制药工艺学考试重点教学文稿.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。制药工艺学考试重点-制药工艺学(工程版)一、名词1、制药工艺学:研究药物的工业生产过程的共性、规律及其应用的一门学科。2、发酵制药:利用只要微生物的生长繁殖,通过发酵,代谢合成药物,然后从中分离提取,代谢合成药物,然后从中分离提取、精制纯化,获得药品的过程3、自然选育:不经过人工诱变处理,根据菌种的自然突变而进行的菌种筛选过程。4、分子定向育种:在分子水平,体外模拟自然进化机制,是突变、重组、选择的重复循环,获得有益突变,淘汰有害突变,使进化向有益的方向发展5、培养基:供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物
2、所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。6、杂菌:除生产菌以外的任何微生物。7、污染:感染杂菌的培养或发酵体系。8、消毒:杀灭或清除病原微生物,达到无害化程度,杀灭率99.9%以上。9、杀菌:杀灭或清除一切微生物,达到无活微生物存在的过程,杀灭率99.9999%以上。10、灭菌:微生物杀灭率99.999999%以上。11、化学灭菌:用化学物质杀灭微生物的灭菌操作。12、物理灭菌:各种物理条件如高温、辐射、超声波及过滤等进行灭菌13、种子活化:将保存菌种接种在固体培养基上,在适宜的条件下培养,恢复其固有生物特性14、高密度培养:菌体浓度(干重)至少达到50g/L以上的一种理想培养,发酵工艺
3、目标和方向。16、分批式操作:培养液一次性装入发酵罐,一次性接种,经过一段时间培养,一次性卸出全部培养物。17、流加式操作装入大部分培养液,一次性接种,在培养过程中连续不断补充新培养基,但不取出培养液。18、半连续式操作:培养液一起装入发酵罐,一次性接种。间歇取出部分发酵培养物(带放),同时补充同等数量的新培养基;然后继续培养,直至发酵结束。19、连续式操作:培养液一起装入发酵罐,接种后培养过程中,不断补充新培养基,同时取出包括培养液和菌体在内的发酵液,直至发酵结束。20、灌流式操作:培养液一起装入发酵罐,接种后培养过程中,不断补充新培养基,取出部分条件培养基,菌体仍然滞留罐内。21、临界菌体
4、浓度控制:摄氧速率与氧传递速率平衡时的菌体浓度菌体遗传特性与发酵罐氧传质特性的综合反映。22、发酵温度概念:发酵中的所维持温度在生长和生产的最适温度范围内23、生物热:菌体生长过程中直接释放到体外的热能。24、搅拌热:搅拌器引起的液体之间和液体与设之间的摩擦所产生的热量。25、蒸发热:空气进入发酵罐后,引起水分蒸所需的热能。26、显热:废气排出时带走的热能。27、辐射热:发酵液中部分热能以辐射热的形通过罐体辐射到大气中。28、呼吸熵RQ:产生CO2与吸收O2摩尔比值,正常情况为1。29、泡沫:气体分散在少量液体中,气体与液体之间被一层液膜隔开就形成了泡沫。30、基因工程菌:微生物为操作对象,通
5、过基因工程技术获得的表达外源基因或过量或抑制表达自身基因的工程生物体。31、转化:某一基因型细胞从周围介质中吸收另一基因型细胞的DNA,使其基因型和表型发生相应变化的现象。32、转染:除去蛋白质外壳的病毒核酸感染细胞或原生质体的过程。33、聚合酶链式反应(PCR):由DNA聚合酶催化下,对特定的DNA序列进行的复制反应。34、干扰素:机体受到病毒感染时,免疫细胞产生的一组结构类似、功能接近的细胞因子35、有限细胞系:生长和寿命有限的细胞系。二倍体细胞系36、无限细胞系:生长和寿命不受限制的细胞系,能连续传代培养。37.工程细胞系:采用基因工程技术对宿主细胞的遗传物质进行了修饰改造或重组,获得具
6、有稳定遗传的独特性状的细胞系。38.转化细胞系:染色体的断裂变成异倍体,失去了正常细胞的特点,而获得了无限增殖的能力。39、.天然培养基:直接取自于动物组织提取液或液体作为培养基。40.合成培养基:用化学成分明确的试剂配置的培养基。41.无血清培养基:全部用已知成分组配、不加血清的合成培养基。42、接触抑制:细胞在生长基质分裂增殖,逐渐汇集成片,当每个细胞与其周围的细胞互相接触时,细胞就停止增值。43、贴壁依赖性细胞:需要有适量带电荷的固体或半固体支持表面才能生长的细胞。大多数细胞都属此类。44、非贴壁依赖性细胞:不依赖于固体支持物表面生长的细胞,可在培养液中悬浮生长,被称为悬浮细胞。45、酶
7、切反应:在特异位点上催化双链DNA分子的断裂,产生相应的限制性片段。46诱导表达型工程菌:在细胞生长到一定阶段,必需添加诱导物,以解除目标基因的抑制状态,活化基因,进行转录和翻译,生成产物。47、生长基质:把改变生长表面特性,促进细胞贴附的物质。48、传代细胞培养:对长满表面的细胞进行消化分离,接种到新的培养基上,进行新一轮培养。49、单层贴壁培养:细胞贴附于一定的固体支持表面上,形成单层细胞的培养过程。50、悬浮培养:细胞在反应器内游离悬浮在培养液中生长的培养过程51、微载体培养:细胞贴附于微载体上伸展和增殖,再悬浮于培养液中的培养过程。52、固定化培养:用物理、化学方法将细胞固定在载体介质
8、上,然后进行悬浮培养。53、全合成:由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得化学药物54、半合成:由已知具有一定基本结构的天然药物经过化学结构改造和物理处理过程制得的药物55、先导化合物:创新药物首先要找到具有特定活性的新型化合物,人们不能凭空想象设计新型药物,而是以活性化合物为样板进行改造修饰而得,这一样板化合物称先导化合物56发酵热:产生热与散失热之差57产生热:生物热和搅拌热58散失热:蒸发热、显热和辐射热。59.临界菌体浓度:不影响呼吸或产物合成的最低溶解氧浓度。二、填空Q发酵Q生物Q搅伴Q蒸发Q显Q辐射发酵热搅拌热生物热冷却热化学制药工艺学:全合成制药、半合成
9、制药、手性制药菌种保藏方法:低温斜面保藏:低温降低新陈代谢。4,RH70以下。短期保藏,16个月;易变异石蜡封存:隔绝氧气,减少蒸发。4,约1年。砂土管保藏:干燥抑制生长。孢子吸附在砂土上,真空抽气干燥。干燥器于冰箱,数年。冷冻干燥保藏:保护剂降低菌体细胞冰点,减少冰晶对细胞伤害。低温避光,中期保藏,510年。液氮保藏:培养物与冷冻保护剂混合,密封。液氮(196)罐或80冰箱。低温、缺氧、避光和营养缺乏环境。长期保藏。培养基的种类及其质量控制技术干扰素种类天然干扰素分类:I干扰素:IFN、IFN、IFN、IFN、IFNII干扰素:IFN三、简答论述1、研究对象药物生产过程共性规律及其应用,包括
10、:制备原理+工艺路线+质量控制重要性:“安全、有效、均匀、可控”的保证;药物产业化的桥梁与瓶颈;贯穿整个药物研发过程2、制药工艺学主要内容:综合应用化学系列、生物系列、机械设备与工程单元操作等课程的专门知识深化理解并掌握工艺原理,去分析和解决研发和生产过程的实际问题。从工业生产角度,改造、设计和开发药物的生产工艺,制定相应的操作规程。(1)实验室(小试)工艺(2)中试放大工艺(3)在车间生产若干批号后,制定生产工艺规程3、发酵制药的基本过程菌种选育实验室、种子库孢子制备发酵工段发酵车间种子制备发酵控制提炼工段预处理、分离提取、浓缩纯化提炼车间成品工段成品检验包装原料药包装车间4、微生物发酵基本
11、过程特征(微生物图参考)从接种至菌体达到一定临界浓度的时间,包括延滞期、对数生长期和减速期。代谢特征:碳源、氮源等基质不断消耗,减少生长特征:菌体不断地生长和繁殖,生物量增加。溶氧变化:不断下降,菌体临界值时,浓度最低。PH变化:先升后降先氨基酸作为碳源,释放出氨,而后氨被利用。先降后升先用糖作为碳源,释放出丙酮酸等有机酸,后又被利用。发酵中期特征以次级代谢产物或目标产物的生物合成为主的一段时间。菌体生长恒定就进入产物合成阶段呼吸强度:无明显变化,不断增加菌体数目产物量:逐渐增加,生产速率加快,直至最大高峰,随后合成能力衰退。对外界变化敏感:容易影响代谢过程,从而影响整个发酵过程。发酵后期特征
12、菌体衰老,细胞开始自溶的一段时间合成产物能力衰退,生产速率减慢。氨基酸含有增加,pH上升发酵必须结束,否则产物被破坏菌体自溶给过滤和提取等带来困难。5、影响生长动力学因素(1)基质浓度对菌体生长的影响菌体生长过程,基质逐渐被吸收利用,浓度呈现降低。(2)温度随温度升高而速率增加,超过一定温度点后,随温度升高,速率迅速下降。(3)pH值pH值对菌体生长速率的影响与温度类似,在适宜的pH值范围,生长速率最大6、微生物药物与菌种的筛选流程样品采集微生物分离培养筛选鉴定阳性结果化合物分离纯化鉴定前药一新化合物菌种鉴定与保藏生产出发菌7、诱变育种流程:出发菌种单孢子悬液诱变处理稀释涂板单菌落初筛高产菌株
13、复筛稳定性特性放大中试投入生产8、菌种选育分子定向育种原理与操作过程突变:产生多样性。随机突变,诱变重组:产生新功能。同源重组,非同源重组选择和筛选:表面展示,活性检测。野生型随机突变1-2循环,积累有益突变。多轮循环,组合有益突变,消除有害突变9、菌种保藏原因:菌种经过多次传代,会发生遗传变异,导致退化,从而丧失生产能力甚至菌株死亡。目的:保持菌种原有优良特性,延长生命时限,长期存活、不退化。原理:使菌种代谢处于不活跃状态,即生长繁殖受抑制的休眠状态。措施:物理和化学方法(温度:低温;水分:干燥;氧气:缺氧;营养;缺乏)10、培养基设计一般原则生物学原则:根据不同微生物营养和反应需求设计。营
14、养物质组成:较丰富,浓度适当。成分之间比例:恰当,C/N比适宜,有机和无机氮原料之间:不能产生化学反应。适宜的pH和渗透压工艺原则:不影响通气搅拌、分离精制和废物处理,过程容易控制。低成本原则:原料来源方便,质量稳定,质优价廉。高效经济原则:满足菌体生长和合成产物的需求,最高得率,最小副产物。11、培养基设计基本思路起始培养基:根据他人的经验和使用。单因素实验:确定最适宜的培养基成分。多因素实验:各成分之间最佳配比和浓度优化。中试放大试验:摇瓶、小型发酵罐,到中试,最后放大到生产罐。综合考虑各种因素,产量、纯度、成本等后,确定一个适宜的生产配方。12、空气除菌的原理空气中附着在尘埃上的微生物大
15、小为0.5-5um。离心场作用:颗粒及其微生物沉降直接被截留:颗粒惯性碰撞,相互集聚成大颗粒。气流速度越大,惯性越大,截留效果越好。静电引力:有一定作用。13、生产种子制备(简答)摇瓶种子制备:母瓶、子瓶。种子罐种子制备:一级、二级、三级种子。种子罐级数:制备种子需逐级扩大培养的次数确定种子级数的因素:菌种生长特性及菌体繁殖速度:生长快,少发酵罐的容积:越大,多产物的品种及生产规模:越大,多所选用工艺条件:有利于生长的工艺,少14、EPO的质控与活性检测?纯度,蛋白质含量,分子量等体外活性:ELISA测定(原理免疫沉淀),单位unit(IU)体内活性:网织红细胞计数法,注射BALB/c小鼠,眼
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