生物制藥工藝學(xué)

生物藥品:是利用生物體、生物組織、細(xì)胞或其成份,綜合應(yīng)用生物學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)、微生物學(xué)與免疫學(xué)、物理化學(xué)與工程學(xué)和藥學(xué)原理與方法加工制造而成一大類(lèi)用于預(yù)防、診療、診療和康復(fù)保健制品。生物藥品四大類(lèi)型:①基因重組多肽、蛋白類(lèi)診療劑②基因藥品③天然生物藥品④合成與部分合成生物藥品3、生物技術(shù)制藥是利用現(xiàn)代生物技術(shù)（包含基因工程、細(xì)胞工程、酶工程及發(fā)酵工程）,尤其是重組DNA技術(shù)和單克隆抗體技術(shù),生產(chǎn)多肽、蛋白質(zhì)、激素和酶類(lèi)藥品以及疫苗、單抗和細(xì)胞因子類(lèi)藥品等。4、生物技術(shù)藥品理化性質(zhì):①生物材料中有效物質(zhì)含量低,雜質(zhì)種類(lèi)多且含量相對(duì)較高②生物活性物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜,穩(wěn)定性差③生物材料易染菌,腐?、苌锼幤分苿┯刑厥庖?、生物活性物質(zhì)提取方法:①酸堿鹽水溶液提取法②表面活性劑提取法與反膠束提取法③有機(jī)溶劑提?、茈p水相萃?、莩R界萃取技術(shù)。2、生物活性物質(zhì)濃縮與干燥方法:①鹽析濃縮②有機(jī)溶劑沉淀濃縮③用葡聚糖凝膠濃縮④用聚乙二醇濃縮⑤超濾濃縮⑥真空減壓濃縮與薄膜濃縮3干燥常見(jiàn)方法有膜式干燥、氣流干燥、減壓干燥4、菌種保留法:①斜面低溫保留法、②液體石蠟封藏法、③冷凍干躁保藏法、④液氮超低溫保藏法、⑤甘油冷凍保藏法、⑥其她干燥保藏法。5、固化酶是指借助與物理和化學(xué)方法把酶束縛在一定空間內(nèi)并含有催化活性酶制劑酶固定化方法:吸附法、包埋法、交聯(lián)法、共價(jià)鍵結(jié)正當(dāng)細(xì)胞培養(yǎng)液預(yù)處理:①細(xì)胞及蛋白質(zhì)處理,包含加入凝聚劑、加入絮凝劑、變性沉淀、吸附、等電點(diǎn)沉淀以及加入多種沉淀劑;②多糖去除;③高價(jià)金屬離子去除,包含離子交換法和沉淀法。細(xì)胞破碎方法:機(jī)械法（勻漿法、珠磨法、超聲法）;物理法（干燥法、凍融法、滲透壓沖擊法）;化學(xué)法（化學(xué)試劑處理、制成丙酮粉、酶解法）生物法（酶解法組織自溶法）生物大分子分離純化原理,1依據(jù)分子形狀和大小不一樣進(jìn)行分離如差速離心2依據(jù)分子電離性質(zhì)差異分離如電泳法3依據(jù)分子極性大小及溶解度不一樣分離如溶劑提取法鹽析法,4依據(jù)物質(zhì)吸附性質(zhì)不一樣如吸附層析法5依據(jù)配體特異性如親和層析法1、料液與萃取劑接觸后,料液中溶質(zhì)向萃取劑轉(zhuǎn)移過(guò)程稱為萃取,達(dá)成萃取平衡后,大部分溶質(zhì)轉(zhuǎn)移到萃取劑中,這種含有溶質(zhì)萃取劑溶液叫做萃取液,而被萃取出溶質(zhì)料液稱為萃余液2、影響萃取原因:①乳化和破乳化②PH③溫度和萃取時(shí)間④鹽析作用影響⑤溶劑種類(lèi)、用量及萃取方法選擇3、雙水相萃取法是不一樣高分子溶液相互混合可產(chǎn)生兩相或多相系統(tǒng),利用物質(zhì)在互不相容兩水相間分配系數(shù)差異來(lái)進(jìn)行萃取方法4、影響雙水相萃取原因:①成相高聚物分子量②成相聚合物濃度（界面張力）③電化學(xué)分配（鹽類(lèi)影響）④疏水效應(yīng)⑤溫度及其她原因6超臨界萃取操作方法:恒溫萃取,恒壓萃取,吸附法。超臨界流體萃取技術(shù)SCF又稱壓力流體萃取、超臨界氣體萃取。臨界溶劑萃取等是利用處于臨界壓力和臨界溫度以上部分溶劑流體所含有特異增加物質(zhì)溶解能力來(lái)進(jìn)行分離純化技術(shù)工業(yè)萃取步驟①混合將料液和萃取劑混合②分離將混合液經(jīng)過(guò)離心分離設(shè)備或其她方法分成萃取相和萃余相③溶劑回收1、鹽析法是利用多種生物分子在濃鹽溶液中溶解度差異,經(jīng)過(guò)向溶液中引入一定量中性鹽,使目物或雜化蛋白以沉淀形式析出,從而達(dá)成純化目方法2、鹽析法分為兩類(lèi):①在一定PH和溫度下改變離子強(qiáng)度進(jìn)行鹽析,稱Ks鹽析法;②在一定離子強(qiáng)度下改變PH溫度進(jìn)行鹽析,稱β鹽析法。3、影響鹽析原因:無(wú)機(jī)鹽種類(lèi)、溶質(zhì)（蛋白質(zhì)等）種類(lèi)、蛋白質(zhì)濃度影響、溫度、PH4、有機(jī)溶劑沉淀法:在蛋白質(zhì)溶液中,加入與水互溶有機(jī)溶劑,能顯著減小蛋白質(zhì)溶解度而發(fā)生沉淀。5、影響沉淀效果原因:有機(jī)溶劑種類(lèi)及用量、ph、溫度、無(wú)機(jī)鹽含量、一些金屬離子助沉淀作用、樣品濃度。6、等電點(diǎn)沉淀法:對(duì)于兩性物質(zhì),等電點(diǎn)時(shí)靜電荷為零,使穩(wěn)定雙層電子及水化膜變?nèi)趸蚱茐?分子間排斥電位降低,吸引力增大,相互聚集,產(chǎn)生沉淀。7、結(jié)晶過(guò)程:①形成過(guò)飽和溶液②晶核形成③晶體生長(zhǎng)8、過(guò)飽和溶液形成方法:①蒸發(fā)法⑨共沸蒸餾結(jié)晶②溫度誘導(dǎo)法④透析結(jié)晶③鹽析結(jié)晶法⑦微量擴(kuò)散⑤有機(jī)溶劑結(jié)晶法⑥等電點(diǎn)法⑧化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶法。1、吸附法:指利用吸附作用,將樣品中生物活性物質(zhì)或雜質(zhì)吸附于合適吸附劑上,利用吸附劑對(duì)活性物質(zhì)和雜質(zhì)間吸附能力差異,使目物和其她物質(zhì)分離,達(dá)成濃縮和提純目方法2、根據(jù)吸附劑和吸附物之間作用力不一樣,分為物理吸附和化學(xué)吸附3、影響吸附原因:①吸附劑特征②吸附物性質(zhì)③吸附條件④吸附物濃度與吸附劑用量。吸附劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi):1有機(jī)吸附劑:活性炭,淀粉,纖維素2無(wú)機(jī)吸附劑:白陶土,氧化鋁,硅膠,碳酸鈣。4大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑類(lèi)型:非極性,中等極性,極性,強(qiáng)極性。1、凝膠層析分離原理Ve=V0+kdViVe淋出體積Vo粒間體積K分配系數(shù)Vi總孔體積凝膠層析分離過(guò)程是在裝有多孔物質(zhì)填料柱中進(jìn)行。一個(gè)填料顆粒含有很多不一樣大小孔。這些孔對(duì)于溶劑分子來(lái)說(shuō)是很大,她們能夠自由地?cái)U(kuò)散出入。依據(jù)溶質(zhì)分子大小往孔中擴(kuò)散,大溶質(zhì)分子只能占有比較少孔,而小溶質(zhì)分子除去大孔還能夠占有另外部分較小孔。所以伴隨溶質(zhì)分子尺寸減小能夠占有孔體積快速增加。當(dāng)含有一定分子量分布高聚物溶液從柱中經(jīng)過(guò)時(shí),較小分子在柱中停留時(shí)間比大分子停留時(shí)間要長(zhǎng),于是樣品各組分即按分子大小次序而分開(kāi),最先流出是較大分子。2規(guī)格型號(hào)數(shù)字含義如SephadexG25每千克干膠吸水量為2.5ml2、分離形式:①類(lèi)分離是指將分子量極為懸殊兩類(lèi)物質(zhì)分開(kāi);②分級(jí)分離是要將分子量相差不很大大分子物質(zhì)加以分離。3、增加有效床高方法:串聯(lián)層析和循環(huán)層析1、離子交換法是利用溶液中多種帶電粒子與離子交換劑之間結(jié)協(xié)力差異進(jìn)行物質(zhì)分離操作方法。離子交換樹(shù)脂有三部分組成:1惰性不溶性高分子固定骨架又稱載體2與載體以共價(jià)鍵連接不能移動(dòng)活性基團(tuán),為功效基團(tuán)3與功效基團(tuán)以離子鍵聯(lián)結(jié)可移動(dòng)活性離子,為平衡離子（或反離子）。2、離子交換樹(shù)脂分類(lèi):陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（強(qiáng)酸型、中酸型弱酸型）和陰離子交換樹(shù)脂7離子交換樹(shù)脂過(guò)程:①A+從溶液擴(kuò)散到樹(shù)脂表面②A+從樹(shù)脂顆粒表面擴(kuò)散到交換中心③離子A+與平衡離子B+交換④B+從交換中心擴(kuò)散到粒子表面⑤B+穿過(guò)水膜再擴(kuò)散到溶液中3、影響樹(shù)脂性能原因:①離子交換樹(shù)脂含有功效基團(tuán)形式和數(shù)目②樹(shù)脂交聯(lián)度③樹(shù)脂骨架和平衡離子4、影響離子交換選擇性原因:離子水合半徑、離子化合價(jià)、離子濃度,溶液環(huán)境酸堿度,有機(jī)溶劑,樹(shù)脂交聯(lián)度,活性基團(tuán)分布和性質(zhì),載體骨架5、離子交換操作通常分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種6、色譜聚焦是一個(gè)依據(jù)蛋白質(zhì)等電點(diǎn),結(jié)合離子交換技術(shù)大容量色譜,是一個(gè)高分辨率新型蛋白質(zhì)純化技術(shù)。1、親和層析對(duì)載體要求:①載體必需能充足功效化,就是說(shuō)要含有足夠數(shù)量功效基團(tuán),能方便引入多個(gè)化學(xué)活性基團(tuán),以供與配基進(jìn)行共價(jià)鍵連接之用②載體必需有很好理化穩(wěn)定性和生物惰性,盡可能降低非專一性吸附③載體必需含有高度水不溶性和親水性④載體應(yīng)含有多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),能使被親和吸附大分子自由經(jīng)過(guò)⑤理想親和層析載體外觀上應(yīng)為大小均勻剛性小球,這么在層析柱中才能保持良好疏通2、配基選擇原因:①配基與配體有足夠大親和力②配基濃度③配基偶聯(lián)位置④配基分子大?、菖浠?lèi)型。3親和純化技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)①尋求可與底物S專一可逆結(jié)合配基②將配基L經(jīng)過(guò)共價(jià)鍵偶聯(lián)到基質(zhì)③L與S吸附并與雜志分離將雜志洗出④洗脫目標(biāo)物。3親和層析過(guò)程①配基固定化選擇適宜配基和不溶性支撐載體偶聯(lián)②吸附樣品親和層析介質(zhì)選擇性吸附酶雜質(zhì)與層析介質(zhì)間沒(méi)有親合作用③樣品解吸,選擇適宜條件使被吸附親和介質(zhì)上酶和其她物質(zhì)解吸下來(lái)2理想配基要求①配基與載體有足夠大親和力②配基與配體結(jié)合時(shí)專一③配基應(yīng)該含有化學(xué)性質(zhì)2為何插手臂有時(shí)候用小分子物質(zhì)作為配基直接偶聯(lián)至瓊脂糖凝膠珠粒上制備親和層析介質(zhì)時(shí)盡管配基和梅間親和力在適宜范圍內(nèi)但其吸附容量往往很低,因?yàn)槊坊钚灾行某Ｊ锹癫卦谄浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)部她們與介質(zhì)空間障礙影響與其親和配基作用于是...2配基類(lèi)型特殊配基和通用配基2非專一吸附情況①離子效應(yīng)②疏水集團(tuán)③復(fù)合親和力影響吸附劑親和力原因:①配基濃度②空間障礙③配基與載體結(jié)合位點(diǎn)④載體孔徑⑤微環(huán)境配基與間隔臂連接286左右。。。。臂知識(shí)點(diǎn);6個(gè)碳原子瓊脂糖衍生物4、親和層析洗脫分為:①非專一性洗脫②特殊洗脫③專一性洗脫5、親和萃取:利用偶聯(lián)親和配基PEG為成相聚合物進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)物雙水相萃取,可在親和配基親和結(jié)合作用下促進(jìn)目標(biāo)產(chǎn)物在PEG相分配,提升目標(biāo)產(chǎn)物分配系數(shù)和選擇性,這就是親和萃取,又稱親和分配。親和反膠團(tuán)萃取:是指在反膠團(tuán)相中除通常表面活性劑外,添加一個(gè)頭部為親和配基表面活性劑與目標(biāo)分子親和結(jié)合作用,促進(jìn)目標(biāo)產(chǎn)物在反膠團(tuán)相分配,提升目標(biāo)產(chǎn)物分配系數(shù)和反膠團(tuán)萃取分離選擇性親和沉淀是生物親和相互作用與沉淀分離相結(jié)合蛋白質(zhì)類(lèi)生物大分子分離純化技術(shù)1、離心機(jī)分類(lèi):按轉(zhuǎn)速高低及是否有冷凍分類(lèi)（一般,高速,超速）按結(jié)構(gòu)分類(lèi)（臺(tái)式,立式,沉降式,轉(zhuǎn)頭式,電動(dòng)式）按工作性質(zhì)分類(lèi)（制備型,試驗(yàn)室用）按操作方法（連續(xù),人工卸料）2、轉(zhuǎn)子分類(lèi):①角度轉(zhuǎn)子②水平轉(zhuǎn)子③區(qū)帶轉(zhuǎn)子④垂直轉(zhuǎn)子⑤連續(xù)離心轉(zhuǎn)子⑥細(xì)胞洗脫轉(zhuǎn)子3、離心方法:差分離心法,速度區(qū)帶離心法,等密度區(qū)帶離心法4用于制作透析膜高聚物特點(diǎn):在使用溶劑介質(zhì)中能形成含有一定孔徑分子篩樣薄膜,2化學(xué)上有惰性3有良好物理性能3415超濾膜結(jié)構(gòu),各向異性膜,該類(lèi)膜正反兩面結(jié)構(gòu)不一樣,膜質(zhì)分為兩層功效層和支持層,功效層決定膜選擇透過(guò)性質(zhì),支持層增大了它機(jī)械強(qiáng)度。能夠做透析膜材料有禽類(lèi)嗉囊、獸類(lèi)膀胱、羊皮紙、玻璃紙、硝化纖維薄膜等,人工透析膜多以纖維素衍生物為材料,現(xiàn)在常見(jiàn)是賽珞玢透析膜。用于制造透析膜高聚物含有一下特點(diǎn):①在使用溶劑介質(zhì)中能形成含有一定孔徑分子篩樣薄膜;②在化學(xué)上呈惰性;③有良好物理性能。4、截留分子量:指阻留率達(dá)90%以上最小被截留物質(zhì)分子量,表示了每種超濾膜所額定截留溶質(zhì)分子量范圍。5、濃差極化現(xiàn)象:外源壓力迫使分子量較小溶質(zhì)經(jīng)過(guò)薄膜,而大分子被截留于膜表面,并逐步形成濃度梯度,這就是濃差極化現(xiàn)象。6、工業(yè)超濾膜裝置形式有組合板式,管式,螺旋卷式,中空纖維式。1、HPLC分離依據(jù)是樣品中各組分之間帶電性、極性、疏水性、分子大小、等電點(diǎn)、親和性、螯合性等理化性質(zhì)差異。試驗(yàn)中將樣品導(dǎo)入柱頭,流動(dòng)相在高壓泵作用下,其流量被正確控制地經(jīng)過(guò)色譜柱,樣品中各