生物制药与药物分析仪器考核试卷及答案

生物制药与药物分析仪器考核试卷及答案1.单选题（每题2分，共30分）1.1在单克隆抗体纯化中，用于捕获步骤最常用的层析模式是A.离子交换层析B.疏水相互作用层析C.蛋白A亲和层析D.尺寸排阻层析1.2下列哪种检测器对无发色团的糖类化合物最灵敏？A.UV-VisB.荧光C.蒸发光散射（ELSD）D.电化学1.3用于测定重组蛋白二硫键错配的首选质谱技术是A.GC-MSB.MALDI-TOFC.LC-MS/MS（非还原/还原对比）D.ICP-MS1.4在生物反应器放大过程中，保持下列哪一参数不变最能体现“恒定功率输入/单位体积”原则？A.搅拌桨尖端线速度B.雷诺数C.体积氧传质系数kD.混合时间1.5关于生物类似药“相似性”评价，下列哪项属于关键质量属性（CQA）？A.细胞活率B.糖基化位点占有率C.发酵罐溶氧D.培养基渗透压1.6高效液相色谱中，若理论塔板数N增加一倍，则峰分辨率RsA.增加22B.增加2倍C.不变D.减少221.7在毛细管电泳（CE-SDS）测定抗体纯度时，加入碘乙酰胺（IAM）的主要目的是A.断裂二硫键B.烷基化游离巯基，防止再氧化C.增加蛋白负电荷D.降低背景吸收1.8下列哪项不是生物制药中常用的病毒清除验证模型病毒？A.MuLVB.SV40C.MVMD.PRV1.9使用FT-IR进行蛋白二级结构分析时，酰胺I带主要位于A.1500–1550cm-1B.1600–1700cm-1C.2800–3000cm-1D.3300–3500cm-11.10在生物制药下游超滤浓缩中，衡量膜污染程度的参数是A.通量衰减率J/B.截留分子量（MWCO）C.跨膜压（TMP）D.剪切率1.11对于抗体药物偶联物（ADC），测定药物抗体比（DAR）最常用的质谱方法是A.原位水解+MALDIB.还原后LC-MS完整轻/重链分析C.非还原完整蛋白LC-MSD.肽图法1.12在生物反应器DO电极校准过程中，零点校准通常使用A.饱和亚硫酸钠溶液B.饱和氯化钠溶液C.饱和空气水D.纯氮气1.13下列哪种检测模式最适合测定细胞培养上清中乳酸含量？A.紫外末端吸收（210nm）B.示差折光（RI）C.酶膜生物传感器（安培法）D.荧光衍生1.14关于生物制药用一次性生物反应袋，最关注的可提取物（Extractables）研究温度通常选择A.4°CB.25°CC.40°CD.50°C1.15在肽图分析中，为减少脱酰胺人工假象，酶解缓冲液pH应控制在A.5.0B.6.5C.8.0D.9.52.多选题（每题3分，共30分；每题至少两个正确答案，多选少选均不得分）2.1以下哪些属于高分辨率质谱（HRMS）在生物制药中的典型应用？A.完整蛋白分子量确认B.二硫键定位C.宿主细胞蛋白（HCP）鉴定D.病毒滴度测定2.2关于生物制药中常用的DO-stat补料策略，下列说法正确的是A.溶氧高于设定值时启动补料B.溶氧低于设定值时暂停补料C.需与pH-stat联合使用防止酸化D.适用于高耗氧CHO细胞培养2.3下列哪些操作可降低HPLC系统拖尾因子？A.升高柱温B.降低进样量C.增加流动相离子强度D.更换更小粒径填料2.4以下哪些检测器可用于ADC中毒素含量测定？A.UV/VisB.荧光C.ELSDD.LC-MS2.5在生物制药稳定性研究中，下列哪些条件属于ICHQ1A定义的加速条件？A.40°C/75%RHB.25°C/60%RHC.5°CD.50°C2.6关于生物反应器放大准则，下列哪些组合属于“相似性”维度？A.几何相似B.流体力学相似C.生物化学相似D.热力学相似2.7以下哪些属于生物制药常用在线监测技术？A.拉曼光谱B.电容法活细胞密度C.近红外（NIR）D.圆二色谱（CD）2.8在SEC-MALS系统中，可获得的信息包括A.绝对分子量B.分子半径RC.第二维里系数AD.蛋白熔点2.9下列哪些因素会导致抗体聚集？A.反复冻融B.低pH病毒灭活C.高浓度剪切D.金属离子催化2.10关于生物制药中常用的内毒素检测方法，下列说法正确的是A.鲎试剂法（LAL）为药典法定方法B.重组因子C（rFC）法可避免鲎资源依赖C.显色法LAL可定量D.凝胶法LAL为半定量3.判断题（每题1分，共10分；正确写“T”，错误写“F”）3.1在UHPLC中，范德姆特方程中涡流扩散项A与填料粒径dp3.2对于CHO细胞，谷氨酰胺浓度高于4mM可有效防止凋亡。3.3使用DLS测定蛋白流体力学半径时，样品需经0.22μm过滤以避免灰尘干扰。3.4生物制药中，低pH孵育（pH3.6，1h）可同时实现病毒灭活与蛋白聚集控制。3.5ICHQ2(R1)中，线性回归相关系数r必须≥0.999方可接受。3.6在生物反应器中，kLa与搅拌功率P和表观气速vs3.7对于ADC药物，DAR越高则体内毒性一定越大，与毒素机制无关。3.8使用FT-IR进行蛋白定量时，酰胺III带比酰胺I带对水蒸气干扰更敏感。3.9在肽图分析中，Asp-Pro键在酸性条件下易发生断裂，导致序列覆盖率下降。3.10生物制药中，一次性系统需进行浸出物（Leachables）稳定性研究，但无需考虑可提取物（Extractables）。4.填空题（每空2分，共20分）4.1根据ICHQ5E，生物制品可比性研究需至少包括______、______和______三批代表性工艺规模批次。4.2在HPLC系统适用性试验中，拖尾因子T的计算公式为T=W0.052f，其中W4.3使用BCA法测定蛋白浓度时，显色产物在______nm处有最大吸收。4.4在生物反应器中，体积氧传质系数kL4.5对于抗体热稳定性，差示扫描量热法（DSC）中第一个吸热峰通常对应______结构域的解折叠。4.6在SEC-MALS中，分子量与光散射强度关系式为I(θ)=KcMwP(θ)4.7用于病毒清除验证的“缩小模型”需证明与商业化规模在______、______和______方面具有可比性。4.8在毛细管等电聚焦（cIEF）中，载体两性电解质形成的pH梯度范围通常选择______至______。4.9生物制药中，常用的内毒素限度计算公式为K/M，其中K为______，M为______。4.10根据Stokes-Einstein方程，扩散系数D与流体力学半径Rh的关系为D=kB5.简答题（每题10分，共30分）5.1简述如何利用LC-MS/MS进行CHO细胞HCP鉴定，并说明数据依赖采集（DDA）与数据非依赖采集（DIA）策略的优缺点。5.2某抗体在40°C加速试验中出现主峰降低、酸性峰增加，请设计实验方案以确认其根本原因是否为脱酰胺，并给出预期结果。5.3说明如何利用拉曼光谱在线监测CHO细胞培养过程中葡萄糖与乳酸浓度，并讨论模型转移（modeltransfer）的关键步骤。6.计算题（每题15分，共30分）6.1某50kDa单抗经超滤浓缩，初始体积5L，蛋白浓度2g/L，目标浓度50g/L。膜面积0.1m²，初始通量J0=60Lm-2h-1，通量衰减模型为J(t)=J(1)浓缩所需理论时间（忽略洗滤）；(2)若最终体积为0.2L，求平均通量；(3)若允许最大TMP为1bar，且膜阻力Rm=2×1011m-1，求达到目标通量时的污染层阻力6.2某ADC采用VC-MMAE连接子，毒素分子量718Da。还原后LC-MS测得轻链分子量24518Da，重链分子量50420Da；完整抗体分子量150276Da。求：(1)平均DAR；(2)若轻链偶联率为0%，重链偶联率均一，求重链平均偶联毒素个数；(3)假设偶联位点为半胱氨酸，每个重链有8个可及巯基，求偶联效率（%）。7.综合设计题（20分）某生物制药公司拟将3L摇瓶工艺放大至2000L不锈钢反应器，细胞密度目标从5×10⁶cells/mL提升至15×10⁶cells/mL，产物为双特异性抗体。请：(1)列出放大需保持的关键参数（至少5项）并给出理由；(2)设计一个基于QbD的控制策略，包括关键工艺参数（CPP）与关键质量属性（CQA）的映射；(3)说明如何采用缩小模型进行混合时间与kL(4)讨论一次性系统与不锈钢系统在清洁验证与交叉污染控制方面的差异。答案与解析1.单选题1.1C蛋白A对Fc区高亲和，捕获步骤首选。1.2CELSD对无发色团通用。1.3C非还原/还原对比可定位二硫键错配。1.4CkLa直接关联氧传递，放大常用恒定1.5B糖基化为CQA，影响半衰期与免疫原性。1.6ARs1.7BIAM烷基化游离巯基，防止再氧化。1.8BSV40为DNA病毒，非模型病毒。1.9B酰胺I带1600–1700cm-1。1.10A通量衰减率直接反映膜污染。1.11C非还原完整分子量法最直观。1.12A亚硫酸钠消耗氧，建立零点。1.13C酶膜生物传感器对乳酸特异。1.14D50°C加速提取，覆盖最坏情形。1.15BpH6.5减少脱酰胺人工假象。2.多选题2.1ABCHRMS不用于病毒滴度。2.2ABDDO-stat与pH-stat可独立。2.3ABCD均可改善峰形。2.4ABDELSD对毒素不敏感。2.5AD40°C/75%RH与50°C为加速。2.6ABCD四相似均关键。2.7ABCCD为离线技术。2.8ABC不直接测熔点。2.9ABCD均为聚集诱因。2.10ABCD四项均正确。3.判断题3.1TA=2λd3.2F高谷氨酰胺促氨毒性。3.3T灰尘导致大颗粒假象。3.4F低pH易促聚集，需控制。3.5F无强制0.999，视方法而定。3.6T经验关联式正确。3.7F毒性还与毒素potency有关。3.8F酰胺III带对水干扰不敏感。3.9T酸敏感键易断裂。3.10F需同时研究Extractables与Leachables。4.填空题4.1工艺验证批、一致性批、放大批4.25%峰高处的峰宽；前半峰宽4.35624.4h-14.5CH24.6形状（或散射）4.7流速、压力、保留时间4.83；104.9每kg体重每小时最大可接受内毒素量；产品每小时最大给药剂量4.10玻尔兹曼5.简答题（要点）5.1流程：样品酶解→肽段脱盐→LC-MS/MS→数据库搜索→HCP列表。DDA：高灵敏度，覆盖深，但重现性低；DIA：重现性高，定量准，但数据量大，需复杂解析。5.2方案：40°C取样，0、1、2、4周；设置pH7.4对照；肽图分析脱酰胺肽段（+0.984Da）；结合质谱MS/MS确认位点；若酸性峰增加与脱酰胺肽段增加呈线性，r>0.9，则确认。5.3拉曼特征峰：葡萄糖~915cm-1，乳酸~830cm-1；建立PLS模型；离线取样校正；模型转移关键：标准样品集、光谱预处理（SNV）、变量选择（iPLS）、斜率/偏差校正（SBC）。6.计算题6.1(1)目标体积Vft=10.1∫(2)平均通量J¯=ΔVAt=34.7Lm-2(3)J=TMPη(Rm+6.2(1)平均DAR=150276-148898718(2)轻链无偶联，重链偶联总数=