生物制藥工藝學(xué)復(fù)習(xí)題

1、1. 生物制藥的工藝流程是怎樣的？2. 初級（次級）代謝產(chǎn)物的定義及其特點(diǎn)是什么？初級代謝產(chǎn)物（primary metabolite） 指的是與微生物的生長繁殖有密切關(guān)系的代謝產(chǎn)物. 包括：氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、維生素等。初級代謝產(chǎn)物的特點(diǎn)包括：菌體生長繁殖所必需的物質(zhì)；各種微生物所共有的產(chǎn)物；調(diào)控嚴(yán)格、不積累多余的初級代謝產(chǎn)物。次級代謝產(chǎn)物（ secongdary metabolite） 指的是與微生物的生長繁殖無關(guān)的代謝產(chǎn)物。 包括抗生素、色素、生物堿、毒素、酶的抑制劑等。次級代謝產(chǎn)物的特點(diǎn)：不同的菌種產(chǎn)生不同的次級代謝產(chǎn)物；同一菌種在不同生長階段產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物；次級代謝產(chǎn)物往往是多組

2、分的混合物。3. 菌種選育的目的是什么？（一）提高發(fā)酵產(chǎn)量；（二）改進(jìn)菌種的性能；（三）產(chǎn)生新的發(fā)酵產(chǎn)物；（四）去除多余的組分。4. 常用誘變劑有哪些？應(yīng)用時有哪些注意事項(xiàng)？（一）物理誘變劑 紫外線、X射線、射線、快中子、激光、電磁波、宇宙射線等（二）化學(xué)誘變劑 烷化劑 脫氨劑 羥化劑 移碼誘變劑（三）生物誘變劑（四）常用誘變劑1. 紫外線2.亞硝基胍（NTG）3.硫酸二乙酯4.亞硝酸（五）新型誘變劑激光微波離子注入高能電子流5. GMP中對無菌藥品的相關(guān)規(guī)定有哪些？ 無菌藥品是指法定藥品標(biāo)準(zhǔn)中列有無菌檢查項(xiàng)目的制劑和原料藥，包括無菌制劑和無菌原料藥。潔凈度級別及監(jiān)測A級：高風(fēng)險操作區(qū)B級：指

3、無菌配制和灌裝等高風(fēng)險操作A級潔凈區(qū)所處的背景區(qū)域。C級和D級：指無菌藥品生產(chǎn)過程中重要程度較低操作步驟的潔凈區(qū)。100級10,000級100,000級300,000級6. 培養(yǎng)基連續(xù)滅菌的工藝流程包括哪些？其特點(diǎn)是什么？1. 連消-噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程l 培養(yǎng)基輸入連消塔的速度0.1m/min；l 滅菌溫度為132；l 停留時間20-30s。l 維持時間5-7min2. 噴射加熱-真空冷卻連續(xù)滅菌流程l 適合高溫滅菌；l 稀釋培養(yǎng)基；l 培養(yǎng)基黏度影響；l 安裝使用不便。3. 板式換熱器連續(xù)滅菌流程7. 常用空氣過濾器有哪些類型？其適用范圍是什么？空氣過濾器（一）棉花活性炭過濾器 填充層厚，

4、體積大，吸收油水能力強(qiáng)，一般作為空氣總過濾器用（二）平板式超細(xì)纖維過濾器占地小，裝卸方便，介質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度差，易破損，廣泛用作分過濾器。（三）金屬燒結(jié)管過濾器介質(zhì)薄，孔徑均勻穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長，耐高熱，氣體阻力小，安裝維修方便。易出現(xiàn)密封不良，易被污染。使用范圍廣。（四）微孔膜過濾器體積小，處理量大，壓降小，除菌效率高，價格貴，膜易污染。一般做分過濾器。8. 無菌檢查的方法有哪些？如何進(jìn)行染菌判斷？無菌檢查的方法Ø 顯微鏡檢查法Ø 平板劃線培養(yǎng)檢查法Ø 肉湯培養(yǎng)檢查法染菌的判斷Ø 酚紅肉湯培養(yǎng)基和平板培養(yǎng)的反應(yīng)為主，以鏡檢為輔。Ø 2份酚

5、紅肉湯和1份平板同時培養(yǎng)，定量取樣。Ø 連續(xù)3段時間的酚紅肉湯或平板發(fā)生變化，則判斷為染菌。9. 菌種保藏方法有哪些？如何選用？（一）斜面保藏法（二）液體石蠟保藏法（三）沙土管保藏法（四）麩皮保藏法（五）冷凍干燥保藏法（六）液氮超低溫保藏法（七）甘油保藏法（八）孢子濾紙保藏法總之，在上述保藏方法中，斜面保藏法、液體石蠟保藏法最為簡便，沙土管保藏法、麩皮保藏法和甘油保藏法次之，以冷凍干燥保藏法和液氮超低溫保藏法最為復(fù)雜，但其保藏效果最好。10. 泡沫對發(fā)酵的不利影響有哪些？如何消沫？1) 影響發(fā)酵罐的裝料系數(shù)，降低發(fā)酵產(chǎn)量；2) 泡沫過多時容易逃液，發(fā)酵液從排氣管路或軸封處溢出，增加染

6、菌機(jī)會；3) 影響氣體的交換和氧的傳遞；4) 部分發(fā)酵液粘到罐壁上失去作用，影響放罐體積和產(chǎn)量；5) 停止攪拌和通氣，造成菌體缺氧，導(dǎo)致代謝異常。機(jī)械消沫（消沫槳） 節(jié)省原料，減少染菌機(jī)會，輔助方法。消沫劑消沫 表面活性劑 消沫劑應(yīng)具備的條件選育不產(chǎn)生流態(tài)泡沫的菌種11. 控制發(fā)酵液中溶氧的方法有哪些？1 通過提高攪拌轉(zhuǎn)速或通氣流速；2 降低發(fā)酵液黏度；3 控制菌濃；4 控制補(bǔ)料速度。12. 生物技術(shù)下游加工過程的特點(diǎn)有哪些？Ø 有效成分濃度低，雜質(zhì)含量高，需多步分離；Ø 有效成分不穩(wěn)定，分離需謹(jǐn)慎；Ø 批次間存在差異；Ø 事關(guān)人命。13. 凝聚及絮凝的

7、定義是什么？在某些電解質(zhì)作用下，使擴(kuò)散雙電層的排列電位降低，破壞膠體系統(tǒng)的分散狀態(tài)，而使之凝聚的過程。某些高分子絮凝劑存在下，在懸浮粒子之間產(chǎn)生架橋作用而使膠粒形成粗大的絮凝團(tuán)的過程。14. 細(xì)胞破碎的方法及其原理是什么？選用原則是什么？（一）機(jī)械法 特點(diǎn)：處理量大、破碎效率高、速度快、工業(yè)上常用手段。 原理：擠壓、剪切（二）非機(jī)械法1. 化學(xué)法2. 酶解法3. 物理法細(xì)胞破碎的一般原則：若提取的產(chǎn)物在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，需用機(jī)械破碎法；若在細(xì)胞膜附近則可用較溫和的非機(jī)械法；若提取的產(chǎn)物與細(xì)胞膜或壁相結(jié)合時，可采用機(jī)械法與化學(xué)法相結(jié)合的方法，以促進(jìn)產(chǎn)物溶解度的提高或緩和操作條件，但保持產(chǎn)物的釋放率不變。

8、15. 乳化是生物制藥中常見現(xiàn)象，試論述破乳的方法及其原理。Ø 加入表面活性劑：改變界面張力，使乳狀液轉(zhuǎn)型，但控制條件使轉(zhuǎn)型不成功，則破乳。Ø 電解質(zhì)中和法：中和乳濁液分散相所帶的電荷，促使其聚凝沉淀，同時增加兩相比重差，便于分離。Ø 吸附法破乳：利用吸附介質(zhì)對油水吸附能力差異進(jìn)行破乳。碳酸鈣或無水碳酸鈉作為吸附劑Ø 高壓電破乳：機(jī)理較復(fù)雜，破壞擴(kuò)散雙電層Ø 加熱：布朗運(yùn)動加速，絮凝速度加快，降低黏度，聚結(jié)速度加快，利于膜的破裂。Ø 稀釋法：加入連續(xù)相，使乳化劑濃度降低而減輕乳化。Ø 其他途徑：16. 什么是夾帶劑？夾帶劑對

9、超臨界流體萃取的影響有哪些？ 提攜劑、共溶劑、修飾劑Ø 增加溶解度，可降低萃取壓力；Ø 可增加萃取過程的分離因素；Ø 可單獨(dú)通過改變溫度達(dá)到分離析出的目的。17. 超臨界流體萃取的特點(diǎn)有哪些？Ø 具有廣泛的適應(yīng)性；Ø 萃取效率高，過程易于調(diào)節(jié)；Ø 分離工藝流程簡單；Ø 適用于化學(xué)不穩(wěn)定性物質(zhì)的分離；Ø 設(shè)備技術(shù)要求高。18. 雙水相萃取技術(shù)的原理及特點(diǎn)是什么？雙水相萃取技術(shù)(Aqueous two-phase extraction，ATPE) 是指把兩種聚合物或一種聚合物與一種鹽的水溶液混合在一起，由于聚合物與聚合

10、物之間或聚合物與鹽之間的不相溶性形成兩相的新型分離技術(shù)。雙水相體系的形成主要是由于高聚物之間的不相溶性，即高聚物分子的空間阻礙作用，互相無法滲透，不能形成均一相，從而分相。Ø 兩相間的界面張力小，易分散，有利于強(qiáng)化相際間的物質(zhì)傳遞；Ø 操作條件溫和，可以在常溫常壓下進(jìn)行，有助于保持生物活性；Ø 傳質(zhì)和平衡速度快，回收率高，分相時間短，能耗較低，而且可以實(shí)現(xiàn)快速分離；Ø 大量雜質(zhì)能夠與所有固體物質(zhì)一起去掉，使整個分離過程更經(jīng)濟(jì)；Ø 含水量高，不會引起生物活性物質(zhì)失活或變性；Ø 一般不存在有機(jī)溶劑的殘留問題，對人體無害，對環(huán)境污染?。?#

11、216; 易于連續(xù)化操作， 設(shè)備簡單，并且可直接與后續(xù)提純工序相連接；Ø 分配過程影響因素較多，可以采取多種手段來提高分配選擇性或過程收率。Ø 易乳化，部分相分離時間長，成本高，黏度大，回收困難。19. 離子交換樹脂的分類、其預(yù)處理及再生方法是什么？1 骨架的主要成分（聚苯乙烯、聚丙烯酸）2 聚合的化學(xué)反應(yīng)（共聚、縮聚）3 骨架的物理結(jié)構(gòu)（凝膠、大孔、均孔）4 活性基團(tuán)（酸性、堿性）（1） 強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂（二）弱酸性陽離子交換樹脂（三）強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（四）弱堿性陰離子交換樹脂新樹脂預(yù)處理具體方法： 用10NaCl溶液浸泡8-12h，用潔凈水反洗樹脂層，展開率為5

12、070%，直至出水清澈、無氣味、無雜質(zhì)、無細(xì)碎樹脂為止。用約2倍樹脂體積的45%HCl，以2m/h流速通過樹脂層。全部通入后，浸泡4-8小時，排去酸液，用潔凈水沖洗至出水呈中性。沖洗流速為1020m/h。用約2倍樹脂體積的25%NaOH溶液，按上面進(jìn)HCl的方法通入和浸泡。排去堿液，用潔凈水沖洗至出水呈中性。流速同上。酸、堿溶液重復(fù)進(jìn)行2-3次，可獲得最佳效果。鈉型最后一次用NaOH處理，氫型最后一次HCl處理。堿型最后一次用NaOH處理，氯型最后一次HCl處理。再生過程：去雜：大量水沖洗，去除樹脂表面和孔隙內(nèi)雜質(zhì)。酸堿處理：除去與官能團(tuán)結(jié)合的雜質(zhì)?；謴?fù)靜電吸附能力。酸性陽離子樹脂 酸-堿-酸

13、-緩沖溶液淋洗堿性陰離子樹脂 堿-酸-堿-緩沖溶液淋洗轉(zhuǎn)型：即樹脂去雜后，賦予平衡離子的過程。20. 常用吸附劑有哪些？各自應(yīng)用范圍是什么？有機(jī)吸附劑：活性炭、淀粉、聚酰胺、纖維素、大孔吸附樹脂。 無機(jī)吸附劑：白土、氧化鋁、硅膠、硅藻土、碳酸鈣。應(yīng)用最廣泛的是活性炭及大孔樹脂吸附劑。21. 常用沉淀分離法有哪些？各自原理是什么？Ø 鹽析法：破壞蛋白質(zhì)分子水化作用或者減弱分子之間的同性相互作用的因素，就可以降 低蛋白質(zhì)在水中的溶解度。Ø 有機(jī)溶劑沉淀法：破壞水化膜、增加吸引力。Ø 等電點(diǎn)沉淀法：在等電點(diǎn)時水化膜被破壞，分子間引力增加，溶解度降低。Ø 高分子

14、聚合物沉淀法：可使蛋白質(zhì)水合作用減弱而發(fā)生沉淀Ø 聚電解質(zhì)沉淀法：絮凝劑 鹽析和降低水化Ø 不可逆的沉淀去除法：（一）金屬離子沉淀法（二）有機(jī)酸沉淀法（三）其他Ø 表面活性劑沉淀法： 形成絡(luò)合物22. 膜分離法的定義及特點(diǎn)是什么？定義：用半透膜作為選擇障礙層，利用膜的選擇性（孔徑大?。?，以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動力，允許某些組分透過而保留混合物中其它組分，從而達(dá)到分離目的的技術(shù)。 特點(diǎn)：操作在常溫下進(jìn)行；物理過程，不需加入化學(xué)試劑；不發(fā)生相變化（因而能耗較低）；在很多情況下選擇性較高；濃縮和純化可在一個步驟內(nèi)完成；設(shè)備易放大，可以分批或連續(xù)操作。23. 表征膜

15、性能的參數(shù)有哪些？孔徑大小、孔徑分布、孔隙度、膜的截留分子量、水通量、抗壓能力、pH適用范圍、對熱和溶劑的穩(wěn)定性。24. 濃差極化的定義及解決方法是什么？當(dāng)溶劑透過膜而溶質(zhì)留在膜上時，它使得膜面上溶質(zhì)濃度增大而高于主體中溶質(zhì)濃度，這種現(xiàn)象稱為濃差極化。為避免濃差極化現(xiàn)象，通常采用錯流過濾。25. 膜組件的分類及其特點(diǎn)是什么？1、管式Ø 流動狀態(tài)好，流速易控制；Ø 安裝、拆卸、換膜和維修均較方便；Ø 能處理含有懸浮固體的溶液；Ø 機(jī)械雜質(zhì)清除比較容易；Ø 合適的流動狀態(tài)可減少濃差極化和污染；Ø 單位體積內(nèi)有效膜面積小。2、 中空纖維式&

16、#216; 可耐高壓；Ø 單位體積內(nèi)的有效膜表面積比率高；Ø 壽命較長，體積小和重量輕；Ø 維修不方便；Ø 料液需預(yù)處理，不能處理含懸浮固體的料液。3、平板式Ø 可通過增減膜層數(shù)來調(diào)節(jié)流量；Ø 構(gòu)造比較簡單，可移動；Ø 不易被纖維屑等異物堵塞；Ø 密封度要求較高；Ø 膜的裝填密度低4.、卷式Ø 結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的有效面積大；Ø 具有一定的抗污染性；Ø 不易清洗；Ø 不適用懸浮顆粒較多物料，需進(jìn)行預(yù)處理；Ø 壓力降較大。26. 凝膠色譜、膨脹床色譜的原理

17、及特點(diǎn)是什么？凝膠色譜原理：以各種多孔凝膠為固定相，利用流動相中所含各種組分的相對分子量（Mr）不同而達(dá)到物質(zhì)分離的一種技術(shù)。Ø 惰性；Ø 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；Ø 帶電荷低；Ø 分離范圍廣；Ø 顆粒大小適當(dāng)；Ø 機(jī)械強(qiáng)度高。膨脹床色譜吸附介質(zhì)顆粒在向上流動液體的作用下膨脹起來，液體中的目標(biāo)蛋白被吸附于介質(zhì)上，而細(xì)胞和其碎片將通過柱子而流出去，洗脫目標(biāo)蛋白時從相反方向?qū)⑽浇橘|(zhì)壓緊，再用洗脫緩沖液將目標(biāo)蛋白洗脫下來。 傳統(tǒng)色譜的最大缺點(diǎn)是不能處理含固體顆粒的料液。 色譜吸附劑直接與原料液在攪拌罐中混合來吸附目標(biāo)產(chǎn)物或流化床吸附。 膨脹床色譜2

18、7. 疏水相互作用色譜的原理是什么？其常用載體及配基是什么？（一）蛋白質(zhì)的疏水性 疏水區(qū)占總表面的比例越大，疏水性越強(qiáng)。（二）疏水相互作用 蛋白質(zhì)疏水部位與疏水配基產(chǎn)生親和作用。 相似相溶。（三）利用疏水相互作用分離物質(zhì) 無機(jī)鹽能使蛋白質(zhì)疏水區(qū)與介質(zhì)疏水基團(tuán)相互作用力增強(qiáng)。（四）特點(diǎn) 分離條件溫和、不損傷蛋白質(zhì)活性、分離效率高以及柱容量大等優(yōu)點(diǎn)。（一）載體 多糖（瓊脂糖） 硅膠（表面包被高分子材料）（二）配基 配基通過非離子鍵與基質(zhì)結(jié)合。 具有弱疏水性，烷基和芳香基常用。 配基碳鏈長度在C4-C8之間。28. 形成過飽和溶液的方法有哪些？一、蒸發(fā)法 揮去溶劑二、冷卻法 改變?nèi)芙舛热?、化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶法 生成新物質(zhì)，達(dá)到過飽和。四、鹽析結(jié)晶法 使溶解度降低，達(dá)到過飽和。五、等電點(diǎn)法 達(dá)到等電點(diǎn)直接結(jié)晶六、復(fù)合法 多舉并用七、共沸蒸餾結(jié)晶法29. 青霉素的生產(chǎn)過程是怎樣的？（一）種子培養(yǎng)和發(fā)酵培養(yǎng)產(chǎn)黃青霉菌（Penicillium chrysogenum）30. 氨基酸粗品的制備方法有哪些？（二）微生物發(fā)酵法 以糖為