药学生物制品学(全新准确 )hgsh.docx

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1、药学生物物制品学学第一章二二.名词概概念l.生物物制品:是指采采用现代代生物技技术手段段人为地地创造一一些条件件,借用某某些微生生物、植植物或动动物体来来生产某某些初级级代谢产产物或次次级代谢谢产物,或利用用生物体体的某一一组成部部分,制成作作为诊断断或治疗疗或预防防疾病或或达到某某种特殊殊医学目目的的医医药用品品,统称为为生物制制品.2.生物物制品学学:是指研研究各类类生物制制品的来来源、结结构特点点、应用用、生产产工艺、原原理、现现状、存存在问题题与发展展前景等等诸方面面知识的的一门学学科.3.基因因工程:又称DDNA的的体外重重组技术术,即重组组DNAA的实际际应用,它是把把细胞中中的D

2、NNA分离离出来,在体外外进行切切割、拼拼接和重重组后引引入到适适当的细细胞中进进行复制制和表达达.4.细胞胞工程:是指一一细胞为为基本单单位,在体外外条件下下进行培培养、繁繁殖,或人为为地使细细胞某些些生物学学特性按按人们的的意愿发发生改变变,从而改改良生物物品种或或创造新新品种,加速繁繁育动植植物个体体获得某某种有用用的活性性物质或或生物制制品的过过程.5.发酵酵过程:也被称称为微生生物工程程,是利用用微生物物生长速速度快、生生长条件件简单以以及代谢过程简简单特殊殊等特点点,在合适适条件下下通过现现代化工工程技术术手段,由微生生物的某某种特定定功能生生产出人人类所需需产品.6.蛋白白质工程

3、程:是指在在基因工工程的基基础上发发展起来来的一项项新技术术,又称第第二代基基因工程程技术属属亚分子子水平的的基因工工程技术术,结合蛋蛋白质结结晶学、计计算机辅辅助设计计和蛋白白质化学学等多学学科的基基础知识识,通过操操纵基因因内部的的一至几几个核苷苷酸来人人为定向向突变或或改造等等手段,从而达到到对蛋白白质进行行修饰、改改造、拼拼接,以生产产满足人人类需要要的新型型蛋白质质的目的的.7.抗体体工程:又称为多多克隆抗抗体,即第一一代抗体体.它是由由具有多多种抗原原决定簇簇的病原原微生物物抗原,刺激人人或动物物机体后后,其B淋巴巴细胞产产生多种种抗体分分子的混混合物,分泌人人血清中中即称为为多克

4、隆隆抗体.8.生物物芯片技技术:是在计计算机技技术与生生物传感感器技术术相结合合的基础础上发展展起来的的.9.人类类基因组组计划:是一项项国际性性的合作作研究课课题最终终目的是是到20005年年得到全全部人类类基因组组序列.10.自自动生化化药物筛筛选技术术:即是大大规模测测试化合合物的方方法,采用机机器人自自动寻找找特殊生生物的技技术.11.生生化工程程:包括生生物反应应器、各各种生物物传感器器的设计计与应用用、发酵酵动力学学研究、反反应过程程条件优优化、发发酵工艺艺,过程检检测与控控制,反应规规模建立立,过程自自动化以以及产品品的提取取纯化、包包装在内内的下游游加工工工艺等.12.下下游工

5、程程或高效效分离纯纯化系统统:包括菌菌体细胞胞破碎技技术设备备、固液液分离、萃萃取技术术,纯化介介质、膜膜分离介介质与器器件、色色谱分离离技术与与方法、电电泳分离离技术、生生物工程程产品的的质量监监控与分分析检测测方法等等.三.应掌掌握的知知识点1.生物物制品学学的研究究内容:研究各各类生物物制品的的结构、功功能、制制备工艺艺、开发发现状与与发展策策略等内内容.2.生物物制品学学发展史史分为33个阶段段:经典生生物技术术阶段;现代生生物技术术阶段;现代生生物技术术阶段.3.细胞胞工程包包括组织织培养、细细胞培养养、原生生质体融融合、和和移植、细细胞器移移植、染染色体附附加系、多多倍体、单单倍体

6、、三三倍体、四四倍体、缺缺体、三三体等技技术.4.定点点诱变包包括删除除、插入入、置换换特定核核苷酸序序列.其方法法包括寡寡核苷酸酸指导诱诱变;盒式诱诱变;重组PPCR定定位诱变变法.5.常用用的色谱谱分离或或高效色色谱的方方法有离离子交换换色谱、疏疏水色谱谱、反向向色谱凝凝胶过滤滤色谱、高高效液相相色谱等等,最新发发展起来来的色谱谱包括固固相金属属亲和色色谱;超扩散散色谱;灌注色色谱.四.重点点及难点点1.代谢谢工程(途径工工程)主主要研究究那些内内容: (11)生物物合成相相关代谢谢调控和和代谢网网络理论论.(2)代谢流流的定量量分析. (33)代谢谢网络的的重新设设计 (4)中中心代谢谢

7、作用机机理及相相关代谢谢分析(5)基基因操作作.2.经典典生物技技术阶段段特点及及代表880000年前20世世纪300年代属属于经典典生物技技术阶段段:(1)特点:人们在在自觉不不自觉地地利用各各种生物物资源(微生物物、动植植物等),将之生生产为各各种产品品为人类类服务,人们还还通过实实践积累累经验,掌握了了一些古古老的生生物技术术,如酿酒酒、制醋醋、发明明等;在长期期的生产产实践活活动中,人们对对生物的的认识逐逐渐深化化,如16676年年发明了了显微镜镜,才能真真正感受受到了微微生物的的存在;后来渐渐渐从”感性一一理性一一感性”即”实践一一理论一一时间”认识了了许多的的生理变变化过程程,指导

8、了了生物技技术实践践发展.;19世世纪中叶叶,在实践践探索中中建立纯纯培养技技术,逐渐出出现了一一些有代代表性的的生物产产品(如如疫苗、酒酒精、乳乳酸、丙丙酮、柠柠檬酸、淀淀粉酶等等)但尚尚未形成成生物制制品学. (22)代表表:80000-50000前前就出现现了酿酒酒、制醋醋、泡菜菜等酿造造技术;19577年利用用实验方方法证明明了酒精精发酵是是活酵母母的作用用;免疫机机制研究究的启动动;19世世纪末-20世世纪300年代,陆续出出现了许许多产品品的工业业发酵,开创了了工业微微生物的的新世纪纪,生产出出的新产产品有乳乳酸、酒酒精、柠柠檬酸、丙丙酮、丁丁醇、淀淀粉酶.3.现代代生物技技术阶段

9、段特点与与代表:(1)特点:生物制制品的产产品类型型多了,除初级级代谢产产物如蛋蛋白质、有有机酸、酶酶制剂、多多糖等外外,还有次次级代谢谢产物,如抗生生素、嘌嘌呤、生生物碱等等,生物转转化产品品如甾体体化合物物等转化化物,酶反应应等产品品;参生物物技术要要求高;生产设设备技术术规模巨巨大;技术发发展速度度快,以发酵酵工业中中提高产产品的产产量与质质量所需需的关键键物质一一菌种为为例,其活力力与性能能均得到到了惊人人的提高高;由于生生命科学学与化工工学科的的相互渗渗透与交交叉,生物学学家和化化工学者者的联合合开发研研究发酵酵过程,一个新新兴学科科一生化化工程诞诞生了,并得到到了迅速速发展.(2)

10、代表:19229年英英国伦敦敦圣玛丽丽学院细细菌学博博士、讲讲师AFleeminng发现现了青霉霉菌可产产生青霉霉素,19440:J=澳澳大利亚亚的英国国牛津大大学Flloreey CChaiin等提提纯了青青霉素,又临床床证明了了其卓越越的抗感感染且低低毒的疗疗效,明显优优于当时时的磺胺胺类药物物;链霉素素、四环环素、土土霉素、氯氯霉素、红红霉素、金金霉素等等抗生素素的相继继问世,兴起了了抗生素素工业;20-50年年代出现现了多种种氨基酸酸发酵工工业;20世世纪600年代出出现了多多种酶制制剂与维维生素、甾甾体激素素等工业业制品许多固固体发酵酵法改为为深层发发酵培养养法,即表面面培养法法生产

11、产产品改为为沉没培培养法.出现了了更多品品种的人人、畜疫疫苗,多克隆隆抗体与与抗血清清的广泛泛应用.4.现代代生物技技术阶段段特点:19553年至至今属于于现代生生物技术术阶段它它义可分分为三个个阶段:代谢控控制发酵酵阶段(19553-20世世纪600年代);开拓发发酵原料料时期(20世世纪600-70年年代);基因工工程阶段段(200世纪770年代代以来).(1)特点:由于微微生物学学、遗传传学、生生物化学学的融合合,使得生生命科学学进入了了分子生生物时代代,DNAA分子结结构的揭揭秘,及其功功能的研研究,带动了了基因工工程技术术的诞生生;由于产产生了基基因工程程技术,许多新新的生物物制品不

12、不断出现现;许多新新技术的的不断的的涌现,带动了了一批新新一代的的生物工工程产品品:细胞或或原生质质体融合合技术的的出现;后来的的基因工工程抗体体:细胞工工程中的的细胞培培养技术术;酶固定定化技术术;现代生生物反应应工程:蛋白工工程技术术;海洋生生物技术术.5.生物物制品按按来源分分为人源源生物制制品;动物生生物制品品;植物生生物制品品和微生生物生物物制品.按使用用对象分分为:人的生物制制品;用于家家畜的生生物制品品;用于家家禽的生生物制品品;用于作作物的生生物制品品;按结构构和功能能分为:疫苗类类;抗体类类;人血液液代用品品;重组细细胞因子子;反义寡寡核苷酸酸;重组激激素类.第二章二二.名词

13、概概念l.造血血干细胞胞细胞移移植技术术:指将各各种来源源的正常常造血干干细胞在在患者接接受超剂剂量化(放)疗后,通通过静脉脉输注移移植入受受体内,以代替替原有的的病理性性造血干干细胞,从而使使患者正正常的造造血及免免疫功能能得以重重建.2.基因因治疗:是将外外源基因因或核酸酸导入人人体、实实施防治治病的一一种新技技术和新新治疗方方法,它能从从根本上上治愈一一些现有有的常规规治疗方方法不能能解决的的疾病.3.生物物传感器器:是与生生物信息息学、生生物芯片片、生物物控制论论、仿生生学、生生物计算算机等学学科一起起,处在生生命科学学和信息息科学的的交叉区区域,它们探探索和揭揭示生命命系统中中的信息

14、息的产生生、存在在,传输、加加工、转转换和控控制等基基本规律律.探讨用用于于人人类经济济生活的的基本方方法.4.基因因工程抗抗体:是第三三代抗体体,尤其多多种小分分子的基基因工程程抗体,由于其其抗原性性弱,不易产产生人抗抗鼠抗体体,故在试试剂中有有替代单单抗的趋趋势.5.染色色体工程程:即分离离提取某某一染色色体或某某一段染染色体,然后将将其转移移至另一一细胞来来分析其其遗传效效应,或通过过染色体体的附加加系、三三倍体、多多倍体等等进行遗遗传育种种.6.基因因工程:建立在在分子遗遗传学理理论基础础之上,以控制制性状遗遗传性的的具有为为操作对对象,按着预预先的构构想,在严格格控制的的条件下下完成

15、基基因转移移,达到改改造遗传传性目的的的过程程.三.应掌掌握的知知识点1.广义义的遗传传工程包包括:细胞工工程;染色体体工程和和基因工工程.2.淋巴巴细胞杂杂交瘤技技术是将将可以分分泌单一一抗体的的淋巴细细胞与可可以无限限增殖的的骨髓瘤瘤细胞融融合,获得兼兼具两种种细胞特特性的杂杂交细胞胞.这种细细胞可以以大量增增殖并.3.重组组人a一一肿瘤坏坏死因子子(TNNF)衍衍生物33a是一一种新的的Q一肿肿瘤坏死死因子,其主要要特征是是通过蛋蛋白质工工程技术术,将重组组人Q一一肿瘤坏坏死因子子结构的的第800位、990位和和92位位的Ille、LLys和和Asnn分别置置换为SSer、HHis和和V

16、all,得到的的重组人人Q一肿肿瘤坏死死因子衍衍生物33a体内内抗肿瘤瘤活性提提高了114倍倍,但毒性性仅为原原来药物物的1/iO.4.Q一一肿瘤坏坏死因子子是由激激活的单单核一巨巨噬细胞胞等多种种细胞产产生的一一种多功功能细胞胞因子,因为它它对肿瘤瘤组织和和肿瘤细细胞具有有特异性性杀伤作作用,曾被认认为是一一种很有有潜力的的抗癌药物物.5.Crrickk提出生生物学中中心法则则所体现现的遗传传信息转转移规律律,奠定了了遗传工工程的理理论基础础,Temmin等等发现了了逆转录录酶,又丰富富和发展展了中心心法则. 6.已知知人类基基因组大大约有33-4万左左右的基基因,其中与与人类疾疾病有关关的

17、基因因-50.oo个,现代科科学证实实人类所所有疾病病都能在在基因水水平上找找到原因因.7.在世世界范围围内,用途最广广的生物物制品主主要由以以下几大大类:基因工工程疫苗苗、各类类抗体、激激素,诊治试试剂盒和和细胞因因子.8.具有有工程乙乙肝疫苗苗在两种种表达系系统中获获得成功功,一种是是酵母系系统,另一种种是哺乳乳动物细细胞系统统.9.细胞胞因子是是人类或或动物的的各类细细胞分泌泌的具有有多种生生物活性性的因子子,它们是是可溶性性物质,是一组组不均一一的蛋白白质分子子,能调节节细胞的的生长和和分化.10.促促红细胞胞生成素素是细胞胞因子中中的一大大类,是由肾肾脏分泌泌的一种种重要的的生物活活

18、性糖蛋蛋白,其相对对分子量量大约为为340000-380000.是一种种重要的的激素,在正常常生理情情况下,能促进进红细胞胞系列的的增殖、分分化和成成熟.11.白白细胞介介素是淋淋巴因子子家族的的一类,分别有有有单核核一巨噬噬细胞、淋淋巴细胞胞及其他他多种细细胞产生生,它能激激活免疫疫活性细细胞,使之增增殖分化化,介导细细胞间的的相互作作用,调节免免疫功能能,增强抗抗体免疫疫力.12.外外周血干干细胞移移植:使用药药物动员员剂促使使造血干干细胞从从骨髓释释放到外外周血,然后通通过血细细胞分离离机从循循环血中中收集造造血干细细胞.13.脐脐带血干干细胞移移植:胎儿脐脐带血中中含有大大量具有有增殖

19、活活力的造造血干细细胞,且免疫疫原性不不成熟,在同胞胞兄妹中中人白细细胞抗原原配型不不完全相相合者也也能植活活,不过无无关供者者脐带血血干细胞胞移植仍仍需要进进行HLLA配型型.14.目目前采用用基因治治疗的疾疾病有33类:致死性性遗传病病;用传统统方法很很难根治治的癌症症;艾滋病病、心脏脏病.15.基基因治疗疗是将外外源基因因或核酸酸导入人人体、实实施防治治疾病的的一种新新技术和和新治疗疗方法,它能从从根本上上治愈一一些现有有的常规规治疗不不能解决决的疾病病.16.基基因治疗疗的关键键技术是是如何将将有用的的基因引引入到靶靶组织中中,并使之之在合适适的地方方以及合合适的时时间表达达适量的的活

20、性肽肽或蛋白白质.17.单单抗是最最主要的的特点是是专一性性和单克克隆性,是针对对一个抗抗原决定定簇的、单单一的、特特异的,均质的的抗体.18.基基因工程程抗体是是第三代代抗体,尤其多多种小分分子的基基因工程程抗体,由于其其抗原性性弱,不易产产生人抗抗鼠抗体体,故在试试剂中由由替代单单抗的趋趋势.19.试试剂盒:随着分分子生物物学和现现代生物物技术的的进步,研发了了多种针针对传染染病、肿肿瘤病、免免疫病、心心脑血管管病等普普通病类类的诊断断试剂盒盒和生物物导弹类类治疗试试剂盒.20.机机械搅拌拌式发酵酵罐的结结构包括括筒体、搅搅拌装置置、换热热装置、挡挡板、消消泡装置置、电动动机与变变速装置置

21、、空气气分散装装置,在壳体体适当位位置设有有溶氧电电极、二二氧化碳碳电极、热热电偶、压压力表等等检测装装置,排气、取取样、放放料和接接种口,酸、碱碱管道接接口和补补料口等等部件.21.鼓鼓泡反应应器是以以气体分分为分散散相、液液体为连连续相,涉及气气液界面面的反应应器.22.气气升式反反应器是是在鼓泡泡式反应应器的基基础上发发展起来来的.它以气气体为动动力,靠导流流装置的的引导,形成气气液混合合物的总总体有序序循环.它的结结构简单单,不需要要搅拌,因此造造价较低低,易于清清洗、维维修,不易染染菌,能耗低低,装置系系数可达达到800990.23.固固定床和和流化床床反应器器主要用用于固定定化酶反

22、反应、固固定化细细胞反应应和固态态发酵.24.固固定化的的主要优优点是可可以重复复利用生生物催化化剂,便于将将生物催催化剂与与反应产产物分离离.通过固固定化酶酶技术可可以将酶酶截流在在反应器器内以便便连续进进行酶反反应.有些酶酶固定化化后化学学和物理理性质发发生到较较高的细细胞密度度.25.各各种反应应器的应应用原则则一般是是:进行悬悬浮培养养,可用气气升式生生物反应应器、搅搅拌式生生物反应应器、中中空纤维维管生物物反应器器及陶质质矩式通通道蜂窝窝状生物物反应器器;进行包包埋培养养,可用流流化床生生物反应应器、固固定床生生物反应应器.26.新新的生物物传感器器有:用于环环境检测测的生物物传感器

23、器;表面等等离子共共振生物物传感器器:与生物物反应器器相连的的生物传传感器.27.与与生物反反应器相相连的生生物传感感器包括括温度传传感器、转转速传感感器、消消泡传感感器、罐罐压传感感器、溶溶氧传感感器、氧氧流量传传感器、二二氧化碳碳流量传传感器、氮氮气流量量传感器器、尾气气分析传传感器、葡葡萄糖传传感器、氨氨基酸传传感器、总总氮传感感器等.28.原原位传感感器:即传感感器安装装在发酵酵罐内,直接接接触发酵酵液,可给出出连续的的响应信信号显示示于计算算机屏幕幕上.29.在在线传感感器:传感器器与自动动取样系系统相继继对过程程变量连连续自动动测定.30.离离线传感感器:传感器器不安装装在发酵酵罐

24、内,由人工工取样进进行手动动或自动动检测,再将测测得数据据通过人人机对话话输入计计算机.31.膜膜过滤法法包括微微滤、超超滤、纳纳滤和反反渗透.32.旋旋流分离离技术关关键部分分是选分分离器,简称旋旋流器,旋流器器可用于于液液、固固液、气气液、固固气、液液气以及及固固等等非均相相混合物物澄清、增增浓或脱脱水、分分级、洗洗涤等分分离过程程,甚至还可可集强化化、传热热、传质质和分离离于一身身.33.色色谱包括括离子交交换色谱谱、凝胶胶过滤色色谱、反反相色谱谱、疏水水色谱、亲亲和色谱谱、高效效液相色色谱、气气相色谱谱、色质质联用分分离技术术等.34.电电泳技术术包括垂垂直板电电泳、平平板电泳泳、连续

25、续凝胶电电泳、等等电点聚聚焦电泳泳、双相相电泳、连连续流动动电泳、无无载体连连续流动动电泳、脉脉冲电泳泳、毛细细管电泳泳.35.生生物能源源的研究究集中在在3个方方面:由生物物秸秆、作作物纤维维、废弃弃木材及及其生物物酶降解解产物制制造酒精精;用油料料作物生生产生物物柴油;利用多多种微生生物进行行生物制制氢的研研究.36.我我国生物物技术与与生物制制品发展展策略是是:各国建建立战略略联盟以以增加竞竞争力,是国外外发展生生物技术术产业的的一个重重要策略略;向中小小生物技技术公司司投资、收收购、兼兼并等国国际战略略;联合研研发等国国际化策策略.四.重点点及难点点1.固态态发酵的的缺点及及固态发发酵

26、与深深层发酵酵的区别别:(1)受菌种种的限制制,有些菌菌种不适适宜在固固相中培培养(22)受传传质和传传热的限限制.(3)模拟和和控制比比较困难难.(4)固态发发酵和深深层液体体发酵由由很大的的区别,前者的的底物是是固态的的,几乎不不溶于水水,而后者者的大部部分底物物溶解于于水.在固态态发酵中中,细菌或或酵母附附着于固固体培养养基颗粒粒的表面面生长,而丝状状真菌可可以穿透透过固体体颗粒基基质,进入颗颗粒深层层生长.在固态态培养中中,微生物物是在接接近于自自然条件件的状况况下生长长的,有可能能产生一一些通常常在液体体培养中中不产生生的酶和和其他代代谢产物物,如黄曲曲霉素,应予以以重视.微生物物生

27、长和和代谢所所需的氧氧大部分分来自气气相,也有部部分存在在于与固固体培养养基混合合在一起起的水中中.所有固固态发酵酵常涉及及气、固固、液三三相,使情况况变得复复杂.固态发发酵的气气体传递递速率比比液体发发酵高得得多,因为固固态发酵酵中固体体颗粒提提供的物物体表面面积比深深层发酵酵中气泡泡提供的的界面大大得多.由于固固态发酵酵是非均均相反应应,测定和和控制都都较困难难,可以用用于工程程设计的的参数较较少,因此过过去大部部分发酵酵的过程程都依赖赖经验,随着科科学技术术的发展展和计算算机的应应用,今年来来关于固固态发酵酵过程的的传质、传传热,数学模模型和放放大方面面的研究究有显著著的进展展.2.生物

28、物传感器器分析原原理:生物传传感器的的分析原原理是把把具有特特异性的的酶(或或微生物物)固相相化成酶酶膜(或或微生物物膜),紧贴在在探头表表面上,再用一一种半渗渗透与被被测溶液液隔离.溶液中中待测的的成分越越过半渗渗透膜,被固相相生物催催化剂膜膜吸附,形成复复合体,随之进进行生物物化学和和电化学学反应,产生普普通电化化学装置置能够感感知的产产物,如氧气气、氢气气、铵盐盐离子和和二氧化化碳等,并通过过电化学学装置转转换为电电信号才才、输出出.由于测测得的电电信号与与待测物物质的浓浓度相关关连,故通过过标准曲曲线或标标定过的的指示仪表即可可确定待待测物质质浓度.3.我国国发展生生物技术术及产业业化

29、总的的战略原原则:(1)准确把把握国际际生物技技术的发发展趋势势,结合我我国的具具体国情情,围绕实实现两个个根本转转变和实实施“两个战战略”的历史史任务,针对我我国国民民经济和和社会发发展重点点、难点点抓起,充分利利用我国国丰富的的生物资资源,重点发发展关键键技术的的创新和和已有技技术的集集成应用用,实施“立足创创新、集集成应用用、需求求导向、重重点突破破”的战略略.(2)立足创创新:创新是是高技术术以及高高技术产产业的基基本立足足点,没有创创新的高高技术事事实上也也就失去去了灵魂魂,更谈不不上在竞竞争争取取主动权权.(3)需求牵牵引:生物技技术与其其他高技技术一样样,其出发发点和落落脚点均均

30、是要促促进新的的产业形形成和对对传统产产业的改改造.(4)集成应应用:这里有有两层含含意,一是要要集成优优势,二是要要集成应应用.(5)重点突突破:生物技技术的多多学科性性、应用用领域的的广泛性性和投资资的风险险决定了了任何国国家、任任何研究究开发机机构,必须确确定其发发展的重重点.4.膜反反应器的的分类:依据反反应器内内生物催催化剂的的状态,可分为为游离态态和固定定态反应应器;根据底底物和产产物通过过膜的传传质推动动力,可分为为压差推推动和浓浓差推动动的膜反反应器;根据模模型材料料的特性性,可分为为微滤膜膜反应器器、超滤滤膜反应应器、纳纳滤膜反反应器和和透析膜膜反应器器;根据膜膜反应器器的结

31、构构型式可可分为平平板膜、螺螺旋卷绕绕膜、管管状膜及及中空纤纤维等膜膜反应器器;根据反反应和分分离的耦耦合方式式不同,可分为为循环式式和一体体式膜反反应器;根据反反应器内内流体与与生物催催化剂的的接触形形式,可将膜膜反应器器分为直直接接触触式、扩扩散式和和多相膜膜三类.5.开发发膜反应应器的目目的:增大反反应器速速率;提高反反应的最最终选择择性:及时移移出产物物,使可逆逆反应的的平衡右右移,提高最最终转化化率;简化生生产步骤骤使可使使可逆反反应和分分离同时时在一个个单元里里完成;截流生生物催化化剂,使细胞胞或酶在在高浓度度下运行行,提高反反应速率率和产物物浓度,减轻下下一工段段的负荷荷.同时可

32、可以重复复利用酶酶或细胞胞,以降低低成本.第三章二二.名词概概念1.盐析析:指将硫硫酸铵或或硫酸钠钠等中性性盐加入入到蛋白白溶液中中,破坏蛋蛋白质的的胶体颗颗粒在溶溶液中的的稳定因因素,而使其其沉淀的的方法.2.有机机溶剂沉沉淀法:用有机机溶剂如如乙醇、丙丙酮等来来沉淀蛋蛋白质,操作方方便,分辨率率提高,但对蛋蛋白质有有变性作作用.所以必必须在低低温下进进行,且蛋白白质沉淀淀后要立立即分离离.3.微虑虑:滤膜孔孔径为00.1-10微微米,常用的的规格有有0.2微米米、0.45微微米和00.6微米米,可用于于取出细细胞、细细胞碎片片、包含含体等,浓缩蛋蛋白质.4.超滤滤:滤膜孔孔径为00.001

33、1-0.1微米米,用于不不同大小小的蛋白白质分子子浓缩和和分级分分离.5.透析析:用于去去除蛋白白质提取取液中的的盐类和和其他小小分子化化合物,也可用用于蛋白白质溶液液浓缩.首先将将待去盐盐的蛋白白质溶液液放于透透析袋内内,扎紧口口后置于于去离子子水或低低浓度缓缓冲溶液液中,盐类或或小分子子物质即即可被透透析出来来,若不断断更换袋袋外透析析液则可可完全去去除盐类类或小分分子物质质,当袋外外放吸水水剂时,则水伴伴同小分分子物质质一起透透出袋外外,达到浓浓缩的目目的.6.等电电沉淀法法:由于各各种氨基基酸、肽肽、蛋白白质、酶酶等均为为两性电电解质,具有其其等电点点,在离开开DI时时,便会带带正电荷

34、荷或负电电荷.在等电电点时,化合物物最稳定定,最易沉沉淀,故人们们设计了了等电点点沉淀法法.7.变性性沉淀:变性沉沉淀是根根据各种种蛋白质质在不同同理化因因子作用用下稳定定性不同同的原理理,而常用用于除去去提取液液中杂蛋蛋白,选择性性较强,方法简简单,但使用用范围比比窄.8.Seevegg法:利用蛋蛋白质在在氯仿中中变性的的特点,以正丁丁醇与氯氯仿按(4-5):1混合合,混合溶溶液按照照1:5加入入到多糖糖提取液液中,混合物物经剧烈烈振摇后后离心,变性蛋蛋白即可可从水层层中分出出,位于水水与氯仿仿层的界界面.9.三氯氯乙酸法法:利用三三氯乙酸酸沉淀蛋蛋白质的的原理,用3-5三三氯乙酸酸,在低温

35、温下搅拌拌加入到到等体积积的多糖糖提取液液中,离心弃弃沉淀,即可达达到脱蛋蛋白的目目的.10.季季铵盐沉沉淀法:酸性多多糖在溶溶液中以以阴离子子形式存存在,这样就就与碱性性表面活活性剂长长链季铵铵盐或其其碱形成成配合物物而沉淀淀,酸性强强、分子子量大的的酸性多多糖首先先被沉淀淀.通过控控制不同同季铵盐盐浓度便便能够分分离不同同的酸性性多糖.11.包包含体:大肠杆杆菌表达达系统的的真核生生物重组组小分子子目的蛋蛋白,可占菌菌体总蛋蛋白的110-50,这样的的高产量量使某些些蛋白质质在细胞胞还原性性环境中中,以不溶溶性形式式产生并并聚集形形成蛋白白质聚合合物.12.多多糖:由200多个以以上的单单

36、糖以糖糖苷键相相连组成成的聚合合物,有同一一单糖组组成的多多糖为同同多糖或或同质多多糖或纯纯多糖.由两种种以上的的单糖构构成的多多糖为杂杂多糖或或复杂多多糖,两个以以上的至至20个个以下的的单糖聚聚合成寡寡糖,寡糖或或多糖可可通过工工价结合合与肽链链形成糖糖蛋白,蛋白聚聚糖通过过肽聚糖糖与酯类类形成糖糖脂或脂脂多糖,这些含含有糖成成分的复复合物的的复合分分子种类类繁多.结构复复杂,统称为为糖复合合物或碳碳水化合合物.13.色色谱:一组不不同分子子的固定定相和流流动相两两相介质质中分配配比不同同而相互互分离的的技术,与固定定相作用用强的分分子通过过色谱介介质的速速度小于于作用相相对较弱弱的分子子

37、,借此可可以达到到分离纯纯化的目目的.14.脂脂肪:又称为为真脂、中中性脂肪肪及甘油油三酯,是由一一分子的的甘油和和三分子子的脂肪肪酸组成成的三酰酰甘油酯酯,其中甘甘油的分分子比较较简单,而脂肪肪酸的种种类和长长短却并并不相同同,因此脂脂肪的性性质和特特点主要要取决于于脂肪酸酸.三.应掌掌握的知知识点1.原料料保存方方法:冷冻法法;有机溶溶剂脱水水法:防腐剂剂保鲜.2.提取取保护措措施:采用缓缓冲系统统,可以防防止提取取过程中中某些酸酸碱基团团的解离离导致溶溶液pHH的大幅幅度变化化,使某些些物质失失活,或因ppH变化化影响提提取效果果;添加保保护剂;抑制水水解酶的的作用;其它保保护措施施.3

38、.分离离纯化过过程:分离纯纯化一般般不应超超过4-5步骤骤,包括细细胞破碎碎、固液液分离、浓浓缩与初初步纯化化直至得得到纯品品以及成成品加工工.4.离子子交换色色谱分辨辨力强,分离量量大,尤其对对于pll值处于于极端位位置(ppI8)的生物物制品分分离应首首选此法法.5.脂肪肪酸一般般由4-24个个碳原子子组成,分为饱饱和脂肪肪酸,单不饱饱和脂肪肪酸,多不饱饱和脂肪肪酸3类类.四重点点及难点点1.影响响生物制制品分离离的因素素:通常常采用离离心分离离方法来来浓缩目目的产物物,离心心机的分分离能力力与它的的机械特特性和输输入物料料的性质质有关,由于细细胞破碎碎后.颗颗粒减小小,密度度差也减减小,

39、同同时有高高聚物分分泌出来来,使黏黏度增加加,即物物料的性性能变差差,所以以分离非非常困难难,虽然然可通过过改变机机械特性性如提高高离心机机的角速速度来克克服这些些困难,但角速速度增加加常受到到安全性性的限制制,所以以通常采采用有机机溶剂法法、要达达到好的的提取效效果,最最重要的的是针对对生物材材料和目目的物的的性质现现在合适适的溶剂剂系统与与提取条条件.提提取是的的难易取取决于生生物材料料和目的的产物及及其提取取有关的的一些性性状,包包括目的的产物的的溶解性性质、相相关酶类类的特性性等,其其中最重重要的是是要考虑虑到活性性物质的的性质,使其不不发生改改变.通通常所选选取的试试剂有水水、缓冲冲

40、液、盐盐溶液、乙乙醇、其其它有机机溶剂.除此之之外还要要考虑提提取溶剂剂的用量量及提取取次数,提取时时间.另另外影响响提取因因素还有有很多,包括温温度、酸酸碱度、盐盐浓度、变变性剂等等,在提提取过程程中要尽尽量增加加目的物物溶出度度、减少少杂质的的溶出度度,同时时关注生生物材料料及目的的物在提提取过程程中的活活性变化化.多数数物质的的溶解度度随提取取温度的的升高而而增加,同时较较高温度度还可以以降低物物料的黏黏度,有有利于分分子扩散散和机械械搅拌.因此,一些植植物成分分和耐热热的生化化成分可可采用浸浸煮法提提取,温温度一般般为500-900度.但但对多数数不耐热热的生物物活性物物质,要要在0-

41、10度度进行提提取.大大多数物物质在中中性条件件下较为为稳定,所以提提取时采采用的溶溶剂系统统应避免免过酸或或过碱,通常在在pH控控制在44-9范范围内.对酶类类生物制制品的提提取时要要防止辅辅酶的丢丢失和其其它失活活因素的的干扰;对蛋白白质类生生物制品品的提取取要注意意其高级级结构被被破坏,所以应应尽量避避免高热热,强烈烈搅拌、大大量泡沫沫、强酸酸、强碱碱及重金金属等不不利因素素对其空空间构象象的影响响;多肽肽类生物物制品和和核酸类类生物制制品应避避免酶降降解作用用,并添添加酶的的抑制剂剂;对脂脂类生物物制品的的提取应应特别注注意防止止氧化,减少与与空气接接触等措措施,可可以向其其中加抗抗氧

42、剂、通通入氮气气及避光光.2.生物物制品分分离纯化化方法:固液分分离一般般待提取取的生物物制品成成分在提提取液中中以溶解解状态存存在,如如提取液液为器官官或组织织匀浆或或细胞破破碎液,这种提提取液中中有大量量组织细细胞破碎碎片及颗颗粒性杂杂质存在在,在此此种情况况下,需需要对提提取液进进行固液液分离,除去细细胞破碎碎片.固固液分离离是生物物产.品品工厂中中经常遇遇到的重重要单元元操作,培养基基、发酵酵液、某某些中间间产品和和半成品品等都需需进行固固液分离离.其中中发酵液液由于种种类多,黏度大大和成分分复杂,其固液液分离最最为困难难,其分分离方法法很多可可以用离离心、膜膜过滤或或双水相相分配的的

43、方法等等.双水水相分配配法使细细胞破碎碎片分配配在一相相(通常常为下相相)而分分离,也也起部分分纯化作作用,包包括高速速离心和和超速离离心.膜膜过滤技技术有微微虑、超超滤和反反透析等等,微虑虑用于分分离细胞胞、细胞胞碎片、包包含体和和蛋白质质沉淀物物等固体体颗粒:超滤用用于浓缩缩蛋白质质、多糖糖和核酸酸等大分分子物质质;反渗渗透用于于脱去抗抗生素、氨氨基酸等等小分子子中的水水分双水水相分配配法是向向水相中中加入溶溶于水的的某种高高分子化化合物(如葡聚聚糖、聚聚乙二醇醇等)后后,形成成密度不不同的两两相,双双水相萃萃取系统统是由两两种水溶溶性高聚聚物或一一种高聚聚物与无无机盐在在水溶液液中混合合

44、而成,一相中中含一种种高聚物物较多,而另一一相含另另一种高高聚物较较多,这这就是双双水相系系统水相相系统有有聚乙二二醇葡葡聚糖和和聚乙二二醇一无无机盐.聚乙二二醇一无无机盐应应用广泛泛.聚乙乙二醇富富集的上上相一般般会有目目的产物物和其他他杂蛋白白,下相相含有细细胞碎片片、核酸酸、多糖糖等.双双水相系系统分配配的机理理很复杂杂,现在在还不太太清楚.氢键力力、离子子力、疏疏水作用用力、其其他马弓弓作用力力都可能能包括在在内.影影响生物物分子和和生物颗颗粒分配配的因素素很多,包括聚聚合物的的种类、分分子量和和浓度、系系统中加加入的盐盐的种类类和浓度度、离子子强度、ppH和温温度等.双水相相分配法法

45、既能克克服离心心分离中中设备投投资大、能能耗高的的缺点,也不存存在膜过过滤中的的泄漏和和堵塞问问题.3.多糖糖分离纯纯化工艺艺:(11)分离离a.脱脱脂:动动植物多多糖或微微生物细细胞内多多糖常被被脂质包包围,提提取通常常应先脱脱脂,释释放多糖糖.常用用醇或醚醚回流脱脱脂.bb.提取取:脱脂脂后的残残渣多用用水溶性性溶剂提提取多糖糖.依多多糖的性性质采用用冷水、热热水,冷冷或热的的氢氧化化钠,乙乙酸或苯苯酚等溶溶液提取取.用热热水提取取胞内多多糖效果果较佳.但单用用热水提提取细胞胞壁多糖糖效果不不明显,还需用用弱碱或或酶解方方法.溶溶剂性质质、浸提提温度、时时间等均均影响提提取效果果.用超超声

46、波技技术可提提高多糖糖提取率率.提取取方法依依照不同同种类的的多糖的的溶解性性质而定定,如昆昆布多糖糖、果聚聚糖、糖糖原易溶溶于水,而壳聚聚糖与纤纤维素溶溶于浓酸酸,几种种常用多多糖提取取方法:对于难难溶于冷冷水、热热水,但但可溶于于稀碱液液的多糖糖的提取取方法这这类多糖糖主要是是不溶性性胶类.用冷水水浸润材材料后用用0.55 moolLL氢氧化化钠提取取,并且且提取液液用盐酸酸中和浓浓缩后,加乙醇醇沉淀得得到多糖糖.若在在稀碱中中仍不易易溶出者者,可加加入硼砂砂,对于于甘露聚聚糖、半半乳聚糖糖等能形形成硼酸酸配合物物的多糖糖,此法法可得到到相当纯纯度的物物质;对对于易溶溶于温水水、难溶溶于冷

47、水水和乙醇醇的多糖糖的提取取方法,这类材材料需要要先用冷冷水浸过过,再用用热水提提取,必必要时可可加热至至80-90度度,搅拌拌提取,提取液液用正丁丁醇与氯氯仿混合合液除去去杂蛋白白,离心心除去杂杂蛋白后后的清液液,透析析后用乙乙醇沉淀淀即.cc.除去去杂质,上述提提取液中中含无机机盐、小小分子有有机物质质和大分分子蛋白白质、木木质素等等需要除除去杂质质.工业业化生产产生产中中一般采采用离子子交换、凝凝胶过滤滤或超滤滤来除去去这些杂杂质.对对于大分分子杂质质,可用用酶法降降解,再再用乙醇醇、丙酮酮溶剂沉沉淀或配配合物,脱蛋白白质是分分离多糖糖的一个个重要步步骤,经经常用以以下几种种方法:sev

48、veg法法、三副副三氯乙乙烷法、三三氯乙酸酸法酶法法和等电电点沉淀淀法.(2)纯纯化 经经过脱蛋蛋白质和和去除小小分子小小分子杂杂质的提提取液是是含有多多种组分分的多糖糖混合物物,因此此,要得得到单一一多糖组组分,还还需经过过纯化步步骤.常常用的纯纯化方法法有: a、沉沉淀法就就是利用用不同分分子量的的多糖在在不同分分子量的的多糖在在不同浓浓度的低低级醇或或低级酮酮中溶解解性不同同的原理理,来逐逐步提高高溶液中中醇或酮酮的浓度度,以使使不同组组分的多多糖依分分子量由由大至小小的顺序序沉淀,最终达达到分离离的目的的,其中中,乙醇醇沉淀是是分离纯纯化多糖糖的经典典方法.B.盐析析法就是是利用不不同多糖糖与金属属离子成成盐后在在水溶液液中的特特异性沉沉淀作用用,用硫硫酸胺、乙乙酸钾或或乙醇胺胺等盐析析剂,将将不同的的多糖逐逐步析出出.C.季铵铵盐沉淀淀法酸性性多糖在在溶液中中,以聚聚阴离子子形式存存在,这这样就