第一篇:生物制药复习提纲和答案
基本概念:
1.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、免疫学、物理化学和药学的原理与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。2.生物技术药物
是指采用DNA重组技术、单克隆抗体技术或其他生物技术研制的蛋白质、抗体或核酸类药物。生物技术药物可以是在药理上有高度活性的,也可以是在免疫或其他生理系统上有活性的。生物技术药物可以分为三大类,即重组蛋白质、治疗性抗体和核酸。3.生物制品
用微生物及微生物代谢产物或动物血清制成的用于预防、诊断和治疗的制品。
4.生物制药工艺学
是从事各种生物药物的研究、生产和制剂的综合性应用技术科学。研究内容包括生化制药工艺、生物制品制造与相关的生物医药产品的生产工艺。主要讨论各类生物药物的来源、结构、性质、制造原理、工艺过程、生产技术操作和质量控制。5.抗生素
青霉素、链霉素、红霉索等一类化学物质的总称。它是生物,包括微生物、植物和动物,在其生产活动过程中所产生,并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。6.热原质
热原质是在生产过程中由于被污染后由杂菌所产生的一种内毒素。7.四环类抗生素
是以四并苯为母核的一类有机化合物。金霉素、土霉素、四环素、地美环素。四环类抗生素可与微生物核糖核蛋白体30S亚基接合,通过抑制氨基酰-tRNA与起始复合物中核蛋白体的结合,阻断蛋白质合成时肽链的延长。8.大环内酯类抗生素
由链霉菌产生的弱碱性抗菌素,因分子中含有一个内酯结构的14或16元环而得名,红霉素是本类药物最典型的代表。大环内酯类作用于细菌细胞核糖蛋白体50s亚单位,阻碍细菌蛋白质合成,属于生长期抑制剂。9.β-内酰胺类抗生素 10.氨基糖苷类抗生素
由氨基环醇(aminocyclitol)、氨基糖(aminosuger)和糖组成的抗生素的总称。
11.耐药性
12.干扰素
系指由诱导剂诱导有关生物细胞所产生的一类高活性、多功能的诱生蛋白质。这类诱生蛋白质从细胞中产生和释放之后,作用于相应的其它同种生物细胞,并使其获得抗病毒和抗肿瘤等多方面的免疫力。有α型、β型和γ型及许多亚型。13.硫酸软骨素
硫酸软骨素一般含有50~70个双糖单位,链长不均一,相对分子质量在1~3万,硫酸软骨素按其化学组成和结构差异,又分为A、B、C、D、E、F、H等多种。它们均由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-氨基半乳糖组成,只是硫酸基团位置不同而己。14.肝素
属高分于化合物,分于量6 000~20 000以前肝素钠一般都由动物肝脏中提取,现在大多从猪、羊、牛等动物的肠粘膜中提取,亦可从肺脏和心脏中提取。作为一种重要的生化药物,是一簇酸性粘多糖化合物的统称,它是由已糖醛酸(L-艾杜糖醛酸、葡萄糖醛酸)与硫酸氨基葡萄糖分子以一定的比例交替联结形成的具有六糖或八糖单位的线型链状大分子 15.维生素
是维持机体正常代谢机能的一类化学结构不同的小分子有机化合物,它们在体内不能合成,大多需从外界摄取。
16.激素
是生物体产生的,对机体代谢和生理机能发挥高效调节作用的化学信使分子。17.亚基疫苗
利用病原体的某一部分通过基因工程克隆而制得的疫苗称为亚基疫苗。18.活体重组疫苗
通过基因工程的方法,对非致病性微生物(细菌和病毒)进行改造,使之携带并表达某种特定病原体的抗原决定簇基因,产生免疫原性;或通过基因工程的方法修饰或删除致病性微生物的毒性基因,使之仍保持免疫原性所制成的疫苗。19.核酸疫苗
核酸疫苗就是把外源基因克隆到真核质粒表达载体上,然后将重组的质粒DNA直接注射到动物体内,使外源基因在生物体内表达,产生的抗原激活机体的免疫系统,引发免疫反应。20.基因治疗
基因治疗是将具有正常功能的基因转移到病人体内并发挥功能,纠正病人体内所缺乏的蛋白质或赋予机体新的抗病功能。更为广义的基因治疗还包括从基因水平对基因表达的调控。
21.人工免疫
人为地给机体输入抗原以调动机体的免疫系统,或直接输入免疫血清,使其获得某种特殊抵抗力,用以预防或治疗某些疾病者,称为人工免疫 22.人工自动免疫
是给机体输入抗原物质,使免疫系统因抗原刺激而产生类似感染时所发生的免疫过程,从而产生特异性免疫力。这种免疫力出现较慢,常有1~4周诱导期,但维持较久,可从半年到数年。
23.人工被动免疫
输入免疫血清(含特异性抗体),使机体获得一定免疫力,以达到防治某些疾病目的,称为人工被动免疫。
24.乙肝基因工程疫苗
将乙型肝炎病毒(HBV)基因组中乙肝表面抗原(HBsAg)的DNA序列构建到表达载体上,并在宿主细胞中表达,所表达的抗原经纯化后制备成的重组亚单位乙肝疫苗。25.抗体
是由抗原刺激机体后,由淋巴B细胞经分化增殖的浆细胞合成、分泌的,能与相应抗原特异结合并具有多方面免疫功能的球蛋白。26.单克隆抗体
仅识别抗原分子上同一抗原位区的由同一克隆细胞产生的抗体。27.人源化抗体
人源化抗体主要指鼠源性单克隆抗体的基因克隆及 DNA 重组技术改造,重新表达的抗体。其大部分氨基酸序列为人源序列所取代,既基本保留亲代鼠单克隆抗体的亲和力和特异性,又降低了鼠异源性。28.基因工程抗体 是利用DNA重组技术,通过对抗体分子基因结构与功能了解,有目的地在基因水平上对抗体分子进行切割、拼接或修饰,或者直接合成基因序列,再将基因导入细胞表达产生的一类抗体。
29.前体物质
在抗生素生物合成中,菌体利用它以构成抗生素分子中的一部分而其本身又没有显著改变的物质,称为前体(precursor)。
简述题 1.新药筛选基本方法
(一)、随机筛选
(二)、经验式重复筛选
(三)、药物合理设计与筛选
(四)、高通量筛选
2.新药研究和开发的主要过程
1、确定研究计划
2、准备化合物
3、药理筛选
4、化学实验
5、临床前I期
6、临床前II期
7、I期临床
8、II期临床
9、III期临床10.注册申请上市(2-3年)11.售后监测
3.生物活性物质的浓缩的主要方法?
(一)盐析浓缩:硫酸铵沉淀蛋白质
(二)有机溶剂沉淀浓缩
(三)用葡聚糖凝胶(Sephadex)浓缩
(四)用聚乙二醇透析浓缩
(五)超滤浓缩
(六)真空减压浓缩与薄膜浓缩
4.试述活性物质的保护措施
1、采用缓冲盐系统
在生物药物制备中,常用的缓冲盐有磷酸缓冲盐,柠檬酸缓冲盐,Tris缓冲液,醋酸缓冲盐,碳酸缓冲盐,硼酸缓冲盐和巴比妥缓冲盐等。
2、添加保护剂
防止某些生理活性物质的活性基团及酶的活性中心受到破坏,如巯基是许多活性蛋白质和酶催化活性基团,极易被氧化,故提取时,常添加某些还原剂如半胱氨酸,-巯基乙醇。对易受重金属影响的,可添加EDTA。
3、抑制水解酶的作用
4、其它保护措施(冷、热、酸、碱)
5.试述生物活性物质的浓缩方法
(一)盐析浓缩:硫酸铵沉淀蛋白质
(二)有机溶剂沉淀浓缩
在生物大分子的水溶液中,逐渐加入乙醇,丙酮等有机溶剂,可以使生化物质的溶解度明显降低,从溶液中沉淀出来。
(三)用葡聚糖凝胶(Sephadex)浓缩
(四)用聚乙二醇透析浓缩
(五)超滤浓缩
(六)真空减压浓缩与薄膜浓缩
真空减压浓缩在药物生产中使用较为普遍,具有生产规模较大,蒸发温度较低,蒸发速度较快等优点。
薄膜浓缩器的加速蒸发的原理是增加汽化表面积。使液体形成薄膜而蒸发,成膜的液体具有较大的表面积,热传播快而均匀,没有液体静压的影响,能较好地防止物料的过热现象。
6.试述生化物质分离纯化的基本步骤
1、将目标药物成分从起始原材料中释放出来;
2、从提取物中去除固体杂质成分;
3、去除可溶性杂质成分;
4、除去水或其他类别的溶剂,富集或浓缩目标药物成分;
5、去除残留杂质和污染物成分,使药物成分能够达到所需的纯度;
6、对目标药物成分进行必要的后加工处理(如修饰、加入稳定剂、佐剂等)以保护或提高药物活性等。
7.生物活性物质分离制备设计基本阶段(1)确定制备物的研究目的及建立相应的分析鉴定方法。(2)制备物理化性质稳定性的预备试验。(3)材料处理及抽提方法的选择。(4)分离纯化方法的摸索。(5)产物均一性测定。
8.靶向给药系统
采用乳化技术、脂质体制备技术、微型包囊和微型成球技术,使药物浓集于靶器官、靶组织。靶细胞的靶向给药系统属于第4代剂型,可用于恶性肿瘤等疾病的治疗。近年来受到普遍关注的口服结肠定位给药系统是一类对pH敏感的结肠定位释药制剂。口服结肠靶向给药系统中的药物在胃、十二指肠、空肠和回肠不释放,只有当药物达到人体回盲部后启结肠较高的pH环境下溶解聚合物,才能使给药系统把药物释放出未,并且在结肠部发挥局部治疗作用。
9.缓、控释制剂
缓释控释制剂与药物在体内浓度有关,而与给药时间无关的基本理论的基础上发展起未的。是一类采用新型药用辅料,通过膜控技术、骨架阻滞技术和包衣技术等来控制片剂、胶囊剂的释药速度,从而实现定时、定速释放,属于第3代剂型就延长有效血药浓度的持续时间和提高用药的安全度。缓释制剂和控释制剂的主要区别在于控释制剂是按零级速率释放药物,其释放量不受时间影响,释放速度是恒速或接近恒速,血药浓度平稳,峰谷波动很小。10.根据抗生素的化学结构抗生素可分为几类?每类其结构有何特点?每类举1药品。以青霉素为例写出发酵生产青霉素的工艺路线。(1)β-内酰胺类抗生素:包括青霉素类、头孢菌素类等。它们都包含一个四元内酰胺环。这是在当前最受重视的一类抗生素。
(2)氨基糖苷类抗生素:包括链霉素、庆大霉素等。它们既含有氨基糖苷,也含有氨基环醇的结构。
(3)大环内酯类抗生素:如红霉素、麦迪霉素(medicamycin)。它们含有一个大环内酯作配糖体,以苷健和1~3个分子的糖相连。
(4)四环类抗生素:如四环素、土霉素等。它们以四并苯为母核。
(5)多肽类抗生素:如多粘菌素、杆菌肽等。它们多由细菌、特别是由产孢子的杆菌产生,并含有多种氨基酸,经肽键缩合成线状、环状或带侧链的环状多肽。
11.12.微生物产生耐药机理是什么?
影响青霉素结晶的因素?
(1)水分的影响
(2)温度的影响
(3)污染数高低对结晶的影响(4)青霉素与醋酸钾摩尔比关系
13.去除四环素差向异构物的方法 ?
(1)制成尿素复盐转四环素盐酸盐(2)制成氯化钙复合物(3)制成甲酰复合物
14.用现代生物技术提高抗生素产量的方法
1.将产生菌基因随机克隆至原株直接筛选高产菌株 2.增加参与生物合成限速阶段基因的拷贝数 3.强化正调节基因的作用 4.增加抗性基因
15.乙肝病毒(HBV)基因在真核细胞中的表达途径
①将HBV的S、S2或S1基因重组质粒转化酵母,用重组酵母生产HB疫苗; ②将S、S2或S1基因重组质粒转化哺乳动物细胞;
③将S、S2或S1基因插入痘苗病毒DNA非必需区,传染中华地鼠卵巢细胞,大量培养该动物细胞株生产HB疫苗;
④将S、S2或S1基因插入昆虫核多角体病毒DNA非必需区,转染家蚕和蝶蛹生产HB疫苗。
16.试述HBA的DNA结构
①小蛋白(S蛋白),为S基因编码的由226个氨基酸残基组成的多肽,是HBsAg和HBV包膜的主要成分,也是HBV的主要蛋白;
②中蛋白(M蛋白),由S蛋白和前S2基因编码的55个氨基酸残基多肽(前S2蛋白)组成,它具有一个多聚人血清白蛋白(pHSA)受体位点; ③大蛋白(L蛋白),为M蛋白和前S1基因编码的108~109个氨基酸残基多肽(前S1蛋白)组成。
17.用于制备病毒类疫苗的毒株,一般需具备哪几个条件?
①必须持有特定的抗原性,能使机体诱发特定的免疫力,阻止相关病原体的入侵或防止机体发生相应的疾病。
②应有典型的形态和感染特定组织的特性,并在传代的过程中,能长期保持其生物学特性。③易在特定的组织中大量繁殖。
④在人工繁殖的过程中,不应产生神经毒素或能引起机体损害的其他毒素。
⑤如是制备活疫苗,毒株在人工繁殖的过程中应无恢复原致病力的现象,以免在使用时,诱发机体发生相应的疾病。
⑥在分离时和形成毒种的全过程中应不被其他病毒所污染,并需要保持历史记录。用于制备活疫苗的毒种,往往需要在特定的条件下将毒株经过长达数十次或上百次的传代,降低其毒力,直至无临床致病性,才能用于生产。18.简述核酸疫苗的特点?
(1)免疫保护力增强:接种后蛋白质在宿主细胞内表达,直接与组织相容性复合物MHCI 或II类分子结合,同时引起细胞和体液免疫,对慢性病毒感染性疾病等依赖细胞免疫清除病原的疾病的预防更加有效。
(2)制备简单,省时省力:核酸疫苗作为一种重组质粒,易在工程菌内大量扩增,提纯方法简单,可制备多价核酸疫苗。
(3)同种异株交叉保护:这是基因疫苗的最大优点之一。在制备基因疫苗时,可通过对基因表达载体所携带的靶基因进行改造,从而选择抗原决定簇。
(4)应用较安全:接种核酸疫苗后,蛋白质抗原在宿主细胞内表达,无因毒力返祖或残留毒力病毒颗粒而引发疫病的危险,也不会引起对机体的不良反应。
(5)产生持久免疫应答:免疫具有持久性,一次接种可获得长期免疫力,无需反复多次加强免疫。
(6)贮存、运输方便:核酸疫苗的质粒DNA稳定性好,无须冷藏。
(7)可用于防治肿瘤:核酸疫苗可以诱导CTL(细胞毒性T淋巴细胞),CTL应答也是机体杀死癌变细胞的有效清除途径。
19.核酸疫苗的纯化步骤
(1)收集、裂解细胞的和质粒的初步抽提
细胞的收集可利用离心的方法完成。裂解细胞(使细菌的细胞壁和细胞膜破裂的过程)一般有煮沸法、SDS碱裂解法、非离子型去垢剂法等。
(2)质粒DNA的纯化 ①聚乙二醇(PEG)沉淀法 ②氯化铯-溴乙锭梯度平衡离心法 ③柱层析法
20.DNA疫苗为治疗恶性肿瘤提供哪些新的思路
①激发免疫系统杀死致癌病毒;
②激发免疫系统识别并消除表达共同癌细胞信号的癌细胞; ③转染和表达基因工程蛋白,从而使癌细胞成为更好的免疫靶子。将编码肿瘤相关抗原的基因转导到肿瘤细胞内表达,可提高肿瘤免疫原性,从而增强宿主抗肿瘤的免疫应答。
21.影响核酸疫苗免疫效果的因素
1、质粒载体和启动子的选择2 注射途径与方法 3、接种部位的预处理4、接种剂量与次数5、免疫佐剂
22.试述抗体分子的基本结构?
抗体分成3个部分,即两个Fab片段和一个Fc片段。
抗体的结构抗体是机体在抗原物质刺激下由浆细胞产生的一类能与抗原发生特异结合反应的免疫球蛋白。其基本结构是由(两重H链两轻L链)四条肤链组成,四链互以-S-S键结合,形成一个“Y”形的四链分子。每一链又分为二段,一段为恒定部分,该部分的氨基酸序列是相同的;另一段为可变部分,这一部分的氨基酸序列各不相同,因而其上具有抗原结合位点。主要位于“Y”的两臂末端1 /2L链和1 /4H链相结合部位。抗体的特异性就是由结合部位的构象决定的。只有分子构象与抗体结合部位的分子构象互补的抗原才能与该种抗体结合。这样一个抗体就可和两个抗原结合。此外抗体的柄部Fc段上有补体结合区。
23.试述B淋巴细胞杂交瘤选择培养基的原理?
细胞的DNA合成有内源性和外源性两种途径。内源性途径就是利用Gln(谷氨酰胺)或单磷酸尿苷酸在二氢叶酸还原酶的催化下合成DNA;外源性途径则利用次黄漂呤或胸腺嘧啶在HGPRT(次黄漂呤鸟漂呤磷酸核糖转移酶)或TK(胸腺嘧啶激酶)的催化作用下补救合成DNA。HAT培养基中的氨基喋呤是二氢叶酸还原酶的抑制剂,因此能有效的阻断DNA合成的内源性途径。B淋巴细胞具有HGPRT和TK这两种酶,因此在内源性途径被阻断后仍能利用HAT培养基中的次黄漂呤和胸腺嘧啶完成合成。但由于B淋巴细胞是正常细胞故不能长期存活。而杂交瘤细胞由于继承了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的双重特性,能够合成HGPRT和TK,故在HAT培养基中可长期存活。在历经2周左右的时间后即可得到该杂交瘤细胞,从而成为制造单克隆抗体的细胞源。
24.单抗纯化策略及注意事项?
腹水或细胞上清液,均含有脂蛋白、脂质、细 胞碎片等杂质,用滤纸去掉脂质和大颗粒,离心去除 细胞碎片和蛋白聚合物,目前纯化方法有十几种,一 般采用盐析、凝胶过滤、离子交换层析和辛酸提取等,现在最有效的方法是亲和纯化法,常用 SPA 或抗小 鼠免疫球蛋白抗体与载体交联。称为 Sepharose 柱,抗体结合上去,然后洗脱。
25.26.简述单克隆抗体制备过程? 干扰素和干扰素基本功能是什么? 1.动物体内生长
2.体外培养
3、单克隆抗体的纯化
4、单克隆抗体的性质鉴定
干扰素—系指由诱导剂诱导有关生物细胞所产生的一类高活性、多功能的诱生蛋白质。这类诱生蛋白质从细胞中产生和释放之后,作用于相应的其它同种生物细胞,并使其获得抗病毒和抗肿瘤等多方面的免疫力。有α型、β型和γ型及许多亚型。
IFN具有抗病毒繁殖、抗细胞分裂增殖及调节机体免疫三大基本功能。
(1)抗病毒繁殖:IFN具有发好的广谱抗病毒作用。IFN不是直接中和或杀伤病毒体,而是病毒体做为IFN的诱生剂,启动细胞内抗病毒蛋白质的结构基因,诱导细胞合成抗病毒蛋白质的,从而阻止感染性病毒颗粒的形成,达到抗病毒的目的。
(2)直接抗肿瘤:这主要表现在IFN具有抑制肿瘤细胞增殖,直接溶癌,降低肿瘤细胞的恶性生物学行为及暴露肿瘤特异性表面抗原等功能方面。IFN有抑制细胞癌基因表达,诱导肿瘤细胞分化,促进“逆转”等作用。
(3)间接抗肿瘤:IFN不仅对肿瘤细胞有直接作用,而且还通免疫系统发挥间接作用。IFN是自然杀伤细胞(Natual kill cell,NK)天然的强有力的诱导剂,在体内外IFN皆可促使NK细胞的成熟与活化,增强NK细胞杀伤肿瘤细胞的能力。
IFN在体内外均能激活巨噬细胞,增强其吞噬和细胞毒功能。
IFN还具有双向免疫调节作用,可调节自身免疫性疾病的过度反应到接近正常水平。
27.微生物转化生产甾类激素的特点是什么?
①可减少化学合成步骤,简化生产设备,缩短生产周期。如由黄体生产炔诺酮,利用微生物法后,可减少6步工序。
②可提高产物得率和质量,降低成本。如用黑根霉羟化孕酮得率达90%以上。
③可进行化学法难以进行的反应,如甾类化合物C-11上的加氧(即羟化)等反应,化学法很难进行,而采用微生物法则比较容易。
④其他生物虽能产生这类羟化酶,但微生物产生的酶系种类最多。据统计,微生物要比哺乳动物多1β、3β、5α、12β、15α、16β等12种羟化酶。
⑤可改善工人的劳动条件,避免或减少使用强酸、强碱或有毒物质。
28.试述胰岛素的结构及作用?
胰岛素(insulin)为含51个氨基酸残基的小分子蛋白质,分子量5808,由含有21个氨基酸的A链和含有30个氨基酸的B链借助2个二硫键联结而成。胰岛素是促进合成代谢、维持血糖正常水平的主要激素。1)对糖代谢的影响
胰岛素加速全身组织,特别是肝脏、肌肉和脂肪组织摄取和利用葡萄糖,促进肝糖原和肌糖原的合成,抑制糖异生,从而使血糖降低。
2)对脂肪代谢的影响
胰岛素可促进脂肪的合成与储存,促进葡萄糖进入脂肪细胞,合成甘油三酯和脂肪酸。胰岛素还抑制脂肪酶的活性,减少脂肪的分解。3)对蛋白质代谢的影响
胰岛素可促进氨基酸进入细胞内;促进脱氧核糖核酸、核糖核酸和蛋白质的合成;抑制蛋白质的分解。由于能促进蛋白质合成,所以胰岛素对机体的生长有调节作用,但需与生长素共同作用,促生长效果才显著。
29.核酸类药物有哪些?
核酸类药物包括:核酸、核苷酸、核苷、碱基及其衍生物。第一类为具有天然结构的核酸类物质,有助于改善机体的物质代谢和能量平衡,加速受损组织的修复,促进缺氧组织恢复正常生理机能。临床上用于放射病,血小板减少症,急慢性肝炎,心血管疾病,肌肉萎缩等代谢障碍。如肌苷,ATP,辅酶A,脱氧核苷酸,肌苷酸等
第二类为自然结构碱基、核苷、核苷酸结构的类似物或聚合物,这一类核酸类药物是当今治疗病毒,肿瘤,艾滋病得重要手段,也是产生干扰素、免疫抑制的临床药物。
30.酶类药物的结晶方法有哪些?
1)盐析法2)有机溶剂法3)复合结晶法4)透析平衡5)等电点法
31.什么是尿激酶,尿激酶有什么作用?
尿激酶(urokinase,UK),具有激活纤溶酶原(Pfasmingen)转变为纤溶酶(Plasmin)进而产生纤维蛋白溶解作用的一种蛋白水解酶。
32.简述肝素结构、性质及制造过程?
肝素作为一种重要的生化药物,是一簇酸性粘多糖化合物的统称,它是由已糖醛酸(L-艾杜糖醛酸、葡萄糖醛酸)与硫酸氨基葡萄糖分子以一定的比例交替联结形成的具有六糖或八糖单位的线型链状大分子,①提取:取新鲜肠黏膜投入反应锅内,按3%加入NaCl,用30%NaOH调pH=9.0,于53~55℃保温提取2h。继续升温至95℃,维持10min,冷却至50℃以下,过滤,收集滤液。②吸附:加入714强碱性C1-型树脂,树脂用量为提取液的2%。搅拌吸附8h,静置过夜。③洗涤:收集树脂,用水冲洗至洗液澄清,滤干,用2倍量1.4mol/L NaCl搅拌2h,滤干。④洗脱:用2倍量3mol/LNaCl搅拌洗脱8h,滤干,再用1倍量3mo1/LNaCl搅拌洗脱2h,滤干。
⑤沉淀:合并滤液,加入等量95%乙醇沉淀过夜。收集沉淀,丙酮脱水,真空干燥得粗品。⑥精制:粗品肝素溶于15倍量1%NaCl,用6mol/L盐酸调pH=1.5左右,过滤至清,随即用5mol/LNaOH调pH=11.0,按3%用量加入H2O2(浓度30%),25℃放置。维持pH=11.0,第2天再按1%量加入H2O2,调整pH=11.0,继续放置,共48h,用6mol/L盐酸调pH=6.5,加人等量的95%乙醇,沉淀过夜。收集沉淀,经丙酮脱水真空干燥,即得肝素钠精晶。
33.简述甾类激素药物的分类及其生理作用?
根据其生理活性可分为肾上腺皮质激素、性激素和蛋白同化激素三大类。
肾上腺皮质激素按其生理功能,又可分为糖皮质激素和盐皮质激素两大类。以可的松(conisonc)和氢化可的松(hydrocoritsonc)为代表的糖皮质激素是由肾上腺束状带细胞所合成和分泌,主要影响人体的糖、蛋白质和脂肪的代谢,而对水、盐的代谢作用影响较小。临床上主要用于抗炎、抗过敏等。以醛甾酮和去氧皮甾酮为代表的盐皮质激素是由肾上腺的球状带细胞所分泌,主要作用是促进钠离子由肾小管的重吸收,从而使钠的排泄量减少,促进钾的排泄。临床上主要用于治疗慢性肾上腺皮质机能减退症(阿狄森病)及低血钠症。
性激素按生理功能分为雄性激素和雌性激素两大类。性激素的重要生理功能是刺激副性器官的发育和成熟,激发副性特性的出现,增进两性生殖细胞结合和孕育能力,还有调节代谢作用。
蛋白同化激素其主要作用有:①促进蛋白质合成和抑制蛋白质异化;②加速骨组织钙化和生长;③刺激骨髓造血功能,增加红血球量;④促进组织新生和肉芽形成;⑤降低血胆甾醇。临床上用于与上述作用相应的病症。
34.试比较人工自动免疫与人工被动免疫的主要特点?
35.基因工程乙肝疫苗表达细胞有哪些?
1、重组酵母乙肝疫苗(YDV),指在酵母表达系统表达的HBV包膜蛋白疫苗。
2、重组中国仓鼠卵巢(CHO)细胞乙肝疫苗,指在CHO细胞中表达的HBV包膜蛋白疫苗。该疫苗免疫原性强,抗原纯化简单,适于大规模生产。
3、c127乙肝疫苗(Hepagene)是由英国Medeva公司采用鼠c127纯系细胞株表达的一种含Pre-S1,Pre-S2及S抗原成分的新型乙肝疫苗。
36.核酸疫苗有哪些特点?
(1)免疫保护力增强:接种后蛋白质在宿主细胞内表达,直接与组织相容性复合物MHCI 或II类分子结合,同时引起细胞和体液免疫,对慢性病毒感染性疾病等依赖细胞免疫清除病原的疾病的预防更加有效。
(2)制备简单,省时省力:核酸疫苗作为一种重组质粒,易在工程菌内大量扩增,提纯方法简单,可制备多价核酸疫苗。
(3)同种异株交叉保护:这是基因疫苗的最大优点之一。在制备基因疫苗时,可通过对基因表达载体所携带的靶基因进行改造,从而选择抗原决定簇。(4)应用较安全:接种核酸疫苗后,蛋白质抗原在宿主细胞内表达,无因毒力返祖或残留毒力病毒颗粒而引发疫病的危险,也不会引起对机体的不良反应。
(5)产生持久免疫应答:免疫具有持久性,一次接种可获得长期免疫力,无需反复多次加强免疫。
(6)贮存、运输方便:核酸疫苗的质粒DNA稳定性好,无须冷藏。
(7)可用于防治肿瘤:核酸疫苗可以诱导CTL(细胞毒性T淋巴细胞),CTL应答也是机体杀死癌变细胞的有效清除途径。
37.人-鼠嵌合抗体制造有几个步骤?
(1)鼠单克隆抗体可变区基因克隆(2)表达载体的构建(3)表达
38.抗生素个提取过程的要求?
1)时间短;2)温度低;3)pH宜选择对抗生素较稳定的范围;4)勤清洗消毒(包括厂房、设备、管路并注意消灭死角)。
39.青霉素生物合成的前体氨基酸有几个些?
(1)α-氨基己二酸的生物合成(2)缬氨酸的生物合成(3)半胱氨酸的生物合成
40.试举例说明青霉素的结晶。
以青霉素钾盐结晶为例说明 :
青霉素游离酸在有机溶媒中的溶解度是很大的,但是它与某些金属或有机胺结合成盐之后,由于极性增大,溶解度大大减小而且自溶媒中析出。它和醋酸钾化学反应式如下:
41.大环内酯类抗生素的作用机理是什么?
大环内酯类作用于细菌细胞核糖蛋白体50s亚单位,阻碍细菌蛋白质合成,属于生长期抑制剂。
42.青霉素、红霉素、四环素和链霉素的结构与理化性质是什么?
43.抗生素结晶和重结晶的方法有哪些?
(1)改变温度结晶:利用抗生素在溶剂中的溶解度随温度变化而显著变化的这一特性来进行结晶。例如制霉菌素的浓缩液在5℃条件下保持4~ 6h后即结晶完全。分离掉母液、洗涤、干燥、磨粉后即得到制霉菌素成品。
(2)利用等电点结晶:当将某一抗生素溶液的pH调到等电点时,它在水溶液中溶解度最小,则沉淀析出。如6-氨基青霉烷酸(6-APA)水溶液当PH调至等电点(4.3)时,6-APA即从水溶液中沉淀析出。
(3)加成盐剂结晶:在抗生素溶液中加成盐剂(酸、碱或盐类)使抗生素以盐的形式从溶液中沉淀结品。例如在青霉素G或头孢菌素C的浓缩浓中加入醋酸钾、即生成钾盐析出。
(4)加入不同溶剂结晶:利用抗生素在不同溶剂中溶解度大小的不同,在抗生素某一溶剂的溶液中加入另一溶剂使抗生素析出。如巴龙霉素具有易溶于水而不溶于乙醇的性质。在其浓缩液中加入10~12倍体积的95%乙醇,并调PH至7.2~7.3使其结晶析出。
重结晶是进一步精制以获高纯度抗生素的有效方法。
44.什么叫抗生素滥用?抗生素滥用有何害处?
凡超时、超量、不对症使用或未严格规范使用抗生素,都属于抗生素滥用。
第二篇:海洋生物制药复习提纲
海洋生物制药复习提纲
1.海洋生物制药涵义
应用海洋药源生物具明确药理作用的活性物质,按制药工程进行系统的研究,研制成为海洋药物的制药工程。
2.海洋生物制药品种与药品特点
品种:中药,化学药(西药),生物制品
特点:①是新发展的药物研究领域
②药源来自海洋药用生物
③海洋生物活性物质含量低微、结构奇特、活性显著,是海洋生物制药先导化合物的丰富来源。
3.应用海洋生物活性物质研发海洋生物新药的途径与思路
研发途径:
化学结构改造(分子修饰、人工半合成)——药物 活性物质——构效关系——人工全合成
研发构思:
①了解海洋生物活性物质的特点:活性集中(抗肿瘤);来源于低等动植物;化学结构、生物来源具多样性,含量低
②采集与提取标准化
③药理筛选
④结合现代生物技术,保证可持续发展利用:再生资源优先开发;养殖的工业化和生物合成;生物反应器及基因工程技术的应用;必须立足我国特有的海洋药用生物资源研发海洋生物一类新药
4.我国海洋生物制药产业化发展的重点领域
(1)海洋生物抗癌药物的研究
(2)海洋生物心脑血管药物的研究
(3)海洋生物抗菌、抗病毒药物研究
(4)海洋生物消化系统药物的研究
(5)海洋生物镇痛抗炎药物的研究
(6)海洋生物泌尿系统药物研究
(7)海洋生物免疫调节作用药物的研究
(8)海洋生物毒素先导化合物的研究
5.海洋生物的特点(海洋生物活性成分特异性的原因)
(1)生活环境与陆生生物迥然不同:有一定的水压、高盐度、小温差、有限的溶解氧、有限的光照及化学缓冲海水体系;
(2)次生代谢产物较陆生生物独特新颖:新陈代谢、生存繁殖方式、适应机制具有显著特性;
(3)化合物结构独特、生物活性多样;
(4)开展海洋药物研究具有重要的理论意义与实际应用价值。
8.海洋生物有效化学成份的概念和主要的化学成分种类
概念:指从海洋生物中分离纯化出具有生物活性的天然有机化合物。
种类:①大环内酯类;②聚醚类化合物;③肽类化合物;④C15乙酸原化合物;⑤前列腺类似物
9.溶剂分离法的原理与选用溶剂的注意点。
原理:根据活性物质在溶剂中溶解度(极性)的差异分离
选择溶剂注意点:①对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小;②不与化学成分起化学变化;③经济、易得、使用安全
10.色谱法原理及其分类。
原理:利用不同物质在不同相态的选择分配性,以流动相对固定相中物质进行洗脱,混合物中不同物质会以不同速度沿固相移动,最终达到分离效果
11.超临界流体萃取的原理,什么是超临界CO2萃取及其特点
原理:利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而成功开发的,具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低的特点。
超临界CO2萃取:以超临界状态下的CO2为溶剂,利用该状态下流体CO2所具有的高渗能力和高溶解能力分离混合物的过程。
特点:①可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散,完-1-
整保留生物活性,而且能把高沸点,低挥发渡、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。
②由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,100%的纯天然,符合当今“绿色环保”、“回归自然”的高品位追求。
③控制工艺参数可以分离得到不同的产物,可用来萃取多种产品,而且原料中的重金属、无机物、尘土等都不会被CO2溶解带出。
④蒸馏和萃取合二为一,可以同时完成蒸馏和萃取两个过程,尤其适用于分离难分离的物质,如有机混合物、同系物的分离精制等。
⑤能耗少;热水、冷水全都是闭路循环,无 废水、废渣排放。CO2也是闭路循环,仅在排料时带出少许,不会污染环境。由于能耗少、用人少、物料消耗少,所以运行费用非常低。12.高速逆流色谱仪(HSCCC)如何做到化合物样品的分离
(1)样品中一种高分配系数的化合物在固定相中的浓度要高于在流动相中的浓度,要晚一些从柱子里洗脱出来。
(2)另一种低分配系数的化合物在流动相中的浓度要高于在固定相中的浓度,要早一些洗脱出来。
(3)如果一种化合物在两相中的是平均分配的(D=1),不论哪一相溶剂被选为流动相,在流动相流出1倍柱体积的量后,这种化合物都会被洗脱出来。
13.质谱仪器中最主要的三种离子是什么?分子离子的三个特征是什么?
分子离子:样品分子失去一个电子而形成的离子称为分子离子。
同位素离子:由重同位素组成的分子形成的离子
碎片离子:由M + ·或碎片离子单分子裂解产生的离子
特征:①质核比为分子量;②是奇电离子,分子失去一个价电子生成的离子;③并非所有的有机物分子离子都能出现
14.质谱在鉴定海洋天然产物结构的应用有哪些?
(1)(最基本)提供分子量信息
(2)确定碎片离子
(3)确定有机化合物的元素组成及其分子式
(4)确定有机化合物的结构式
15.海洋药用无脊椎动物的主要生物学来源有哪几个门,各举一例,并说明其主要的药用价值。
(1)多孔动物门:海绵,活体检测水质,具有抗肿瘤活性物质。
(2)环节动物门:沙蚕,提取沙蚕毒素。是一种仿杀虫剂。
(3)腔肠动物门:海蜇,治疗心血管疾病。珊瑚,抑制癌细胞增长。
(4)软体动物门:贝类、乌贼、海兔,中药:厣,海螵鞘,石决明,珍珠。
(5)节肢动物门:虾、蟹、鲎,甲壳质、壳聚糖。(6)苔藓动物门:苔虫素防腐蚀剂,抗癌,促进造血。
(7)棘皮动物门:海星、海胆、海参
16.海洋药用大型藻类的主要生物学来源有哪几个门,各举一例,并说明其主要的药用价值。
门类:红藻门(石花菜)、褐藻门(裙带菜)、轮藻门(苦草)
药用价值:①石花菜:清肺化痰、清热燥湿,滋阴降火、凉血止血
②裙带菜:抗癌
③苦草:清热解毒,止咳祛痰,养筋和血。用于急、慢性支气管炎、咽炎,扁桃体炎,关节疼痛;
外治外伤出血。
17.红树林有哪些主要的次生代谢产物,简述其中的一、两种。
(1)萜类:是红树林植物中含量最为丰富的一种代谢产物,二萜是最为重要的化学成分,与多种生物活性密切相关。二倍半萜化合物-柠檬苦素具有较好的细胞毒性。
(2)糖苷类化合物:是红树林植物中一种重要的代谢产物。
(3)甾醇:植物甾醇是滨海湿地植物中的常见化学成分,含量高且类型单一。
(4)生物碱类:在滨海湿地植物中发现较少。但在红树林植物中发现了新颖结果的生物碱,有拒食活性。
(5)含硫化合物:是滨海湿地植物中一类比较特殊的成分,目前仅在红树科的Brugiera属中有发现。有新颖结构的化合物发现。
(6)其它:芳香类表现抗革兰氏阳性菌和阴性菌活性。
18.红树里植物的次生代谢产物主要有哪些生物学活性?
①抗病毒活性;②抗肿瘤活性;③镇痛、抗炎及抗氧化活性;④抗菌、毒素和昆虫拒食素及其他活性
19.海洋生物技术概念与内容
概念:利用海洋生物或其组成部分,综合应用基因工程、细胞操作技术和细胞培养等技术手段,生产出有用的生物产品,以及定向改良海洋生物的某些遗传特性的综合性科学技术。
内容:①开发、生产和改造海洋生物天然产物,以便用作药物、食品、新材料;
②定向改良海洋动物、植物遗传特性,为海水养殖业提供具有生长快、品质高和抗病害的优良品种; ③培养具有特殊用途的“超级细菌”,用来清除海洋环境的污染,或者生产具有特定生物治理的物质。
20.海洋生物制药研发瓶颈及其解决办法
瓶颈:①有效成分无法确定;②药源不足
解决办法:①人工养殖;②开辟新的资源领域,探索新的方法和技术
21.优点:①节省水、电和蒸汽耗量,降低生产成本;②提高产品得率;③经济效益显著;④减轻劳动强度,改善生产环境。
22.什么是生物反应器?生产藻类活性物质生物反应器技术的研究有哪两项?
生物反应器:一般是指利用固定化酶及固定化细胞高效生产产物的技术,是现代生物技术研究的焦点。生产藻类活性物质生物反应器技术的研究
光和微藻生物反应器包括:
1.大面积室外养殖
2.真正意义上的生物反应器—在可控条件下高密度养殖
23.藻类基因工程的概念与研究进展
概念——是指利用分离自海洋生物的有药用价值的基因、以规模化养殖的海洋生物作为表达受体进行遗传操作,从而大量获得高值廉价的海洋生物药物。
海洋蓝藻基因工程的应用研究—发展为两个方向,海藻分子生物学与基因工程的研究;概念:从生物大分子角度研究海藻个体发育与系统发育,从分子水平上揭示海藻起源、进化及生命现象、生命过程的规律、本质以及机理。
进展:1)克隆技术2)质粒发现分离技术3)标记技术4)克隆与遗传转化技术
24.简答基因芯片在海洋生物制药中的应用
(1)新药靶点发现;(2)药物作用机制研究;(3)超高通量药物筛选;(4)药物毒理学研究;(5)药物基因组学研究
26.什么是药物筛选?目前活性筛选有哪些主要的方法?
药物筛选:是现代药物开发流程中检验和获取具有特定生理活性化合物的一个步骤,系指通过规范化的试验手段从大量化合物或者新化合物中选择对某一特定作用靶点具有较高活性的化合物的过程。
目前活性筛选的三种方法:
(1)寻找某类已知化合物及其类似物:如青蒿素紫杉醇苔藓虫内酯
(2)寻找具有某种活性的物质:抗肿瘤活性、抗菌筛选、抗病毒筛选等
(3)多种活性筛选:高通量筛选(HTS)、高内涵筛选、虚拟筛选
27.常用的药物活性筛选方法有哪些?
(1)抗菌活性筛选---抗生素的研究:抗一般细菌、厌氧细菌、真菌、支原体药物筛选
(2)对动物的影响活性:幼体定植或变态、无脊椎动物运动、金鱼毒性、器官和生理系统监测
(3)细胞水平筛选:抗肿瘤药物筛选
(4)酶抑制剂筛选法:抗肿瘤、血栓、病毒、糖尿病等
(5)受体拮抗活性筛选
(6)免疫调节活性代谢物的筛选法
(7)抗病毒药物的活性筛选
(8)其他筛选。如神经系统药物、抗炎、心血管疾病药物、抗氧化等筛选。
28.抗肿瘤药物筛选经常采用哪种筛选方法?常用的肿瘤筛选的细胞株?(4-5个即可)
方法:细胞水平筛选(MTT法、SRB法)
细胞株:P388(小鼠白血病细胞);A-594(人肺癌细胞);BEL-7404(人肝细胞性肝癌);S180(小鼠移植性肿瘤);Lewis(肺癌)
29.简述如何采用MTT法筛选抗肿瘤活性药物?
(1)接种一定量对数生长期细胞90μl/孔于96孔板,培养24h
(2)每孔加待测样液10μl,37℃ 5% CO2培养48h
(3)每孔加MTT20μl,培养4h,每孔加三联液50μl,CO2培养过夜
(4)酶标仪测OD570,计算待测样对细胞的影响
30.超高通量筛选平台发展的两个方向?高通量筛选技术体系的组成?
①微孔板/微阵列技术,芯片膜片钳技术
②微流体芯片技术
体系的组成:(1)化合物样品库;(2)自动化的操作系统;(3)高灵敏度的检测系统;(4)数据库管理系统。
31.高通量筛选技术的三种平台及其优缺点?
(1)反酵母双杂交系统的药物筛选模型
优点:①该系统中的酵母细胞能够繁殖,因此无须对靶分子进行耗时、耗力、耗材的生物纯化过程,而且能够在相对短的时间内对大量的蛋白质进行测试。
②该系统是在一个生物体环境内进行的,因此与体内环境较为接近。细胞通透性以 及细胞毒作用都作为参数在筛选过程中被考虑。而这一点恰前可以弥补体外筛选试验的不足。
③该系统能够与现有的高通量筛选兼容,从而可以在96孔或384孔板上测试组合化学分子库中的化合物。另外它还很容易与计算机工作站相结合,从而能够快捷地分析实验数据。
不足:①细胞通透性问题;
②药物浓度的要求超出了组合化学所能提供的水平等。
(2)基于细胞平台的药物筛选模型
优点:①细胞平台的药物筛选系统可以直接选取来源于人源组织的细胞或者是人源转化细胞株进行培养,更接近人体的情况,因此能够改善一些蛋白靶点在异源细胞中表达情况不够理想的局面。
②细胞的高通量筛选能够提供化合物对于特定受体、离子通道或者是细胞内的药理活性,而传统的生化分析往往不能得到这些活性数据。
(3)基于动物平台的药物筛选模型
优点:将动物模型作为药物筛选模型是今年来刚刚发展起来的。由于动物体的完整性,解决了筛选药物的药理活性和对药物的吸收、分布、代谢、排泄进行研究的问题。该模型尚处于发展阶段。
32.高通量筛选的的优缺点?
优点:①快速:每天筛选数万次;
②微量:筛选样品需要量为微克级;
③灵敏:准确判断筛选样品的活性和选择性;
④经济:筛选费用低。
缺点:①高通量筛选所采用的主要是分子、细胞水平的体外实验模型,因此任何模型都不可能反应药物的全面药理作用;
②用于高通量筛选的模型是有限的,要建立反应机体全部生理机能或药物对整个机体作用的理想模型,也是不现实的。
③其检测模型均建立在单个药物作用靶分子的基础上,无法全面反映被筛样品的生物活性特征,只得到有限的数据,初筛得到的阳性结果需要进一步确认。
35.海洋新药临床前评价的主要内容
(1)临床前主要药效学研究:①评价海洋生物新药的主要药效作用;②阐明海洋生物新药的作用部位和作用机理
(2)临床前药理研究:①一般药理研究;②复方药理学研究
(3)海洋生物新药临床前作用机制研究
(4)海洋生物新药临床前的毒理评价
(5)海洋生物新药的药代动力学评价
36.海洋生物新药临床前评价的基本要求
(1)明确不同实验的目的和意义
(2)把握药理毒理学研究的整体性
(3)强调具体问题具体分析
(4)执行药物非临床研究质量管理规范(GLP)
(5)注重“非临床安全性的全程评价”
(6)对各种因素进行综合分析
37.如何把握海洋生物新药临床前评价的”非临床安全性的全程评价”?
(1)对研究方法的评价:要注重对研究方法(手段、模型)的评价,以判断其预测临床安全性价值的大小。
(2)对实验结果的评价:应围绕实验目的(毒性靶器官、安全范围、提示临床检测指标)来进行。
(3)注意全面理解实验室检查结果变化的统计学意义与临床意义的关系,有统计学意义的结果,不一定有临床意义。反之也相关。要结合相关参数临床上合实验室参考范围等综合考虑。
38.如何选择海洋生物新药的主要药效实验的实验动物?
(1)选择健康的实验动物。选择动物必须健康、有些动物必须预选。
(2)实验动物年龄和性别的选择。一般是成年动物,常用雄性动物或雌雄各半。
(3)实验动物种属的异同性。实验动物和人间对药物的反应有共同性也有差异;多选择几种动物;不同种属动物对药物反应有明显差别;同一种属的不同品系之间,有时对药物反应也会有差异。
39.海洋生物新药主要药效学评价的指导原则
(1)负责人和研究人员专业
(2)实验室条件、仪器设备、各种试剂及组织管理均符合规范化要求
(3)实验设计应遵循科学研究的基本规律,按随机、对照和重复的原则进行设计
(4)试剂保证纯度,规格恒定,实验动物用药后的观察其内,要加强管理
40.海洋生物药物制剂研究的概念:指将原料通过制剂技术制成适宜剂型的过程。
41.海洋生物新药制剂类型的选择依据
(1)临床需要和用药对象;(2)药物性质和处方剂量;(3)充分考虑安全性
42.药物动力学的概念及其研究目的和意义
概念:研究药物在体内的量变过程的规律,采用数学方法定量地研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄除的量变特征,特别是研究药物在体内方式中的量变规律。
目的和意义:
(1)为临床安全用药和合理用药提供依据和参考;
(2)应用药代动力学和生物利用度研究结果指导新制剂的设计或改造;
(3)是新药设计的中药组成部分。
43.海洋生物新药临床前安全性评价的目的和内容和意义。
目的:安全、有效是一切药物所具备的两大要素
内容:①一般毒理学、②特殊毒理学、③药物依赖性、④安全性药理、⑤毒代动力学
意义:药品是一种特殊的商品,它的安全与否关系到人民的生命健康,海洋生物新药临床前的安全性评价有助于人们了解药品的安全情况,很大方面上避免新药对人们生命健康的损害。
补充:
(说明:此部分内容海科班给的题库中有,而我们班没有的,可能是我们两个班拷得题库版本不同。)
1.什么是核磁共振谱、化学位移?影响化学位移的因素有哪些?
核磁共振谱:在静磁场中具有磁矩的原子核(1H、13C)存在不同能级,当原子核被特定频率的电磁波照射时,原子核便产生能级的跃迁而获得共振信号,即核磁共振谱。
化学位移:由于有机分子中各种质子受到不同程度的屏蔽效应,引起外加磁场()或共振频率(v)偏离标准值而产生移动的现象。
影响化学位移的因素:
2.使用核磁共振仪进行物质结构鉴定时,样品应该如何处理?
(1)对样品的要求:样品要纯;样品量不能太小,通常为1-3mg(低灵敏度NMR仪需10-30mg)、不含氧和灰尘;固体样品要用合适溶剂溶解;加入内标,如TMS
(2)对溶剂的要求:不含质子、沸点低、不与样品缔合、溶解度好,如CCl4, CS2, CHCl3,。为防干扰,多采用D代试剂,如CHCl3-d1,(CH3)2CO-d6, H2O-d2(水溶性试剂)TMS只能在测定时加入,不要加入过早。
3.核磁共振仪在海洋生物制药中的主要应用有哪些?
(1)结构鉴定:对于1H-NMR的简单图谱,可用化学位移鉴别质子的类型。
CH3O-, CH3CO-, CH2=C-, Ar-CH3,>HCH3, CH3CH2-,-CHO,-OH, 等。对于复杂的未知物,可以配合IR, UV, MS等数据,推定结构。
(2)定量分析:
4.碳核磁共振谱(13C-NMR)的特征有哪些?
(1)13C-NMR谱比1HNMR谱作用更大(化学位移δ范围更广);
(2)能反映出化合物结构上的精细变化;
(3)有利于对化合物中碳原子的确认;
(4)可以区别伯仲叔季各类碳原子;
(5)灵敏度较低,需要样品量较大,费时。
(6)在实际应用氢谱和碳谱是相互补充的。
5.什么是旋光光谱?如何表示,实际工作中又如何表示?
紫外及可见光经尼可尔棱镜产生偏振光,以偏振光照射具有旋光性的化合物,偏振光振动平面产生改变,产生旋光现象。
测出旋光度(α),以波长对比旋度[α]×10作图,所得曲线即旋光光谱。
[α]D =(α实/ C L)× 100
〔φ〕λ =〔α〕λ·M/ 100
6.什么是正常的或平坦的旋光谱线?什么叫简单康顿效应谱线?
(1)正常的或平坦的旋光谱线:化合物无发色团时,ORD谱线只是在一个相内延伸,没有峰也没有谷
(2)简单康顿效应谱线:分子中有一个简单的发色团时,ORD曲线在紫外光谱λmax处越过零点,进入另一个相区。形成的一个峰和一个谷组成的ORD谱线
7.如何利用本课程中学习的技术鉴定一个未知化合物的结构(包括立体结构)。
(1)质谱(MS):确定分子量、分子式
(2)计算不饱和度,推测化合物的大致类型
(3)紫外光谱(UV):是否具有共轭基团,是芳香族还是脂肪族化合物。
(4)红外光谱(IR):官能团类型
(5)核磁共振氢谱(1H-NMR):质子类型(具有哪些种类的含氢官能团);氢分布(各种官能团中含氢的数目);氢核间的关系
(6)质谱(MS):验证所推测的未知物结构的正确性
8.高通量筛选的模型有哪些?
(1)分子水平的药物筛选模型; 包括受体筛选模型;酶筛选模型;离子通道筛选模型。
(2)细胞水平药物筛选模型;包括:内皮细胞激活;细胞凋亡;抗肿瘤活性转录调控检测;信号转导通路;细菌蛋白分泌;细菌生长。
9.什么是虚拟药物筛选?其组成如何?
虚拟药物筛选定义:针对重要疾病特定靶标生物大分子的三维结构或定量构效关系(QSAR)模型,从现有小分子数据库中,搜寻与靶标生物大分子结合或符合QSAR模型的化合物,进行实验筛选研究。
组成:虚拟药物筛选应用软件,理论方法,操作对象,操作过程,结果分析评价。
10.基于分子对接的虚拟筛选的过程如何?
(1)收集文献上发表的小分子化合物结构的信息,组成二维小分子数据库。对每个小分子进行原子类型和化学键归属,将2D结构转变成3D结构并进行结构优化,组成3D小分子数据库。
(2)对生物大分子(蛋白质)进行质子化合原子电荷归属,并进行结构优化,确定小分子结合位点,构建计算网格;
(3)将3D小分子数据库中的每个化合物对接到生物大分子的活性位点,并进行打分-计算小分子-生物大分子的结合强度Ki(结合自由能)
(4)根据打分的结果挑选化合物(打分比较高的分子)进行类药性评价,选择化合物进行生物实验测试。
11.什么是高内涵筛选?其组成如何?
是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下,同时检测被筛选样品对细胞形形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响,在单一实验中获取大量相关信息,确定其生物活性和潜在毒性。
组成:荧光显微系统、自动化荧光图像获取系统、检测仪器、图像处理分析软件、结果分析系统、数据管理系统和其他(生物信息学工具、新型细胞株的研制和选择性试剂)。
12.比较3种现代药物筛选技术的优缺点。
高通量:参见32题
虚拟筛选:优点:提高了筛选化合物的速度和效率,缩短新药研究的周期。
缺点:(课件上没找到)
高内涵筛选:
优点:①筛选取得了纵向和横向上的双重突破。
②HCS获得信息以细胞为单位
③获取多个终点的定量数据的能力全面加深了研究者对筛选中得到信息的理解
④显著提高发现先导化合物的速率,减少开发后期的失败率。
缺点:(课件上没找到)
13.海洋中药与陆生中药一样,亦有“四气”、“五味”之别。“四气”是指寒、热、温、凉四种不同的药性,还有一些药性较为平和,成为“平”性。“五味”指辛、甘、酸、苦、咸五种不同的味道,在五味以外,还有淡味、涩味。海洋药物体现了其具有甘、咸、寒、平。
14.2005年版《中华人民共和国药典》收载了海藻、瓦楞子、石决明、牡蛎、昆布、海马、海龙、还螵蛸等10余个品种。-2
第三篇:生物制药
名词解释
1、固定化酶:指固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。
2、生物转化:是利用细胞或酶作为催化剂进行物质转化,大规模生产化学品、医药、能源、材料的科学。
3.包涵体:是外源基因的高表达产物在原核细胞中积累,并致密地聚集在一起形成的一种水不溶性蛋白质结构。
4、胞质体:指不具有细胞核而仅有细胞质的细胞。
5、虚拟筛选:利用计算机技术对先导化合物进行筛选的方法。
6、单克隆抗体:把能分泌某种特异抗体的一个B型淋巴细胞分离出来,通过纯种培养所产生的抗体只有一种,可以特异性地和体内一种抗原结合,这种单一的特异性抗体即为单一B细胞克隆抗体,即单克隆抗体。
7、生源:是强调次级代谢产物分子的装配单位的来源。
8、酶的非水相催化:酶在非水催化介质中进行的催化作用。填空
1、HTS:高通量筛选
2、外源DNA导入受体细胞的方法:
3、药物发酵培养基通常由碳源、氮源、无机盐类、生长
因子和前体物等组成。
4、哺乳动物细胞培养中,培养基中的葡萄糖为其主要的能源物质。
5、基因调控理论中,与酶生物合成密切相关的基因有调
节基因、启动基因、操纵基因和结构基因。
6、常用于制备植物原生质体的酶有纤维素酶、果胶酶、崩溃酶、半纤维素酶、蜗牛酶。
7、组织纤溶酶原激活剂、抗HBsAg的单克隆抗体等药
物可用动物细胞培养技术生产。
8、基因工程制药中常用的克隆载体包括质粒载体、λ噬
菌体载体、黏粒载体、M13噬菌体载体、病毒载体。
9、PCR的每一循环通常包括变性、退火、延伸三个步骤。
10、发酵生产中常用的灭菌方法有化学物质灭菌、辐
射灭菌、过滤介质除菌和热灭菌(干热灭菌/湿热灭菌)。
11、用植物细胞培养生产的药物有烟草、人参、洋地
黄、黄连等。
12、目的基因的制取主要有构建基因文库法和酶促
合成法。
13、淄体药物的生物转化工艺中常用的转化方法有
一步发酵转化法,静息细胞、干细胞或孢子悬浮液法,多菌种协同转化法,固定化细胞或固定化酶转化法双水相系统转化法,有机相介质转化法。
简答/问答
1、酶法制药工艺中酶(菌体)固定化方法(P214)① 吸附法 ②包埋法:凝胶包埋法/半透膜包埋法③
结合法:离子键结合法/共价键合成法④交联法
⑤热处理固定法
2、PCR扩增原理(P68)
首先使双链DNA在反应液中热变性而分开成单链,然后在低温下与两个引物进行退火,使引物与单链DNA配对结合,再在中温下利用TaqDNA聚合酶的聚合活性及热稳定性进行聚合(延伸)反应。通过变性、退火、延伸三步骤的往复循环约30次,所扩增的特定DNA数量可增至1000000倍。
3、溶解氧、PH对发酵的影响及控制措施(P275)
溶解氧对发酵的影响:一般在发酵前期,生产菌大量繁殖导致需氧量大幅增加,如果此时需氧超过了供氧,会使溶解氧明显下降,相应的,生产菌的摄氧率及发酵液黏度同时出现高峰,说明生产菌正处于对数生长期。过了生长阶段,一般需氧量略有减少,溶解氧随之上升,次级代谢产物开始合成。发酵中后期,溶解氧的浓度明显受工艺控制手段的影响。如工艺控制的不合适,使发酵液中的溶解氧浓度低于临界氧浓度,溶解氧就会成为生产的限制性因素。对于分批发酵来说,溶解氧的浓度变化较小。
溶解氧浓度控制:从供氧方面看,凡是使Kla和C*增加的因素均能改善发酵液供氧。方法有通入掺入纯氧的空气、提高罐压、改变通风速率、增加功率输入、搅拌,改变罐内结构等。从需氧方面看,菌体需氧量可表示为γ(摄氧速率)=Qo2(呼吸强度)·x(菌体浓度)。若氧浓度处于暂时稳定状态,则适合Kla·(C*-C)=Qo2
PH对发酵的影响:每一类菌都有其最适的和能耐受的PH范围,另外PH还对发酵液或代谢产物产生物理化学影响。
PH的控制:首先要考虑和试验发酵培养基的基础配方,使他们有合适的配比,也可加入缓冲剂使PH变化在合适范围内。另外,采用补料的方法,利用PH电极,通过连续测定并记录PH的变化,将信号输入PH控制器运作使发酵液PH控制在预定数值。
4、什么是细胞融合?促进细胞融合的方法有(P114)
细胞融合是指人为地使两种不同的生物细胞在同一培养器中,用无性的人工方法进行直接接触,产生能同时具有两个亲本细胞有益性状的杂交细胞技术。目前普遍采用聚乙二醇(PEG)诱导融合。
5、提高药用酶产量的措施(P194)
①选育优良的产酶细胞 ②工艺条件的优化控制 ③高效生物反应器的设计与应用 ④添加诱导物 ⑤控制阻遏物的浓度 ⑥添加表面活性剂 ⑦添加刺激剂 ⑧添加产酶促进剂
6、杂交瘤细胞筛选原理(P147)
采用HAT培养基,当HGPRT阴性细胞在HAT
上生长时,有序细胞合成核苷酸的主要途径被抑制,嘌呤补救途径缺失,细胞中核酸合成所需要的嘌呤核苷酸缺失,细胞不能生长。而正常细胞中由于补救途径存在,可以保证细胞生长。因此当B淋巴细胞和HGPRT阴性骨髓瘤细胞在促融剂作用下融合后,在HAT培养基中淋巴细胞在组织培养中不能生长繁殖,一般在5~7d内死亡,骨髓瘤细胞由于不能利用培养基中的二次黄嘌呤导致DNA合成受阻,只有杂交瘤细胞由于吸收了淋巴细胞中的补救途径,可在阻断核苷酸合成主要途径下仍可利用培养基中的二次黄嘌呤和胸腺嘧啶获得HGPRT 和TK的产物以供DNA合成所需,而且从骨髓瘤细胞中获得了肿瘤细胞在体外不断生长的特点,最终在HAT培养基中选择性的存活下来。
第四篇:生物制药
生物化工的发展前沿周文昌
生物化工是生物技术与化学工程技术相互融合与交叉发展的领域,是生物技术的一个分支学科,也是化学工程的主要前沿领域之
一、其任务就是把生物技术转化为生产力。现代生物技术的发展离不开化学工程,如生物反应器以及目的产物的分离、提纯技术和设备都要靠化学工程来解决;而化学工业作为传统的基础工业,不可避免地面临着生物新技术的挑战。随着基因重组、细胞融合、酶的固定化等技术的发展,生物技术不仅可提供大量廉价的化工原料和产品,而且还将改变某些化工产品的传统工艺,甚至一些不为人所知的性能优异的化合物也将被生物催化所合成。生物化工的发展将有力地推动生物技术和化工生产技术的变革和进步,产生巨大的经济效益和社会效益。
生物化工是生物技术与化学工程技术相互融合与交叉发展的领域,是生物技术的一个分支学科,是化学工程的主要前沿领域之
一、其任务就是把生物技术转化为生产力。现代生物技术的发展离不开化学工程,如生物反应器以及目的产物的分离、提纯技术和设备都要靠化学工程来解决;而化学工业作为传统的基础工业,不可避免地面临着生物新技术的挑战。随着基因重组、细胞融合、酶的固定化等技术的发展,生物技术不仅可提供大量廉价的化工原料和产品,而且还将改变某些化工产品的传统工艺,甚至一些不为人所知的性能优异的化合物也将被生物催化所合成。生物化工的发展将有力地推动生物技术和化工生产技术的变革和进步,产生巨大的经济效益和社会效益。
一、生物技术及产业已经为中国经济和社会发展做出了重要贡献
中国政府一直十分重视生物技术及产业的发展。近20年来,在有关部门、地方政府的共同推动下,在广大科技工作者的努力下,中国生物技术及产业获得长足发展,取得了举世瞩目的成就。包括:
生命科学和生物技术基础研究不断取得重大突破,生物技术创新能力迅速提高。中国参与了国际人类基因组计划,完成了1%测序工作和人类基因组单体型图计划10%的任务。
农业生物技术及产业为保障粮食安全、增加农民收入做出了重要贡献。杂交水稻、超级稻的成功培育和推广应用,大幅度提高了粮食产量。组织培养技术、胚胎生物技术加速了动植物品种的更新换代。仅转基因抗虫棉的种植每年就为农民增收50亿多元。
医药生物技术及产品在提高人民健康水平方面发挥了重要作用。中国是世界上疫苗生产量、使用量最大的国家,生物技术产品在消灭和控制天花、鼠疫、脊髓灰质炎等重大传染病中发挥了不可替代的作用。世界上第一个基因治疗药物在中国诞生,170多个生物技术药物和疫苗等进入临床研究,这将为进一步提高人民健康水平做出新的贡献。
工业生物技术及产业不断壮大,为传统产业升级改造,提高生产效率作出了巨大贡献。中国是最早使用传统生物发酵技术的国家之一,中国食用醋、酱油、啤酒、酒精、味精等传统发酵产品产量均列世界第一位,这些产品已经成为人民日常生活中不可缺少的产品。生物能源、生物材料、生物催化将在未来工业发展中发挥更大的作用。
生物技术及产业创新体系逐步形成,创新能力正在迅速提高。据初步统计,中国拥有政府资助的生物技术重点实验室约200个;拥有研发人员3万多人。全国有现代生物技术企业约500家,从业人员超过5万人。北京、上海、广州、深圳等地已建立了20多个生物技术园区。过去5年,仅中央政府在生物技术领域的研发投入就超过120亿元。生物技术与产业不仅为经济发展、粮食安全、人民健康、环境改善作出了重大贡献,而且展示出更加广阔的发展前景。
二、生物制药的发展
从生物技术药物的制备和使用特点中可以看到,生物技术药物具有对环境友好、受资源限制少、在临床使用中毒副作用轻等优点,使生物技术药物显示出强大的生命力。近年来基因科学技术突飞猛进,生物技术已使医药工业产生了巨大的变化。生物技术不仅提供着丰富的生物工程药物,并直接形成了初具规模的生物技术制药产业,而且在新药筛选、改进现有药物的生产工艺、改良微生物药的生产菌种、药物手性合成技术等方面发挥日益重要的作用。
1.已取得的进展
基因工程是生物药物发展的重要技术,尤其是遗传工程方面,近年来有新的贡献。美国联邦政府赞助的“人类基因组计划”正试图破解人类基因组组成中十万个基因的密码。
微生物基因组的研究吸引了一些著名制药公司(如葛兰案咸康等)的介入,目前已完成了幽门螺杆菌(HP)的全基因组序列分析,这为研究它的致病机理、研制专一性新药或疫苗奠定了有力的基础。目前,已开展的微生物基因组工作计划超过40项,预计在不远的将来,这些研究成果不仅会为微生物开发开辟一个新天地,亦必将对新药研究和医药工业的发展起着有力的促进作用。
手性化合物的生物合成是手性药物生产取得突破的关键技术之一,手性药物及其中间体市场和相应技术的迅速发展促进了手性技术产业化的发展。近年来,国际上一大批手性技术公司的出现,以及一些大的跨国公司对手性技术研究开发的加大投入促使手性技术得到进一步的发展。应用酶拆分、酶消旋等生物技术手段使不少药物稍旋后经二次开发成为疗效更为确切、独特、毒副作用更小的新型手性药物。
生物制药在抗生素的研究和生产中也取得了令人瞩目的成就。目前已知的聚酮类化合物超过l0000个、其中作为治疗药用途的这类化合物全球年销售额超过100亿美元。它们包括临床应用的红霉素、四环素、利福霉素、两性霉素、阿霉素、洛伐他丁、FK506、雷铂霉素等重要抗生素,其中大多数的聚酮合成酶基因已被克隆。
在抗生素发酵过程中供氧往往是一个限制因素,且消耗大量能源。美国科学家把与氧传递有关的透明颧茵(Vitreosoilla)血红蛋白基因克隆进天蓝色链霉素(streptonyoescoeliodor)中后,使通气不足时放线紫红素的产量提高4倍,表明工程茵发酵对抗生素的合成对氧的敏感性大大降低。将血红蛋白基因克隆进行头孢菌素C产生茵顶头抱霉茵后,使该茵种在发酵中的氧耗明显降低,且有效地增加了头孢茵素C的产量。血红蛋白基因工程的研究和应用必将对抗生素工业和其他发酵工业的增产节能带来美好的前景。DNA芯片技术目前在美国已应用于生物医学、分子生物学的基础研究以及人类基因组研究和医学临床诊断等领域。Affymetrix、syntenl的、lncyte等公司在该技术上已取得明显的进展。
经过几十年的探索与发展,中国目前利用基因技术治疗恶性肿瘤的研究已跨入世界先进行列,一些基础研究项目率先在国际上获得重大突破,基因疗法、转基因技术研究和—些基因工程治癌药物开始进入临床试验或应用阶段。另外,中国还研制成功了酶法产生
D—苯甘氨酸和D—对羧苯甘氨酸技术,这对中国β—内酰胺抗生素工业生产起到了有力的促进作用。
2.应用领域和未来的发展
生物药物广泛用于治疗癌症、艾滋病、冠心病、多发性硬化症、贫血、发育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传疾病。重点是应用DNA重组技术生产蛋白、多肽、酶、激素、疫苗、细胞生长因子及单克窿抗体等,主要产品类型为疾病治疗剂、诊断试剂、预防药物等。再过10年,生物技术将使许多老年性疾病得到治疗,是新药“黄金时代”的开端。今后10年生物技术将为当代重大疾病治疗创造更多的有效药物,并在所有前沿医学形成新领域。未来生物药的发展主要涉及下列领域:
肿瘤肿瘤是世界上死亡率最高的疾病,目前仍用放疗、化疗等综合手段治疗。今后治疗肿瘤的生物药物会急剧增加,例如有一种肿瘤疫苗已进人I期临床,其工艺是从患者中取出肿瘤细胞,导人GM——CSF的基因.在患者化疗后,用此疫苗进行连续治疗。
自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起.如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等.一些生物制药公司正在积极攻克这类疾病。如Genentech公司正研究一种用于治疗哮喘的人源化单克
隆抗体免疫球蛋白E,已进入Ⅱ期临床。
冠心病全球冠心病的发病率也相当高,今后几年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点,生物制药也正努力在该领域取得重大突破o Cento—cor’s Reopro公司应用单克窿抗体治疗冠心病的心绞痛以及恢复功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的诞生。Michigan医学中心应用基因疗法去阻止冠脉栓塞也很有特色。
3.我国的生物制药发展方向
生物技术药物的创新性正在进一步提高,今后对生物技术的创新与发展具有重大影响的十大关键技术如下:
组合化学、药学基因组科学、蛋白质工程、基因治疗、糖类治疗剂、前导物综合鉴定技术、核糖酶、抗体酶、药物设计与人工智能技术、功能抗原。
近年来,中国的生物化工产品生产得到了大力发展,今后我国的发展重点为:
(1)开发靶向药物,并以开发肿瘤药物作为重点。
(2)改造抗生素工艺。各类药物中,抗生素用量最大,应研究采用基因工程与细胞工程技术和传统生产技术相结合的方法,选育优良茵种,加快应用现代化生产技术生产高效低毒的抗生素。
(3)中草药及其有效活性成份的发酵生产。应用医药生物技术大规模工业化生产中草药及有效活性成份,发展具有中国特色的生物技术医药工业。
(4)大力开展疫苗与酶诊断试剂,重点是乙肝基因疫苗与单克隆抗体诊断试剂。
(5)发展氨基酸工业和开发甾体激素。应用微生物转化法发展氨基酸工业和开发甾体激素,并对传统生产工艺进行改造。
(6)开发活性蛋白质与多肽类药物。开发重点是干扰素、生长激素等。
三、国外生物化工发展趋势
目前全球已拥有年销售额超过10亿美元的生物技术产品数十种,到2001年底,全球生物化工工业产品销售额超过1500亿美元。目前国外生物化工发展趋势有以下特点:
一是生物化工成为国外著名化学公司争夺的热点。生物技术从医药领域逐渐向化工领域转移,使传统的以石油为原料的化学工业发生变化,向条件温和、以可再生资源为原料的生物加工过程转移。
二是生物催化合成已成为化学品合成的支柱之一。利用生物催化合成化学品不但具有条件温和、转化率高的优点,而且可以合成手性化合物及高分子。手性化合物是国外目前生物技术的主要生产产品。应用手性技术的最多的是制药领域,包括手性药物制剂,手性原料和手性中间体。
三是利用生物技术生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的化工新材料,是化学工业发展的一个重要趋势。它具有原料来源广、制备简单、质量好及环境污染少等优点,特别是利用生物技术可生产一些用化学方法无法生产或生产成本高以及对环境产生不良影响的新型材料,如丙烯酰胺、壳聚糖等.四是传统的发酵工业已由基因重组菌种取代或改良。许多传统的发酵工程产品如柠檬酸、青霉素等都已开始采用基因工程手段进行改造,大大地提高了产量。在以基因工程为主导的现代生物技术产品中,医药生物技术产品占75%左右。
四、我国的生物化工
近年来,我国生物化工产业也得到了大力发展。在有机酸中,柠檬酸的产量居世界前列,工艺和技术都属世界先进水平,乳酸、苹果酸新工艺也已开发成功;在氨基酸中,赖氨酸和谷氨酸生产工艺和产量在世界上都有一定的优势;微生物法生产丙烯酰胺已实现了工业化生产,已形成几万吨级的工业化生产规模;农用抗生素已有赤霉素、井冈霉素、金核霉素以及农畜两用的7051杀虫素等;甘油发酵水平不断提高,后提取工艺也有很大进展;黄原胶生产在发酵设备、分离及产业化方面也已取得了突破性的进展;酶制剂、果葡糖浆、单细胞蛋白、纤维素酶、胡萝卜素等产品的生产开发也日益成熟。
但是,我国生物化工产业发展也存在着诸多问题,如生产上发酵周期长、分离提纯技术落后、产品收率低、产品成本和单耗高,生产厂经济效益不佳等,更重要的是对生物技术产业优缺乏足够的认识,尤其是对生物化学工程重视不够。突出问题是:产业化程度低,许多科研成果尚未转化为生产力;生物化工产品开发周期长、速度慢;生物化工技术及装备水平还有待于进一步提高;缺少一支强大的生物化工技术企业队伍;对生物化工产品的开发投资不够,且投资渠道单一,缺乏应有的经济支撑。为了推动我国生物化工产业的发展,近年来,国家在投入了大量的人力和物力重点发展的同时,也日益重视加强培养和建设生物化工技术力量。国家计委支持筹建了三个生物技术下游国家重点实验室,国家科委组建了三个国家生物化工研究开发中心。这些均为我国生物化工产业的发展提供了良好的条件。
当前,我国生物化工技术发展要加大对生物高技术医药产品、农业及天然生物工程产品、能源、燃料及溶剂产品、环境生物技术及可再生资源生物加工工艺、动植物细胞培养的工艺与工程的开发力度。而在产业化上,要利有现代生物化工技术改造现有及传统生化产品的生产工艺及设备,使其加速走向现代化;大力发展氨基酸工程、蛋白质工程等技术,为改变我国现有食品结构,解决未来粮食缺乏的局面做出应有的贡献;用微生物法代替化学法开发基础化工新产品的工业化生产技术,力争早日工业化、商品化;利用现代生物化工技术,大力开发众多的精细生物化工产品,如生物色素、甜味剂、酶制剂;深入开展生物催化剂和生物转化的酶工程研究,其反应过程比起传统的化工过程具有不可比拟的优越性;利用化学工程优势,大规模开发生物化学工程及装备等产业化支撑技术,大力开发生物反应器;开展新型生化分离方法和工程研究,包括新型高效分离设备、分离介质以及新的分离工艺和流程的研制开发。
为了有效促进我国生物化工技术及产业发展,应重视下游开发和上下游的结合,优先发展支撑技术体系;发展生物化工产品时要以市场为导向;重视技术资金投入及企业在生物化工产业发展中的作用;加强行业间的合作和技术经济信息交流;加强生物化工企业队伍建设,加速人才培养,建立高效生物化工开发体系;政府要制定促进生物化工产业顺利发展的政策和发展战略;建立合理的资金投入和融资方式及中国生物化工网络系统;企业和科研机构要积极与国外开展科技合作与交流,引进适当的先进技术,注重人才及必要仪器设备的引进,以便早日使我国生物化工产业化水平达到或超过世界先进水
五、未来15年中国生物技术及产业化的战略方向与重点
未来15年中国生物技术及产业发展将紧紧瞄准全面建设小康社会和科技自身发展的需求,切实解决制约经济和社会发展的瓶颈问题。发展的基本方向是:瞄准经济发展、粮食安全、人口健康、能源安全、环境改善、生物安全等方面的重大技术需求,解决制约经济和社会发展的瓶颈问题。未来生物技术及产业化发展的重点是:
针对自主创新能力偏弱的问题,瞄准生命科学和生物技术前沿领域,重点加强基因组、蛋白组等前沿技术的创新和突破。
针对保障粮食安全、农业增效和农民增收的目标,重点加强超级水稻、转基因动植物、生物农药、生物肥料、可降解地膜等的研发与产业化。
针对保障人民健康和医药产业升级的需求,大力发展艾滋病、肝炎、结核病等重大传染病新型诊断技术及试剂、疫苗和药物,加强肿瘤、心脑血管病、糖尿病等疾病的新型生物诊疗技术与药物开发,加速中医药的现代化。
针对我国传统工业生物技术产业升级换代的迫切需求,加强生物催化、生物材料、生物化工等方面的研发与产业化。
针对化石能源紧缺的问题,发展燃料乙醇、生物柴油、生物质气化发电等生物质能,实现对化石能源的部分替代。针对环境污染问题,大力发展水污染和固体污染治理的新型生物技术,针对生态环境脆弱的问题,大力发展生态环境生物修复技术。
建立和完善我国生物资源多样性保护体系,充分利用我国丰富的生物资源,培育新兴产业。
第五篇:浅谈生物制药
浅谈生物制药研究现状及前景分析
摘要:本文回顾了我国生物制药60年的发展,总结了我国生物制药的成就和我国生物制药的现状及我国面临的问题,并对我国生物制药的发展提出建设性意见,做出展望。
关键词:生物制药,生化制药,基因工程制药,细胞工程制药
生物技术的快速发展使得人类在疾病的预防、诊断和治疗方面取得空前的进步。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程。广义的生物制药产业包括与药品(包括医疗器械)研制、生产、流通有关的所有集合;狭义的医药产业仅指生物制药工业。目前生物制药主要应用在肿瘤、神经退化性疾病、自身免疫性疾病、冠心病、银屑病等疾病的治疗上。
1、我国生物制药在过去的成就
我国的生物制药产业伴随着新中国成立走过了不平凡的、传奇性的60 周年。前30 年是在计划经济的体制下,主要是从牲畜原料中提取天然生化药物,并在多肽合成,微生物发酵等方面也获得很大进展;后30 年则处在改革开放的形势下,迎来了世界生物技术药物发展的新势态。1982年我国第一个重组基因药物牛胰岛素上市;1989 年我国自行研制采用中国健康人血白细胞来源的干扰素基因克隆表达IFN A1b 获得成功, 1993 年上市。之后我国生物制药产业飞快发展,在微生物制药方面,中国己经成为抗生素生产大国。
2、世界生物制药产业的发展现状
几年来随着生物技术的应用,生物制药产业快速发展。目前,世界上生物制药公司数量与日俱增,全世界从事研发工作的生物技术公司已有6000多个,其中以医药产品研究占有三分之二。而世界上生物制药的高新技术比较集中于西欧、美国和亚洲的一些国家和地区,发达国家占据的份额较大。经济的快速发展,人们生活水平的提高使得人们对医药的需求不断提高,这对于医药行业的发展既是机遇也是挑战。
3、我国生物制药的进展
我国生物制药的起步和开发较晚,直到国家“863”、“973”高技术计划、国家自然基金等国家科技计划项目的出台,才有了快速发展,在近30 年的时间里逐渐缩短了与国外的差距。特别是功能基因组研究、干细胞研究、生物芯片研究等技术更是已经跨入了国际一流的行列。2006-2010 年,我国生物制药产业总产值保持了年均25%左右的快速增长趋势。2008 年生物制药产业总产值768.7 亿元,同比增长了30.60%,高于整个医药行业的增长率,占全部医药产业产值的8.9%;2009 年总产值达到了887.2 亿元,同比增长29.1%。
我国在生物制药方面的研究主要集中在生化药物、基因工程药物和细胞工程药物。
3.1生化药物
生化药物是指在生物化学研究成果的基础上,利用生物体中起重要作用的各种基本物质,通过一定的提取、分离、纯化等手段研制出的具有生物活性的物质,如氨基酸、多肽、蛋白质、酶、辅酶、多糖、核苷酸、脂和生物胺等,以及它们的衍生结构。目前,我国对于生化药物的研究已经有一定的进展:在抑制肿瘤生长、抗血栓、脑出血临床应用、抗疲劳、治疗骨关节炎等方面都获得了一些科研成功。
3.2基因工程药物
基因工程药物的生产一般是通过先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质,然后利用限制性内切酶,从外源基因中将控制该蛋白质合成过程的目的基因取出来,再通过DNA连接酶把目的基因与载体(质粒、噬菌体、病毒)DNA 连接,接着转入微生物或细胞内进行克隆,并使目的基因最终在宿主细胞内成功表达,获得所需的蛋白质。
干扰素具有广谱抗病毒效能,是治疗乙肝的有效药物,也是国际上批准惟一治疗丙型病毒性肝炎的药物,它是一种常见的基因工程药物,我国对其做了大量的研究。因为只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时,人体内的干扰素基因才会表达产生干扰素,而且数量微乎其微。而利用基因工程可以大量的生产干扰素,所以基因工程的优势就显而易见了。
3.3细胞工程药物
细胞工程药物是根据细胞生物学和工程学原理,定向改变细胞内的遗传物质从而获得新型生物或特种细胞产品的一门技术,它是细胞工程技术在制药工业方面的应用。目前全世界生物技术药物中使用动物细胞工程生产的已超过80%。植物细胞工程的应用集中体现在大规模植物细胞培养生产药用成分和转基因植物生产药物两个方面,同时植物生物反应器在国外的生物制药领域已经开始发展,并取得一定的科研成功,而国内也正在逐渐被重视起来。
目前我国在细胞融合、核移植、植物药物提取等方面已经获得一定的研究成果。其中乳腺生物反应器的研制是最被看好的一个细胞工程制药方向。早在2005年中国农业大学李宁教授等人首次利用体细胞克隆技术获得人乳铁蛋白转基因克隆牛和人ɑ-乳清白蛋白转基因克隆牛,该技术接近国际先进水平。
4、生物制药发展的趋势
近年来由于新药研究的成本的增加,为了减少资金投入,增大消费群体,很多大的医药公司把目光投向了发展中国家,开始了向发展中国家进军。而我国作为世界上最大的发展中国家,已经成为了新药研发的热点地区。从相关数据与统计得知,世界500 强的制药公司中绝大多数都在中国建立了各种类型R&D机构。尤其是近年来,这种趋势正日益增强。
5、我国生物制药存在的问题及意见
5.1我国生物制药存在的问题
尽管外界的环境很利于我国生物制药的发展,而且我国也在这方面得到了较大的进展,我们还是看到了很多不足。主要表现在:(1)用于研究的投入资金不足且结构不合理。生物制药研究所需的投入是惊人的,与一些发达国家相比,我国有限的生物制药研究投资使得新药开发缓慢,缺乏竞争力;(2)科研成果缺乏创新性。我国的生物制药研究现在仍然处在模仿阶段,拥有自主知识产权的产品较少;(3)科研成果产业化的力度不够。我国的科研成果转化率较低,由于不能顺利产业化,无法达到生产刺激科研、科研带动生产的目的;(4)国际合作渠道不畅。虽然我国的生物制药科研水平在一些领域上已经处于世界领先地位,但是总体上和美国等比较还是存在一定的差距,所以打开国际合作的渠道、学习国外相关领域的经验,全面缩小与国际先进水平之间的差距是十分必要的。
5.2对我国生物制药产业的意见(1)实现研发和产业化的无缝对接
虽然在我国高校和研究院有着很大一批人从事生物制药方面的研究,但是很多研究成果并不能迅速产业化。而生物制药企业也不能高效和科研机构的研发水平相媲美。所以,二者可以根据自己的特点进行合作,企业可以以更少的投入获得更多具有市场价值的知识,高校可以获得来自企业的科研经费的支持,实现高校和企业的双赢。
(2)加快产业升级
产业升级是指产业结构的改善和产业素质与效率的提高,核心是用先进实用技术改造传统产业。现今,很多规模小的企业频频出现基础产品过剩、高端产品供应不足和产业整体大而不强的问题,解决这些问题就要加速行业整合、兼并和重组,加快产业升级,提高产业整体的竞争力。在医药行业中,产业升级包含三个层面的意义:产品种类的升级、产品标准的升级和质量保障体系的升级。为此,监管部门应加快对新药的审批速度,提高新药创新的门槛,使得新药可以获得价格优势,得到相应的回报。而整个生产体系和行业也应该提高质量保障体系,使得缺乏竞争力的小企业退出市场,加快产业升级。
(3)制定专利战略
所谓专利战略,是指企业从长远战略目标出发,充分有效地利用专利制度、专利技术、专利情报信息,研究分析竞争对手状况,为取得专利竞争优势,以求在竞争中处于优势地位而采取的综合性对策。在生物制药企业中,专利已经取代设备、厂房等成为最有价值的资产。在生物制药知识产权保护中,专利是最有效的方式,也是生物医药企业价值评估的核心指标,只有拥有大量高质量的专利技术,才能形成技术、市场优势,以保证企业的可持续发展。生物制药企业通过专利战略可以减少资金和时间的投入,避免重复研制,更可以针对竞争对手的专利作出调整来获得市场的主导权。
6、生物制药的展望
随着现代生物技术的迅猛发展,运用基因组学、蛋白质组学、生物信息学等现代生化与分子生物学技术,结合基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、生物芯片等常用技术,在将一些疾病的发病机理的认识清楚的基础上,针对生物制药研究中存在的问题,展开综合研究是生物制药发展的趋势。同时,和生物技术相关的许多领域也能也对新药的研究有很大的意义。如计算机模拟和分子图像处理技术相结合可以提高设计具有特定功能特性的分子的能力,这一技术很可能成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。另外,人类的遗传信息也是医药的宝贵资源,对以后生物制药的发展有很大的意义。
总之,通过我国科研人员的不断努力,综合多学科的研究成果,不断利用新技术,一定会使我国的生物制药研究达到国际领先水平,我国的生物制药产业获得长足发展。
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