生物技术制药复习资料[优秀范文5篇]

第一篇：生物技术制药复习资料

《生物技术制药》复习资料（Biotechnological Pharmaceutics）第一章 绪论

一、概述

1.概念：生物药物（生物制药）是泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。|采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品，叫做生物技术制药。

2.技术范畴：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程以及后来衍生出来的第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、糖链工程和海洋生物技术等。

3.相关学科：有生物学（含微生物学、分子生物学、遗传学等）、化学、工程学（化学工程、电子工程等）、医学、药学、农学等。但从基础学科来讲，生物学、化学和工程学是其主要的学科。

4.应用范围：（1）医药；（2）农业；（3）食品；（4）工业；（5）环境净化；（6）能源。

二、生物技术的发展简史 1.传统生物技术阶段

主要产品：乳酸、酒精、丙酮、丁酸、柠檬酸、淀粉酶。

生产的特点：过程简单，大多属兼气发酵或表面培养，生产设备要求不高，产品化学结构简单，属初级代谢产物。

2.近代生物技术阶段

主要产品：抗生素、维生素、甾体、氨基酸；食品工业的工业酶制剂、食用氨基酸、酵母、啤酒；化工业的酒精、丙酮、丁醇、沼气；农林业的农药；环境保护业的生物治理污染。生物技术的特点：（1）产品类型多，初级（氨基酸、酶、有机酸）、次级（抗生素）、生物转化（甾体）；（2）生物技术要求高，纯种、无菌、通气，产品质量要求也高；（3）生产设备规模大；（4）技术发展速度快。

3.现代生物技术

主要产品：胰岛素、干扰素、生长激素等。

生物技术的内容包括：（1）重组DNA技术及其它转基因技术（基因工程）；（2）细胞和原生质体融合技术（细胞工程）；（3）酶或细胞的固定化技术（酶工程）；（4）植物脱毒和快速繁殖技术；（5）动物细胞大量培养技术；（6）动物胚胎工程技术；（7）现代发酵技术；（8）现代生物反应工程和分离工程技术；（9）蛋白质工程技术；（10）海洋生物技术。

三、医药生物技术的新进展 1.基础研究不断深入 2.新产品不断出现 3.新试剂、新技术不断出现

4.新型生物反应器和新分离技术不断出现

四、我国的医药生物技术

五、医药生物技术的新进展

1.利用新发现的人类基因，开发新型药剂。2.新型疫苗的研制。3.基因工程活性肽。

4.其他。如疾病早期诊断，PCR，单克隆抗体。第二章 生物药物概论

第一节 生物药物的来源、特性、分类与制备

一、生物药物的来源

1.生物药物是指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。

2.生物药物的原料来源

天然的生物材料：人体、动植物、微生物和各种海洋生物。人工制得的生物原料如基因工程技术制得的微生物或细胞。

二、生物药物的特性 1.药理学特性（优点）

（1）治疗的针对性强。细胞色素C用于治疗组织缺氧所引起的一系列疾病；（2）药理活性高。注射用的纯ATP可以直接供给机体能量；（3）毒副作用小，营养价值高。蛋白质、核酸、糖类、脂类等生物药物本身就直接取自体内；（4）生理副作用常有发生。生物体之间的种属差异及个体差异，用药时会发生免疫反应和过敏反应。

2.生产、设备中的特殊性

（1）原料中的有效物含量低。激素、酶在体内含量极低；（2）稳定性差。生物药物的分子结构中具有特定的活性部位，该部位有严格的空间结构，一旦结构破坏，生物活性也就随着消失；（3）易腐败。生物药物营养价值高，易染菌、腐败。生产过程中应低温、无菌；（4）注射用药有特殊要求。均一性、安全性、稳定性、有效性。

3.检验上的特殊性

由于生物药物具有生理功能，故生物药物不仅要有理化检验指标，更要有生理活性检验指标。

三、生物药物的分类

1.（生物制药的研究内容）按生物工程学科范围分为四类分类：

（1）发酵工程制药；（2）基因工程制药：（3）细胞工程制药；（4）酶工程制药。

2.按药物的结构分类：

（1）氨基酸及其衍生物类药物；（2）多肽和蛋白质类药物；（3）酶和辅酶类药物；（4）核酸及其降解物和衍生物类药物；（5）糖类药物；（6）脂类药物；（7）细胞生长因子；（8）生物制品类。

3.按来源分类：

（1）人体组织来源。疗效好、无副作用、来源有限。（2）动物组织来源。动物脏器，来源丰富、价格低廉、可以批量生产。（3）植物组织来源。中草药，酶、蛋白质、核酸。（4）微生物来源。抗生素、氨基酸、维生素、酶。（5）海洋生物来源。动植物、微生物。

4.按生理功能和用途分类：

（1）治疗药物。肿瘤、艾滋病、心脑血管疾病等。（2）预防药物。传染性强的疾病，疫苗、菌苗、类毒素。（3）诊断药物。速度快、灵敏度高、特异性强。免疫诊断、酶诊断、基因诊断试剂。（4）其它。生化试剂、保健品、化妆品、食品、医用材料。

四、生物药物的制备过程

1.生物药物原料的选择、预处理与保存方法（1）原料选择原则

有效成分含量高，原料新鲜，来源丰富、易得，产地较近，原料中杂质含量少，成本低。（原料 → 粗提 → 精提）

生物技术 单元操作（2）预处理与保存

预处理：就地采集后去除结缔组织、脂肪组织等不用的成分，将有用成分保鲜处理，收集微生物原料时，要及时将菌体与培养液分开，进行保鲜处理。

保存方法：①冷冻法，适用于所有生物材料，-40℃；②有机溶剂脱水法，丙酮，适用于原料少、价值高，有机溶剂对原料生物活性无影响；③防腐剂保鲜，常用乙醇、苯酚等，适用于液体原料，如发酵液、提取液。

第二节 人体来源的药物

一、人体来源药物的特点与研究意义 1.人体来源的药物的特点

（1）安全性好。不易产生副反应。（2）效价高、疗效可靠。质量好、效价高。（3）稳定性好。冻干制剂10度以下可保存2年以上。3.研究意义

（1）资源的有限性；（2）意义。3.蛋白质类药物分离提取方法

（1）沉淀法（盐析、有机溶剂、等电点）；（2）按分子大小分离（超滤、透析、层析、离心）；

（3）电荷（离子交换、层析、电泳、等电聚焦）；（4）亲和层析法（酶与底物、抗原与抗体）。

二、人体来源药物的种类和用途 1.人血液成分制品

（1）红细胞制剂；（2）白细胞浓缩液；（3）血小板制剂；（4）新鲜冰冻血浆（FFP）。

2.血浆的综合利用

（1）传输蛋白质；（2）免疫球蛋白；（3）凝血系统蛋白；（4）补体系统蛋白；（5）蛋白酶抑制物类。

3.人体液细胞中的活性物质

体液细胞包括红细胞、白细胞、淋巴细胞、血小板、成纤维细胞等。活性物质主要是干扰素α、白介素-

2、超氧化物歧化酶等。

4.人类来源的其他原料的利用 5.细胞因子 6.人体激素

激素是调节机体正常发育和活动的重要物质，是由一类动物体内腺体细胞和非腺体组织细胞所分泌的化学信息分子。激素主要有：蛋白质激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素、脂类激素。激素在体内含量很低，研究目的不是用生物体来提取，而是用于指导用其他原料进行生产和如何正确使用激素药物进行治疗。现在的生产方法有：用动物提取，半合成法，基因工程法。

第三节 动物来源的药物

三、动物来源药物的种类与用途 1.动物多肽与蛋白质类药物（1）动物多肽药物的重要性与种类

重要性：脑垂体所分泌的多肽激素，药效显著，且毒副作用小，通过对这些活性物质的结构和功能的研究，有助于我们设计和研制新型药物。

（2）动物蛋白类药物 2.动物酶与辅酶类药物

种类：促消化酶类（胃酶可口服，蛋白酶，胰酶）；消炎酶类（溶菌酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等可提高毛细血管通透性，消退浮肿）；治疗心血管疾病（纤溶酶、尿激酶、凝血酶）；抗肿瘤的酶（天冬氨酰酶、谷氨酰胺酶、半胱氨酸酶、组氨酸酶）。

3.动物核酸类药物 4.动物糖类药物

5.动物脂类药物：脂肪酸及其衍生物、磷脂类、胆酸类、卟啉和衍生物。第四节 植物来源的药物

一、糖类——单糖、多糖、寡糖。

二、脂类、类脂、固醇及其衍生物

三、蛋白质、多肽及其活性物质

四、化合物——特别小分子化合物及其衍生物。是近几年来研究最为活跃的领域。实例：超氧化物歧化酶的制备、精油、南瓜多糖等。

第五节 海洋生物药物

一、取得重要进展的领域

（1）海洋生物抗癌活性物质；（2）海洋生物抗菌活性物质；（3）海洋生物抗心血管疾病活性物质；（4）海洋生物抗放射性活性物质及酶类；（5）海洋前列腺素；（6）海洋保健品、螺旋藻；（7）海洋医用生物材料。鲎试剂、河豚毒素试剂、甲壳素、珊瑚。

二、我国发展海洋药物的主攻方向 1.海洋生物活性物质的研究

2.大力促进海洋生物技术在开发海洋药物上的应用 3.开发新的海洋中成药和新剂型 4.充分利用海洋资源，开发海洋保健品 5.开发新的海洋医用生物材料

第三章 生物技术制药单元操作与药物生产的质量控制 第一节 生物技术制药单元操作

一、概述

生物药物的提取和纯化可分为5个主要步骤：预处理、固液分离、浓缩、纯化和产品定型（干燥，制丸，挤压，造粒，制片），每一步骤都可采用各种单元操作。

在提取纯化过程中，要尽可能减少操作步骤，因为每一操作步骤都不可避免带来损失。操作步骤多，总收率就会下降。

二、提取纯化的工艺论证

工艺验证，就是通过系统的方法得到关于生产工艺的书面材料，证明并保证生产过程能始终如一地生产出特定的高质量的产品。工艺验证的范围：厂房设施、工程仪表、机械设施、生产环境、工艺条件、计算机软件、介质、原材料、半成品、成品、操作人员素质和测试方法等。以上各个部分都要有验证材料或试验数据，根据这些材料和数据写出验证报告。

当工艺的某一部分有较大变动时（如大修、工艺条件变化），要进行重新验证，即再验证。再验证是针对某一部分的行动，而不是整个工艺过程的验证，因而比较简单、快速、易行。验证的实施过程包括以下步骤：提出验证要求，组织验证小组，制定验证方案，实施验证试验，写出验证报告，再验证等。

三、原料选择、预处理与固液分离技术

（一）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；

利用不同蛋白质在不同浓度的有机溶剂中的溶解度差异而分离目的蛋白质的方法。蛋白质的沉淀与溶解，与溶剂的介电常数有关。降低溶液的介电常数，使其溶解度变小，同时，还破坏蛋白质的水化膜而使蛋白质沉淀析出。

有机沉淀法应注意的问题：

（1）控制工艺过程的温度：整个操作规程应在低温下进行，而且最好是同一温度。

（2）防止溶剂局部温度过高：加入有机溶剂时搅拌要均匀，速度要适当，避免局部浓度过高，引起沉淀物的破坏、变性或失活。

（3）及时处理沉淀物：沉淀物经过滤或离心后，要立即用水或缓冲液溶解，降低有机溶剂的浓度。

（4）pH的选择：在待沉淀蛋白质的pI附近（，蛋白质在pI时的溶解度最小）。

（5）有机溶剂是酶和蛋白质的变性因素，尤其是对敏感酶类。3.等电点沉淀法

利用蛋白质在等电点时的溶解度最低，而各种蛋白质又具有不同的等电点的特性进行分离的工艺过程。

4.水溶性非离子型聚合物沉淀法

在一定的pH值下，盐浓度越高，所需PEG时浓度越低，溶液的pH越接近目的物的等电点，沉淀所需PEG的浓度越低。

五、萃取

（一）双水相萃取 双水相体系的形成是两种天然或合成的亲水性聚合物水溶液相互混合，由于较强的斥力或空间位阻，相互之间无法渗透，在一定条件下，即可形成双水相体系。

双水相萃取的技术特征：

（1）体系有生物亲和性。（2）体系能进行萃取性的生物转化。（3）体系能与细胞相结合，操作既节省萃取设备和时间，又避免了胞内酶的损失。（4）亲和萃取可大大提高分配系数和萃取专一性。（5）任何两相体系，都不要求特殊的处理就可与后续纯化工艺相衔接。（6）开发廉价新型的双水相体系。

（二）超临界流体萃取 1.技术原理

在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。

2.萃取装置

超临界萃取装置从功能上大体可分为八部分：萃取剂供应系统、低温系统、高压系统、萃取系统、分离系统、改性剂供应系统、循环系统和计算机控制系统。

3.超临界流体萃取（SFE）的特点（优点）

（1）可以在接近室温（35-40℃）及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。

（2）使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留溶媒，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染，是100%的纯天然（产物中无杂质）；

（3）萃取和分离合二为一，当包含溶解物的CO2-SCF流经分离器时，由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约成本（SCF立方英尺）；

（4）CO2是一种不活泼的气体，萃取过程不发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、无毒，故安全性好；

（5）CO2价格便宜，纯度高，容易取得，且在生产过程中（可）循环使用，从而降低成本；

（6）压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通过改变温度或压力达到萃取目的。

六、层析法

1.离子交换层析。2.凝胶层析。3.亲和层析。

七、电泳技术

（一）醋酸纤维素薄膜电泳。

（二）琼脂糖凝胶电泳。

（三）聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）。

（四）等电聚焦电泳技术。

八、其它技术

（一）浓缩是指低浓度溶液通过除去溶剂变为高浓度溶液的过程。常在提取后和结晶前进行，有时也贯穿于整个制药过程。

（二）结晶是利用某些药物具有形成晶体的性质是目标药物（溶质）呈晶态从溶液中析出的过程。

（三）干燥是从湿的固体生物药物中，除去水分或溶剂而获得相对或绝对干燥制品的工艺过程。它也是一种蒸发，但不同于浓缩。通常包括原料药的干燥和制成临床制剂的干燥。

（1）常压干燥。通风与加热结合。成本低，干燥量大。但时间长，易污染。（2）减压干燥。利用专用设备减压加速，使溶剂迅速蒸发。时间短，温度低。制药常用方法。

（3）喷雾干燥。将液体通过喷射装置喷成雾滴后，在一定流速的热气流中，迅速蒸发干燥的方法。

第二节 生物技术药物生产的质量控制 什么是药品的六个“P”？ 1.什么是GAP？

GAP：英文名称“Good Agricultural Practice”的缩写。直译为“良好的农业规范（因为中药材栽培或饲养主要属于农业范畴）”，在中药行业译为“中药材生产质量管理规范”。

2.什么是GCP？

GCP：英文名称“Good Clinical Practice”的缩写。中文名称为“药品临床试验管理规范”，是规范药品临床试验全过程的标准规定，其目的在于保证临床试验过程的规范，结果科学可靠，保护受试者的权益并保障其安全。

3.什么是GLP？

GLP：英文名称“Good Laboratory Practice”的缩写。中文名称为“药品实验室管理规范”。目前，在我国是指于 2003年9月1日起施行《药物非临床研究质量管理规范》（局令第2号）。

4.什么是GSP？

GSP：英文名称“Good Supply Practice”的缩写。中文名称为“药品经营质量管理规范”，它 是控制医药商品流通环节所有可能发生质量事故的因素从而防止质量事故发生的一整套管理程序。

5.什么是GUP？

GUP：英文名称“Good Use Practice”的缩写。中文名称为“药品使用质量管理规范”，在我国是指 《医疗机构药剂质量管理规范》。

6.什么是GMP？ GMP：英文名称“Good Manufacturing Practice”的缩写。中文名称为“药品生产质量管理规范”，在我国，GMP是指 国家药品监督管理局于1999年3月18日通过，6月18日发布，8月1日起开始正式实施的《药品生产质量管理规范》（局令9号）。这个规范是药品生产和质量管理的基本准则，适用于药品制剂生产的全过程和原料生产中影响成品质量的关键工序。它是一种强制性认证，没有通过认证的生产企业或生产车间已于2004年7月1日实行

强制性停产。第四章 基因工程制药 第一节 概述

问题：基因工程菌生产药物的优点？ 第二节 基因工程药物生产的基本过程

主要程序是：目的基因的克隆，构建DNA重组体，将DNA重组体转入宿主菌构建工程菌，工程菌的发酵，外源基因表达产物的分离纯化，产品的检验等。

基因工程药物的生产是一项十分复杂的系统工程，可分为上游和下游两个阶段。上游阶段是研究开发必不可少的基础，它主要是分离目的基因、构建工程菌（细胞）。下游阶段是从工程菌（细胞）的大规模培养一直到产品的分离纯化、质量控制等。

第三节 基因工程药物的分离纯化

基因工程药物具有下列特点：（1）目的产物在初始物料中含量较低；（2）含目的产物的初始物料组成复杂；（3）目的产物的稳定性差，具有生物活性的物质对pH、温度、金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等十分敏感，容易失活、变性；（4）种类繁多，包括有大、中、小分子、结构简单或复杂的有机化合物，以及结构复杂及性质各异的生物活性物质；（5）应用面广，对其质量、纯度要求高，甚至要求无菌、无热原等。

一、建立分离纯化工艺的依据 1.含目的产物的起始物料的特点：

（1）菌种类型及其代谢特征。（2）原材料和培养基的来源及其质量。（3）生产工艺和条件。包括灭菌方法和条件、生产方式、生产周期、生产能力、工艺控制条件、因素及方式等。（4）初始物料的物理、化学和生物学特性。

2.物料中杂质的种类和性质 3.目的产物特性 4.产品质量的要求

二、分离纯化的基本过程

基因工程药物分离纯化一般不应超过4-5个步骤，包括细胞破碎、固液分离、浓缩与初步纯化、高度纯化直至得到纯品以及成品加工。

三、分离纯化的技术

1.细胞破碎与固液分离。2.目的产物的分离纯化。3.非蛋白质类杂质的去除。分离纯化技术应满足下列要求：（1）技术条件要温和，能保持目的产物的生物活性；（2）选择性要好，能从复杂的混合物中有效地将目的产物分离出来，达到较高纯化倍数；（3）收率要高；（4）两个技术之间要能直接衔接，不需要对物料加以处理或调整，这样可以减少工艺步骤；（5）整个分离纯化过程要快，能够满足高生产率的要求。

四、选择分离纯化方法的依据 1.根据产物表达形式来选择 2.根据分离单元之间的衔接来选择

通常先运用非特异、低分辨的操作单元，以尽快缩小样品体积，提高产物浓度，去除最主要的杂质；随后采用高分辨率的操作单元：凝胶排阻色谱这类分离规模小、分离速度慢的操作单元放在最后。

3.根据分离纯化工艺的要求来选择 分离纯化工艺应遵循以下原则：

（1）具有良好的稳定性和重复性（能产业化）。（2）尽可能减少组成工艺的步骤。

（3）组成工艺的各技术或步骤之间要能相互适应和协调，工艺与设备也能相互适应，从而减少步骤之间对物料的处理和条件调整。

（4）在工艺过程中要尽可能少用试剂，以免增加分离纯化步骤，或干扰产品质量。

（5）分离纯化工艺所用的时间要尽可能短，因稳定性差的产物随工艺时间增加收率。

（6）工艺和技术必须高效，收率高，易操作，对设备条件要求低，能耗低。（7）具有较高的安全性。在选择后处理技术、工艺和操作条件时，要能确保去除有危险的杂质，保证产品质量和使用安全，以及生产过程的安全。

第四节 基因工程药物的质量控制

一、原材料的质量控制

二、培养过程的质量控制

三、纯化工艺过程的质量控制（产品有足够的生理和生物学试验数据资料，确证提纯物分子批间保持一致性。外源蛋白质，DNA与热原质都控制在规定限度以下）

四、目标产品的质量控制

质量控制主要要求：产品的鉴别、纯度、活性、安全性、稳定性和一致性。1.产品的鉴别。2.纯度分析。3.生物活性测定。4.稳定性考察。5.产品一致性的保证。（6.安全性）

五、产品的保存 1.液态保存

（1）低温保存；（2）在稳定pH条件下保存；（3）高浓度保存；（4）加保护剂保存。

2.固态保存

固态蛋白质比液态稳定，一般蛋白质含水量超过10%时容易失活。含水量降到5%时，在室温或冰箱中保存比较稳定。冻干粉或结晶都具有强抗热性和稳定性。

第五章 细胞工程制药 第一节 概述

细胞工程可分为动物细胞工程和植物细胞工程。

动物细胞工程包括：细胞培养技术；细胞融合技术；胚胎工程技术；克隆技术。

植物细胞工程包括：植物组织、器官培养技术；细胞培养技术；原生质体融合与培养技术；亚细胞水平的操作技术等。

第二节 动物细胞工程制药 1.细胞融合。单克隆抗体。

2.核移植就是将一个动物的细胞核，移植到卵细胞中，并发育成长。3.转基因动物是指经人的有意干涉，通过实验手段将外源基因导入动物细胞中并稳定地整合到动物基因组中，且能遗传给子代的动物。

4.动物细胞培养。是指离散的动物活细胞在体外人工条件下的生长、增殖的过程。

第三节 植物细胞工程制药

1.组织及细胞培养。2.遗传特性改造。3.转基因植物。

转基因植物生产重组蛋白具有以下优点：1.与动物细胞培养相比，植物细胞培养条件简单且易于成活，有利于遗传操作；2.植物培养细胞具有全能性，能够再生植株；3.转基因植物中的外源基因可通过植物杂交的方法进行基因重组，进而在植物体内积累多基因；4.转化植株系的种子易于贮存，有利于重组蛋白的生产和运输；5.用动物细胞生产重组蛋白，可能污染动物病毒，这对人类可能造成潜在危险，而植物病毒不感染人类，所以用植物细胞生产重组蛋白更为安全；6.植物细胞有与动物细胞相似的结构和功能，有利于重组蛋白的正确装配

（2）反应后，酶与底物和产物易于分开，产物中无残留酶，易于纯化，产品质量高。（3）反应条件易于控制，可实现转化反应的连续化和自动控制。（4）酶的利用效率高，单位酶催化的底物量增加，用酶量减少。（5）比水溶性酶更适合于多酶反应。3.酶和细胞的固定化方法 酶和细胞的固定化方法的分类（1）载体结合法 ①物理吸附法

物理吸附法是用物理方法将酶吸附于不溶性载体上的一种固定化方法。②离子结合法

离子结合法是酶通过离子键结合于具有离子交换基的水不溶性载体上的固定化方法 ③共价结合法

共价结合法是酶以共价键结合于载体上的固定化方法（2）交联法（——共价键）

交联法是用双功能或多功能试剂使酶与酶或微生物的细胞与细胞之间交联的固定化方法。

（3）包埋法

①网格型。将酶或细胞包埋在高分子凝胶细微网格中的称为网格型。②微囊型。将酶或细胞包埋在高分子半透膜中的称为微囊型。（4）选择性热变性法

4.酶和细胞的固定化过程中使用载体的条件：（1）固定化过程中不引起菌变性；（2）对酸碱有一定的耐受性；（3）有一定的机械强度；

（4）有一定的亲水性及良好的稳定性；（5）有一定的疏松网状结构，颗粒均匀；（6）共价结合时具有可活化基团；（7）有耐受酶和微生物细胞的能力；（8）廉价易得。

（酶和细胞的固定化载体，主要有以下三类：）

（1）吸附载体。吸附法有物理吸附和离子吸附两种。物理吸附所用的载体有无机物和有机物。

（2）包埋载体。包埋法制备固定化酶或细胞的载体有卡拉胶等。目前，工业上应用的包埋载体主要为卡拉胶、海藻胶等。

（3）共价结合载体（交联载体）。用共价结合法制备固定化酶或细胞所用的载体有纤维素、SephadexA200、琼脂、琼脂糖、苯胺多孔玻璃等。5.固定化酶的制备技术

（1）物理吸附法中蛋白质与载体结合力较弱，而且酶容易从载体上脱落，活力下降，故此法不常用；离子交换吸附法是将解离状态的酶溶液与离子交换剂混合后，洗去未吸附的酶和杂质即得固定化酶，本方法中离子交换刘的结合蛋白质能力较强，常彼采用。

影响载体吸附的因素较多，如溶液的pH、离子强度、温度、蛋白质浓度及载体的比表面积等。

（2）包埋法制备固定化酶技术

包埋法又分为凝胶包埋法和微囊化包埋法两类。凝胶包埋这是将酶或细胞限制于高聚物网格中的技术；微囊化法是将酶或细胞定位于不同构型的膜外壳内的技术。

其基本制备方法有界面沉降法及界面聚合法两类。

①界面沉降法。本法是物理法，是利用某些在水相和有机相界面上溶解度极低的高聚物成膜的过程将酶包埋的方法。其基本过程是将酶液在与水不混溶的、沸点比水低的合机相中乳化，使用油溶性表面活性剂形成油包水的微滴，再将溶于有机溶剂的高聚物加入搅拌下的乳化液中，然后再加入另一种不能溶解高聚物的有机溶剂，使高聚物在油水界面上沉淀、析出及成膜。最后在乳化剂作用下使微囊从有机相中转移至水相，即成为固定化酶。用于制备微囊的高聚物材料有硝酸纤维素、聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯等。微囊化的条件温和，制备过程不致引起酶的变性，但要完全除去半透膜上残留的有机溶剂却不容易。

②界面聚合法。本法是化学制备法，其基本原理是利用不溶于水的高聚物单体在油－水界面上聚合成膜的过程制备微囊。成膜的高聚物有尼龙、聚酰胺及聚脲等。现以尼龙610为例，其基本过程是将含酶的10％血红蛋白溶液与己甲叉二胺水溶液混合，再倾入含有1％Span85的氯仿-环己烷中分散乳化，加入溶于有机相的癸二酰氯后，便在油－水界面上发生聚合反应，弃去上清后，加入Tween20去乳化，洗去有机溶剂及末聚合的单体，将其转移至水相中即得微囊。

纤维包埋法是将可形成纤维的高聚物溶于与水不混溶的有机溶剂中，再与酶溶液混合并乳化，然后将乳化液经喷头挤入促凝利(如甲苯及石油醚等)中形成纤维，即成为固定化酶。

（3）交联法制备固定化酶技术

例如0.2％的木瓜蛋白酶和0.3％的戊二醛在pK5.2～7.2，0℃下，24h即完成反应，反应速度随温度的升高而增大。若pH低于4.0，即使长时间反应也不能实现酶的固定化。酶晶体也可以用交联法实现固定化，但在交联过程中酶容易失活。

（4）共价结合法制备固定化酶的技术 共价结合法制备固定化酶的优点是酶与载体结合牢固，稳定性好；缺点是载体需要活化，固定化操作复杂，反比条件比较剧烈，酶容易失活和产生空间位阻效应。

6.固定化酶的形状与性质 6.1 固定化酶的形状

（1）颗粒状固定化酶（制备方法简单，颗粒比表面积大，转化效率高，适用于各种类型的反应器）；（2）纤维状固定化酶（比表面积大，转化效率高，但只适用于填充床反应器）；（3）膜状固定化酶/酶膜（表面积大，渗透阻力小，可用于酶电极，破碎后也可用于填充床反应器）；（4）管状固定化酶/酶管（机械强度大，切短后可用于填充床反应器，也可以组装成列管式反应器）。

6.2 固定化酶的性质（1）酶活力的变化（2）酶稳定性的变化

稳定性包括：①操作稳定性。②贮藏稳定性。③热稳定性。④对蛋白酶的稳定性。

（3）酶学特性的变化。①底物专一性。②最适pH。③最适温度。④米氏常数（Km）。⑤最大反应速度（Vmax）。

7.固定化酶活力的测定方法

三、酶的非水相催化

其催化活性与水溶液中相当，甚至更高，并且具有下列显著特点：（1）提高非极性底物和产物的溶解度，从而提高反应速度。

（2）可催化水解反应的逆反应，而合成（酶类、）多肽、酯类等化合物。（3）有利于反应后酶与产物的分离。（4）解除或减少某些产物对酶的抑制作用。（5）提高酶的稳定性。第七章 发酵工程制药

一、发酵工程与发酵工程制药的发展历史

二、微生物发酵制药的研究范围

微生物菌体发酵：如香菇类、灵芝、金针菇、依赖虫蛹而生有的冬虫夏草菌以及与天麻共生的密环菌等药用真菌。

微生物酶发酵： 微生物代谢产物发酵： 微生物转化发酵： 第二节 微生物工业用菌种

一、发酵工业对生产菌种的要求（1）能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高。目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离。

（2）发酵条件粗放、易于控制，且所需的酶活性高。（3）菌种生长和发酵速度较快，发酵周期短。

（4）根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株。

（5）抗杂菌、抗噬菌体能力强。

（6）菌种纯粹，遗传性状稳定（不易变异退化），以保证发酵生产和产品质量的稳定性。

（7）菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素以保证安全。

二、工业上常用的微生物 1.微生物的共同特性

（1）个体小、构造简单；（2）容易培养、易于代谢；（3）生长旺盛、繁殖迅速；（4）适应性强、容易变异；（5）分布广泛、种类繁多。

2.工业上常用的微生物

发酵工业上常用的微生物有细菌、酵母菌、霉菌和放线菌四大类群。

三、生产用菌种的保藏及选育 1.菌种保藏（菌种的保藏方法）

（1）斜面低温保藏法。（2）液体石蜡保藏法。（3）砂土管保藏法。（4）冷冻干燥保藏法。

（5）液氮超低温冻结法。（6）硅胶保藏法。2.菌种选育

（1）自然选育－－利用菌种的自发突变，从而选育出优良菌种的过程，叫做自然选育。

（2）诱变育种－－诱变育种是指用人工的方法处理微生物，使它们发生突变，再从中筛选出符合要求的突变菌株，供生产和科学实验用。

诱变剂有物理诱变剂（如紫外线、X射线、γ射线、快中子）、化学诱变剂（如亚硝酸、硫酸二乙酯、氮芥、硫酸）等。在生产实践上，选用哪种诱变剂、剂量大小、处理时间等，都要视具体的情况和条件，并经过预备实验后才能确定。

（3）杂交育种（4）原生质体融合（5）基因工程育种 第三节 培养基及其制备

1.根据培养基的用途分为基础培养基、增殖培养基、鉴别培养基。2.发酵工业生产中选择培养基的基本原则（1）必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分；

（2）所用的单位营养物质能产生最大量的微生物菌体或发酵产物；（3）能形成最大浓度的微生物菌体或产物；（4）能形成最大产物生成率，从而缩短发酵周期；（5）尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化；

（6）对生产中除发酵以外的其他方面如通气搅拌、精制、废弃物的处理等所带来的困难最少；

（7）原料价格低廉、质量稳定、取材容易。3.消毒与灭菌的区别

1.消毒（Disinfection）：用物理或化学方法杀死物料、容器、器具内外的病原微生物。一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢，如巴氏消毒法。

2.灭菌（Sterilization）（更彻底）：用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽胞和孢子。

试题：

1.基因工程制药中工程菌分为两大类，原核细胞有大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、链霉菌；真核细胞有酵母、丝状真菌。（P21）

2.基因工程药物研究中常用的表达载体pBV220系统、pET系统。（P23）3.酶的化学修饰：通过主链的切割、剪接和侧链基团的化学修饰对酶蛋白进行分子改造，以改变其理化性质及生物活性。这种应用化学方法对酶分子实施种种“手术”的技术称为酶分子的化学修饰。从广义上说，凡涉及共价键或部分共价键的形成或破坏的转变都可看做是酶的化学修饰。从狭义上说，酶的化学修饰则是指在较温和的条件下，以可控制的方式使一种酶同某些化学试剂起特异反应，从而引起单个氨基酸残基或其功能基团发生共价的化学改变。（P242）

4.影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素？（P24）（1）外源基因的剂量。

（2）外源基因的表达效率。①启动子的强弱；②核糖体结合位点的有效性；③SD序列和起始密码的间距；④密码子组成。

（3）表达产物的稳定性。（4）细胞的代谢负荷。（5）工程菌的培养条件。

5.基因工程制药中，根据真核基因在原核细胞中表达的特点，表达载体必须具备哪些条件？（P22）

（1）载体能够独立地复制。

（2）应具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记，以利于外源基因的克隆、鉴定和筛选。而且克隆位点应位于启动子序列后，以使克隆的外源基因得以表达。（3）应具有很强的启动子，能为大肠杆菌的RNA聚合酶所识别。（4）应具有阻遏子，使启动子受到控制，只有当诱导时才能进行转录。（5）应具有很强的终止子，以便使RNA聚合酶集中力量转录克隆的外源基因，而不转录其他无关的基因，同时很强的终止子所产生的mRNA较为稳定。

（6）所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号，即起始密码AUG和SD序列，以便转化后能顺利翻译。

6.以环糊精为例，说明模拟酶的作用。（P236）（重点！）

第二篇：生物技术制药总结

生物技术：人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的技术

1基因工程制药：利用基因重组技术将外援基因导入宿主菌或细胞进行大规模培养，以获得蛋白质药物的过程。

2.载体：是携带外源目的基因或DNA进入宿主细胞，实现外援基因或DNA的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。

细胞传代passage：将细胞从一个培养器皿中消化、分散并接种至另一个培养器皿中的操作。细胞克隆培养（clonal culture）：即单细胞分离培养，是将动物组织分散后，将一个细胞从群体细胞中分离出来，由单个细胞培养成纯系细胞集群。

动物细胞的复苏：其原则是快速融化，必须将冻存在-196℃液氮中的细胞快速融化至37℃，使细胞外冻存时的冰晶迅速融化，避免冰晶缓慢融化时进入细胞形成再结晶，对细胞造成损害。

细胞融合（cell fusion）：是指在外力（诱导剂或促融剂）作用下，两个或两个以上的异源（种、属间）细胞或原生质体相互接触，从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象，或称细胞杂交。

转基因动物（transgenic animal）：采用基因工程技术将外源目的基因导入动物生殖细胞、胚胎干细胞和早期胚胎，并在受体动物的染色体上稳定整合，在经过发育途径将外源目的基因稳定地传给子代，通过这项技术所获得的动物即为转基因动物。

胚胎干细胞（embryo stem cell）：简称ES细胞，是从早期胚胎细胞团分离出来并能在体外培养的一种高度未分化的、具有形成所有成年细胞类型能力的全能干细胞。它是正常二倍体型，像早期胚胎细胞一样具有发育上的全能性。

抗体工程制药（antibody engineering pharmaceutics）：利用基因工程、细胞工程（包括动物细胞工程和植物细胞工程）和转基因动物及转基因植物技术生产抗体药物的过程。

单克隆抗体（monoclonal antibody，mAb）：简称单抗，将能大量扩增和永生的骨髓瘤细胞和能合成分泌特异性抗体的B细胞（仅识别一种抗原表位）进行融合得到杂交瘤细胞，经筛选和克隆化的杂交瘤细胞仅能合成及分泌抗单一抗原表位的特异性抗体。

杂交瘤细胞克隆化（cloning）：是指将阳性孔中分泌抗体的单个细胞分离出来。融合后的杂交瘤细胞一般要经过3次克隆化才能达到100%的阳性克隆。

双特异性抗体（bispecific antibody，bsAb）：亦称双功能抗体，是含有两个不同配体结合位点的抗体分子，它有两个不同的抗原结合部位（两个臂），可分别结合两种不同的抗原表位。嵌合抗体（chimeric antibody）：是利用DNA重组技术，将异源单抗的轻、重链可变区基因插入含有人抗体恒定区的表达载体中，转化哺乳动物细胞表达的抗体，表达的抗体分子中轻、重链的V区是异源的，而C区是人源的，即整个抗体分子的60%~70%是人源的。

人源化抗体（humanized antibody，hAb）：通过CDR移植即把鼠抗体的CDR（互补决定区）序列移植到人抗体的可变区内所得到的抗体，也称CDR移植抗体或改型抗体。该抗体既具有鼠源性单抗的特异性又保持了人抗体的功能（C区的功能）。

免疫原性（immunogenicity）：抗原能刺激机体特异性免疫细胞，使其活化、增值、分化，最终产生免疫效应物质（抗体或致敏淋巴细胞）的特性。

免疫反应性（immunoreactivity）：抗原与相应免疫效应物质在体内或体外相遇时，可发生

特异性结合而产生免疫反应的特性。

减毒活疫苗（live attenuated vaccine）：是通过不同的方式手段使病原体的毒性即致病

性减弱或丧失后获得的一种由完整的微生物组成的疫苗制品。

灭活疫苗（inactivated）：是将病原体经培养增殖、灭活纯化处理，使其完全丧失感染性，但保留了病原体的几乎全部组分因此灭活疫苗具有较好的免疫原性和安全性。

亚单位疫苗（subunit vaccine）：利用微生物的某种表面结构成分（抗原）制成、能诱发

机体产生抗体的疫苗。

分解代谢阻遏（catabolite repression）：在菌体的生长阶段被菌体快速利用的碳源会产

生大量的分解产物，这些代谢产物阻遏次级代谢酶系的合成，只有当这类碳源被消耗完后，阻遏作用被消除，菌体才由生长阶段转入次级代谢产物合成阶段，这种发酵过程中的次级代

谢产物在碳源被消耗尽时才产生和积累的现象称为分解代谢阻遏。

生物技术：人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原

理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的技术。

种龄（inoculumage）：种子罐中培养的菌丝转入下一级种子罐或发酵罐时得培养时间

生物技术药物的特性？

（1）理化性质特性（1）相对分子量大（2）结构复杂：蛋白质和核酸均为生物大分子，蛋

白质含有四级结构（3）稳定性差（2）药理学作用特性（1）活性与作用机制明确：活性物

质对生理功能的调节机制比较清楚（2）作用针对性强：有特定的靶分子、靶细胞或靶器官

（3）毒性低：生物技术药物本身是体内天然存在的物质或它们的衍生物（4）体内半衰期短

（5）有种属特异性（6）可产生免疫原抑制（3）生产制备特性（1）药物分子在原料中的含量低（2）原料液中常存在降解目标产物的杂质：应采取快速分离纯化的方法以除去影响

目标产物稳定性的物质（3）制备工艺条件温和：目的产物不稳定（4）分离纯化困难：需要

多种不同原理的层析单元操作才能达到要用的纯度（5）产品易受有害物质（4）质量控制特

性

质粒的特点：（1）是指独立于原核生物染色体之外具有自主复制能力的遗传物质。（2）质粒

具有遗传传递和遗传交换的能力（3）质粒具有不相容性：两种亲缘关系密切的不同质粒不

能在同一宿主细胞中稳定共存。4..共价闭合环状DNA(ccDNA)，开环DNA(ocDNA)，线状

DNA(lDNA)在琼脂糖凝胶电泳中

5.复制子松弛型复制子的复制和宿主蛋白的合成功能

无关，宿主染色体DNA复制受阻时，质粒仍可复制；严谨型复制子的复制与宿主蛋白质的合成相关，因此在每个宿主细胞中为低拷贝数，仅1~3个。

6.克隆表达的质粒载体涉及三个要素：

（1）复制子（2）选择标记：由质粒携带的赋予宿主细胞新的表型的基因，用于鉴定和筛选

转化有质粒的宿主细胞。常见的标记：氨苄西林（Amp），卡那霉素（Kan）（3）多克隆位点

（MCS）：质粒载体中由多个限制性内切酶识别序列密集排列形成的序列。

7.目的基因常用制备方法

(1)化学合成法（2）PCR法：在含有DNA模板、引物、DNA聚合酶、dNTP的缓冲溶液中通

过下列步骤扩增DNA：a）变性：双链DNA模板加热变性，解离成单链模板；b）退火：降

低温度，引物与单链模板结合；c）延伸：温度调整至DNA聚合酶最适宜温度，最终与单链

模板形成双链，并开始下一个变性、退火、延伸循环。（3）基因文库法（4）cDNA文库法

8.影响目的基因与载体之间连接效率的主要因素：

9.（1）DNA片段之间的连接方式：粘性末端的连接效率高于平头末端。（2）目的基因与载

体的浓度和比例：增加DNA浓度可以提高连接效率，目的基因与载体DNA的摩尔数比应大

于1.（3）连接温度、时间、连接酶的活性及缓冲液。

9.重组DNA导入大肠杆菌，常用的感受态细胞制备方法：氯化钙法

10.重组子的筛选与鉴定：

（1）载体遗传标记法：a)抗生素抗性筛选法

b)互补筛选法：重组子转化成宿主细胞，载体的表达产物与宿主细胞中营养缺陷性突变发生

互补作用，从而实现重组子的筛选。蓝白斑筛选：lacZα基因可编码β—半乳糖苷酶α氨基

端的α互补肽段，与宿主细胞编码的缺陷型β—半乳糖苷酶α实现互补，可分解底物5-溴-4-

氢-3-吲哚-β-D-半乳糖苷，形成蓝色菌落。由于lacAα基因的插入失活而成白色，空载体的宿主细胞呈蓝色。c)营养缺陷筛选法d噬菌斑筛选法(2)核酸分子杂交法

(3)限制性内切酶图谱法(4)DNA序列测定法：双脱氧终止法(5)目的基因表达产物测定法

12.外源基因在大肠杆菌中的表达形式：

(1)胞内表达：(a)非融合蛋白的胞内表达：形成包涵体（B）融合蛋白的胞内表达：在大肠杆

菌内较稳定（2）分泌表达：（a)分泌至周质（b）分泌至胞外

11.外源基因在原核生物中表达的重要调控元件

(1)启动子：是DNA链上能与RNA聚合酶结合并起始mRNA合成的一段序列，是决定外源基

因在原核生物中表达效率的关键因素。(2)核糖体结合位点：SD序列(3)终止子

13.大肠杆菌中外源蛋白表达效率的影响因素：(1)外源基因密码子：偏好密码子（蛋白质合成迅速，错配率低）和稀有密码子(2)mRNA结构：减少G、C含量，增加A、T含量(3)表达

载体：高拷贝数、适用范围广、稳定性高、表达产物容易纯化(4)外源蛋白稳定性

14.分离纯化技术应满足下列要求：(1)技术条件要温和，能保持目的产物的生物活性；(2)选

择性要好(3)回收率要高(4)两个技术之间要能直接衔接(5)整个分离纯化过程要快

15.基因重组蛋白的主要分离技术

(1)离心(2)沉淀(3)膜分离(4)双水相萃取

16基因重组蛋白的主要纯化技术:

(1)离子交换层析(2)亲和层析(3)凝胶过滤层析(4)反相层析和疏水层析

17.选择分离纯化方法的依据：

（元，层析分离次序的选择也同样重要。(3)根据分离纯化工艺的要求来选择(a)具有良好的稳

定性、重复性和较高的安全性(b)尽可能减少组成工艺的步骤(c)分离纯化工艺所用的时间要

尽可能的短(d)工艺和技术必须高效

18．基因工程药物的质量控制要点

(1)蛋白质含量的测定(2)蛋白质纯度检测(3)蛋白质分子质量测定(4)蛋白质等电点测定(5)蛋

白质序列分析(6)内毒素分析、宿主蛋白与核酸残留分析

19.蛋白质含量的测定

(1)紫外吸收法(2)BCA法(3)Lowry法(4)考马斯亮蓝法(5)SDS-PAGE扫描分析法

20.蛋白质纯度的检测：电泳法、层析法、质谱法、末端氨基酸残基分析法

21.蛋白质Mr测定有SDS-PAGE法、凝胶层析法、质谱法

22.蛋白质等电点测定的常用方法：等电聚焦法。

23.蛋白质序列的分析:N-端氨基酸序列分析，C-端氨基酸序列分析

根据体外培养时动物细胞对生长基质的依赖性，可将动物细胞分为

(1)贴壁依赖性细胞(2)非贴壁依赖性细胞(3)兼性贴壁细胞

1.动物细胞培养的环境条件

(1)培养温度（哺乳类37℃，昆虫25~28℃）(2)pH值（大多数7.2~7.4）(3)通氧量（一定量的CO2）(4)防止污染(5)基本营养物质(6)渗透压

3.动物细胞的培养特性

(1)比微生物细胞大得多，无细胞壁，抗机械强度低，对剪切力敏感，适应环境能力差；(2)

倍增时间长，生长缓慢，正常二倍体细胞的生长寿命是有限的；(3)对培养基要求高，易受

微生物污染，培养时需要添加抗生素；(4)生长大多需贴附于基质，相互粘连以集群形式存

在，并有接触抑制现象；(5)多半将产物分泌在细胞外，便于收集和纯化；(6)对蛋白质的合成条件和修饰功能与细菌不同，动物细胞可对蛋白质进行完善的翻译后修饰，特别是糖基化，与天然产品更一致，更适合于临床应用。

4.原代培养的主要步骤

(1)从健康动物体内无菌条件下取出适量组织，剪切成小薄片；(2)加入适宜浓度的胰蛋白酶

或胶原酶和EDTA等进行消化作用使细胞分散；(3)将分散的细胞进行洗涤并纯化后，以2×

10^6~7×10^6 /ml的浓度加到培养基中，37℃下进行原代培养，并适时进行传代培养。分为

组织块培养和单层细胞培养两种方法。

5.动物细胞深低温保存的基本原理

在-70℃以下时，细胞内的酶活性均已停止，即代谢处于完全停滞状态，故可以长期保存。

在不加任何条件下直接冻存细胞时，细胞内和外环境中的水都会形成冰晶，能导致细胞内发

生机械损伤、电解质浓度升高、渗透压改变、脱水、pH改变、蛋白质变性等，能引起细胞

死亡。目前为了保存细胞，都采用液氮低温（-196℃）冻存的方法。

6.动物细胞的复苏

其原则是快速融化，必须将冻存在-196℃液氮中的细胞快速融化至37℃，使细胞外冻

存时的冰晶迅速融化，避免冰晶缓慢融化时进入细胞形成再结晶，对细胞造成损害。

7.动物细胞营养要求特点

(1)碳源不能为无机物，大多为葡萄糖；(2)氮源不能为无机物，主要为各种氨基酸；(3)在很

多情况下尚需添加5%~20%的小牛血清或适量的动物胚胎浸出液。

8.动物细胞的大规模培养方法

(1)悬浮培养法(2)微载体培养法(3)多孔载体培养法(4)微囊化培养法(5)中空纤维培养法

9.诱导动物细胞融合的方法主要有:(1)病毒法(2)PEG法(3)电击法(4)激光法

10.转基因动物生物反应器（整体掌握？）

(1)转基因动物乳腺生物反应器（药用蛋白，如抗凝血Ⅲ、抗胰蛋白酶、葡萄糖苷酶、C蛋白）

(2)转基因动物血液生物反应器（人血红蛋白、抗体或非活性状态的融合蛋白）(3)转基因动

物尿液生物反应器（促性腺激素）(4)转基因鸡（蛋）生物反应器（人干扰素）

1.单克隆抗体技术的基本原理

基于动物细胞融合技术得以实现的，即骨髓瘤细胞和B细胞的融合。骨髓瘤细胞在体外

培养能大量无限增殖，但不能分泌特异性抗体；抗原免疫的B细胞能产生特异性抗体，但在体外不能无限增殖。将免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后形成的杂交瘤细胞，继承了两个亲代

细胞的特性，既具有骨髓瘤细胞能无限增殖的特性，又具有免疫B细胞合成和分泌特异性抗

体的能力。通常使用HAT（H为次黄嘌呤、A为氨基蝶呤、T为胸腺嘧啶核苷）选择培养基

对杂交瘤细胞进行筛选。未融合的脾细胞因不能在体外长期存活而死亡，未融合的骨髓瘤细

胞合成DNA的从头合成途径被培养基中的A阻断，又因缺乏HGPRT（次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸

核糖转移酶）和TK（胸腺嘧啶核苷激酶），不能利用培养基中的H和T完成DNA的合成过

程而死亡。只有融合的杂交瘤细胞由于从脾细胞获得了HGPRT和TK，因此能在HAT培养基

中长期存活与繁殖并分泌抗体。

2.单克隆抗体的大量制备主要方法:（1）体内培养法（2）体外培养法

6.重组ScFv的应用:(1)用于构建和生产免疫毒素(2)用于肿瘤的影像分析和治疗

7.噬菌体抗体库技术的基本原理:用PCR技术从人免疫细胞中扩增出整套的VH和VL基因，克隆到噬菌体载体上并以融合蛋白的形式表达在其外壳表面。这样一来噬菌体DNA中有抗

体基因的存在，同时在其表面又有抗体分子的表达，可以方便地利用抗原-抗体特异性结合而筛选出所需要的抗体，并进行克隆扩增。

7.噬菌体抗体库构建过程

(1)从外周血或脾、淋巴结等组织中分离B细胞，提取mRNA并反转录为cDNA；

(2)应用抗体轻链和重链引物，根据建库的需要通过PCR技术扩增不同的抗体基因片段；

(3)构建噬菌体载体；(4)用表达载体转化细菌，构建全套抗体库。

通过多轮的抗原亲和吸附（结合）-洗脱-扩增，最终筛选出抗原特异的抗体克隆。其中，噬

菌体抗体库的筛选是关键环节和步骤。

减毒活疫苗的优缺点：

优点：

（1）通过自然感染途径接种，可以诱导包括体液免疫、细胞免疫和粘膜免疫在内的更全面的免疫应答，使机体获得更广泛的免疫保护；（2）由于使用的是活的微生物他们可以在体内

长时间起作用而诱导较强的免疫反应，且由于活的微生物有增殖的特性，理论上只需要接

种一次，即可达到满意的免疫效果；（3）可能引起水平传播扩大免疫效果，增强群体免疫屏

障；(4)一般不需要再疫苗中添加佐剂，生产工艺一般不需要浓缩纯化，价格低廉。

缺点：

(1)一般减毒活疫苗均保留一定残余毒力，对一些个体如免疫缺陷者可能诱发严重疾病，并

且由于种种原因如基因修饰等，减毒活疫苗可能出现毒力回复即“返祖”现象；(2)减毒活

疫苗是活的微生物制剂，可能造成环境污染而引发交叉感染等，并可能滞留在环境中形成传

染源；(3)缺损颗粒可能干扰免疫效果，因此产品分析评估较为困难；(4)保存运输等条件要

求较高，如需冷藏等。

1.灭活疫苗的特点：(1)灭活疫苗常需多次接种；(2)接种灭活疫苗产生的抗体滴度随着时

间而下降；(3)灭活疫苗需要量大。

第七章 发酵工程制药

1.发酵类型：(1)微生物菌体发酵(2)微生物的酶(3)微生物的代谢产物发酵(4)微生物转化发

酵(5)生物工程菌发酵

2.微生物发酵生产药物的分类：(1)抗生素类(2)氨基酸类(3)核苷酸类(4)维生素类(5)甾体类

激素(6)多糖类(6)治疗酶及酶抑制剂

3.菌种保藏方法：(1)斜面低温保藏法(2)石蜡油封存法(3)沙土管保藏法(4)麸皮保藏法(5)甘

油悬液保藏法(6)冷东真空干燥保藏法(7)液氮超低温保藏法(8)宿主保藏法

4.种子液具备的条件：(1)菌种的生长活力强，转种至发酵罐后能迅速生长，延迟期短；(2)

生理状态稳定；(3)菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求；(4)无杂菌污染，保证纯种培养；()保持稳定的生产能力

5.微生物的发酵方式：（1）分批发酵（2）补料—分批发酵（3）半连续发酵（4）连续发酵

5.发酵过程的中间分析项目：（1）产物产量（2）PH值（3）糖（4）氨基氮（5）菌丝形

态

6.发酵过程的影响因素及控制：（1）菌体浓度的影响及控制（2）营养物质对发酵的影响

及控制（3）温度的影响及控制（4）PH的影响及控制（5）溶氧的影响及控制（6）二氧化碳的影响及控制（7）泡沫的影响及控制（8）染菌对发酵的影响

第三篇：生物技术制药教学大纲

第一章 绪论（2学时）第一节 生物技术概述 1 生物技术的概念 2 生物技术发展史 第二节 生物技术制药 1 生物技术制药的概念 2 生物技术在制药中的应用 我国生物技术制药现状和发展前景 4 医药生物技术发展展望

第二章 生物药物（10学时）

1．生物药物的来源、特性、分类与制备。（2学时）

2．氨基酸类药物：氨基酸类药物研究概况；在医药中的应用；氨基酸生产。（2学时）3．多肽、蛋白质类药物：多肽、蛋白质类药物的特点、分离纯化方法、工业生产制备过程。（2学时）

4．核酸类药物：概述（分类、应用）；生产方法；核酸类药物的制备。（2学时）5．糖类药物：制备；纯化。（2学时）

第三章 基因工程制药（8学时）

通过本章学习，了解基因工程药物研制的意义，掌握基因工程药物的研制过程、研制方法。1概述。

2基因工程药物生产的基本过程。(2)3目的基因的获得：直接分离法；从基因文库中筛选；逆转录法；人工合成法。4目的基因与运载体的体外重组：常用载体；目的基因与运载体的体外重组。5重组分子导入受体细胞；导入方法；影响转化的因素；阳性重组体的筛选。(2)6基因表达：大肠杆菌中的基因表达；真核基因在原核生物中的表达方式；真核基因在真核生物中的表达；真核基因在动物细胞中的表达。(2)7基因工程下游技术；下游技术的要求；基因工程菌的稳定性；基因工程菌发酵。8基因工程药物的分离、纯化：分离纯化的基本过程；分离纯化的技术。

9基因工程药物的质量控制:材料的质量控制;培养过程的质量控制;纯化工艺工程的质量控制。(2)第四章 动物细胞工程制药（8学时）1 概述： 形态及生理特性。（2）生产用的动物细胞：生产用动物细胞的要求；生产用动物细胞的获取。4 基因工程细胞的构建和筛选；真核细胞基因表达载体的构建；基因载体的导入和高效表达工程细胞株的筛选。（2）动物细胞的培养条件和培养基 6 动物细胞培养的基本方法（2）7 动物细胞大量培养的方法和操作方式 动物细胞生物反应器及检测控制系统：搅拌式生物反应器；气升式生物反应器；流化床生物反应器。（2）

第五章 抗体制药（4学时）1概述

2单克隆抗体：制备；细胞融合；杂交瘤的培养、筛选及克隆化。（2）

3鼠源性单克隆抗体的改造：Ig分子的结构模式图；结构改造；基因工程抗体。4抗体的应用：临床检验；层析介质；导向药物。（2）

第四篇：生物技术制药重点总结

1.生物药物：又称为生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其它基础学科的科学原

理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的技术。

2.生物技术药物： 采用DNA重组技术或其它生物技术生产的用于预防、治疗和诊断疾病的药物，主要是重组蛋白和

核酸类药物，如细胞因子、纤溶酶原激活剂、血浆因子等。

3.质粒载体：质粒是指独立于原核生物染色体之外具有自主复制能力的遗传物质。分三种构型：共价闭合环状

DNA(cccDNA)、开环DNA(ocDNA)、线状DNA(IDDNA)。在琼脂糖凝胶电泳中迁移率：cccDNA > IDDNA > ocDNA

4.目的基因的常用制备方法主要包括化学合成法、PCR法、基因文库法和cDNA文库法等。

5.PCR法是指聚合酶链反应，是根据生物体内DNA复制原理在DNA聚合酶催化和dNTP参与下，引物依赖DNA模

板特异性的扩增DNA。在含有DNA模板、引物、DNA聚合酶、dNTP的缓冲溶液中通过三个循环步骤扩增DNA：：①变性—双链DNA模板加热变性，解离成单链模板；②退火—温度下降，引物与单链模板结合（温度下降，PCR特性下降，效率升高）；③延伸—温度调整至DNA聚合酶最适宜温度，DNA聚合酶催化dNTP加至引物3′-OH，引物以5′→3′方向延伸，最终与单链模板形成双联DNA, 并开始下一个循环。

6.cDNA文库法：cDNA是指与mRNA互补的DNA。cDNA文库法是指提取生物体总mRNA，并以mRNA作为模板，在逆转录酶的催化下合成cDNA的一条链，再在DNA聚合酶的作用下合成双链cDNA，将全部cDNA都克隆到宿主细胞而构建成cDNA文库。

7.影响目的基因与载体之间连接效率的主要因素：

①DNA片段之间的连接方式；粘性末端的连接效率高于平头末端。

②目的基因与载体的浓度和比例；增加DNA浓度可以提高连接效率，目的基因于载体DNA的摩尔数比应大于1。③连接温度，时间，连接酶的活性及缓冲体系。

8.重组DNA导入宿主细胞的方法：转化、转染、显微注射和电穿孔。

9.互补筛选法（最常见蓝白班筛选法）需添加X–gal（X–Gal是β–半乳糖苷酶（β–galactosidase）的底物，水解后呈蓝

色）和IPTG（是β–半乳糖苷酶的活性诱导物质）筛选物质进行筛选。

10.菌落原位杂交：又称探针原位杂交法，制备与目的的基因某一区域同源的探针序列，根据核酸杂交原理，探针序列

特异性地杂交目的基因，并通过放射性同位素或荧光基团进行定位监测。

11.凝胶过滤层析：凝胶过滤层析(gel filtration chromatography)法又称排阻层析或分子筛方法。基本原理是：根据生物

大分子的蛋白质的质量的大小来实现目的蛋白的分离纯化。在凝胶过滤层析中所用的凝胶是一种惰性的不带电荷具有三维空间结构的多孔网状物质，凝胶的每个颗粒的微粒结构就如一个筛子，当样品随流动相经过凝胶柱时，较大的分子内不能进入凝胶网孔内而收到排阻，将与流动相一起首先被洗脱下来，而较小的分子进入部分凝胶网孔内，所以流出的速度相对较慢。

12.反相层析（RPC）和疏水层析（HIC）的比较：是根据蛋白质疏水性差异来实现分离纯化。先比反相层析而言，疏

水层析回收率较高，蛋白质变性的可能性较小。反相层析和疏水层析的差异在于前者在有机相中进行，蛋白质经过反向流动相与固定相作用有时会发生部分变性，而后者通常在水溶液中进行，蛋白质在分离过程中一般仍保持其天然构象。

13.蛋白质含量测定方法：紫外吸收法、BCA法、福林—酚试剂法（lowry）、考马斯亮蓝法、ELISA法等。

14.蛋白质纯度检查的常见方法：SDS-PAGE法（最常用）、非变性PAGE法、层析法等。

15.蛋白质序列的分析方法：N-端氨基酸序列分析法（基本原理Edman法）、C-端氨基酸序列分析法。

16.体外培养动物细胞的类型：贴壁依赖性细胞，非贴壁依赖性细胞和兼性贴壁细胞。

17.动物细胞与微生物细胞，植物细胞相比较具有的特点：

①比微生物细胞大得多，无细胞壁，抗机械强度低，对剪切力敏感，适应环境能力差

②倍增时间长生长缓慢，正常二倍体细胞的生长寿命是有限的③对培养基的要求高，易受微生物污染，培养时常常需要添加抗生素

④生长大多需贴附于基质，相互黏连以集群形式存在，并有接触抑制现象

⑤多半将产物分泌在细胞外，便于收集和纯化。

18.动物细胞的营养要求是：1.碳源不能为无机物，大多为葡萄糖

2.氮源也不能为无机物，主要为各种氨基酸

3.在很多情况下尚需添加5%-20%的小牛血清或适量的动物胚胎浸出液

19.动物培养基可分为：天然培养基，合成培养基和无血清培养基三大类.20.原代细胞：直接将动物组织或器官经过粉碎，消化而制的的悬浮细胞称为原代细胞.21.悬浮培养法：是细胞在培养液中呈悬浮状态生长繁殖的培养方法，它适用于一切种类的非贴壁细胞，兼性贴壁细胞，可连续测定细胞浓度，连续收集部分细胞进行继代培养，也无需消化分散，细胞收率高

22.木瓜蛋白酶水解IgG分子可产生两个抗原结合片段（Fab）和一个可结晶片段（Fc）

23.胃蛋白酶水解IgG分子可产生一个F(ab’)2和若干裂解小分子片段（pFc’）

24..单克隆抗体技术的基本原理：基于动物细胞融合技术得以实现的，即骨髓瘤细胞与B细胞的融合。骨髓瘤细胞在体外培养能大量无限增殖，但不能分泌特异性抗体，而抗原免疫的B细胞能产生特异性抗体，但在体外不能无限增殖。将免疫B细胞与骨髓瘤细胞融合后形成的杂交瘤细胞，继承了连个亲代细胞的特性，既具有骨髓瘤细胞能无限增殖的特性，又具有免疫B细胞合成和分泌特异性抗体的能力。

25.骨髓瘤细胞发生回复突变每3-6个月应用8-氮杂鸟嘌呤（8-AG）筛选一次，以便杀死突变细胞

26.细胞融合的方法：常用的有转动法和离心法.27.杂交瘤细胞的克隆化的方法有：有限稀释法和软琼脂平板法，显微操作法

28.双特异性抗体：是含有两个不同配体结合位点的抗体分子，它有两个不同的抗原结合部位（两个臂），可分别结合两种不同的抗原表位。其中一个可与靶细胞表面抗原结合，另一个则可与效应物（如药物，效应细胞等）结合，从而将效应物直接导向靶组织细胞。

29.细胞内抗体：亦称内抗体，主要是指细胞内合成并作用于细胞内组分的抗体。

30.如何构建噬菌体抗体库？构建噬菌体抗体库通常包括以下几个过程：1.从外周血或脾，淋巴结等组织中分离B细胞，提取mRNA并反转录为cDNA2，应用抗体轻链和重链引物，根据建库的需要通过PCR技术扩增不同的抗体基因片段3，构建噬菌体载体4，用表达载体转化细菌，构建全套抗体库。通过多伦的抗原亲和吸附-洗脱-扩增，最终筛选出抗原特异性地抗体克隆。筛选为关键环节和步骤。

31.疫苗的组成：具有免疫保护性的抗原（Ag）如蛋白质，多肽，多糖或核酸等与免疫佐剂混合制备而成。

32.佐剂是指能非特异性的增强免疫应答或改变免疫应答类型的物质，可先于抗原或与抗原一起注入机体。

33.目前用于人体的佐剂只有两种：1，铝佐剂（氢氧化铝或磷酸铝）2，MF59

34.灭活疫苗和活疫苗的特点比较：（P122,表5-4）

35.联合疫苗包括多联疫苗和多价疫苗，多联疫苗可用于预防由不同病原微生物引起的传染病，而多价疫苗仅预防同一

种病原微生物的不同亚型引起的传染病。

36.核酸疫苗是20世纪90年代发展起来的一种新型疫苗。核酸疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗，由能引起机体保护性

免疫反应的抗原的编码基因和载体组成。核酸疫苗又称为基因疫苗，基因免疫或核酸免疫

37.酶的分离纯化过程必须遵循以下原则：

1、全部操作一般在低温（0-4摄氏度）进行。

2、在分离提纯过程中，不能

剧烈搅拌。

3、在提纯溶剂中加一些保护剂，如少量EDTA,少量 –巯基乙醇等

4、在分离提纯过程中要不断测定酶的的活力和蛋白质浓度，以对纯化过程进行检测。一般用两个指标来衡量分离纯化方法的好坏：总活力的回收率和比活力提高倍数。

38.传统的酶固定化方法大致可分为载体联合法，交联法和包埋法

39.固定化对酶稳定性的影响：

1、热稳定性提高

2、对有机试剂及酶抑制剂的稳定性提高

3、对PH，蛋白酶，储存

盒操作条件的稳定性提高

40.目前常用的菌种保藏方法有：

1、斜面低温保藏法，一般可保存1-6个月左右

2、石蜡油封存法，一般可保存1-2年左右

3、砂土管保藏法，保藏期约1-10年

4、麸皮保藏法，保藏期在一年以上

5、甘油悬液保藏法，-20度保藏期约为0.5-1年，-70度下保藏期可达10年

6、冷冻真空干燥保藏法，5-15年

7、液氮超低温度保藏法，15年以上

8、宿主保藏法

41、产物产量的测定方法有：生物测定法和化学测定法，一般采用化学测定法，以求迅速跻身反应生产情况。中国微生物菌种保藏委员会CCCCM中国典型培养物保藏中心CCTCC

美国典型菌种保藏中心 ATCC美国的北部地区研究实验室NRRL

英国的国家典型菌种保藏所NCTC日本的大阪发酵研究所IFO

德国菌种保藏中心DSM42、中间反应产量测定：产物产量、ph值、糖、氨基酸、菌丝形态。

43、PH对发酵的影响有哪些？

1.PH影响酶的活性，当PH值抑制菌体的某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻

2.PH影响微生物细胞膜所带电荷的改变，从而改变细胞膜的通透性，影响微生物对营养物质的吸收和代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行

3.PH影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用

4.PH影响代谢方向，PH不同，往往引起菌体代谢过程不同，是代谢产物的质量和比例发生改变。

44、基因工程菌发酵生产的特点？采用基因重组技术构建的基因工程菌与细胞，由于带有外来基因，对其进行培养和

发酵的工艺技术通常与单纯的微生物细胞的工艺技术有不同之处。基因工程菌发酵的目的主要是实现外源基因的高效表达，以获取大量的外源基因产物。而外源基因的高技术表达不仅涉及宿主、载体与外源基因三者之间的相互关系，与所处环境条件密切相关。基因工程菌发酵一般分两个阶段：前期是菌体生长阶段，后期是菌体生长阶段。

45、基因工程菌不稳定性的原因？主要表现在质粒的不稳定性以及表达产物的不稳定性。而质粒的不稳定性又分结构的不稳定性以及分离不稳定。结构不稳定性是由于转位作用和重组作用所引起的质粒DNA的重排与损失。分离的不稳定性是细胞分裂过程中发生的不平均分配，从而造成质粒的缺陷型分配，以致造成质粒丢失。引起质粒载体不稳定性的原因只要是宿主新陈代谢负荷的加重，大量外源蛋白的形成对宿主细胞的损害，通常是致死的，失去制造外源蛋白的能力的细胞一般生长的快得多，从而能替代有生产能力的菌株，这就导致了基因工程菌的不稳定性。

46、突变生物合成：采用一些诱变剂，如紫外线，激光，高速电子流或一些化学药物如亚硝基胍，溴化乙啶等对药物的产生菌进行诱变，是他们丧失合成某种中间体的能力，因而不能合成原来结构的化合物，陈武阻断突变株。在发酵培养这些阻断突变株时添加某些天然或化学合成的化合物作为中间体，这些突变株能利用这些中间体合成一些新结构的最终化合物，这个过程称为突变生物合成。

47、微生物转化系酶促化学反应，具有与通常有机化学反应不一样的特点：

1.以具有活性中心和特殊空间结构的酶作为催化剂

2、对作用的基质有严格的选择性和专一性

3、酶催化反应的速度极高，非一般催化剂可比

4、一般在常温常压下进行，反应条件温和

48、微生物对甾体转化反应的特点：在微生物转化过程中，专一，有效的菌体量的多少，以及甾体底物在水相的溶解

性等问题成为影响转化率的重要因素，目前采用的两阶段发酵及两相发酵方法很好的解决了这些甾体微生物转化中的问题。

49、蛋白质药物对化学修饰的意义：

50、最常用的修饰剂有：主要是水溶性高分子聚合物，如葡聚糖、右旋糖苷、肝素以及低分子肝素、多聚唾液酸、聚

乙烯吡咯烷酮、聚氨基酸、PEG、白蛋白等。目前以PEG最常用的。其毒性小、无抗原性、溶解性良好。

51、修饰策略有随机修饰与定点修饰两类。氨基修饰主要用随机修饰，在利用特定的修饰剂可以实现定点修饰。巯基

修饰多为定点修饰。羧基修饰为定点修饰。

52、选择PEG修饰剂应该考虑的因素：PEG的Mr，修饰位点，水解稳定性和反应活性。

53、核酶：核酶不是普通的蛋白质酶，而是一类具有催化活性的核酸分子。目前已知的具有核酶催化功能的RNA结

构至少可以分成5类：发夹状核酶，锤头状核酶，I型内含子核酶，RNaseP核酶，丁型肝炎病毒核酶等

54、反义核酸：是指具有抑制基因表达作用。包括反义RNA、反义DNA分子，由部分RNA和部分DNA形成RNA-DNA

嵌合分子，以及经高度化学修饰的寡聚核酸类似物，这些分子统称反义核酸类药物。

55、褔米韦生经美国FDA批准上市成为第一个反义核酸类药物。

56、RNAi:即RNA干扰现象，是近几年发现的一种由双链RNA诱导的基因表达调控和基因沉默过程。主要阶段：

启动阶段和执行阶段

57、小干扰RNA(siRNA)：在启动阶段，当细胞由于病毒感染等原因出现双链RNA分子或带有较长双链的发卡结构

RNA时，细胞中的Dicer的核酸酶会识别其双链RNA，将其降解成21~23bp长的小干扰RNA。主要参与RNA干扰（RNAi）现象，以带有专一性的方式调节基因的表达。

第五篇：生物技术制药现状及发展前景

新疆农业大学

题目:

姓名:

学院:

专业:

班级:

学号:

指导教师: 文献综述生物技术制药现状及发展前景刘元元农学院生物技术082班083135210张华 职称 教授

2011 年 11 月 21日

生物技术制药现状及发展前景

作者：刘元元指导老师：张华

摘要：生物技术制药是以基因工程为基础的现代生物工程，即利用基因工程技术、细胞工程技术、微生物工程技术、酶工程技术、蛋白质工程技术、分子生物学技术等来研究和开发生产出传统制药技术难以获得的生物药品。生物制药业是目前生物技术发展最活跃，进展最快的产业之一，21世纪是生物制药行业飞速发展的时代。关键字：生物技术制药；研究进展；现代生物技术；新技术

Biotechnology pharmaceutical situation and development prospect

Abstract: Biotechnology-based pharmaceuticals is based on modern genetic engineering, biological engineering, namely the use of genetic engineering, cell engineering, microbial engineering, enzyme engineering, protein engineering, molecular biology technology to research and development and production of the traditional system Difficult to obtain bio-medicine technology medicine.Biopharmaceutical industry is currently the most active in the development of biotechnology, one of the industries most advanced, 21st century is the rapid development of bio-pharmaceutical industry of the time.Keywords: Biotechnology Pharmaceutical;Research;Modern biotechnology;New Technology生物技术制药现状

现代生物技术是以基因为源头，基因工程和基因组工程为主导技术，与其他高技术相互交叉、渗透的高新技术。比尔·盖茨预言：下一个首富可能是从事生物技术的投资者。生物技术制药可以分为二类：一类是生化药物，主要是运用生物化学方法从生物体中分离．纯化得到的一些生物活性物质，如维生素、酶、核酸、激素等；另一类是生物医药，主要是以微生物、生物组织、人或动物的血液等原料采用物理方法和生物化学工艺制得的生物活性制剂、血液制品、抗血清、抗毒素等。

1.1 非基因工程生化物

此类药物有脑蛋白水解物注射液、玻璃酸钠、分子肝素钙、分子肝素钠、促肝细胞生长素、蚓激酶、甘糖酯等共97种。

1.2 先导化合物

以天然产物为先导化合物，通过组合化学技术合成大量结构相关的物质，建立有序变化的化合物库，供药物筛选和药效关系研究用。

1.3 生化制药中先进分离分析技术的运用

多种层析（如亲和层析、高效液相层析）、超速离心等技术的运用，可成功地制得高纯度的生化药物。如尿激酶、胰岛素、重组人胰岛素、激肽释放酶、辅酶A、肝素钠等都是通过这种技术使药效得到较大的提高。

1.4 应用生物技术、化学合成、结构后修饰研究开发新药

应用上述技术系统综合研制开发的新药，主要有以下各类药物：1）多糖类，如玻璃酸钠、香菇多糖、低分子肝素等；2）酶及酶抑制剂类，如门冬酚胺酶、葡激酶、人胰蛋白酶抑制剂、胶原酶、降纤酶等；3）多肽类，如人降钙素、鲑鱼降钙素等；4）细胞因子类，如白介素-

6、肿瘤坏死因子、神经生长因子、血小板生成素等；5）结构后修饰类，如修饰门冬酚胺酶、修饰超氧化物歧化酶等。

1.5 应用生物技术改造传统制药工艺

微生物发酵是制药工业生产微生物药品的重要手段。微生物转化是利用微生物产生的特异酶完成特定的生化反应，使有机物转变成工业产品。由于生物药品具有疗效好、副作用小、且可大规模生产、利润极高、无环境污染等优点，受到各国政府重视，行业前景十分广阔。

2生物制药研究新进展

2.1 计算机辅助药物设计技术发展

计算机技术的发展和向药物化学学科的渗透，促进了药物设计的发展。20 世纪90年代计算机辅助药物设计取得突破性进展，现已成为药物研究和开发的重要方法和工具。

计算机辅助药物设计利用了计算机快速、全方位的逻辑推理功能、图形显示控制功能，并将量子化学、分子力学、药物化学、生物化学和信息科学结合起来，研究受体生物分子与药物结合部位的结构与性质、药物与受体复合物的构型和立体化学特征、药物与受体结合的模式和选择性、特异性、、药物分子的活性基团和药效构象关系等，从药物机理出发，改进现有生物活性物质的结构，快速发现并优化先导化合物，使其尽早进入临床前研究，减少传统的新药研究的盲目性，缩短新药研制的时间。

计算机辅助药物设计有两类方法，一类是基于机理的药物设计（MBDD），另一类是基于结构的药物设计（SBDD），基于机理的药物设计要针对药物作用机理，从靶点出发，考虑药物与受体的作用过程，并要模拟药物在体内的吸收、转运、代谢等动态过程，比基于结构的药物设计更合理，但该法还不成熟。目前的计算机辅助药物设计主要还是基于结构的药物设计，今后的计算机辅助药物设计的目标是向基于机理的药物设计方向发展。相信随着生命科学和计算机科学的发展，考虑药物不同作用机理和全部作用过程的计算机辅助药物设计技术将逐步建立并不断完善。

2.2 组合化学与高通量筛选技术发展

组合化学是近20年发展起来的一种合成大量化合物的新方法，它是建立在高效平行的合成之上，在同一个反应器内使用相同条件同时制备出多种化合物，建立各类化合物库的策略。组合化学通常采用操作、分离简便的固相化学合成。液相化学合成技术也在快速发展和完善中。

在药物研究过程中，通过化合物活性筛选而获得具有药物活性的先导化合物是新药研究的基础。随着分子水平的药物筛选模型的建立，筛选方法和技术都发生了根本性的变化，出现了高通量筛选的新技术，大大加快了先导化合物的寻找和发现，并促进了高通量有机合成。近年来，组合化学与高通量筛选结合，使组合化学的化合物库种类、数量不断扩大，筛选的先导化合物数量和种类也在不断地增多，使新药的种类和数量也在不断地增加。组合化学实现的自动化合成仅20世纪90年代后得到的各类化合物总和已超过了人类有史以来所发现化合物的总和，故有人把组合化学与高通量筛选结合技术称为“新药发现的高速公路”，据文献记载，1992年～1998年的几年，经过组合化学化合物库与高通量筛选，确定的候选药物已有46个，并已进入人体测试阶段。显然，组合化学与高质量筛选的结合技术，大大地加快了新药研制的步伐。虽然如此，组合化学建立的大型化合物库，为筛选也带来了困难，因此，利用组合化学设计，构建具有结构多样性的小型而便于筛选的组合化合物库，结合化学信息学和高通量筛选，将是组合化学与高通量筛选结合的一项重要课题。

2.3 药物手性合成技术发展

化学合成技术在新药发现过程中发挥着十分重要的作用。近年来由于有机化学学科新理论、新反应、新技术不断发现，使得合成反应具有化学选择性成为现实，并促进了药物合成技术的快速发展，其中手性合成技术使新药研制的领域不断扩大。

手性是自然界的本质属性。在生物体手性环境，如酶、受体、离子通道、蛋白质、载体中，分子之间手性匹配是分子识别的基础，受体与配体的专一作用，酶与底物的高度、区域、位点和立体催化专一性，抗原与抗体的免疫识别都与手性有关，同时药物的生物应答常受到手性影响，包括药物在体内的吸收、转运、分配、位点活性的作用以及代谢和消除。所以，手性药物的开发是当前医药界重点研究的热点之一，并取得了令人注目的成就。目前已上市的药物中手性药物约占1/3，如2000年全球手性药物销售额达1233亿美元。

手性药物的制备技术主要有拆分法、化学合成法和生物合成等三大类，发展较快的是后二类。化学合成法是在不对称催化剂存在下，利用化学反应的动力学和热力学不对称性，进行单一对映体合成。在已上市的手性药物中，其手性中间体均可通过现有的重（双）键不对称还原技术，特别是不对称氢化和不对称转移氢化来合成。至今为止在不对称催化合成中，昂贵的手性配体和贵金属的使用，以及手性催化剂的催化效率仍是制约其在手性技术上应用的关键。因而，手性催化剂的设计和合成，以及催化剂的回收循环使用是当今不对称催化合成研究的方向。

生物合成法则利用催化剂, 酶-催化反应的高度、底物、区域、位点和立体选择性来合成手性药物。生物合成法具有选择性高、产率高、反应条件温和等特点，随着科学技术的发展，生物合成法将成为手性制备的高效手段。

2.4 药物生物技术发展

生物技术药物是指利用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其它生物技术研制的蛋白质、抗体或核酸类药物，它是目前生物技术研究最为活跃的领域，给生命科学的研究和生物制药工业带来了革命性变化。未来生物技术的展望

研究和发展方向：我国生物制药产业的研发方向要结合传统医药的优势，发展重点应针对神经系统、肿瘤、心血管系统、艾滋病及免疫缺陷等重大疾病的多肽、蛋白质和核酸。乙肝基因疫苗与单克隆抗体的研究开发、血液替代品的研究与开发、生物技术在医药领域的应用，如基因治疗、生物人基因芯片、干细胞等。目前，我国已经制定了明确的生物制药产业发展规划和产业技术政策，政府从上到下对生物技术研究开发的支持和政策扶持；国内各大企业（包括民营企业）对生物技术的关注和资金投入；我国金融界积极参与生物技术产业的发展，尤其是许多有实力的公司都参与了生物技术的开发；而我国生物技术产业领域目前已经汇集了一批自己培养和从国外归来的具有高学历、高素质的科学家和企业家，这四方面的因素对于我国生物技术产业的快速发展起到了很重要的作用。由于生物医药产业投资回报周期为5 年至8 年，而我国进人生物工程领域的时间尚短，回报的周期尚未到来。预计到二十一世纪的前几年将是我国生物制药产业的收获季节。

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