1、制药工艺学考试重点doc 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
2、、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，
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、。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 、IFN II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：制备原理+工艺路线+质量控制重要性： “安全、有效、均匀、
10、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、微生物发酵基本过程特征（微生物图参考）从接
11、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。发酵后期特征菌体衰老，细胞开始自溶的一段
12、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复筛稳定性特性放大中试
13、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。 营养物质组成：较丰富
14、，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小为0
15、.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，眼眶取血
16、，染色，涂片计数网织红细胞数。比活性(specific activity, U/mg)：单位重量蛋白质(mg) 中所含的活性15、发酵终点的判断1）、经济原则 在最大生产率时，终止发酵。发酵总生产周期：最短 2）、产品质量原则：对后续分离纯化的影响：发酵时间太短，营养物质残留 补料或消沫剂的其残留，以允许的残量为标准 发酵时间太长，菌体自溶，改变发酵液性质 增加分离纯化难度。 对于抗生素，放罐前16小时停止补料和消沫。3）生物、物理、化学指标：产物浓度，过滤速度，菌体形态，氨基氮，pH，DO，发酵液的外观和粘度等。一般自溶前放罐。按照常规经验计划进行作业。特殊因素：染菌、代谢异常等情况。16、
17、头孢氨苄生产工艺流程酯化氧化重排扩环氯化醚化水解成盐酰化水解 结晶过滤干燥 结晶过滤干燥 萃取分层浓缩 结晶过滤干燥 过滤结晶离心 氯亚胺物 浓缩过滤干燥 原料 重排物 亚胺醚 头孢氨苄 S-氧化物 7-ADCA酯PTS盐 7-ADCA17、产物表达形式不溶性蛋白质：细胞质内形成包涵体可溶性蛋白质：存在于细胞质周质表达: 外源蛋白被运输分泌到周质，可溶性。有利于分离和减少蛋白酶降解，避免N端附加蛋氨酸。胞外分泌表达：胞内可溶性蛋白质分泌到胞外的培养液中。18、培养基组成对质粒稳定性的影响营养较丰富的培养基，质粒稳定性高于合成培养基限制性基质对基因工程菌的比生长速率有不同影响大肠杆菌对G和磷酸盐
18、限制易发生质粒不稳定，有些质粒对氮源、钾、硫等表现不稳定对于酵母，极限培养基比丰富培养基更利于维持质粒稳定性培养基中添加酵母提取物和谷氨酸等有利于提高质粒稳定性19、干扰素的生产工艺路线（1）体外诱生干扰素制备工艺： Sendai病毒诱导人白细胞血浆人白细胞分离纯化人白干扰素病毒诱导（2）人源转化细胞系培养生产工艺：Namalva培养合成干扰素分离纯化多亚型混合干扰素 病毒诱导（3）基因工程大肠杆菌发酵生产工艺:工程菌构建发酵培养包涵体复性重组人干扰素（4） 动物无限细胞系培养生产工艺：工程CHO细胞系构建细胞培养收集培养液分离纯化重组人干扰素（5）基因工程假单胞杆菌发酵生产工艺：20、蛋白质
19、糖基化与分泌表达 ？蛋白质合成场所：粗糙内质网上的核糖体 糖基化场所：内质网合成各种糖类，粗糙内质 网腔内和高尔基体，加工修饰。 不同细胞系糖基化特征不同，选择适宜细胞 系。 对于分泌型蛋白，分泌泡与细胞膜融合，释放 到胞外，完成了蛋白质的分泌表达。21、血清(Serum)成分与作用？（简答，填空）含有基本的营养成分:补充合成培养基成分的不足脂肪酸和微量元素：细胞生长所必需，磷脂质、胆固醇、前列腺素E，铜、锌、钴、钼、硒。激素和生长因子:细胞增殖、分化，胰岛素、胰岛素样生长因子、表皮生长因子、皮质醇、雌二醇。贴附和伸展因子:细胞贴壁所需，纤维结合蛋白、软骨素、胶原等。载体蛋白：白蛋白、转铁蛋白
20、，金属、激素、维生素和脂类结合，带入细胞蛋白酶抑制剂：降解细胞死亡释放的蛋白质；消除毒素和金属的毒性。蛋白质：抗机械剪切，保护细胞免于损伤的作用缓冲物质：K、Na、Cl、Fe、Ca、葡萄糖等，稳定pH和渗透压来源：胎牛血清、新生牛或成牛血清、马血清、鸡血清、羊血清及人血清。应用于许多细胞系和原代及传代细胞培养。质量不稳定：个体差异大，批次间一致性差，血源性污染：病毒、真菌、支原体污染的可能性某些成分对细胞有毒性分离纯化：增加难度干扰某些生物测定增加成本22、传代细胞培养过程？概念：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。传代时期：刚刚全部汇合的细胞。消化方法：过程与原
21、代细胞相同。传代的次数：不能无限次传代，保证特性防止细胞系之间、非细胞生物的污染要领：适宜的时期和方法，不要过度23、重组人红细胞生成素培养工艺过程控制？(1)搅拌控制：接种后,搅拌速度缓慢，使细胞贴附于载体上，随着细胞数量的增加逐渐提高搅拌速度。（2）温度控制：较为严格，恒定37（3）pH值控制：7.2-7.4,输入CO2和碳酸氢盐溶液维持其恒定。(4) 溶解氧控制：在50-80的范围内，通入氧气、空气或氮气的比例混合气体。（5）葡萄糖控制：流加补料（6）代谢废物控制：监测氨、乳酸盐类等，维持较低浓度，减少对细胞损害。24、头孢氨苄生产工艺（原理和过程）(1)微生物酶酰化法DEAE-纤维素
22、7-ADCA + 0.5%D-苯甘氨酸甲酯 头孢氨苄 物色杆菌细胞 (2)苯甘氨酸无水酰化法原理：1）以苯甘酸为原料，进行二次酰基化。2)将7-ADCA三甲基硅烷反应。3）1）+2）头孢氨苄(3)苯甘氨酰氯与7-氨基脱乙酰基原理：以青霉素G（青霉素V）钾为原料，通过扩环重排，裂解为7-氨基脱乙酰基头孢烷酸（7-ADCA）,再与D-（-）-苯甘氨酰氯缩合过程：酯化氧化重排扩环氯化醚化水解成盐酰化水解（4）头孢烷酸（7-ADCA）缩合法25、泡沫检测与控制（论述）1、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。液面上的泡沫，气相所占比例大，与液体有明显界限。流态泡沫，分散
23、于发酵液内部，比较稳定，与液体之间无明显界限。2、泡沫形成的原因及其影响发泡物质：蛋白质类、糖类，黄豆饼粉，代谢产物。快速搅拌、灭菌体积太大或不彻底。发泡影响：减少装料量，降低氧传递。逃液，增加了污染，甚至无法搅拌。菌体呼吸受阻，代谢异常或自溶。3、泡沫控制培养基调整与工艺控制：少加或缓加起沫基质；改变发酵条件，如pH、升高温度、减少通气、降低搅拌速率;改变发酵工艺，如分批投料。头孢烷酸（7-ADCA）缩合法26、青霉素的发酵培养与过程控制（论述）操作方式：反复分批式发酵 发酵罐： 100M3，装料80M3. 带放: 6-10次，带放量10，间隔24h。 发酵周期：180-220h（1）过程控
24、制补料分批操作控制基质浓度 前40小时：培养基中的主要营养物 40小时后：低速连续补加葡萄糖、氮源和苯乙酸等， 维持一定的最适浓度。 半饥饿状态：延长合成期，提高产量。 碳源占成本12以上，采用糖化液流加,降低成本。 糖与6APA结合形成糖基-6APA，影响青霉素产量。流加碳源控制：根据残糖、pH、尾气中CO2和O2含量 葡萄糖的波动范围较窄，浓度过低使抗生素合成速度减慢或停止，过高则导致呼吸活性下降，甚至引起自溶。 残糖0.3-0.6左右，pH开始升高时流加糖。 浓度：500kg/M3，流速:1.0-2.5kg/M3.h流加氮源控制：玉米浆: 最好，含有多种氨基酸及其前体苯乙酸和衍生物。 补
25、加无机氮源：硫酸铵、氨水、尿素 氨基氮浓度：0.01-0.05%。盐离子控制：无机盐：硫、磷、镁、钾等。 铁对青霉素合成有毒，30-40 ug/ml以下。 罐壁涂环氧树脂保护层。（2）添加青霉素侧链前体 时期：合成阶段 种类：苯乙酸及其衍生物，苯乙酰胺、苯乙胺、 苯乙酰甘氨酸 毒性：抑制细胞生长和青霉素合成。 策略：低浓度流加 浓度：苯乙酸0.1%，苯乙酰胺0.05-0.08% 控制：保持供应速率略大于生物合成需要。提高产量的其他物质流加： 表面活性剂：新洁尔灭、聚氧乙烯、山梨糖、醇酐、单油酸酯、单月桂酸酯、三油酸酯 可溶性高分子化合物：聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚乙二胺、聚乙烯吡咯烷醇 其他：剪
26、切保护剂；分散剂（3）温度控制适宜菌丝生长温度30，分泌青霉素20。 20青霉素破坏少，周期很长。 变温控制，不同阶段不同温度。 生长阶段:较高温度，缩短生长时间；生产阶段适当降低温度，以利于青霉素合成。 前期控制26左右，后期降温控制24（4）pH控制合成适宜pH6.46.6左右，避免超过7.0直接加酸或碱：自动控制流加葡萄糖：恒速；变速，依赖pH变化快慢。pH下降：补加CaCO3、通氨、尿素或提高通气量pH上升：补加糖、生理酸性物质（硫酸铵、油脂）（5）溶氧控制30饱和度，产率急剧下降； 10，造成不可逆的损害。临界溶氧浓度：30。通气比：1：0.81.5 。适宜的搅拌速度:保证气液混合，
27、提高溶氧调整搅拌转速:各阶段的生长和耗氧量不同。（6）消沫天然油脂：玉米油；化学消沫剂：泡敌。策略：少量多次。注意：前期不宜多加入，影响呼吸代谢。27、培养基种类及其质量控制技术（论述）1、固体培养基概念：细菌和酵母的固体斜面或平板培养基，链霉菌和丝状真菌的孢子培养基。制备：液体培养基添加1.0-2.0%琼脂粉。作用：提供菌体的生长繁殖，形成孢子。固体培养基要求与质量控制单细胞培养基：营养丰富，满足菌体生长迅速，不能引起变异。孢子培养基：基质浓度较低，无机盐浓度适量，以利于孢子形成。营养不宜太丰富，否则不易产生孢子。2、种子培养基概念：（seed medium）供孢子发芽和菌体生长繁殖，摇瓶和
28、种子罐培养基,为液体。作用：使种子扩大培养，增加细胞数目，生长形成强壮、健康和高活性的种子。种子培养基要求与质量控制培养基成分必需完全，营养丰富。用速效性、容易被利用的碳、氮源和无机盐等物质，但浓度不宜高。种子培养基要与发酵培养基相适应，主要成分接近，不能差异太大。缩短发酵的延滞期。3、发酵培养基概念：(fermentation medium)提供微生物生长、目标产物生成的生产用培养基。作用：不仅要满足菌体的生长和繁殖，还要满足菌体合成目标产物，是发酵生产中最关键和最重要的培养基发酵培养基要求营养物质浓度和粘度适中组成上丰富完整不同菌种和不同产物，对培养基的要求差异很大，组成和配方需要优化4、
29、补料培养基(fed medium）概念：发酵过程中添加补充的培养基。作用：稳定工艺条件，延长发酵周期，提高目标产物产量组成：各种必要的营养物质，碳源、氮源、前体制备：按单一成分配制，各自独立控制，或按一定比例制成复合补料培养基。28、怎样控制发酵培养基质量（论述）（1）恒定水源和恒定的水质。地下深层井水，对水质定期化验检查，使用符合要求的水质配制各种培养基措施：检测与控制水质参数pH、溶解氧、可溶性固体、污染程度、各种矿物，特别是重金属的种类和含量。（2）控制培养基原料的质量：来源与种类的选择农产副品：因品种、产地、加工、贮存条件不同而质量差异较大。化学原料：杂质含量也不相同。措施：保持稳定的原料来源。更换原料时，必需再进行一系列试验，确保产量和质量的控制和稳定性。原料的选择试验：不同碳源、氮源对菌种生长的能力和产物的生产能力很不相同。对原料进行试验，选择满足发酵要求的来源。碳氮浓度与配比：适宜速效和缓效成分相互配合，发挥综合优势pH：配制时加入酸碱性物质搭配，甚至使用缓冲剂。（3）控制培养基的黏度：对发酵的影响：高黏度的培养基，不易彻底灭菌影响发酵的通气搅拌等物理过程直接影响菌体对营养的利用目标产物的分离提取造成困难措施：固体不溶性成分，淀粉、黄豆粉等增加培养基的黏度，酶水解，降低大分子物质（4）控制灭菌操作：高压蒸气灭菌影响培养基的有效成分甚至是活性。较高温度下
