生物制药工艺学 · 免费试读
备考精编（系统复习版）（节选）
第一章生物药物概述
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。
生物药物的特性
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：
- 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）。
微生物药物 ：微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（ microbial transformation ）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。
生化药物 ：指从生物体（动物、植物、微生物）中获得的天然存在的生化活性物质，其有效成分和化学本质多数比较清楚。
生物制品 ：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。
蛋白质工程 (protein engineering) ：利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。
RNA 干涉（RNA interference,RNAi ）：是指在生物体细胞内， dsRNA(双链 RNA) 引起同源 mRNA 的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。
1.生物药物有哪几类？ 重组 DNA 药物、基因药物、天然生物药物、合成半合成生物药物
2.DNA 重组药物与基因药物有什么区别？
3.生物药物有哪些作用特点？
第1页,共32页
4.DNA 重组药物主要有哪几类？举例说明之
5.术语：药物与药品，生物药物， DNA 重组药物，基因药物，反义药物，核酸疫苗，RNAi
药物 Medicine(remedy) ：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。
药品 Drug ：直接用于临床的药物产品，是特殊商品。药品应规定有适应症、用法与用量和疗程，说明毒副反应。要有使用有效期，过期药品不准使用
基因工程药物 ：指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。
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。
基因治疗 ：将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用 ，从而达到治疗疾病目的的生物医学技术。
反义药物 ：是以人工合成的 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。
第二章生物制药工艺技术基础
掌握提取、浓缩、干燥等工艺
掌握菌种保藏、菌种选育及筛选等工艺
掌握酶工程制药工艺基础
固定化酶 (immobilized enzyme) ：指借助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 优点：（1）固定化稳定性提高（2）可重复使用、提高使用效率、降低成本（3）提高强度，便于连续、自动、规模化生产（4）便于产物的分离、纯化
第2页,共32页
酶固定化的方法有哪些类别 （1）吸附法：分为物理吸附法和离子交换吸附法； （2）包埋法：将酶或细胞定位于凝胶高聚物网络中，如卡拉胶，海藻胶，聚丙烯酰胺； （3）共价键结合法：酶分子与载体分子，通过化学偶联使酶与载体共价结合； （4）交联法：用双功能试剂将酶与载体交联固定化
掌握组合生物合成、 RNA 干涉、蛋白质组学等概念
组合生物合成 (combinatorial biosynthesis) 是指应用基因重组技术重新组合微生物药物的基因簇，产生一些新的非天然的基因簇，从而合成许多新的非天然的化合物，为生物药物的筛选提供丰富的化合物资源
复习思考题
1、生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？
考场背诵速记版（节选）
-
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： -
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）。
微生物药物 ：微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（ microbial transformation ）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。生化药物 ：指从生物体（动物、植物、微生物）中获得的天然存在的生化活性物质，其有效成分和化学本质多数比较清楚。
生物制品 ：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。
蛋白质工程 (protein engineering) ：利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。
RNA 干涉（RNA interference,RNAi ）：是指在生物体细胞内， dsRNA(双链 RNA) 引起同源 mRNA 的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。
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生物药物有哪几类？ 重组 DNA 药物、基因药物、天然生物药物、合成半合成生物药物
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DNA 重组药物与基因药物有什么区别？
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生物药物有哪些作用特点？
第1页,共32页 -
DNA 重组药物主要有哪几类？举例说明之
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术语：药物与药品，生物药物， DNA 重组药物，基因药物，反义药物，核酸疫苗，RNAi
药物 Medicine(remedy) ：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。药品 Drug ：直接用于临床的药物产品，是特殊商品。药品应规定有适应症、用法与用量和疗程，说明毒副反应。要有使用有效期，过期药品不准使用
基因工程药物 ：指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。
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。
基因治疗 ：将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用 ，从而达到治疗疾病目的的生物医学技术。
反义药物 ：是以人工合成的 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。
第二章生物制药工艺技术基础
掌握提取、浓缩、干燥等工艺
掌握菌种保藏、菌种选育及筛选等工艺
掌握酶工程制药工艺基础
固定化酶 (immobilized enzyme) ：指借助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 优点：（1）固定化稳定性提高（2）可重复使用、提高使用效率、降低成本（3）提
-
生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？
浓缩方法： ①盐析；②有机溶剂沉淀；③高分子脱水； ④超滤；⑤真空浓缩或薄膜浓缩干 燥：①低温真空干燥； ②喷雾干燥；③冷冻干燥
-
怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？
菌种退化 防止方法 ①防止基因突变：如低温保藏 ②采用双重缺陷型 ③制作平行的菌种斜面，少传代 ④分离单菌落，自然筛选 ⑤选择培养条件 菌种 保藏方法：①斜面低温保存 ②液体石蜡封藏法 ③甘油冷冻法 ④冷冻干燥法 ⑤液氮保藏法菌种退化： 一般把菌株的生活力、产孢子能力的衰退和特殊产物产量的下降统称为退化
第3页, 共32页
如何检测菌种的退化 ：1 、单位容积中发酵液的活性物质含量 2、琼脂平板上的单菌落形态 3、不同培养时期菌体细胞的形态和主要遗传特性 4、发酵过程的 pH 变动情况 5、发酵液的气味和色泽
-
诱变育种的总体流程是怎样的？选择出发菌需注意哪些事项？
包括 3 个部分：出发菌株的选择、诱变处理、筛选突变株
题库训练版（节选）
1.
凝胶层析中， 有时溶质的 Kd>1，其原因是 （ B ） A. 凝胶排斥 B. 凝胶吸附 C. 柱床过长 D. 流速过低
答案：B
2.
“类似物容易吸附类似物”的原则 ，一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质 （ B ） A. 极性溶剂 B. 非极性溶剂 C. 水 D. 溶剂
答案：B
3.
能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是（ C ） A. 过滤 B. 萃取 C. 离子交换 D. 蒸馏
答案：C
4.
下列哪种方法是由于细胞内冰晶的形成导致细胞破碎的（ C ） A. 真空干燥 B. 酶解法 C. 冻融法 D. 渗透压法
答案：C
5.
红霉素在 pH 9.8 时的分配系数（醋酸丁酯/水）为 44.5，若用等体积的醋酸酯进行单级萃取，则理论收率为( A ) A. 97.8% B. 99.32% C. 96.5% D. 95.9%
答案：A
6.
在高效液相色谱中，下列哪种检测器不适合于在梯度洗脱时使用.( D ) A. 紫外检测器 B. 荧光检测器 C. 蒸发光散射检测器 D. 示差折光检测器
答案：D
7.
某抗生素以醋酸丁酯为流动相进行 pH 纸层析，酸性条件下比移值大，碱性条件下比移值小，则该抗生素为 ( B ) A. 弱碱性 B. 弱酸性 C. 强碱性 D. 强酸性
答案：B
8.
环孢菌素 A 是微生物产生的 （ D ） A. HMG-CoA 还原酶抑制剂 B. β-内酰胺酶抑制剂 C. 氨基糖苷类抗生素 D. 免疫抑制剂
答案：D
9.
选用 110 树脂分离纯化链霉素，交换时 pH 应为（ C ） A. 2～4 B. 4～6 C. 6～8 D. 12～14
答案：C
10.
红霉素以游离分子形式存在时，可用吸附法分离，吸附时发酵液的 pH 应调节（ A ） A. 大于 7 B. 小于 7 C. 等于 7 D. 2～12
答案：A
11.
从四环素发酵液中去除铁离子，可用 （ B ） A. 草酸酸化 B. 加黄血盐 C. 加硫酸锌 D. 氨水碱化
答案：B
12.
用大肠杆菌作宿主表达重组 DNA 药物，缺点是 （ C ）
A.蛋白质表达量低 B.生长慢 C.产物无糖基修饰 D.难以获得工程菌
答案：C
13.
下列药物哪些是重组 DNA 药物 （ B ）
A.蛋白质工程药物 B.基因药物 C.天然生物药物 D.半合成生物药物
四、论述题（共 26 分）
答案：B
14.
填写 SOD 生产工艺中的空格（[A]～[G]）（7 分）。
洗净红细胞 → [溶血] → 溶血液 → [A] → 上清 → [沉淀] → 沉淀物 → [溶解] → 离心 水 [BC]离心 D
上清液 → [E] → SOD粗酶液 → [超滤] → 浓缩液 → [柱层析] → [ F ]℃ 浓缩 DEAE-Sephadex A50
吸附柱 → [G] → 洗脱液 → [脱盐浓缩] → 冻干酶粉 pH7.6的PBS 冻干
答案：A： 去血红蛋白（1 分） B： 乙醇（1 分） C： 氯仿（1 分） D： 丙酮（1 分） E： 热变性（1 分） F： 60-70℃（1 分） G 洗脱（1 分）
15.
下面表达系统为原核表达系统的是（ A ）
A. E.coli B.毕赤酵母 C.昆虫细胞 D.动物细胞 、
答案：A
16.
下列药物哪些是基因药物（ B ） A.基因工程药物 B.遗传物质 DNA 为物质基础制造的药物 C.天然生物药物 D.半合成生物药物
答案：B
17.
肽合成中，由于顺序合成的需要，必须对暂不参加反应的基团加以保护。在多肽的固相合成中，常用的氨保护基是（ A ） A.Fmoc B.Bz C.Tos D.甲醇
答案：A
18.
在离心分离过程中,若离心机的转速为 4000 转/分种,离心半径为 10 厘米,则相对离心力为( A ) A. 1789(g) B. 4000(g) C. 8000(g) D. 2000(g)
答案：A
19.
环孢菌素 A 是微生物产生的 （ B ） A.HMG-CoA 还原酶抑制剂 B.免疫抑制剂 C.氨基糖苷类抗生素 D.大环内酯类抗生素
答案：B
20.
克拉维酸是微生物产生的 （ B ） A. HMG-CoA 还原酶抑制剂 B.β-内酰胺酶抑制剂 C.氨基糖苷类抗生素 D.大环内酯类抗生素
答案：B
全题目阅读版（节选）
1.
利用产氨短杆菌发酵法生产肌苷酸，第一步是用诱变育种的方法筛选缺乏哪种酶的腺嘌呤缺陷型菌株，并在发酵培养基中提供亚适量的腺嘌呤。 （ A ） A. SAMP 合成酶 B. SAMP 裂解酶 C. PRPP 转酰胺酶 D. IMP 脱氢酶
2.
蛋白质类物质的分离纯化往往是多步骤的，其前期处理手段多采用下列哪类的方法。（ B ） A.分辨率高 B.负载量大 C.操作简便 D.价廉
3.
用大网格高聚物吸附剂吸附的弱酸性物质，一般用下列哪种溶液洗（ D ） A.水 B.高盐 C.低 pH D.高 pH
4.
凝胶层析中，有时溶质的 Kd>1，其原因是（ B ） A.凝胶排斥 B.凝胶吸附 C.柱床过长 D.流速过低
答案：B
5.
在酸性条件下用下列哪种树脂吸附氨基酸有较大的交换容量（ C ） A.羟型阴 B.氯型阴 C.氢型阳 D.钠型阳
6.
亲和层析的洗脱过程中，在流动相中加入配基的洗脱方法称作（C） A. 阴性洗脱 B. 剧烈洗脱 C. 竞争洗脱 D. 非竞争洗脱
7.
当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度（ C ） A. 增大 B. 减小 C. 先增大，后减小 D. 先减小，后增大
8.
盐析法与有机溶剂沉淀法比较，其优点是（ B ） A.分辨率高 B.变性作用小 C.杂质易除 D.沉淀易分离
9.
“类似物容易吸附类似物”的原则，一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质（B ） A.极性溶剂 B.非极性溶剂 C.水 D.溶剂
答案：B
10.
能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是（ C ） A. 过滤 B. 萃取 C. 离子交换 D. 蒸馏
答案：C
11.
下列哪种方法是由于细胞内冰晶的形成导致细胞破碎的（ C ） A. 真空干燥 B. 酶解法 C. 冻融法 D. 渗透压法
答案：C
12.
红霉素在 pH 9.8 时的分配系数（醋酸丁酯/水）为 44.5，若用等体积的醋酸酯进行单级萃取，则理论收率为( A ) A. 97.8% B. 99.32% C. 96.5% D. 95.9%
答案：A
13.
在高效液相色谱中，下列哪种检测器不适合于在梯度洗脱时使用.( D ) A. 紫外检测器 B. 荧光检测器 C. 蒸发光散射检测器 D. 示差折光检测器
答案：D
14.
某抗生素以醋酸丁酯为流动相进行 pH 纸层析，酸性条件下比移值大，碱性条件下比移值小，则该抗生素为 ( B ) A. 弱碱性 B. 弱酸性 C. 强碱性 D. 强酸性
答案：B
15.
环孢菌素 A 是微生物产生的 （ D ） A. HMG-CoA 还原酶抑制剂 B. β-内酰胺酶抑制剂 C. 氨基糖苷类抗生素 D. 免疫抑制剂
答案：D
16.
选用 110 树脂分离纯化链霉素，交换时 pH 应为（ C ） A. 2～4 B. 4～6 C. 6～8 D. 12～14
答案：C
17.
红霉素以游离分子形式存在时，可用吸附法分离，吸附时发酵液的 pH 应调节（ A ） A. 大于 7 B. 小于 7 C. 等于 7 D. 2～12
答案：A
18.
从四环素发酵液中去除铁离子，可用 （ B ） A. 草酸酸化 B. 加黄血盐 C. 加硫酸锌 D. 氨水碱化
答案：B
19.
用大肠杆菌作宿主表达重组 DNA 药物，缺点是 （ C ）
A.蛋白质表达量低 B.生长慢 C.产物无糖基修饰 D.难以获得工程菌
答案：C
20.
下列药物哪些是重组 DNA 药物 （ B ）
A.蛋白质工程药物 B.基因药物 C.天然生物药物 D.半合成生物药物
四、论述题（共 26 分）
答案：B
21.
填写 SOD 生产工艺中的空格（[A]～[G]）（7 分）。
洗净红细胞 → [溶血] → 溶血液 → [A] → 上清 → [沉淀] → 沉淀物 → [溶解] → 离心 水 [BC]离心 D
上清液 → [E] → SOD粗酶液 → [超滤] → 浓缩液 → [柱层析] → [ F ]℃ 浓缩 DEAE-Sephadex A50
吸附柱 → [G] → 洗脱液 → [脱盐浓缩] → 冻干酶粉 pH7.6的PBS 冻干
答案：A： 去血红蛋白（1 分） B： 乙醇（1 分） C： 氯仿（1 分） D： 丙酮（1 分） E： 热变性（1 分） F： 60-70℃（1 分） G 洗脱（1 分）