:?生物材料中的有效物质含量低，杂质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?生物药物制剂有特殊要求 1、生物活性物质提取方法:?酸碱盐水溶液提取法?表面活性剂提取法与反胶束提取法?有机溶剂提取?双水相萃取?超临界萃取技术。

2、生物活性物质浓缩与干燥方法:?盐析浓缩?有机溶剂沉淀浓缩?用葡聚糖凝胶浓缩?用聚乙二醇浓缩?超滤浓缩?真空减压浓缩与薄膜浓缩

3干燥常用的方法有膜式干燥、气流干燥、减压干燥

4、菌种保存法:?斜面低温保存法、?液体石蜡封藏法、?冷冻干躁保藏法、?液氮超低温保藏法、?甘油冷冻保藏法、?其他干燥保藏法。

5、固化酶是指借助与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 酶的固定化方法:吸附法、包埋法、交联法、共价键结合法

1、细胞培养液的预处理:?细胞及蛋白质的处理，包括加入凝聚剂、加入絮凝剂、变性沉淀、吸附、等电点沉淀以及加入各种沉淀剂;?多糖的去除;?高价金属离子的去除，包括离子交换法和沉淀法。 2、细胞破碎方法:机械法(匀浆法、珠磨法、超声法);物理法(干燥法、冻融法、渗透压冲击法);化学法(化学试剂处理、制成丙酮粉、酶解法)生物法(酶解法组织自溶法)

3、生物大分子分离纯化原理，1根据分子形状和大小不同进行分离如差速离心2根据分子电离性质差异分离如电泳法3根据分子极性大小及溶解度不同分离如溶剂提取法盐析法，4根据物质吸附性质不

同如吸附层析法5根据配体特异性如亲和层析法

1、料液与萃取剂接触后，料液中的溶质向萃取剂转移的过程称为萃取，达到萃取平衡后，大部分溶质转移到萃取剂中，这种含有溶质的萃取剂溶液叫做萃取液，而被萃取出溶质的料液称为萃余液 2、影响萃取的因素:?乳化和破乳化?PH ?温度和萃取时间?盐析作用的影响?溶剂的种类、用量及萃取方式的选择

3、双水相萃取法是不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，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

4、影响双水相萃取因素:?成相高聚物的分子量?成相聚合物的浓度(界面张力)?电化学分配(盐类的影响)?疏水效应?温度及其他因素

6超临界萃取操作方法:恒温萃取，恒压萃取，吸附法。

5、超临界流体萃取技术SCF又称压力流体萃取、超临界气体萃取。临界溶剂萃取等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异增加物质溶解能力来进行分离纯化的技术 6、工业萃取步骤?混合 将料液和萃取剂混合?分离

将混合液通过离心分离设备或其他方法分成萃取相和萃余相?溶剂回收

1、盐析法是利用各种生物分子在浓盐溶液中的溶解度差异，通过向溶液中引入一定量的中性盐，使目的物或杂化蛋白以沉淀形式析出，从而达到纯化目的的方法

2、盐析法分为两类:?在一定的PH和温度下改变离子强度进行盐析，称Ks盐析法;?在一定离子强度下改变PH 温度进行盐析，称β盐析法。 3、影响盐析的因素:无机盐的种类、溶质(蛋白质等)的种类、蛋白质浓度的影响、温度、PH 4、有机溶剂沉淀法:在蛋白质溶液中，加入与水互溶的有机溶剂，能显著的减小蛋白质的溶解度而发生沉淀。

5、影响沉淀效果因素:有机溶剂的种类及用量、ph、温度、无机盐的含量、某些金属离子的助沉淀作用、样品浓度。

6、等电点沉淀法:对于两性物质，等电点时静电荷为零，使稳定的双层电子及水化膜变弱或破坏，分子间排斥电位降低，吸引力增大，相互聚集，产生沉淀。

7、结晶过程:?形成过饱和溶液?晶核形成?晶体生长

8、过饱和溶液形成方法:?蒸发法?共沸蒸馏结晶?温度诱导法?透析结晶?盐析结晶法?微量扩散?有机溶剂结晶法?等电点法?化学反应结晶法。

1、吸附法:指利用吸附作用，将样品中的生物活性物质或杂质吸附于适当的吸附剂上，利用吸附剂对活性物质和杂质间吸附能力的差异，使目的物和其他物质分离，达到浓缩和提纯的目的的方法 2、按照吸附剂和吸附物之间作用力的不同，分为物理吸附和化学吸附

3、影响吸附的因素:?吸附剂的特性?吸附物的性质?吸附条件?吸附物浓度与吸附剂用量。 吸附剂按化学结构分类:1有机吸附剂:活性炭，淀粉，纤维素2无机吸附剂:白陶土，氧化铝，硅胶，碳酸钙。

4 大孔网状聚合物吸附剂的类型:非极性，中等极性，极性，强极性。

1、凝胶层析分离原理V=V+kVVe淋出体积 Vo粒间体积 K分配系数 Vi总孔体积e0di 凝胶层析的分离过程是在装有多孔物质填料的柱中进行的。一个填料的颗粒含有许多不同大小的孔。这些孔对于溶剂分子来说是很大的，他们可以自由地扩散出入。根据溶质分子大小往孔中扩散，大的溶质分子只能占有比较少的孔，而小的溶质分子除去大孔还可以占有另外一些较小的孔。所以随着溶质分子尺寸的减小可以占有的孔体积迅速增加。当具有一定分子量分布的高聚物溶液从柱中通过时，较小的分子在柱中停留时间比大分子停留的时间要长，于是样品各组分即按分子大小顺序而分开，最先流出的是较大的分子。

2规格型号数字含义如SephadexG25每千克干胶吸水量为2.5ml

2、分离形式:?类分离是指将分子量极为悬殊的两类物质分开;?分级分离是要将分子量相差不很大的大分子物质加以分离。

3、增加有效床高的方式:串联层析和循环层析

1、离子交换法是利用溶液中各种带电粒子与离子交换剂之间结合力的差异进行物质分离的操作方法。 离子交换树脂有三部分构成:1惰性的不溶性高分子固定骨架又称载体2与载体以共价键连接的不能移动的活性基团，为功能基团3与功能基团以离子键联结的可移动的活性离子，为平衡离子(或反离子)。

2、离子交换树脂分类:阳离子交换树脂(强酸型、中酸型弱酸型)和阴离子交换树脂 7离子交换树脂过程:?A+从溶液扩散到树脂表面?A+从树脂颗粒表面扩散到交换中心? 离子A+与平衡离子B+交换?B+从交换中心扩散到粒子表面?B+穿过水膜再扩散到溶液中 3、影响树脂性能的因素:?离子交换树脂具有的功能基团形式和数目?树脂的交联度?树脂骨架和平衡离子

4、影响离子交换选择性的因素:离子水合半径、离子化合价、离子浓度，溶液环境的酸碱度，有机溶剂，树脂交联度，活性基团的分布和性质，载体骨架

5、离子交换操作一般分为静态和动态两种

6、色谱聚焦是一种根据蛋白质的等电点，结合离子交换技术的大容量色谱，是一种高分辨率的新型的蛋白质纯化技术。

1、亲和层析对载体的要求:?载体必须能充分功能化，就是说要具有足够数量的功能基团，能方便的引入多个化学活性基团，以供与配基进行共价键连接之用?载体必须有较好的理化稳定性和生物惰性，尽量减少非专一性吸附?载体必须具有高度的水不溶性和亲水性?载体应具有多孔的立体网状结构，能使被亲和吸附的大分子自由通过?理想的亲和层析载体外观上应为大小均匀的刚性小球，这样在层析柱中才能保持良好的疏通

2、配基选择因素:?配基与配体有足够大的亲和力?配基的浓度?配基偶联的位置?配基分子的大小?配基的类型。

3亲和纯化技术要点?寻找可与底物S专一可逆结合的配基?将配基L通过共价键偶联到基质?L与S吸附并与杂志分离将杂志洗出?洗脱目标物。

3亲和层析过程?配基固定化选择合适配基和不溶性的支撑载体偶联?吸附样品亲和层析介质选择性

吸附酶杂质与层析介质间没有亲合作用?样品解吸，选择适宜条件使被吸附的亲和介质上的酶和其他物质解吸下来

2理想配基要求?配基与载体有足够大的亲和力?配基与配体的结合时专一的?配基应该具有化学性质

2为什么插手臂有时候用小分子物质作为配基直接偶联至琼脂糖凝胶珠粒上制备亲和层析介质时尽管配基和梅间的亲和力在合适范围内但其吸附容量往往很低，由于梅的活性中心常是埋藏在其结构内部他们与介质的空间障碍影响与其亲和配基的作用于是...

2配基类型特殊配基和通用配基

2非专一吸附情况?离子效应?疏水集团?复合亲和力

3、影响吸附剂亲和力的因素:?配基浓度?空间障碍?配基与载体的结合位点?载体孔径?微环境 4、配基与间隔臂连接286左右。。。。臂的知识点;6个碳原子

琼脂糖衍生物

4、亲和层析洗脱分为:?非专一性洗脱?特殊洗脱?专一性洗脱 5、亲和萃取:利用偶联亲和配基的PEG为成相聚合物进行目标产物的双水相萃取，可在亲和配基的亲和结合作用下促进目标产物在PEG相的分配，提高目标产物的分配系数和选择性，这就是亲和萃取，又称亲和分配。

6、亲和反胶团萃取:是指在反胶团相中除通常的表面活性剂外，添加一种头部为亲和配基的表面活性剂与目标分子的亲和结合作用，促进目标产物在反胶团相的分配，提高目标产物的分配系数和反胶团萃取分离的选择性

7、亲和沉淀是生物亲和相互作用与沉淀分离相结合的蛋白质类生物大分子的分离纯化技术 1、离心机分类:按转速高低及是否有冷冻分类(普通，高速，超速)按结构分类(台式，立式，沉降式，转头式，电动式)按工作性质分类(制备型，实验室用)按操作方式(连续，人工卸料) 2、转子分类:?角度转子?水平转子?区带转子?垂直转子?连续离心转子?细胞洗脱转子 、离心方法:差分离心法，速度区带离心法，等密度区带离心法 3

4用于制作透析膜的高聚物的特点:在使用的溶剂介质中能形成具有一定孔径的分子筛样薄膜，2化学上有惰性3有良好的物理性能 341

5超滤膜构造，各向异性膜，该类膜正反两面的结构不一样，膜质分为两层功能层和支持层，功能层决定膜的选择透过性质，支持层增大了它的机械强度。

1、可以做透析膜的材料有禽类嗉囊、兽类膀胱、羊皮纸、玻璃纸、硝化纤维薄膜等，人工透析膜多以纤维素的衍生物为材料，目前常用的是赛珞玢透析膜。

2、用于制造透析膜的高聚物具有一下特点:?在使用的溶剂介质中能形成具有一定孔径的分子筛样薄膜;?在化学上呈惰性;?有良好的物理性能。

4、截留分子量:指阻留率达90%以上的最小被截留物质的分子量，表示了每种超滤膜所额定的截留溶质分子量的范围。

5、浓差极化现象:外源压力迫使分子量较小的溶质通过薄膜，而大分子被截留于膜表面，并逐渐形成浓度梯度，这就是浓差极化现象。 6、工业超滤膜装置形式有组合板式，管式，螺旋卷式，中空纤维式。

1、HPLC的分离依据是样品中各组分之间带电性、极性、疏水性、分子大小、等电点、亲和性、螯合性等理化性质的差异。实验中将样品导入柱头，流动相在高压泵的作用下，其流量被准确控制地通过色谱柱，样品中各组分在色谱柱中形成差速迁移，按时间的先后流出色谱柱，然后进行检测和分部收集。