生物制药教学大纲

生物制药教学大纲一、基本概况课程名称：生物制药（Biopharmaceutical）课程代码：231080016课程类别：拓展教育学时/学分：34/2（其中理论34学时，实验0学时）需预修课程：生物化学、微生物学、免疫学、分子生物学、细胞生物学、基因工程、发酵工程适用专业：适用生物技术专业的本科教学课程简介生物制药课程是生物技术专业的选修课。课程内容根据药物制造技术，主要包括基因工程制药、动物细胞工程制药、抗体工程制药、植物细胞工程制药、酶工程制药及发酵工程制药六部分。通过课程学习，将使学生全面系统掌握生物技术药物制备和生产的一般规律、基本方法、制造工艺、控制原理及其发展前景。本课程将生物技术的基本理论与药物生产密切联系起来，以现代生物技术在药物生产上的实际应用为重点，为今后从事生物技术药物研制、生产、开发等实际工作奠定坚实的基础。二、教学目标学生通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：1.理论、知识目标：了解生物制药技术的分类、发展趋势、应用及相关的生产设施；理解各种生物制药技术的基本原理、特点、工艺流程、生产影响因素以及产品质量标准；理解生物制药技术生产过程中的控制要点。2.能力目标：培养学生理解生物制药行业生产工艺流程及其基本原理的能力；培养学生分析和解决生物制药行业生产过程中常见问题的能力。3.达成目标：培养学生敬岗爱业的职业素养；培养学生掌握必备的研究学习方法(如总结对比学习)和获取生物制药领域最新动态的能力(如网络)；培养学生具有良好的团队合作能力。本课程支撑生物技术专业人才培养方案中毕业要求的要求2、3和4。三、教学内容及教学要求第一章绪论（讲课2学时；实验0学时）教学内容：1.课程介绍（研究内容，对象，特点，学习方法）；2.生物技术发展简史；3.生物技术药物：分类、特性；4.生物技术制药：特征、应用及发展前景。教学要求：1.掌握生物技术药物的分类和特性；2.理解生物技术的涵义和任务，明确生物技术在医药工业中的地位与重要性；3.掌握生物技术制药的特征。本章重点、难点：重点：生物技术药物的分类和特性；生物技术制药的特征。难点：生物技术与医药工业的关系。第二章基因工程制药（讲课6学时；实验0学时）教学内容：1.概述：基因工程发展简史；2.基因工程药物生产的过程；3.目的基因的获得:反转录法、反转录-聚合酶链反应法、化学合成法；4.基因表达：宿主菌的选择、大肠杆菌体系中的基因表达、酵母体系中的基因表达；5.基因工程菌生长代谢的特点；6.基因工程菌的不稳定性；7.基因工程菌中试：工程菌的选择、反应器设计、培养基组成、工艺最佳化与参数检测控制；8.重组工程菌的培养：培养方式、培养工艺、培养设备；9.高密度发酵：影响因素和实现方法；10.基因工程药物的分离纯化；11.变性蛋白的复性；12.基因工程药物的质量控制：包括生物材料、培养过程、纯化过程、目标产品和保存；13.基因工程药物制造实例：干扰素。教学要求：1.掌握基因工程菌发酵影响因素及控制方法，不稳定的表现及提高稳定性的方法，基因工程药物分离纯化方法；2.理解基因工程药物的质量控制；3.了解基因工程制药的基本过程。本章重点、难点：重点：1.目的基因获得的方法。2.基因工程菌生长代谢的特点。3.高密度发酵的影响因素及控制方法。4.基因工程药物的分离纯化技术。5.基因工程药物的质量控制及产品质量分析，产品保存方法。难点：1.不同基因表达体系的特点及高效表达的措施，基因工程菌生长代谢的特点。2.基因工程菌的稳定性，不稳定的表现及提高稳定性的方法。第三章动物细胞工程制药（讲课6学时；实验0学时）教学内容：1.概述；2.动物细胞的形态和生理特征；3.生产用动物细胞的要求：获得、基因工程细胞的构建和筛选、特性、细胞库的建立；4.动物细胞的培养条件和培养基；5.动物细胞培养的基本方法：细胞分离、计数、传代、冻存和复苏；6.动物细胞的生物反应器：类型、结构和检测控制系统；7.动物细胞产品的纯化和质量要求；8.动物细胞产品的制造实例：组织血纤维蛋白溶酶原激活剂（tPA)、单克隆抗体制备和乙肝疫苗。教学要求：1.掌握生产用动物细胞的要求和获得方法，动物细胞培养的技术和要求；2.理解动物细胞培养所用的生物反应器和主要参数的检测和控制系统；3.了解动物细胞产品的纯化和质量要求。本章重点、难点：重点：1.生产用动物细胞的要求和获得。2.基因工程细胞株的构建和筛选。3.细胞的培养技术和要求。4.细胞培养的基本方法。5.生物反应器的基本要求，生物反应器的检测控制系统，培养过程中需检测的主要参数。难点：1.动物细胞大规模培养。2.基因工程细胞株的构建和筛选。第四章抗体制药（讲课5学时；实验0学时）教学内容：1.概述；2.单克隆抗体及制备：抗原与动物免疫、细胞融合与杂交瘤细胞的选择、筛选、鉴定、大量制备和纯化；3.基因工程抗体及其制备：人-鼠嵌合抗体、改形抗体、单链抗体；4.多功能抗体及其制备：双功能、多功能和抗体融合蛋白；5.导向诊断药物和导向治疗药物，放射性同位素标记的抗体类药物，抗癌药偶联的抗体类药物，毒素偶联的抗体类药物—免疫毒素。教学要求：1.掌握单克隆抗体的制备过程，鼠源性单克隆抗体改造，基因工程抗体及其制备方法；2.理解基因工程抗体库的构建过程；3.了解抗体药物的市场现状；多克隆抗体药物；单克隆抗体药物。本章重点、难点：重点：1.单克降抗体的制备过程。2.鼠源性单克隆抗体改造。3.基因工程抗体及其制备方法。难点：鼠源性单克隆抗体改造，抗体库制备。第五章植物细胞工程制药（讲课5学时；实验0学时）教学内容：1.植物细胞全能性、愈伤组织培养、悬浮细胞培养、细胞培养工程；2.植物细胞的生理特性：植物细胞的基本构造，植物细胞中的生理活性物质的基本概念、分布和功能；3.植物细胞基本培养技术：材料准备，培养基，培养方法及条件选择原则；4.植物细胞培养工艺：间歇培养，连续培养，固定化细胞培养；5.植物细胞培养的影响因素，细胞培养中氧的消耗及传质动力学，固定化细胞培养的传质及反应动力学；6.植物细胞培养的生物反应器：机械搅拌生物反应器，非机械搅拌生物反应器，鼓泡塔与气升式反应器，填充床反应器，流化床反应器，膜反应器。教学要求：1.掌握植物细胞工程制药和转基因植物制药；2.了解植物细胞工程制药的应用；转基因植物制药的发展。本章重点、难点：重点：植物细胞工程制药。难点：转基因植物的制备。第六章酶工程制药（讲课5学时；实验0学时）教学内容：1.概述；2.酶和细胞的固定化：制备、固定化方法、载体的选择、形状和性质及评价指标；3.固定化酶和固定化细胞的反应器：类型和特点；4.酶的人工模拟：模拟酶的概念、分类及研究意义；5.酶的化学修饰及稳定性；6.酶的药物生产实例：6-氨基青霉烷酸、L-氨基酸。教学要求：1.掌握酶的来源和生产，酶和细胞固定化技术，酶的修饰；2.理解酶工程在制药工业的应用；3.了解酶工程研究的进展。本章重点、难点：重点：1.酶的来源和生产。2.酶和细胞固定化技术。3.酶的修饰。难点：修饰酶在制药工业的应用，分子印迹技术。第七章发酵工程技术概论（讲课5学时；实验0学时）教学内容：1.概述；2.优良菌种的选育：自然选育、诱变育种和原生质体融合；3.发酵的基本过程：菌种、种子的制备、发酵和产物提取；4.发酵方式：分批发酵、补料分批发酵和连续发酵；5.发酵工艺控制：培养基的影响及其控制、温度的影响及其控制、溶氧的影响及其控制及pH的影响及其控制；6.发酵产物的提取：吸附法、沉淀法、溶剂萃取法和离子交换法；7.发酵设备；8.发酵工程产品的制造实例：青霉素、赖氨酸、维生素B2。教学要求：1.掌握发酵工程的概念、菌种选育、发酵设备、发酵基本过程方式与工艺控制；2.掌握抗生素发酵生产的基本步骤；3.了解发酵的历史。本章重点、难点：重点：菌种选育、发酵设备与消毒和发酵工艺控制。难点：营养缺陷型菌株的选育步骤。四、考核方式及成绩评定本课程的成绩将由平时成绩（考勤、作业及提问）和课程论文考查成绩两部分组成，其中平时成绩占50%，论文考查成绩占50%。五、教材及参考书目教材：《生物技术制药》第二版，夏焕章、熊宗贵编著，高等教育出版社，2006年，标准书号：ISBN978-7-040-17736-7。参考书目：1.《生物技术药物学》，吴梧