生物制药工艺学复习思考题答案.docx

第一章 生物药物概论1. 生物药物有哪几类？DNA 重组药物与基因药物有什么区分？( 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 为物质根底制造的药物（3） 自然生物药物（4） 合成或半合成生物药物2. 生物药物有哪些作用特点？一药理学(pharmacology)特性：1、活性强: 体内存在的自然活性物质。2、治疗针对性强,基于生理生化机制。3、毒副作用一般较少，养分价值高。4、可能具免疫原性或产生过敏反响(二)、理化特性：1. 含量低、杂质多、工艺简单、收率低、技术要求高；2. 组成构造简单，具严格空间构造，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。3. DNA 重组药物主要有哪几类？举例说明之。1细胞因子干扰素(IFN)类药物（2） 细胞因子白介素类和肿瘤坏死因子（3） 造血功能药物（4） 生长因子类药物（5） 重组蛋白和多肽类激素（6） 心血管病治疗剂与酶制剂（7） 重组疫苗与治疗性抗体4. 术语：药物与药品 生物药物，DNA 重组药物:又称基因工程药物，应用基因工程和蛋白质工程技术制造的重组活多肽,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根底，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。反义药物：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构造，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。核酸疫苗：是指将编码外源性抗原的基因插入到含真核表达系统的载体上，然后直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达抗原蛋白，该抗原蛋白可直接诱导机体产生免疫应答。RNAi ：在试验室中是一种强大的试验工具，利用具有同源性的双链RNAdsRNA诱导序列特异的目标基因的安静，快速阻断基因活性。其次章生物制药工艺技术根底1. 生物活性物质的浓缩与枯燥有哪些主要方法？浓缩方法：盐析；有机溶剂沉淀；高分子脱水； 超滤；真空浓缩或薄膜浓缩枯燥方法：低温真空枯燥；喷雾枯燥；冷冻枯燥2. 简述生物活性物质分别纯化的特点和分别纯化的主要原理。生化制药工艺中分别纯化特点 :(1) 生物材料组成简单(2) 目的物含量低(3) 易变性、失活(4) 分别方法有很大阅历成分(5) 步骤多，逐级分别(6) 产品验证与化学上纯度概念不完全一样分别纯化原理：(1)依据分子外形与分子大小(2)依据电荷差异(3) 依据分子极性与溶解度大小(4) 依据吸附特性(5) 依据生物配基特性3. 怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？菌种保藏方法：斜面低温保存 液体石蜡封藏法 甘油冷冻法 冷冻枯燥法 液氮保藏法菌种退化：菌种的生活力量、产孢子力量衰退和特别产物产量的下降统称退化检查方法：单位容积中发酵液的活性物质含量，琼脂培育皿上的单菌落形态，不同培育时期菌体细胞的形态和主要遗传特性，发酵过程中PH 变动状况，发酵液的气味、色泽。3. 诱变育种的总体流程是怎样的？选择动身菌需留意哪些事项？1动身菌株的选择稳定性；具备某种优良性状的菌株；对诱变剂敏感；生理状态及生长时间2诱变处理化学诱变；物理诱变；生物诱变3筛选：随机筛选；半理性化筛选4. 生物制药工艺中试放大的目的是什么？1建立稳定工艺、大批量制备足量合格产品，供给临床前与临床争辩；2争辩工艺参数制定工艺规程和检定规程，为正式生产供给工艺参数，保证能在以后生产中应用。6. 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。7. 术语冷冻枯燥：较低温度-15以下，快速地将细胞冻结，并且保持细胞完整，然后在真空中使水分升华。喷雾枯燥 薄膜浓缩 自然选育 诱变育种 转基因动物蛋白质工程：在基因水平上设计表达的功能蛋白蛋白质组学：争辩细胞、组织或个体全部蛋白质的表达状态与功能状态是后基因组时代的重要争辩方向，我国已担当肝脏蛋白质组学的10%争辩工作。酶工程：是酶学与工程学相互渗透结合，进展形成的生物技术，它是从应用目的动身，争辩酶和应用酶的特异催化功能，并通过工程化过程将相应原料转化成所需产物的技术。immobilized enzyme：同一个克隆的杂交瘤细胞基因一样，合成并分泌的特异性抗体质地均一，这种抗体即是单克隆抗体。抗体酶：具催化力量的免疫球蛋白称为抗体酶模拟酶：用合成高分子来模拟酶的构造、特性、作用原理以及酶在生物体内的化学反响过程。组合生物合成：是指应用基因重组技术重组合微生物药物的基因簇，产生一些的非自然的基因簇，从而合成很多的非自然的化合物，为生物药物的筛选供给丰富的化合物资源药物基因组学：是一门争辩个人的基因遗传如何影响身体对药物的反响的一门科学。DNA Shuffling：通过对目的基因酶切成随机片段,然后进展 PCR 重聚,由于同源重组而产生基因突变的方法.定向进化: 在试验室条件下人工模拟生物大分子自然进化过程，在体外对基因进展随机诱变，使基因发生大量变异，并定向选择出所需性质的突变体，从而可以在短时间内实现自然界几百万年才能完成的进化过程。甘油冷冻保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，沙土管保藏法第三章生物材料的预处理1. 去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？1参加分散剂 2参加絮凝剂3吸附4等电点沉淀 5加各种沉淀剂沉淀6 变性沉淀2. 去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？3. 影响絮凝效果的主要因素有哪些？1 絮凝剂的分子量2絮凝剂的用量3溶液pH 值4搅拌速度和时间：4. 细胞裂开有哪些方法？各有什么特点？5. 超声波裂开细胞的原理？超声波空穴作用使细胞裂开。6. 术语 分散作用：在某些电解质作用下，使胶体粒子的集中双电层的排斥电位降低，破坏了胶体系统的分散状态，而使胶体粒子聚拢的过程。絮凝作用：往胶体悬浮液中参加絮凝剂时，胶粒可猛烈的吸附在絮凝剂外表的功能基团，而且一个高分子聚合物的很多链节分别吸附在不同颗粒的外表，产生架桥连接，形成粗大的絮凝团沉淀出来，有助于过滤，这一过程既是絮凝作用。渗透压冲击法：先把细胞放在高渗溶液中，细胞发生收缩，然后将介质快速稀释或将细胞转入水或缓冲液中，细胞快速膨胀，使产物释放至溶液中。错流过滤 超声波破壁 酶法破壁 高压匀浆法 高速珠磨法 反复冻融法 渗透压冲击法 液氮研磨法 丙酮粉第四章萃取法1、溶剂萃取法的根本原理，其特点是什么？物质在两种互不相溶的液相中安排特性不同。溶剂萃取法优点：操作可连续化，速度快，生产周期短；对热敏物质破坏少；承受多级萃取时，溶质浓缩倍数大、纯化度高。2、溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？ 单级萃取：操作简洁多级错流萃取：当萃取剂量一样时，多级萃取收率较单级萃取高。多级逆流萃取： 萃取剂耗量较少，萃取液平均浓度较高。3、影响有机溶剂萃取的因素有哪些？萃取剂的选择需遵循哪些原则？ 乳化液 PH 温度和萃取时间 盐析作用 溶剂种类、用量及萃取方式的选择萃取剂选择原则：安排系数愈大愈好，假设安排系数未知，则可依据“相像相容”的原则， 选择构造相像的溶剂 选择分别因素大于 1 的溶剂 料液与萃取溶剂的互溶度愈小愈好尽量选择毒性低的溶剂 溶剂的化学稳定性要好，腐蚀度低，沸点不宜太高，挥发性要低，价格廉价，来源便利，便于回收。4、使用有机溶剂萃取时，转变pH 值将如何影响酸性或碱性抗生素的安排系数？PH 低有利于酸性抗生素萃取，安排系数高；PH 高有利于碱性抗生素萃取，安排系数高。5、乳化剂为何能使乳状液稳定？ 界面膜形成 防止液滴碰撞聚沉 界面电荷 液滴间相互排斥阻挡液滴聚拢 介质粘度 增加界面膜强度。6、破坏乳状液的方法有哪些？1. 参加外表活性剂 2 离心 3 加电解质 4 加热 5 吸附法破乳 6 高压电破乳 7 稀释法7、影响乳状液类型的因素有哪些？ 相体积 乳化剂分子空间构型 界面张力 容器壁性质8、双水相萃取的优缺点有哪些？影响双水相萃取的因素有哪些？9、超临界流体萃取有哪些特点？常用的流体为哪种？影响超临界流体萃取的因素有哪些？超临界萃取的流程主要有哪几种类型？具有广泛的适应性： 萃取效率高，过程易于调整： 分别工艺流程简洁： 有些分别过程可在接近室温下完成分别过程必需在高压下进展，设备及工艺技术要求高，投资比较大，普及应用较为困难。 二氧化碳 压力大小、温度、助溶剂、物料性质 等温法 等压法 吸附法10、 术语：有机溶剂萃取反萃取：萃取逆过程，萃取液与反萃取剂接触，溶剂由有机相转入液相的过程。双节线 多级错流萃取 多级逆流萃取反胶束萃取 超临界流体萃取 双水相萃取，能斯特安排定律，表观安排系数，萃取因素，萃取剂，萃余液，HLB 值第五章沉淀和结晶1、什么是“盐析沉淀”？盐析的根本原理？盐析法是利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度的差异，通过向溶液中引入肯定数量的中性盐，使目的物或杂蛋白以沉淀析出，到达纯化目的的方法。中和外表电荷 破坏蛋白质外表水化层2、影响盐析效果的因素有哪些？无机盐种类 蛋白质种类 蛋白质浓度 温度 PH3、影响有机溶剂沉淀的因素有哪些？有机溶剂种类及用量 PH 温度 无机盐含量 某些金属离子的助沉淀作用 样品浓度4、有哪些方法可形成过饱和溶液？蒸发法 温度诱导法 盐析结晶法 透析结晶法 有机溶剂结晶法 等点点法 微量集中法 化学反响结晶法 共沸蒸馏结晶5、哪些因素可影响晶体的大小？过饱和度 温度 搅拌速度 晶种6、等电点沉淀有哪些特点？如何应用？对于两性物质，等电点时净电荷为零，分子间排斥电位降低，吸引力增大，能相互聚拢起来， 发生沉淀。7、 术语：Ks 盐析：在肯定PH 和温度下转变离子强度进展盐析。盐析：在肯定离子强度下转变PH 和温度进展盐析盐析分布曲线：表征蛋白质沉淀速度，-Ds/dP 对盐饱和度P 的关系曲线透析结晶法：第六章吸附法1、化学吸附与物理吸附的区分？2、吸附剂及被吸附物的极性对吸附的影响如何？极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸附剂易吸附非极性物质； 极性吸附剂适宜从非极性溶剂中吸附极性物质；非极性吸附剂适宜从极性溶剂中吸附非极性物质。3、吸附剂用量及被吸附物浓度对吸附效果的影响如何？一般吸附物浓度大时，吸附量也大，但吸附选择性下降。吸附剂用量大，吸附总量上升，选择性下降。4、例举两种以上常用吸附剂的性质和用途。5、大网格高聚物吸附剂大孔吸附树脂与传统吸附剂相比有何优点？选择性好 解吸简洁 理化性质稳定 机械强度好 可反复使用 流体吸力较小其孔隙大小、骨架构造和极性，可依据需要，依据不同的原料和合成条件而转变，因此可适用于吸附各种有机化合物。适合弱电解质及非离子型化合物分别6、 术语：正吸附：吸附提取液中有效成分负吸附：吸附除去提取液中杂质大网格高聚物吸附剂：第七章1. V =V +V Ke0idVVe-淋出体积0粒间体积V Kid对于某种大小的溶质分子来说可以渗透进去的那局部孔体积，是总的孔体积Vi 的一局部Kd安排系数凝胶层析原理：当具有肯定分子量分布的高聚物溶液从柱中通过时，较小的分子在柱中停留时间比大分子停留的时间较长，样品各组分即按分子大小挨次而分开，最先淋出 的是最大的分子2. 常用的凝胶层析的名称，特点和用途a葡聚糖凝胶商品名为Sephadex G 类其交联度是通过交联剂的加量及反响条件来把握的。特点：孔径。稳定性。 吸附作用。芳香族化合物和杂环化合物用途：对烯酸，稀碱，盐溶液稳定还能经受高压灭菌B修饰葡聚糖凝胶一亲脂性葡聚糖凝胶Lipophilic Sephadex骨架构造上引入一些有机基团，如甲基、羟丙基，使呈亲脂性，同时保存亲水性。二交联葡聚糖离子交换剂Sephadex ion-exchanger 将活性交换基团连接于葡聚糖凝胶上制成的各种交换剂。三Supperdex 系凝胶由高交联度多孔琼脂糖与葡聚糖共价结合而成。四Sephacryl 系凝胶是由烯丙烷基葡聚糖经甲叉双丙烯酰胺共价交联制成的。理化稳定性好，为硬性凝胶，可耐高压灭菌。 C聚丙烯酰胺凝胶商品名为生物凝胶-PBio-Gel P该凝胶由丙烯酰胺组成；以亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，聚合而成。特点：1、孔径；2、稳定性、强度；3、无非特异吸附，保存便利；4、编号反映出它的分别界限。D琼脂糖类凝胶Sepharose 特点：1、没有共价键的交联。2、孔径琼脂糖的浓度。3、琼脂糖凝胶的化学稳定性较差。4、非特异性吸附力低。5、颗粒强度差。6、分别范围大。3. 凝胶的选择凝胶性质、分别目的v (1).将分子量极为悬殊的两类物质分开，如蛋白质与盐类，称作类分别或组分别。v (2).将分子量相差不大的大分子物质加以分别，如分别血清球蛋白与白蛋白，这叫做分级分别。4. 一层析柱的选择对于类分别，柱床体积一般为样品溶液体积的5 倍，柱比 5 到 10。对于分级分别，柱床体积大于样品体积 25 倍以上，甚至多达 100 倍。柱比在 25 至 100 之间二填柱凝胶柱底部支持物，有棉花、玻璃纤维、玻璃珠、垂熔玻璃等。空柱中应留约 1/5 的水或溶剂.不断搅拌下使胶粒均匀沉降，使不发生凝胶分层和胶面倾斜。5. 一分子集中二涡流集中三流淌相中传质阻力三固定相中传质阻力6.分子量的测定在凝胶的分别范围内，不同分子量的物质其洗脱体积Ve及安排系数Kd值随分子量增加而下降。对于一个特定凝胶柱，待测定物质的洗脱体积与分子量的关系符合公式V =-KlogM+Ce（1） 求解法:两个分子量的蛋白质过柱V =CKlogMel1V =CKlogMe22（2） 标准曲线法:先以 3 个以上分子量的标准蛋白过柱 :标准曲线法准确性较高7. 名解A. 层析柱长度与直径的比值称作“柱比”B. 全排阻：分子量最大，大于该种凝胶的排阻限，完全不能进入颗粒内部，只能从颗粒间隙流过C. 全渗入：分子量最小，小于该种凝胶的渗入限，其分子可以自由进出凝胶颗粒D. 排阻系数 K ：他反响了物质分子进出凝胶的程度，对肯定种类规格的凝胶，物d质的排阻系数值为该物质的特征常数V =V +V K e0idE. 将分子量极为悬殊的两类物质分开，如蛋白质与盐类，称作类分别或组分别F. 将分子量相差不大的大分子物质加以分别，如分别血清球蛋白与白蛋白，这 叫做分级分别H凝胶层析中，两物质A 和 B和区分率R定义为G. 层析柱由于进出口之间液位压力差形成的对凝胶颗粒的压力称作“操作压”I用交联葡聚糖作为薄层层析的支撑载体，称“薄层凝胶层析”J内水体积：凝胶过滤层析中，柱床的凝胶颗粒内的溶剂体积。外水体积：层析中物质在过柱过程中完全不被滞留的洗脱液体积，相当于层析柱流淌相的体积。第八章1. 洗脱：1调整洗脱液的 pH 值。（2） 用高浓度的同性离子将目的物离子取代下来。对阳离子交换树脂而言，目的物的pI 值愈大愈碱，将其洗脱下来所需溶液的pH 值也愈高。2. 命名：强酸类 1100 号弱酸类 101200；强碱类 201300； 弱碱类 301400；中强酸类 401500交联度：是合成载体骨架时交联剂重量的百分数，用“×”将树脂编号与交联度分开。弱酸 101 ×4 其交联度为 4。国内常用树脂命名：724；732；717 例：一苯乙烯型离子交换树脂二丙烯酸型离子交换树脂3. 影响离子交换选择性的因素：离子价与离子水合半径离子价与离子浓度交换环境树脂构造偶极离子排斥4. 偶极离子的排斥作用p251：偶极离子RSO -Na+ 3+ H +NRCOO - 3RSO -3H + NRCOO - 3+Na+钠盐树脂RSO -3H + + H +NRCOO - 3RSO -3H + NRCOO H 氢型树脂3与钠型树脂相比，氢型树脂有较大的有效交换容量5. 一大孔型离子交换树脂的特征1载体骨架交联度高。（2） 孔径大。（3） 外表积大，外表吸附强，对大分子物质的交换容量大。（4） 孔隙率大。二均孔型离子交换树脂交联度均匀，孔径大小全都，交换容量都较高，膨胀度、机械强度好。6. 离子交换纤维素特点：(1)开放的长链骨架，亲水性强，外表积大，易吸附大分子。(2) 交换基团稀疏，对大分子的实际交换容量大。(3) 吸附力弱，交换和洗脱条件缓和，不宜变性。(4) 区分率高。vv 上升环境的pH、降低 pH 或是增加离子强度都能将被吸附物质洗脱下来。7. 酸、碱性蛋白如何选用适宜的离子交换纤维素P259-2608. 色谱聚焦的原理：一自动形成 pH 梯度。二 蛋白质的色谱行为三聚焦效应9. 常用的离子交换树脂：724；弱酸阳离子交换树脂732；强酸阳离子交换树脂717；强碱阴离子交换树脂常用离子交换纤维素：羧甲基纤维素CM-C：弱酸性阳离子交换纤维素， pK=3.6 。二乙基氨基乙基纤维素DEAE-C：强碱型阴离子交换纤维素，pK=9.1 9 C：羧甲基纤维素DEAE-C：二甲胺基乙基纤维素PBE94：PBE94 是以交联琼脂糖 6BSepharose 6B为载体，并在糖基上通过醚键偶合上配基制成的多缓冲交换剂，是阴离子交换剂尼柯尔斯方程：交换带：交换带：交换离子A 由于被树脂吸附，其浓度从起始浓度C 渐渐下降到 01o的树脂层。交换容量：meq/g 树脂树脂再生：使用过的树脂重获得使用性能的处理过程。偶极离子排斥：P250-251蛇笼树脂：两性树脂