生物制药发酵工艺一篇

1、3中国的三大药源中国药典2005年版分一部、二部和三部。药典一部收载药材及饮片、植物油脂和提取物、成方制剂和单味制剂等；药典二部收载化学药品、抗生素、生化药品、放射性药品以及药用辅料等；药典三部收载生物制品，首次将中国生物制品规程并入药典。 生物药物生物药物是利用生物体、生物组织或其成分，综合应用生物学、生物化学、微生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学的原理生物学、免疫学、物理化学和药学的原理与方法与方法进行加工、制造而成的一大类预防、预防、诊断、治疗制品诊断、治疗制品。现代生物药物分四大类 基因重组多肽、蛋白类治疗剂 基因药物：以遗传物质 DNA、 RNA为物 为物质基础制造的

2、药物 天然生物药物 合成或半合成生物药物第一节 生物药物的研究范围一、生物药物的发展简史1. 传统生物制药技术阶段（Traditional biopharmaceutics）指从生物材料粗加工制成粗制剂阶段。（1）公元4世纪葛洪肘后良方海藻治瘿病（2）公元631682，孙思邈羊肝治“雀目”（3）神农，用蟾酥治疗创伤 2. 近代生物制药发展阶段（Recent Biopharmaceutics）（1）脏器制药与微生物制药时期 20世纪20年代：胰岛素、甲状腺素、EAA、EFA、VitC 20世纪40年代：青霉素 20世纪50年代：皮质激素、垂体激素 20世纪60年代：酶制剂、维生素 （2）生化制药

3、工业时代 60年代后，生物分离工程技术与设备广泛应用。生化产品达600多种。 3. 现代生物制药阶段 现代生物制药阶段（ （Modern Modern Biopharmaceutics Biopharmaceutics） ） 特点是以基因工程为主导，包括细胞工程、发 特点是以基因工程为主导，包括细胞工程、发酵工程、酶工程和组织工程为技术基础。 酵工程、酶工程和组织工程为技术基础。 1982.10重组Ins上市，迄今已有166多种生物技术药物投放市场，369种进入三期临床，760多种进入I-II期，2600多种处于临床前 研究。二、 生物制药工艺学 的内容 1生化制药与微生物制药工艺2 生物技术

4、药物与生物制品制造工艺3 相关生物医药产品生产工艺课程含三大部分内容： 课程含三大部分内容：（ 1）基础篇：生物制药工艺技术基础（ 2）技术篇：生物分离工程技术（ 3）品种篇：重要生物药物制造工艺课程任务通过学习本门课程应掌握：1 各类生物药物制造的工艺技术基础理论、原理、工艺过程和制剂技术质量控制2各类生物药物的来源、结构、性质与临床用途。第二节 生物药物的性质与类别生物药物的特性 （一）药理学 (pharmacology)特性：1 、活性强: 体内存在的天然活性物质 2、治疗针对性强 、基于生理生化机制。3、毒副作用一般较少，营养价值高 4、可能具免疫原性或产生过敏反应 (二)、理化特性：

5、 1. 含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高 2. 组成结构复杂，具严格空间结构，生物学 因素不稳定 3. 生物材料易染菌和腐败 4.生物药物制剂的特殊要求第三节 生物药物的发展与展望 1生物技术药物研究进入蛋白质工程药物时代第一代重组药物：一级结构与功能和天然活性蛋白质完全一样；第二代重组药物：对天然产物表达物进行 简单修饰，如PEG化或糖基化；第三代重组药物时代：蛋白质工程药物， 在DNA水平上，合理设计、改造、创制新型治疗蛋白。目的是提高活性；减少或消除毒 副作用；提高体内外稳定性；产生新的功能作用 2. 治疗性抗体发展迅猛 FDA已批准17种治疗性抗体，在抗肿瘤、治疗风湿性关节

6、炎，防止感染、抗血小板凝集等方面疗效突出。在369种进入临床试验的生物技术药物中有75种是抗体类产品，预计2013年会有26种上市。 3. 哺乳动物细胞表达产物所占比重快速增加 2012年已批准创新生物技术药物：酵母表达产品2种E.coli表达产品4种，表示它表达多肽有优势，而通过动物细胞表达系统22种（包括抗体、酶、凝血因子）第二章 生物制药工艺技术基础第一节 生物药物提取、分离、纯化技术基础一、生物材料的选择 1生物活性物质存在部位：胞内、胞外、胞浆、质膜、器膜、周质 2生物材料的采集与质控（ 1）品种鉴定（ 2）防止污染与感 （ 3）选择富集目的物材料（ 4）冷冻保存二、生物活性物质物质

7、常用的提取方法与优化（一）几种常用提取方法1酸、碱、盐水溶液提取方法2表面活性剂提取方法与反胶束提取方法3有机溶剂提取4. 双水相萃取法5超临界萃取法（二）提取方法与优化（二）提取方法与优化1.溶剂选择 2.选择添加剂保护剂；酶抑制3.提取条件 温度 pH ； 盐； 表面活性剂三浓缩与干燥1.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；大型液膜蒸发器旋转蒸发仪2.干燥低温真空干燥；喷雾干燥；冷冻干燥四、分离纯化1.生化制药工艺中分离纯化特点(1) 生物材料组成复杂(2) 目的物含量低(3) 易变性、失活(4) 分离方法有很大经验成分(5) 步骤多，逐级分离(6) 产品验证

8、与化学上纯度概念不完全相同2. 分离纯化原理 (1)根据分子形状与分子大小 (2)根据电荷差异 (3)根据分子极性与溶解度大小 (4) 根据吸附特性 根据吸附特性 (5) 根据生物配基特性3. 选择原则 1 粗品分离：大处理量 相对低分辨率 盐析，分级沉淀，萃取，超滤2 精制：高分辨率 多种色谱层析法 ,亲和层析，HPLC ，FPLC ，电泳或等电聚焦第二节 微生物制药工艺技术基础一、菌种的选育与保藏1自然选育 依据自发突变原理，通过不断分离筛选，除去衰变菌落，选择高产菌，达到强化、复壮、稳定生产目的。方法：（1）平板划线法 （2）稀释平板法2诱变育种（1）出发菌株的选择（2）诱变处理（3）筛

9、选3、现代菌种选育技术：杂交育种：原生质体融合：基因工程技术3菌种保存（1）保存目的：防止退化（2）菌种退化检查方法（3）菌种退化防止方法防止基因突变：如低温保藏采用双重缺陷型制作平行的菌种斜面，少传代分离单菌落，自然筛选选择培养条件（4）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干燥法液氮保藏法二、微生物的培养1、微生物生长的营养要素 碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水2、微生物的培养基 培养基种类（分类标准不同） 灭菌方法1.加热灭菌2.辐射灭菌3.介质过滤除菌4.化学灭菌法三、发酵工程 1.发酵过程中菌的生长周期 2影响发酵的参数第三节 生物技术药物制造技术基础一、重组DN

10、A 技术原理1基因工程操作过程：（1）获得目的基因；（2）构建DNA重组体；（3）将重组体导入宿主细胞；（4）工程菌的克隆与鉴定；（5）目的基因扩增与蛋白表达三：动物细胞工程制药技术基础1.动物细胞的获得2.动物细胞培养的条件3.动物细胞大规模培养方法4.动物细胞大规模培养的操作方式四植物细胞大规模培养的生物反应器的特点1.摇瓶2.搅拌型生物反应器3.鼓泡塔和气升式生物反应器4.转鼓式生物反应器固定化酶 （1）固定化稳定性提高 （2）可重复使用、提高使用效率、降低成本 （3）提高强度，便于连续、自动、规模化生产 （4）便于产物的分离、纯化制备方法（1）吸附法：分为物理吸附法和离子交换吸附法（2

11、）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中试放大目的与规模1目的：（1）建立稳定工艺、大批量制备足量合格产品，供应临床前与临床研究；（2）研究工艺参数制定工艺规程和检定规程，为正式生产提供工艺参数，保证能在以后生产中应用 2规模： 中试是由小试转入工业化生产的过渡性研究，是取得成功产业化的关键。3、中试放大时应具备的条件 （1）有稳定的工艺：收率，质量可靠 （2）操作条件基本确立 （3）已建立中间品和成品分析方法 （4）生物材料已鉴定 （5）物料平

12、衡、三废处理已基本解决 （6）中试规模、产品产量，规模已确定 （7）安全生产已有方案4中试放大要解决的问题 （1）原辅材料规格 （2）设备选型与材质选用 （3）反应条件 （4）原辅料中间品、产品质控标准与检定方法 （5）下游工艺优化与稳定制造规程的制定二中试放大方法与总结内容1、放大方法（1）经验放大（2）相似放大（3）数学模型放大2、总结内容：（1）确定工艺路线，优化工艺条件，制定制造规程。（2）制定岗位操作、投产（3）进行材料衡算（4）安全生产与处理（5）原辅料及产品质控方法与标准测定。（6）产品规格标准制定（7）消耗定额，成本核算，工时，生产周期计算。 。生物秀-专心做生物 生物秀论坛-

13、学术交流、资源共享与互助社区 2. 近代生物制药发展阶段（Recent Biopharmaceutics）（1）脏器制药与微生物制药时期 20世纪20年代：胰岛素、甲状腺素、EAA、EFA、VitC 20世纪40年代：青霉素 20世纪50年代：皮质激素、垂体激素 20世纪60年代：酶制剂、维生素 3. 哺乳动物细胞表达产物所占比重快速增加 2012年已批准创新生物技术药物：酵母表达产品2种E.coli表达产品4种，表示它表达多肽有优势，而通过动物细胞表达系统22种（包括抗体、酶、凝血因子）三浓缩与干燥1.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；四、分离纯化1.生化制药工艺中分离纯化特点(1) 生物材料组成复杂(2) 目的物含量低(3) 易变性、失活(4) 分离方法有很大经验成分(5) 步骤多，逐级分离(6) 产品验证与化学上纯度概念不完全相同2诱变育种（1）出发菌株的选择（2）诱变处理（3）筛选 2规模： 中试是由小试转入