生物制药第二章 工艺基础
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生物制药工艺学 2工艺基础
僧袍芋螺
海鞘来源的抗癌肽 Didemnin B
Didemnin B是一种由7个氨基酸和2个羧 酸组成的带有分枝的环缩肽,既能抑制蛋 白质的合成,也能抑制DNA、RNA的合 成,对黑色素瘤B16细胞周期作用的研究 表明,它可杀伤各期细胞,尤以G1至S期细 胞敏感 ，它可快速完全介导HL-60细胞 凋亡。目前Didemin B已能够人工全合 成,该药完成了临床Ⅱ期实验,最有希望 开发成治疗癌症的新药。此外第二代 didemnins-脱氢didemnins B(aplidine)现 也已进入临床实验。
流体 CO2 SO2 N2O 水 氨 苯 甲苯 甲醇 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 乙烯
临界温度（℃） 31.06 157.6 36.5 374.3 132.4 288.9 318.5 240.5 —88.7 —42.1 10.0 36.7 9.9
临界压力（105Pa） 73.9 79.8 72.7 224.0 114.3 49.5 41.6 81.0 49.4 43.2 38.5 34.2 51.9
第二章 生物制药工艺技术基础
Basis of biopharmaceutical technology
第一节生物制药工艺技术基础
天然生化药物：
以人体、动物、植物、微生物和海洋生物为原料， 应用生物化学的原理、方法与生物分离工程技术加 工制造的一大类天然生物药物。
生物制药的主要流程： 生物材料的获得——生物活性物质的提取— —有效成分的分离纯化—— 后处理及制剂
反胶束相
混合器1 分离器1
进料 前萃取
混合器2
出料
分离器2
后萃取
应用
（一）蛋白质类药物 如蛋白酶、脂肪酶等
（二）、氨基酸 亲水性不同,疏水氨基酸主要在反胶束界面;亲 水性氨基酸在反胶束内部极性水中
生物制药工艺学习题(含复习资料
生物制药工艺学习题集（含答案）第一章生物药物概述一、填空：1、我国药物的三大药源指的是化学药物、生物药物、中药2、现代生物药物已形成四大类型，包括基因重组多肽和蛋白质、基因药物、天然生化药物、合成与部分合成的生物药物3、请写出下列药物英文的中文全称：（）干扰素、()白介素、（）集落刺激因子、（）促红细胞生成素、（）表皮生长因子、（）神经生长因子、（）重组人生长激素、（）胰岛素、（）人绒毛膜促性腺激素、促黄体生成素、超氧化物歧化酶、组织纤溶酶原激活物4、常用的β-内酰胺类抗生素有青霉素、头孢菌素；氨基糖苷类抗生素有链霉素；大环内酯类抗生素有红霉素；四环类抗生素有土霉素；多肽类抗生素有杆菌肽；多烯类抗生素有两性霉B；蒽环类抗生素有阿霉素5、嵌合抗体是指用人源抗体恒定区替换鼠源抗体恒定区，保留抗体可变区；人源化抗体是指抗体可变区中仅（决定簇互补区）为鼠源，其（骨架区）及恒定区均来自人源。
6、基因工程技术中常用的基因载体有质粒、噬菌体（）、黏粒（）、病毒载体等。
二、选择题：1、以下能用重组技术生产的药物为（B）A、维生素B、生长素C、肝素D、链霉素2、下面哪一种药物属于多糖类生物药物（C）A、洛伐他汀B、干扰素C、肝素D、细胞色素C3、能用于防治血栓的酶类药物有（D）A、 B、胰岛素 C、天冬酰胺酶 D、尿激酶4、环孢菌素是微生物产生的（A）A、免疫抑制剂B、酶类药物C、酶抑制剂D、大环内酯类抗生素5、下列属于多肽激素类生物药物的是（D）A、 B、四氢叶酸 C、透明质酸 D、降钙素6、蛋白质工程技术改造的速效胰岛素机理是（D）A. 将猪胰岛素B30位改造为丙氨酸，使之和人胰岛素序列一致B. 将A21位替换成甘氨酸，B链末端增加两个精氨酸，使之在4溶液中可溶C. 将B29位赖氨酸用长链脂肪酸修饰，改变其皮下扩散和吸收速度D. 将人胰岛素B28位与B29位氨基酸互换，使之不易形成六聚体三、名词解释：1、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2、生物药物（）：是以生物体、生物组织或其成份为原料（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3、基因药物（）：是以基因物质（或及其衍生物）作为治疗的物质基础，包括基因治疗用的重组目的片段、重组疫苗、反义药物和核酶等4、反义药物：是以人工合成的十至几十个反义寡核苷酸序列，它能与模板或互补形成稳定的双链结构，抑制靶基因的转录和翻译，从而达到抗肿瘤和抗病毒作用5、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、细胞及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6、干涉（，）：是指在生物体细胞内，引起同源的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程7、( ) ：是一种小分子（~21-25核苷酸），由（Ⅲ家族中对双链具有特异性的酶）加工而成。
2第二章--生物制药工艺基础
第二节 微生物制药工艺技术基础
一、菌种的分离与筛选
1．含菌样品收集 2. 富集培养：“投其所好”，“取其所抗” 3. 菌种纯化：（1）平板划线法 （2）稀释平板法 4. 性能测定（菌种复筛）
（1）平板划线法
是将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀 释而达到分离的目的。固体培养基四区划法接种法步骤：
二、菌种的选育与保藏
1．自然选育
依据自发突变原理，通过不断分离、筛选，除去 衰变菌落，从中选择维持原有生产水平的菌株或高产 突变株，达到纯化、复壮、稳定生产目的。
单孢子菌悬液的制备→分离→单菌落培养→筛选
2．诱变育种
指有意识地将生物体暴露于物理的、化学的或生物的一种 或多种诱变因子，促使生物体发生突变，进而从突变体中 筛选具有优良性状的突变株的过程。
优点是生产规模大、蒸发温度低、速度快， 目的是除去挥发性溶剂，保持物料生物活性， 加速蒸发原理是使液体形成薄膜，增加气化表面
积。
世界上最大的具有80m2蒸发面 积的薄膜蒸发器。
实验室常用真空旋转蒸发仪。
薄膜蒸发器
2.干燥
使物质从固体或半固体状经除去存在的水分或它种 溶剂，从而获得干燥物品的过程。
第二章 生物制药工艺技术基础
Basis of biopharmaceutical technology
生化制药工艺技术基础 微生物制药工艺技术基础 生物技术制药工艺技术基础 生物制药中试放大工艺设计 生物药物的研究与新药申报
本章学习目标
掌握：生化活性物质的提取、分离和纯化； 微生物菌种选育和培养。
②pH；
③盐；
④表面活性剂。
四、生化活性物质浓缩与干燥
1.浓缩方法： 生化活性物质的热不稳定性 ①盐析，中性盐硫酸铵沉淀蛋白（酶）； ②有机溶剂沉淀，生物大分子溶液
生物制药工艺学第二章
• 1、实验研究阶段：生产用菌、毒种和细胞株的构建、培养、遗传稳 定性和生物组织选择，有效成分的分离、结构特性及质检方法
• 2、小量实验阶段：确定配方及给药方式，制备工艺和检定，临床前 安全性及有效性实验，确定是否可称为新药
• 3、中间试制阶段：（1）工艺、产量、质量，可否放大；（2）产品 质量标准、检定方法和保存稳定性资料，参考品或对照品；（3）全 面系统完成临床前研究工作；（4）提供自检和中国药品生物制品检 定研究院复检报告及能满足临床试验研究用量的连续三批产品；（5） 制定完善的制造检定试行规程和产品使用说明书。
一、生物药物的研究开发过程
• （三）临床试验研究阶段 • 1、I期临床试验 • 2、II期临床试验 • 3、III期临床试验 • 4、ＩＶ期临床试验
二、生物药物的新药申报
• （一）生物药物新药申请和生物制品的分类 • 新药申请：未曾在中国境内上市销售的药品的注
册申请。P95 • 治疗用生物制品分类：15类 PP96 • （二）新药注册申请应报送资料 • 1、综述资料；2、药学研究资料；3、药理毒理
研究资料；4、临床试验资料；5、其他
Hale Waihona Puke 第六节 生物药物的研究与新药申报• 一、生物药物的研究开发过程
一、生物药物的研究开发过程
• 生物药物的研究开发过程一般有以下3个阶段 • （一）制定研究计划和制备新化合物阶段 • （二）筛选和临床前研究阶段
• 2、小量实验阶段：确定配方及给药方式，制备工艺和检定，临床前 安全性及有效性实验，确定是否可称为新药
• 3、中间试制阶段：（1）工艺、产量、质量，可否放大；（2）产品 质量标准、检定方法和保存稳定性资料，参考品或对照品；（3）全 面系统完成临床前研究工作；（4）提供自检和中国药品生物制品检 定研究院复检报告及能满足临床试验研究用量的连续三批产品；（5） 制定完善的制造检定试行规程和产品使用说明书。
一、生物药物的研究开发过程
• （三）临床试验研究阶段 • 1、I期临床试验 • 2、II期临床试验 • 3、III期临床试验 • 4、ＩＶ期临床试验
二、生物药物的新药申报
• （一）生物药物新药申请和生物制品的分类 • 新药申请：未曾在中国境内上市销售的药品的注
册申请。P95 • 治疗用生物制品分类：15类 PP96 • （二）新药注册申请应报送资料 • 1、综述资料；2、药学研究资料；3、药理毒理
研究资料；4、临床试验资料；5、其他
Hale Waihona Puke 第六节 生物药物的研究与新药申报• 一、生物药物的研究开发过程
一、生物药物的研究开发过程
• 生物药物的研究开发过程一般有以下3个阶段 • （一）制定研究计划和制备新化合物阶段 • （二）筛选和临床前研究阶段
生物制药工艺学习题集
⽣物制药⼯艺学习题集⽣物制药⼯艺学习题集第⼀章⽣物药物概⼀、填空：1、我国药物的三⼤药源指的是、、。
2、现代⽣物药物已形成四⼤类型，包括、、、。
3、请写出下列药物英⽂的中⽂全称：IFN（Interferon）、IL(Interleukin) 、CSF（Colony Stimulating Factor）、EPO （Erythropoietin）、EGF（Epidermal Growth Factor）、NGF（Nerve Growth Factor）、rhGH（Recombinant Human Growth Hormone）、Ins（Insulin）、HCG（Human Choriogonadotrophin）、LH 、SOD 、tPA4、常⽤的β-内酰胺类抗⽣素有、；氨基糖苷类抗⽣素有；⼤环内酯类抗⽣素有；四环类抗⽣素有；多肽类抗⽣素有；多烯类抗⽣素有；蒽环类抗⽣素有5、嵌合抗体是指⽤替换，保留；⼈源化抗体是指抗体可变区中仅为⿏源，其及恒定区均来⾃⼈源。
6、基因⼯程技术中常⽤的基因载体有、、、等。
⼆、选择题：1、以下能⽤重组DNA技术⽣产的药物为（）A、维⽣素B、⽣长素C、肝素D、链霉素2、下⾯哪⼀种药物属于多糖类⽣物药物（）A、洛伐他汀B、⼲扰素C、肝素D、细胞⾊素C3、能⽤于防治⾎栓的酶类药物有（）A、SODB、胰岛素C、L-天冬酰胺酶D、尿激酶4、环孢菌素是微⽣物产⽣的（）A、免疫抑制剂B、酶类药物C、酶抑制剂D、⼤环内酯类抗⽣素5、下列属于多肽激素类⽣物药物的是（）A、ATPB、四氢叶酸C、透明质酸D、降钙素6、蛋⽩质⼯程技术改造的速效胰岛素机理是（）A. 将猪胰岛素B30位改造为丙氨酸，使之和⼈胰岛素序列⼀致B. 将A21位替换成⽢氨酸，B链末端增加两个精氨酸，使之在pH4溶液中可溶C. 将B29位赖氨酸⽤长链脂肪酸修饰，改变其⽪下扩散和吸收速度D. 将⼈胰岛素B28位与B29位氨基酸互换，使之不易形成六聚体三、名词解释：1、药物Medicine(remedy)2、⽣物药物（biopharmaceutics）3、基因药物（gene medicine）：4、反义药物：5、⽣物制品（biologics）：6、RNA⼲涉（RNAi，RNA interference）：7、siRNA(small interfering RNA) ：四、问答题1、基因重组药物与基因药物有什么区别？2、⽣物药物有那些作⽤特点？3、基因⼯程药物主要有哪⼏类？试举例说明。
生物制药学——第二章 生物制药工艺学基础
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。
一、生物材料与生化活性物质
（一）生物制药的生物材料来源
生物资源：主要有动物、植物、微生物的组织、器 官、细胞与代谢产物。
开发新途径： 动植物细胞培养、微生物发酵、 基因工程、细胞工程、酶工程等。
一、生物材料与生化活性物质
红霉素 杀念珠菌素 Bialaphos FK506
（约8700种）
放线菌产生的多种多样的次生代谢产物
Hygromycin B
Kanamycin B
Rifamycin SV
Cephamycin C
Erythromycin streptomycin
Spinosyn A
Abamectin
Validamycin A
人源性生化药物 动物生化药物 植物生化药物 微生物源生化药物 海洋生物生化药物
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：
生化成分：氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等。
新的有效生物药物逐年增加：天花粉蛋白、木瓜 蛋白酶、天麻多糖等。
5、微生物—细菌
常用细菌发酵法生产乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主 要发展领域有： （1）氨基酸：
利用微生物酶可转化对应的α酮酸或羟基酸产生 氨基酸。 （2）有机酸：柠檬酸、苹果酸、乳酸
生物材料来源
1、动物脏器 2、血液、分泌物和其他代谢产物 3、海洋生物 4、植物 5、微生物
一、生物材料与生化活性物质
（一）生物制药的生物材料来源
生物资源：主要有动物、植物、微生物的组织、器 官、细胞与代谢产物。
开发新途径： 动植物细胞培养、微生物发酵、 基因工程、细胞工程、酶工程等。
一、生物材料与生化活性物质
红霉素 杀念珠菌素 Bialaphos FK506
（约8700种）
放线菌产生的多种多样的次生代谢产物
Hygromycin B
Kanamycin B
Rifamycin SV
Cephamycin C
Erythromycin streptomycin
Spinosyn A
Abamectin
Validamycin A
人源性生化药物 动物生化药物 植物生化药物 微生物源生化药物 海洋生物生化药物
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：
生化成分：氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等。
新的有效生物药物逐年增加：天花粉蛋白、木瓜 蛋白酶、天麻多糖等。
5、微生物—细菌
常用细菌发酵法生产乳酸、醋酸、丙酮、丁醇。主 要发展领域有： （1）氨基酸：
利用微生物酶可转化对应的α酮酸或羟基酸产生 氨基酸。 （2）有机酸：柠檬酸、苹果酸、乳酸
生物材料来源
1、动物脏器 2、血液、分泌物和其他代谢产物 3、海洋生物 4、植物 5、微生物
生物制药工艺学-第二章-课件
第2章 生物制药工艺技术基础
9
尿液 尿激酶、激肽释放酶、集落刺激因子，表皮生长 因子，绒膜促性激素（HCG），HMG
胆汁 胆酸、胆红素； 蛇毒 纤溶酶，如蝮蛇抗栓酶等。
蝮 蛇
第2章 生物制药工艺技术基础
10
（三）海洋生物(halobios) （1）海藻
（2）腔肠动物
多肽或毒素
用于冠心病\脑血栓治疗
第2章 生物制药工艺技术基础
本章主要内容 生物材料与生物活性物质 生物活性物质的提取 生物活性物质的浓缩与干燥
本章要求 （1）熟悉生物材料的来源 （2）掌握制备生物药物的主要途径或方法
第2章 生物制药工艺技术基础
1
第1节 生物材料与生物活性物质
一、生物材料的来源
(1)天然来源（natural source) 动物、植物、微生物的组织、器官、细胞与代谢产物 (2)非天然来源 (artificial source) 工程菌或工程细胞 转基因动物、植物、克隆动物
第2章 生物制药工艺技术基础
海胆毒素 河豚毒素
13
国际市场上，河豚 毒素结晶每克已经 高达17万美元
目前已可人工合成
河豚毒素(TTX) 强烈的神经毒素(小分子量非蛋白质类)
临床用途: 1) 治疗癌症:鼻咽癌、食道癌、胃癌、结肠癌 2) 镇痛 :癌症疼痛、术后疼痛、胃溃疡引起的疼痛(剂量3μg 可以作为成瘾性镇痛药吗啡和杜冷丁的良好替代品 3)止喘、镇痉、止痒 ,抗菌
适用产品：不耐热的生物药物，如酶、核酸、血液制品、免疫
制剂
第2章 生物制药工艺技术基础
27
实验室真空干燥设备
100m2真空冷冻干燥设备
第2章 生物制药工艺技术基础
28
生物制药工艺学第二章+生物制药工艺技术基资料教程
（3）抑制水解酶的作用
（4）其它保护措施（冷、热、酸、碱）
二、物质的性质与溶解度
（一）物质溶解度的一般规律
相似相溶
（二）水在生化物质提取中的作用
水是提取生化物质的常用溶剂。水分子的存在可使其它 生物分子之间的氢键减弱，而与水分子形成氢键，水 分子还能使溶质分子的离子键解离，这就是所谓的水 合作用。水合作用促使蛋白质、核酸、多糖等生物大 分子与水形成了水合分子或水合离子从而促使它们溶 解于水或水溶液中。
（3）超声波法 （4）反复冻融法 2.化学法 用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面活性剂处理细胞，
可破坏细胞结构释放出内容物。
3.生物法 （1）组织自溶法
利用组织中自身溶解酶的作用改变、破坏细胞结构， 释放出目的物称为组织自溶法。
(2) 酶解法 用外来酶处理生物材料，如用溶菌酶处理某些细菌， 蜗牛酶等
砂土管法—取普通黄沙，洗净过60目筛，晒干，另取普 通圆土研碎，过筛，晒干。两者以6:4混合。分装于安 醅瓶或小试管中，然后在60℃干热灭菌2小时，连续灭 菌三次后即可使用。装管时可吸取少许孢子悬浮液加 入，待干燥后抽真空封口或用棉花塞紧后蜡封，低温 保藏。
冷冻干燥法：将菌种悬浮于脱脂消毒牛奶中，快速冷冻， 真空干燥。
甘油冷冻保存法：将对数期菌体悬浮于新鲜培养基中， 加入15%消毒甘油，混匀速冻，冻存于－70~－80℃.
（五）组织与细胞的破碎
组织与细胞的破碎方法有物理法、化学法与生物法。
1.物理法 （1）磨切法
工业上常用的有绞肉机，刨胰机，球磨机、磨粉机。 实验室常用的有匀浆机，研钵，高速组织捣碎机。
（2）压力法 有压榨法、高压法和减压法，渗透压法。
（1）pH 在萃取操作中正确选择pH值很重要。因为在水溶液中某些酸、 碱物质会解离，在萃取时改变了分配系数，直接影响提取效率。
（4）其它保护措施（冷、热、酸、碱）
二、物质的性质与溶解度
（一）物质溶解度的一般规律
相似相溶
（二）水在生化物质提取中的作用
水是提取生化物质的常用溶剂。水分子的存在可使其它 生物分子之间的氢键减弱，而与水分子形成氢键，水 分子还能使溶质分子的离子键解离，这就是所谓的水 合作用。水合作用促使蛋白质、核酸、多糖等生物大 分子与水形成了水合分子或水合离子从而促使它们溶 解于水或水溶液中。
（3）超声波法 （4）反复冻融法 2.化学法 用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面活性剂处理细胞，
可破坏细胞结构释放出内容物。
3.生物法 （1）组织自溶法
利用组织中自身溶解酶的作用改变、破坏细胞结构， 释放出目的物称为组织自溶法。
(2) 酶解法 用外来酶处理生物材料，如用溶菌酶处理某些细菌， 蜗牛酶等
砂土管法—取普通黄沙，洗净过60目筛，晒干，另取普 通圆土研碎，过筛，晒干。两者以6:4混合。分装于安 醅瓶或小试管中，然后在60℃干热灭菌2小时，连续灭 菌三次后即可使用。装管时可吸取少许孢子悬浮液加 入，待干燥后抽真空封口或用棉花塞紧后蜡封，低温 保藏。
冷冻干燥法：将菌种悬浮于脱脂消毒牛奶中，快速冷冻， 真空干燥。
甘油冷冻保存法：将对数期菌体悬浮于新鲜培养基中， 加入15%消毒甘油，混匀速冻，冻存于－70~－80℃.
（五）组织与细胞的破碎
组织与细胞的破碎方法有物理法、化学法与生物法。
1.物理法 （1）磨切法
工业上常用的有绞肉机，刨胰机，球磨机、磨粉机。 实验室常用的有匀浆机，研钵，高速组织捣碎机。
（2）压力法 有压榨法、高压法和减压法，渗透压法。
（1）pH 在萃取操作中正确选择pH值很重要。因为在水溶液中某些酸、 碱物质会解离，在萃取时改变了分配系数，直接影响提取效率。
生物制药工艺学第1章、第2章
氨基酸 半合抗
书： P7页
第一节 生物药物的研究范围
一、生物药物的发展简史
1. 传统生物制药技术阶段 （ Traditional biopharmaceutics ）指从生物材料粗 加工制成粗制剂阶段。 （1）公元4世纪葛洪《肘后良方》 —海藻治瘿病 （2）公元631～682，孙思邈 羊肝治“雀目” （3）神农，用蟾酥治疗创伤
生物药物 Biopharmaceutics
是以生物体、生物组织或其成份为 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。
(书：P1页)
生物是奥妙的
水蛭（俗称蚂蝗）→ 水蛭素：抗凝血
苍蝇
→ 抗菌肽
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(biotech drug)， 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
二、生物活性物质物质常用的提取方法与优化
（一）几种常用提取方法 1．酸、碱、盐水溶液提取方法 2．表面活性剂提取方法与反胶束提取方法 3．有机溶剂提取 4. 双水相萃取法 5．超临界萃取法
（二）提取方法与优化 1.溶剂选择 2.选择添加剂 ①保护剂； ②酶抑制剂 3.提取条件 ①温度； ②pH； ③盐； ④表面活性剂
3．中国的三大药源：
化学药 生物药 中药
{
生化药物
微生物药物 生物制品 (P1页)
中国药典2005年版分一部、二部和三部。 药典一部收载药材及饮片、植物油脂和提取 物、成方制剂和单味制剂等； 药典二部收载化学药品、抗生素、生化药品、 放射性药品以及药用辅料等； 药典三部收载生物制品，首次将《中国生物 制品规程》并入药典。
第二章生物制药工艺技术基础2
培养基按其用途一般可分为孢子培养基、种子培 养基和发酵培养基三种。
孢子培养基是供菌种繁殖孢子的一种常用的固体 培养基。这种培养基的要求是能使菌体迅速生长，产 生较多优质孢子并不易引起菌种发生变异。
种子培养基一般指一、二级种子罐的培养基和摇 瓶培养基，这种培养基主要含有容易被利用的碳源、 氮源、无机盐等，使孢子很快发芽、生长以及大量繁 殖菌丝体，并使菌体长得粗壮和使各种有关的初级代 谢酶的活力提高。
因此，有的国家为了避免水质变化对抗生素发酵 产生影响，提出配制抗生素工业培养基的水质要求： 浑 浊 度 <2 ． 0 、 色 级 <25 、 pH6 ． 8 ～ 7 ． 2 、 总 硬 度 100～230mg／L（ppm）、铁离子0．1～0．4mg／ L（ppm）、蒸馏残渣＜150mg／L（ppm）。
种子培养基要和发酵培养基相适应，成分不应相差 太大，以避免种子对新环境的适应时间延长。
发酵培养基可供菌种生长、繁殖和合成产物。 它既要使种子接种后能迅速生长达到一定的菌体浓度， 又要使长好的菌体能迅速合成所需的产物，因此，发 酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物 外，还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。
另外，灭菌时磷酸盐和碳酸盐之间相互作用，可形 成不溶于水的磷酸钙，降低可溶性磷的含量。其pH 也会发生较大幅度的变化，一般灭菌前后培养基pH 变化在0.2～0.5之间，有时也会超过1个pH单位。
（2）空罐灭菌（空消）
空罐灭菌即发酵罐罐体的灭菌。空罐灭菌一般维 持 罐 压 1.5×105 ～ 2.0×105Pa 、 罐 温 125 ～ 130℃ 、 时 间 30 ～ 45min 。 灭 菌 时 要 求 总 蒸 汽 压 力 不 低 于 3 ． 0×105 ～ 3 ． 5×105Pa ， 使 用 压 力 不 低 于 2．5×105～3．0×105Pa。灭菌后为避免罐压急速下 降造成负压，要等到经过连续灭菌的无菌培养基输入 罐内后，才可以开冷却水冷却。
第二章生物制药工艺技术基础3ppt课件
〔2〕单抗的分别纯化
无论用动物腹水，还是用发酵罐消费单克隆抗体， 产品的分别纯化均非常重要。目前常用的方法有超 滤法、盐析法，离子交换层析法、等电聚焦层析法、 葡萄球菌蛋白A层析法、HPLC、DEAF － C层析法、 葡聚糖或琼脂糖法等。
〔3〕单克隆抗体的制剂技术
即将纯化的单克隆抗体制备成诊断试剂或新药。 常用于制备单克隆抗体制剂的物质有高聚物、脂质 体、聚乙二醇、细胞膜等。导向高聚物是外表包裹 着特异单克隆抗体的高聚物小珠，可用于移植，癌 症治疗和体内定位诊断。
理想的微载体需具备如下一些条件：
① 微载体外表性质与细胞有良好的相容性，适用细 胞附着、伸展和增殖；
②微载体的资料无毒性。不仅要求对细胞的生长无 毒性，而且也不会产生影响产品和人体安康的有害因 子；
③微载体的资料是惰性的，不与培育基成分发生化 学变化，也不会吸收培育基中的营养成分；
④微载体的比重在1.030～1.045g／ml，使载体在低 速搅拌下就可悬浮，而在静止时又可很快沉降，便于 换液和收获；
② 减少了由血清带来的病毒、真菌和支原体等微 生物污染的危险；
③ 供应充足、稳定；
④ 细胞产品易于纯化；
⑤ 防止了血清中某些要素对某些细胞的毒性；
⑥ 减少了血清中蛋白对某些生物测定的干扰，便 于实验结果的分析。
无血清培育基是以合成培育基为根底参与各种细 胞生长所需的添加因子，有利于细胞生长的因子和 微量元素等。
② 从植物各种器官的外植体增殖而构成的愈伤组 织的培育叫做“愈伤组织培育〞 ；
③ 可以坚持较好分散性的离体细胞或较小细胞团 的液体培育，称为“悬浮培育〞 ；
④ 离体器官的培育，如茎尖、根尖、叶片、花器 官各部分原基或未成熟的花器官各部分以及未成熟果 实的培育，称为“器官培育〞 ；
第二章 生物制药工艺技术基础
P74
三 基因表达系统
克隆蛋白质药物基因的一个主要目的是为了高效 的表达该达是指结构基因在生物体中的转录、翻译 以及所有加工过程。基因高效表达研究是指外源基因 在某种细胞中的表达活动，即剪切下一个外源基因片 段，拼接到另一个基因表达体系中，使其能获得既有 原生物活性又可高产的表达产物。
基因工程技术生产药品的优点：
可大量生产过去难以获得的生理活性多肽和蛋白质，为临床使用 提供有效的保障； 可以提供足够数量的生理活性物质，以便对其生理生化和结构进 行深入的研究，从而扩大这些物质的应用范围； 利用基因工程技术可以发现、挖掘更多的内源性生理活性物质； 内源性生理活性物质在作为药物使用时存在的不足之处，可以通 过基因工程和蛋白质工程进行改造； 利用基因工程技术可获得新型化合物，扩大药物筛选来源。
酶工程是酶学和工程学相互渗透结合发展而 形成一门新的技术学科。它是从应用的目的出 发研究酶、应用酶的特异性催化功能或者药用 功效，并通过工程化将相应原料转化成有用物 质的技术。
主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的 技术。
P102
药用酶的生产
药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。 例如：蛋白酶治疗消化不良；L-天冬酰胺酶治疗
基因工程操作过程： （1）获得目的基因； （2）构建DNA重组体； （3）将重组体导入宿主细胞； （4）工程菌的克隆与鉴定； （5）目的基因扩增与蛋白表达。
P72
基因工程技术的应用特点：
为癌症、病毒性疾病、心血管疾病和内分泌疾病的 预防、治疗和诊断提供新型疫苗、药物和诊断试剂。
基因工程技术的最大好处在于它能从极端复杂的机 体细胞内取出所需要的基因，将其在体外进行剪切拼 接、重新组合，然后转入适当的细胞进行表达，从而 生产出比原来多数百、数千倍的相应的蛋白质。
三 基因表达系统
克隆蛋白质药物基因的一个主要目的是为了高效 的表达该达是指结构基因在生物体中的转录、翻译 以及所有加工过程。基因高效表达研究是指外源基因 在某种细胞中的表达活动，即剪切下一个外源基因片 段，拼接到另一个基因表达体系中，使其能获得既有 原生物活性又可高产的表达产物。
基因工程技术生产药品的优点：
可大量生产过去难以获得的生理活性多肽和蛋白质，为临床使用 提供有效的保障； 可以提供足够数量的生理活性物质，以便对其生理生化和结构进 行深入的研究，从而扩大这些物质的应用范围； 利用基因工程技术可以发现、挖掘更多的内源性生理活性物质； 内源性生理活性物质在作为药物使用时存在的不足之处，可以通 过基因工程和蛋白质工程进行改造； 利用基因工程技术可获得新型化合物，扩大药物筛选来源。
酶工程是酶学和工程学相互渗透结合发展而 形成一门新的技术学科。它是从应用的目的出 发研究酶、应用酶的特异性催化功能或者药用 功效，并通过工程化将相应原料转化成有用物 质的技术。
主要包括药用酶的生产和酶法制药两方面的 技术。
P102
药用酶的生产
药用酶是指可用于预防和治疗疾病的酶。 例如：蛋白酶治疗消化不良；L-天冬酰胺酶治疗
基因工程操作过程： （1）获得目的基因； （2）构建DNA重组体； （3）将重组体导入宿主细胞； （4）工程菌的克隆与鉴定； （5）目的基因扩增与蛋白表达。
P72
基因工程技术的应用特点：
为癌症、病毒性疾病、心血管疾病和内分泌疾病的 预防、治疗和诊断提供新型疫苗、药物和诊断试剂。
基因工程技术的最大好处在于它能从极端复杂的机 体细胞内取出所需要的基因，将其在体外进行剪切拼 接、重新组合，然后转入适当的细胞进行表达，从而 生产出比原来多数百、数千倍的相应的蛋白质。
生物制药工艺学总结(大致按要求整理)
生物制药工艺学名词: 10个20分；选择10个10分；填空10个20分；简答5个30分；论述2个20分。
第一章生物药物概述1.药.、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．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．, ．综合应用生物与医学、生物化学与分．．．．: ．是利用生物体、生物组织、细胞或其成分子生物学、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。
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．广义: 从动物、植物、微生物和海洋生物为原料等制取的各种天然生物活性物质以及人工合成或半合成的天然物质类似物；还包括生物工程技术制造生产的新生物技术药物。
医学生物制品：一般指：用微生物（包括细菌、噬菌体、立克次体、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加工制成的预防、治疗和诊断特定传染病或其它有关疾病的免疫制剂, 主要指菌苗、疫苗、毒素、应变原与血液制品等。
《新生物制品审批办法》生物制品定义: 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、细胞及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。
2..基因重组药物（基因工程药物）与基因药物有什么区别？基因重组药物属于基因工程药物, 这类药物主要是应用基因工程和蛋白质工程技术制造的重组活性多肽、蛋白质及其修饰物。
而基因药物不是基因工程药物, 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。
第二章生物制药工艺技术基础1.生化制药制备工艺的六个环节（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。
第二章生物制药工艺技术基础081009
第三节 生物活性物质的提取
一、提取方法
1. 用酸、碱、盐水溶液提取
用于提取各种水溶性、盐溶性的生化物质，这类溶剂提供了 一定的离子强度、pH值及相当的缓冲能力。 某些与细胞结构结合牢固的生物大分子，在提取时采用高浓 度盐溶液（如4mol/L盐酸胍，8 mol/L脲或其他变性剂，这种 方法称“盐解”）。
血管疾病、治疗慢性气管炎、驱虫、抗放射线物质等。
2. 腔肠动物 属于原始多细胞动物，已应用的不多，已提取
的有前列腺素类、萜类抗菌物质、抗癌物质。
3.节肢动物 其中的某些甲壳动物（包括虾、蟹）可供药用， 从中提取的甲壳素可用于甲亢、肿瘤、肝炎、肾炎和糖尿
病等的辅助治疗，另外在食品工业上有重要用途，如用于
废水处理、食品添加剂、减肥。 4.软体动物 包括螺、蚌类和乌贼等，已从其中提取出一些 具有抗病毒、抗肿瘤、抗菌、降血脂、止血、平喘作用的 多糖、多肽、毒素等。 5.棘皮动物 包括海星、海胆、海参，关于海胆的研究很多， 已提取到不少药物，还发现了在化工方面的应用。
6.鱼类 可制造多种药物，最常用的是鱼肝油。 7.爬行动物 海生爬行动物有海蛇、海龟等，海蛇毒液含 有多种酶类。 8.海洋哺乳动物 从鲸鱼、海豚，可以提取多种药物。
（六） 开发生物新资源
1. 动植物细胞的大规模培养
2.应用基因工程技术，生产各种生物活性物质，尤其适
合于在自然界中含量低、活性高的一些微量物质的生产。
二、 生物活性物质的存在方式
（一） 生物活性物质的存在方式与其生物功能 生物活性物质分为“胞内”与“胞外”两种存在部 位。 存在于细胞内的生物活性物质有些游离在胞浆中， 有些结合于质膜或器膜上，或存在于细胞器内。 对于胞内物质的提取要先破碎细胞；对于膜上物质 则要选择适当的溶剂使其从膜上溶解下来。
第二章生物制药工艺技术基础1
（二）生物材料的准备
1、生物材料的选择 生化药物生产原料的选择原则是：有效成分含量高， 原料新鲜、无污染；来源丰富、易得；原料产地较 近，价格低廉；原料中杂质含量少，便于分离纯化等。
（1）有效成分的含量
①生物品种 根据目的物的分布，选择富含有效成分的生物品 种是选材的关键。
②合适的组织器官。
另外动物的年龄、性别、营养状况、产地、季节 对活性物质的含量也有影响。植物原料要注意采集 地点、季节，微生物原料要注意其对数生长期时间 与活性成分的关系。 （2）杂质情况 选材时，应避免与目的物性质相似的杂质对纯化 过程的干扰。
④酶。放线菌能产生众多品种的酶。
（3）真菌
①酶
②有机酸。
③氨基酸。
④核酸及其有关物质。
⑤维生素。
⑥促生素。⑦多糖。
（4）酵母菌
①维生素。 ②蛋白质与多肽。 ③核酸。 6、开发生物新资源 （1）动植物细胞的大规模培养 利用动植物细胞大规 模培养产生生物药品是细胞工程技术的一大应用领域。
（2）应用基因重组技术建立“工程菌”或“工程细 胞”，使所需要的基因在宿主细胞内表达，制造各种 生物活性物质，是生物制药工业的重要发展领域。
1、动物脏器
以动物组织器官为原料可以综合利用制备 100 多 种生化药品。动物组织器官的主要来源是猪，其次是 牛、羊、家禽和鱼类等的脏器。 l）胰脏 胰脏是动物体内不可替代的实质性腺体之 一。它兼有其他器官所没有的内分泌和外分泌两种功 能。 2）脑 脑组织富含脂质。脑组织中脂类占13.5％，蛋 白质占8％～10％，还有少量黏多糖 脑组织中的主要脂类物质是脑磷脂、肌醇磷脂、 神经磷脂、脑苷脂、神经节苷脂和胆固醇。还有神 经递质和多种神经肽。
3、有机溶剂提取
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Байду номын сангаас
药用植物中的主要药理成分：
4.皂甙，是一类比较复杂的化合物，它们的水溶液振摇时 能产生大量持久的蜂窝状泡沫，与肥皂相似，故名皂甙。 它们有减低液体表面张力的作用，可以乳化油脂，用做去 垢剂。人参中含皂甙总量约4%。
5.挥发油，是具香味和挥发性、可随水蒸气蒸馏的易流动 的油状液体。它们多数具有多方面的药理作用，如解表、 发汗、驱风、镇痛、杀虫、抗菌。薄荷、茴香、樟木、桂 皮都含有挥发油。
软体动物
包括螺、蚌类和乌贼 等，已从其中提取出 一些具有抗病毒、抗 肿瘤、抗菌、降血脂、 止血、平喘作用的多 糖、多肽、毒素等
棘皮动物
包括海星、海胆、海 参，关于海胆的研究 很多，已提取到不少 药物，还发现了在化 工方面的应用
鱼类
可制造多种药物，最 常用的是鱼肝油
爬行动物
海生爬行动物有海蛇、 海龟等，海蛇毒液含 有多种酶类
2. 杂质情况 3. 来源
生物材料的采集与保存
采集： 必须快速、及时速冻、低温保存。
保存方法 有速冻、冻干、有机溶剂脱水，制成“丙 酮粉”，或浸存于丙酮与甘油中
保存设备
动物细胞的培养与保存
1. 培养： 培养液：
#平衡盐溶液，维持渗透压，控制酸碱平衡。 #天然培养基，血浆、血清、鸡胚浸出液。 #合成培养液 #人工无血清培养基 培养影响因素：搅拌、pH、温度、溶氧、剪切力
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
脾脏
位于胃的左后侧, 左侧911肋骨内侧的一个长圆形 暗红色器官, 是体内最大 的周围淋巴器官、免疫器 官，已用于生产的药物有 脾水解物、脾RNA和脾转 移因子
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
小肠
消化和吸收的主要场 所，小肠的长度在成 人平均是5-7米，含有 30多种胃肠道激素
四、提取方法－用酸、碱、盐水溶液提取
用于提取各种水溶性、盐溶性的生化物质， 这类溶剂提供了一定的离子强度、pH值及 相当的缓冲能力。
二、物质的性质与溶解度
（二） 水在生化物质提取中的作用 水是高度极化的极性分子，具有很高的介电常
数。 水合作用： 生物分子与水以氢键结合，形成水合离子或水合 分子，由于水合作用，促使了蛋白质、核酸、多 糖等生物大分子溶解于水或水溶液中。
三、影响因素
1. 温度 大多数不耐热的生物活性物质一 般在0-10℃进行提取。
培养设备
动物细胞的培养与保存
2. 保存： #组织块保存，保存时间2周-1个月。 #细胞悬液保存，短期保存。 #单层细胞保存 #低温冷冻，-70℃低温（保存1年），液氮（长
期）。 冻结保存剂：二甲基亚砜(DMSO). 5%DMSO+10%FCS+合成培养液
组织与细胞的破碎
1.物理方法 #磨切法 #压力法 #震荡法 #冻融法
海藻
已从藻类生物中发现、 提取了一些抗肿瘤、 防止心血管疾病、治 疗慢性气管炎、驱虫、 抗放射线物质等
腔肠动物
属于原始多细胞动物， 已应用的不多，已提 取的有前列腺素类、 萜类抗菌物质、抗癌 物质
节肢动物
其中的某些甲壳动物（包 括虾、蟹）可供药用，从 中提取的甲壳素可用于甲 亢、肿瘤、肝炎、肾炎和 糖尿病等的辅助治疗，另 外在食品工业上有重要用 途，如用于废水处理、食 品添加剂、减肥
对于胞内物质的提取要先破碎细胞；对于 膜上物质则要选择适当的溶剂使其从膜上 溶解下来
生物分子间的作用力
生物分子间主要是通过一些非共价键所维 系，其键能较弱；
生物大分子的空间高级结构也是由非共价 键结合的，因此分离时应十分小心，确保 立体结构不受破坏。
通常在十分温和条件下操作。
三、生物活性物质的存在特点
第二章 生物制药工艺技术基础
第一节 生化制药工艺技术基础
一、生物材料的来源 概述 动物脏器 血液、分泌物和其他代谢物 海洋生物 植物 微生物 开发生物新能源
生物材料的来源－－概述
1. 动、植物、微生物的组织、器官、细胞与代谢 产物是生产生物药物的生物资源；
2. 动植物细胞培养与微生物发酵技术是获得生物 制药原料的重要途径；
微生物
微生物资源非常丰富，其代谢产物有1300多种，已大量 生产的才近100种，微生物酶有几千种，已被应用的才几 十种，可见其应用前景广阔
1.细菌 常用细菌发酵法生产乳酸、
醋酸、丙酮、丁酸
利用细菌生产氨基酸、有机酸、糖类、 核苷酸类、维生素、酶
用埃希氏大肠杆菌生产的天冬酰胺酶是治疗肿瘤的第一个 酶制剂。
2.生物材料中的生化组成数量大，种类多， 目的物与杂质的理化性质接近，分离纯化 困难
四、生物材料的准备
生物材料的提取 生物材料的采集与保存 动物细胞的培养与保存 微生物菌种额达选育与保存 组织与细胞的破碎 细胞器的分离
生物材料的提取
1. 有效成分的含量 (1)生物品种 (2)合适的组织器官 (3)生物的生长期
2.化学法 用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂、表面活性剂
处理细胞。 3.生物法
组织自溶溶法 利用组织中自身酶的作用改变， 破坏细胞结构，释放出目的物的方法。
酶解法 用外来酶处理生物材料
细胞器的分离
为获得结合在细胞器上的一些生化成分或 酶系，常常要先得到特定的细胞器再进一 步分离有效成分。
方法： 匀浆破碎细胞，离心分离，包括差速离心 和密度梯度离心。
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
胃
其位置、形态因人而异， 一般在左上腹，瘦长型的 人常为垂直的长胃。为动 物的消化器官，主要分泌 消化液，如胃蛋白酶、组 织蛋白酶、胶原蛋白酶等。
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
肝脏
位于右上腹部，是机体内 最大的实质性腺体，是机 体的“生化反应器”，含 有复杂的酶系。已知的肝 脏酶达数百种。用肝脏可 制备肝注射液、肝水解物、 肝细胞生长因子、造血因 子等
过碱或高温
二、物质的性质与溶解度
（一）物质溶解度的一般规律 “相似相溶”原则
另外，还可以根据形成氢键的能力，把溶剂分为五类： 第一、二类是可以形成二个或二个以上氢键的溶剂，它们 可做极性化合物的提取溶剂，如水和脂肪醇； 第三类是只做质子受体的溶剂分子，如脂肪族的醚类； 第四类是只做质子供体的溶剂分子，如氯仿；第三、四类 适宜做为中弱极性或非极性化合物的提取。 第五类，不能形成氢键。
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
脑垂体
悬垂于脑的底部，体积很小，总重量不到1克，但结构复杂，包括腺 垂体和神经垂体两部分，分泌的激素种类多，作用广泛，并能调节其 他内分泌腺的活动
生物材料的来源－动物脏器
心脏
位于胸腔内，膈肌的上方， 二肺之间，是一个厚壁的 肌性有腔器官，具有节律 性的收缩能力。心脏含有 丰富的糖元、激素和酶类， 用心脏为原料生产的药物 主要有细胞色素C、辅酶 Q10和心血通注射液
海洋哺乳动物
从鲸鱼、海豚，可以 提取多种药物
植物
药用植物品种繁多，除含有生物碱、强心甙、黄 酮、皂甙、挥发油、树脂、鞣质等有效药理成分 外，还含有氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等生化成分。
如天花粉蛋白、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、凝集 素、多糖等。
药用植物中的主要药理成分：
1.生物碱，是生物体中一类含氮有机化合物的总称，它们 有类似碱的性质，能和酸结合成盐。如麻黄碱、吗啡。
提取设备
一、物质的性质与提取
（一）物质的性质与提取方法的选择 关键：针对生物材料和目的物的性质选择 合适的溶剂系统与提取条件。 重点了解目的物与主要杂质在溶解度 方面的差异以及它们的稳定性。
一、物质的性质与提取
（二）活性物质的保护措施 1. 采用缓冲系统 2. 添加保护剂 3. 抑制水解酶的作用 4. 其他 避免紫外光、强烈搅拌、过酸、
2.强心甙，是一类对心肌有兴奋作用，具有强心生理活性 的成分，它们的分子中都有一个C17位被不饱和内酯环所 取代的甾体母核。如洋地黄毒甙。
3.黄酮，系两个芳环通过三碳链相互连结而成的一系列化 合物，大多数具有颜色，在植物体内大部分与糖结合成甙。
银杏中含银杏素、异银杏素、白果素等都是黄酮类，它们 具有解痉、降压、扩张冠状血管等药理作用。
血液、分泌物和其他代谢物
以血液为原料可生产多种药物，如凝血酶、 血红蛋白、SOD、干扰素等。
其他，如尿液、胆汁、蛇毒、蜂毒也是重 要的生物材料。
海洋生物
海洋生物约占全球生物的一半，估计多达5 亿种，是开发新药的重要宝库
海藻 腔肠动物 节肢动物 软体动物
棘皮动物 鱼类 爬行动物 海洋哺乳动物
6.树脂，常与挥发油、树胶、有机酸等混合存在，与挥发 油共存的称油树脂，与树胶共存的称胶树脂，与芳香族有 酸共存的称香树脂。药用的如松香、乳香、没药、安息香 等
药用植物中的主要药理成分：
7.鞣质，又称丹宁，鞣酸，是存在于植物中的一 类分子较大的复杂多元酚类化合物，可与蛋白质 结合成不溶于水的沉淀，故能与生兽皮结合而形 成致密、柔顺、不易腐败又难以透水的皮革，所 以称为鞣质。茶叶、柿子中含有丰富的鞣质。鞣 质可用于解毒、抗菌、治疗烧伤（使创面收敛、 干燥、结痂）。 另外，尚含有氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等生化成分。
3. 基因工程技术、细胞工程技术和酶工程技术是 开发生物制药资源的新途径
主要来源是猪、牛、羊和家禽、鱼类等的脏器， 包括胰脏、脑、胃粘膜、肝脏、脾脏、小肠、脑 垂体和心脏等
生物材料的来源－动物脏器
脑部结构 内脏结构
心脏结构
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
胰脏
位于胃的后方，横于腹后 壁，是动物体内不可替代 的实质性腺体之一。分泌 胰岛素和胰高血糖素，调 节糖的代谢；还分泌各种 消化酶，如胰蛋白酶、胰 淀粉酶、胰脂肪酶。已用 胰脏提取的生物药物有40 多种
药用植物中的主要药理成分：
4.皂甙，是一类比较复杂的化合物，它们的水溶液振摇时 能产生大量持久的蜂窝状泡沫，与肥皂相似，故名皂甙。 它们有减低液体表面张力的作用，可以乳化油脂，用做去 垢剂。人参中含皂甙总量约4%。
5.挥发油，是具香味和挥发性、可随水蒸气蒸馏的易流动 的油状液体。它们多数具有多方面的药理作用，如解表、 发汗、驱风、镇痛、杀虫、抗菌。薄荷、茴香、樟木、桂 皮都含有挥发油。
软体动物
包括螺、蚌类和乌贼 等，已从其中提取出 一些具有抗病毒、抗 肿瘤、抗菌、降血脂、 止血、平喘作用的多 糖、多肽、毒素等
棘皮动物
包括海星、海胆、海 参，关于海胆的研究 很多，已提取到不少 药物，还发现了在化 工方面的应用
鱼类
可制造多种药物，最 常用的是鱼肝油
爬行动物
海生爬行动物有海蛇、 海龟等，海蛇毒液含 有多种酶类
2. 杂质情况 3. 来源
生物材料的采集与保存
采集： 必须快速、及时速冻、低温保存。
保存方法 有速冻、冻干、有机溶剂脱水，制成“丙 酮粉”，或浸存于丙酮与甘油中
保存设备
动物细胞的培养与保存
1. 培养： 培养液：
#平衡盐溶液，维持渗透压，控制酸碱平衡。 #天然培养基，血浆、血清、鸡胚浸出液。 #合成培养液 #人工无血清培养基 培养影响因素：搅拌、pH、温度、溶氧、剪切力
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
脾脏
位于胃的左后侧, 左侧911肋骨内侧的一个长圆形 暗红色器官, 是体内最大 的周围淋巴器官、免疫器 官，已用于生产的药物有 脾水解物、脾RNA和脾转 移因子
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
小肠
消化和吸收的主要场 所，小肠的长度在成 人平均是5-7米，含有 30多种胃肠道激素
四、提取方法－用酸、碱、盐水溶液提取
用于提取各种水溶性、盐溶性的生化物质， 这类溶剂提供了一定的离子强度、pH值及 相当的缓冲能力。
二、物质的性质与溶解度
（二） 水在生化物质提取中的作用 水是高度极化的极性分子，具有很高的介电常
数。 水合作用： 生物分子与水以氢键结合，形成水合离子或水合 分子，由于水合作用，促使了蛋白质、核酸、多 糖等生物大分子溶解于水或水溶液中。
三、影响因素
1. 温度 大多数不耐热的生物活性物质一 般在0-10℃进行提取。
培养设备
动物细胞的培养与保存
2. 保存： #组织块保存，保存时间2周-1个月。 #细胞悬液保存，短期保存。 #单层细胞保存 #低温冷冻，-70℃低温（保存1年），液氮（长
期）。 冻结保存剂：二甲基亚砜(DMSO). 5%DMSO+10%FCS+合成培养液
组织与细胞的破碎
1.物理方法 #磨切法 #压力法 #震荡法 #冻融法
海藻
已从藻类生物中发现、 提取了一些抗肿瘤、 防止心血管疾病、治 疗慢性气管炎、驱虫、 抗放射线物质等
腔肠动物
属于原始多细胞动物， 已应用的不多，已提 取的有前列腺素类、 萜类抗菌物质、抗癌 物质
节肢动物
其中的某些甲壳动物（包 括虾、蟹）可供药用，从 中提取的甲壳素可用于甲 亢、肿瘤、肝炎、肾炎和 糖尿病等的辅助治疗，另 外在食品工业上有重要用 途，如用于废水处理、食 品添加剂、减肥
对于胞内物质的提取要先破碎细胞；对于 膜上物质则要选择适当的溶剂使其从膜上 溶解下来
生物分子间的作用力
生物分子间主要是通过一些非共价键所维 系，其键能较弱；
生物大分子的空间高级结构也是由非共价 键结合的，因此分离时应十分小心，确保 立体结构不受破坏。
通常在十分温和条件下操作。
三、生物活性物质的存在特点
第二章 生物制药工艺技术基础
第一节 生化制药工艺技术基础
一、生物材料的来源 概述 动物脏器 血液、分泌物和其他代谢物 海洋生物 植物 微生物 开发生物新能源
生物材料的来源－－概述
1. 动、植物、微生物的组织、器官、细胞与代谢 产物是生产生物药物的生物资源；
2. 动植物细胞培养与微生物发酵技术是获得生物 制药原料的重要途径；
微生物
微生物资源非常丰富，其代谢产物有1300多种，已大量 生产的才近100种，微生物酶有几千种，已被应用的才几 十种，可见其应用前景广阔
1.细菌 常用细菌发酵法生产乳酸、
醋酸、丙酮、丁酸
利用细菌生产氨基酸、有机酸、糖类、 核苷酸类、维生素、酶
用埃希氏大肠杆菌生产的天冬酰胺酶是治疗肿瘤的第一个 酶制剂。
2.生物材料中的生化组成数量大，种类多， 目的物与杂质的理化性质接近，分离纯化 困难
四、生物材料的准备
生物材料的提取 生物材料的采集与保存 动物细胞的培养与保存 微生物菌种额达选育与保存 组织与细胞的破碎 细胞器的分离
生物材料的提取
1. 有效成分的含量 (1)生物品种 (2)合适的组织器官 (3)生物的生长期
2.化学法 用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂、表面活性剂
处理细胞。 3.生物法
组织自溶溶法 利用组织中自身酶的作用改变， 破坏细胞结构，释放出目的物的方法。
酶解法 用外来酶处理生物材料
细胞器的分离
为获得结合在细胞器上的一些生化成分或 酶系，常常要先得到特定的细胞器再进一 步分离有效成分。
方法： 匀浆破碎细胞，离心分离，包括差速离心 和密度梯度离心。
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
胃
其位置、形态因人而异， 一般在左上腹，瘦长型的 人常为垂直的长胃。为动 物的消化器官，主要分泌 消化液，如胃蛋白酶、组 织蛋白酶、胶原蛋白酶等。
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
肝脏
位于右上腹部，是机体内 最大的实质性腺体，是机 体的“生化反应器”，含 有复杂的酶系。已知的肝 脏酶达数百种。用肝脏可 制备肝注射液、肝水解物、 肝细胞生长因子、造血因 子等
过碱或高温
二、物质的性质与溶解度
（一）物质溶解度的一般规律 “相似相溶”原则
另外，还可以根据形成氢键的能力，把溶剂分为五类： 第一、二类是可以形成二个或二个以上氢键的溶剂，它们 可做极性化合物的提取溶剂，如水和脂肪醇； 第三类是只做质子受体的溶剂分子，如脂肪族的醚类； 第四类是只做质子供体的溶剂分子，如氯仿；第三、四类 适宜做为中弱极性或非极性化合物的提取。 第五类，不能形成氢键。
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
脑垂体
悬垂于脑的底部，体积很小，总重量不到1克，但结构复杂，包括腺 垂体和神经垂体两部分，分泌的激素种类多，作用广泛，并能调节其 他内分泌腺的活动
生物材料的来源－动物脏器
心脏
位于胸腔内，膈肌的上方， 二肺之间，是一个厚壁的 肌性有腔器官，具有节律 性的收缩能力。心脏含有 丰富的糖元、激素和酶类， 用心脏为原料生产的药物 主要有细胞色素C、辅酶 Q10和心血通注射液
海洋哺乳动物
从鲸鱼、海豚，可以 提取多种药物
植物
药用植物品种繁多，除含有生物碱、强心甙、黄 酮、皂甙、挥发油、树脂、鞣质等有效药理成分 外，还含有氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等生化成分。
如天花粉蛋白、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、凝集 素、多糖等。
药用植物中的主要药理成分：
1.生物碱，是生物体中一类含氮有机化合物的总称，它们 有类似碱的性质，能和酸结合成盐。如麻黄碱、吗啡。
提取设备
一、物质的性质与提取
（一）物质的性质与提取方法的选择 关键：针对生物材料和目的物的性质选择 合适的溶剂系统与提取条件。 重点了解目的物与主要杂质在溶解度 方面的差异以及它们的稳定性。
一、物质的性质与提取
（二）活性物质的保护措施 1. 采用缓冲系统 2. 添加保护剂 3. 抑制水解酶的作用 4. 其他 避免紫外光、强烈搅拌、过酸、
2.强心甙，是一类对心肌有兴奋作用，具有强心生理活性 的成分，它们的分子中都有一个C17位被不饱和内酯环所 取代的甾体母核。如洋地黄毒甙。
3.黄酮，系两个芳环通过三碳链相互连结而成的一系列化 合物，大多数具有颜色，在植物体内大部分与糖结合成甙。
银杏中含银杏素、异银杏素、白果素等都是黄酮类，它们 具有解痉、降压、扩张冠状血管等药理作用。
血液、分泌物和其他代谢物
以血液为原料可生产多种药物，如凝血酶、 血红蛋白、SOD、干扰素等。
其他，如尿液、胆汁、蛇毒、蜂毒也是重 要的生物材料。
海洋生物
海洋生物约占全球生物的一半，估计多达5 亿种，是开发新药的重要宝库
海藻 腔肠动物 节肢动物 软体动物
棘皮动物 鱼类 爬行动物 海洋哺乳动物
6.树脂，常与挥发油、树胶、有机酸等混合存在，与挥发 油共存的称油树脂，与树胶共存的称胶树脂，与芳香族有 酸共存的称香树脂。药用的如松香、乳香、没药、安息香 等
药用植物中的主要药理成分：
7.鞣质，又称丹宁，鞣酸，是存在于植物中的一 类分子较大的复杂多元酚类化合物，可与蛋白质 结合成不溶于水的沉淀，故能与生兽皮结合而形 成致密、柔顺、不易腐败又难以透水的皮革，所 以称为鞣质。茶叶、柿子中含有丰富的鞣质。鞣 质可用于解毒、抗菌、治疗烧伤（使创面收敛、 干燥、结痂）。 另外，尚含有氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、 脂类、维生素等生化成分。
3. 基因工程技术、细胞工程技术和酶工程技术是 开发生物制药资源的新途径
主要来源是猪、牛、羊和家禽、鱼类等的脏器， 包括胰脏、脑、胃粘膜、肝脏、脾脏、小肠、脑 垂体和心脏等
生物材料的来源－动物脏器
脑部结构 内脏结构
心脏结构
肝脏 脾脏 胰 胃
小肠
生物材料的来源－动物脏器
胰脏
位于胃的后方，横于腹后 壁，是动物体内不可替代 的实质性腺体之一。分泌 胰岛素和胰高血糖素，调 节糖的代谢；还分泌各种 消化酶，如胰蛋白酶、胰 淀粉酶、胰脂肪酶。已用 胰脏提取的生物药物有40 多种