微生物与生化制药1
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微生物制药一、名词解释1、微生物药物:微生物在生命活动过程中产生的具有生理活性(或药理活性)的次级代谢产物及其衍生物。
2、全化学合成法(化学合成法):当某些微生物药物的化学结构已经明确且结构简单时,采用全化学的方法进行合成,制取微生物药物。
世界上第一个全化学合成的微生物药物--氯霉素。
3、生物合成法(微生物发酵法):特定的微生物在一定的条件下生长繁殖,并在代谢过程中产生微生物药物。
利用微生物药物的特定理化性质,提取和精制发酵液中的微生物药物。
4、半化学合成法(半合成法):利用化学方法改进生物合成的微生物药物,获得性能更优良的微生物药物。
5、富集培养:在目的微生物含量较少时,根据微生物的生理特点,设计选择性培养基,创造有利的生长条件,使目的微生物在最适环境下快速生长繁殖,数量增加,由原来自然条件下的劣势种变为人工环境下的优势种。
6抗生素:微生物产生的次级代谢产物,具有抑制它种微生物的生命活动甚至杀死它种微生物的作用。
7原生质体融合:用脱壁酶处理将微生物的细胞壁除去,制成原生质体,然后在高渗溶液的条件下采用物理,化学或生物的助溶条件,促进原生质体的融合,从而获得异核体或重组子技术。
8半合成药物:对本身是天然药物的结构进行修改而生成的新药就是半合成药物。
9前体:微生物从外界吸收或在代谢途径中形成,可被进一步转变为最终产物的化合物。
10初级代谢:具有明确的生理功能,对维持生命活动不可缺少的物质代谢过程11次级代谢:微生物在一定的生长时期(稳定生长期),以初级代谢产物为前体,合成一些对微生物的生命活动没有明确功能的物质的过程。
12生源说:次级代谢产物分子中构建单位的各种原子的起源。
(构建单位=前体)13次级代谢产物的生物合成:各种构建单位在多种酶的作用下合成次级代谢产物的过程。
14致死温度:杀死微生物的极限温度。
15致死时间:在致死温度杀死全部微生物的所用时间。
16热死时间:在规定温度下杀死一定比例的微生物菌体所用时间。
药学的一级学科和二级学科药学专业培养具有化学生物学与基础医学背景,能够从事与药物合成、药物制剂、药物检验、药品生产与营销、新药研究与开发、质量控制,以及药学管理和教学工作的具有理学学士学位药学专门人才。
学生需掌握药物化学、药理学、生物化学、药剂学、天然药物化学、药物分析学等学科的基本理论和专业技能,学会药物制备、质量控制、药物与生物间相互作用、药效学与药物安全性评价等主要基本方法和技术。
一级学科药学包括药物化学、药剂学、生药学、药物分析学、微生物与生化药学、药理学六个二级学科。
(一)药物化学(100701)1、学科简介药物化学是一级学科药学下设的二级学科,本专业是培养能在科研与开发生产领域从事药物合成、药物设计和功能基因药物的研究,药品监督和管理的高级专业人才。
本专业的毕业生具有在高校、科研机构及企业从事教学、科研及新产品、新设备、新工艺的开发研究等专门技术工作的能力。
掌握现代化学合成药物和天然药物提取、合成新工艺和手性技术的研究方法,能独立地、创造性地开展新药研究与开发,具有分析问题、解决复杂疑难问题的能力。
2、培养目标本专业主要培养具有药学、管理学、经济学、法学等相关的知识和技能,能在药品部门及相关机构从事药物化学分析、药事与企业管理、策划以及教学、科研等方面的工作,探索药物化学事业科学发展规律的复合型高级人才。
3、研究方向01糖化学与化学生物学02药物分子设计与合成03计算机辅助药物设计04药物分析与药物传输05手性药物的不对称合成06天然活性物质与先导化合物07应用药物化学(注:各大院校研究方向有所不同。
)4、就业前景药物化学专业的毕业生就业前景还是不错的,尤其是男生就业比较乐观,在药学领域,单从技术上考虑,药物化学是最有前途的,薪资也比较高。
该专业的毕业生就业方向为各类药物研究单位,有机化学研究所、医药生产企业和药政机构等单位,也可从事高等学校的教学工作。
(二)药剂学(100702)1、学科简介药剂学是关于药品的一门科学,它涉及药品研发、制造及其配制和贮存,以及药品特征、纯度、成分和功效的检测;同时还是研究药物剂型的基本理论、处方设计、制备工艺、质量控制和合理使用等内容的综合性应用技术科学。
微生物学在制药工程专业中的应用自古以来,人类在日常生活和生产实践中,已经觉察到微生物的生命活动及其所发生的作用。
中国的《神衣本草经》中,有白僵蚕治病的记载。
《左传》中,有用麦曲治腹泻病的记载。
《医宗金鉴》中,有关于种痘方法的记载。
1796年,英国人琴纳发明了牛痘苗,为免疫学的发展奠定了基石。
什么是微生物?微生物是肉眼看不见或看不见的所有微生物的总称。
它们都是低水平生物,体积小(一般<0.1mm),结构简单。
微生物学是生物学的一个分支。
它在分子、细胞或种群水平上研究各种微生物的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律,并将其应用于工业发酵领域,医疗卫生和生物工程。
其根本任务是探索、利用和保护有益微生物,控制、消除或转化有害微生物,为人类社会进步服务。
本文主要研究微生物学在制药工程中的应用。
一、微生物学在制药专业的重要性在药理学中,抗生素的作用机制需要与真菌和细菌细胞结构的分析联系起来。
抗菌药物主要有四种作用机制:第一,抗菌药物抑制细胞壁的形成;第二,当细胞膜起作用时,抗生素可以抑制它;第三,细菌细胞蛋白在形成过程中会受到抗生素的影响;第四,细菌在形成过程中会受到抗生素的抑制。
在药物制剂中,微生物一旦将药物污染后,将会分解药物中的有效成分,改变药物的性质,进一步促使药物失去效果,除此之外,存在于药物中的代谢微生物也会给人们身体带来损伤。
为了尽量避免污染微生物,需要在清洁、干净的室内生产药物制剂。
决定清洁室内空气清洁度的是药物的品级、试剂类型、生产环节等步骤所产生的质量技术要求。
gpm在此方面也做出了详细的要求。
在生物制药发酵过程中,最关键的因素是微生物。
微生物也是生物制药的重要物质来源。
微生物发酵技术是获得生物制药原料的主要途径。
因此,微生物菌种的培养和保存、微生物的培养以及微生物发酵的全过程控制已成为生物制药技术的保障。
大多数微生物产品是由微生物或其加工代谢产物制成的。
微生物发酵技术在制药和生物工程中的应用微生物发酵技术是指利用微生物生物化学合成能力和代谢功能,通过优化培养基、控制发酵条件,使微生物在一定条件下进行生长繁殖、代谢产生需要的化合物的过程。
因其具有高效、环保、低成本等优势而被广泛应用于制药和生物工程等领域。
一、微生物发酵技术在制药中的应用1. 抗生素的生产抗生素是指可抑制或杀灭生物体中某些细菌的一类药物。
抗生素的生产利用了各种微生物的生物合成能力,如链霉菌发酵产生的青霉素、放线菌发酵产生的红霉素等。
此外,利用微生物在发酵过程中产生的化合物,可以进一步合成各种新型抗生素,如头孢菌素、青(黄)霉素等。
2. 激素的生产激素是神经系统、内分泌系统和免疫系统等多种生理系统中起调节作用的活性物质。
有些激素是人体无法合成的,需要通过发酵技术进行生产,如生长激素、胰岛素等。
3. 人类蛋白质类药物的生产人类蛋白质类药物包括生长因子、免疫调节剂、抗体等,具有特异性强、生物活性高、体内生存时间长等优点。
这些药物基本上都需要通过发酵技术进行生产,如重组人生长激素、重组人干扰素、单克隆抗体等。
二、微生物发酵技术在生物工程中的应用1. 生物酶的生产生物酶是一类可以加速生物反应速度的酶类物质。
利用微生物发酵技术合成酶,具有高产量、低成本、反应速度快等优点,广泛应用于制药、生化、食品加工、环境保护等领域。
如淀粉酶、葡萄糖氧化酶、抗体酶、纤维素酶等。
2. 生物质能的转化生物质能是指可转化为生物燃料或化学原料的生物物质。
利用微生物发酵技术将生物质能转化为生物酒精、乙酸、丙酮、酮等,可以替代传统化石能源,减少对环境的影响,开发可持续能源。
如生物柴油的生产,利用微生物对生物质进行发酵,生成油酸甲酯,再去水、纯化、异构等工艺制取生物柴油。
3. 基因工程基因工程是指通过对基因结构、序列进行修改、组合、转移等手段,使生物产生新的特性、新的功能的技术。
微生物发酵技术是基因工程的一个重要应用领域,可以将外源基因导入生物体中,利用其代谢和遗传特性生产各种转基因产物,如转基因大豆、转基因玉米、转基因棉花等。
第二章 生物制药的基本技术 一,基本制造方法:1、提取法2、发酵法3、化学合成4、组织培养法5、现代生物技术。
生化制药的六个阶段 :1. 原料的选择和预处理 2. 原料的粉碎3. 提取:从原料中经溶剂分离有效成分,制成粗品的工艺过程。
4. 纯化:粗制品经盐析、有机溶剂沉淀、吸附、层析、透析、超离心 、膜分离、结晶等步骤进行精制的工艺过程。
5. 浓缩、干燥及保存6. 制剂:原料药(精制品)经精细加工制成片剂、针剂、冻干剂、粉剂等供临床应用的各种剂型。
二,生化药物提取的一般工艺流程:生物材料、发酵或培养液↓预处理(清洗、加热、调pH 、凝聚、絮凝)↓细胞分离(沉降、离心、过滤)↓细胞↓细胞破碎(高压均质处理、研磨、溶菌处理)↓收集上清液↓初步纯化(沉淀、吸附、萃取、过滤)↓高度纯化(离子交换色谱、亲和色谱、疏水色谱、吸附色谱及电泳等)↓成品加工(无菌过滤、超滤、浓缩、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等).。
三,原料选择的基本准则:1、在大量的信息资料和实践经验的基础上,选择目标原料。
2、选择有效成分含量高的新鲜材料;3、来源丰富易得;4、制造工艺简单易行;5、成本比较低;6、原料的采集不破坏生态环境, 选择对环境友好的原材料资源,防止生物入侵。
四,原料预处理方法:1、动物组织先要剔除结缔组织、脂肪组织等非活性部分;植物种子去壳除脂;微生物要进行菌体与发酵液分离等基本操作。
便于贮存和运输。
2、冷冻法预处理:有些材料要冷冻保存或低温保存,以便抑制微生物和酶的作用。
3、有机溶剂除去部分水分:用丙酮或乙醇进行脱水和脱脂,有利于贮存。
五,原料的粉碎(3点):动物脏器组织:常用绞肉机机械法粉碎;植物肉质组织:常用磨碎法;微生物:常用自溶、冷热交替、加砂研磨、超声、加压等 处理方法。
1.机械法:组织捣碎机、匀浆器、研钵、球磨机、万能粉碎机、绞肉机、击碎机、刨片机。
动物组织多在冰冻状态绞碎、溶浆。
2.物理法:A 、反复冻融法:把待破碎的样品冷至-20℃-15℃ ,使之凝固,然后缓慢的溶解,如此反复操作,大部分动物性细胞及细胞内的颗粒可以破碎。