• 上海交大医学遗传研究所研究构建了30多种乳腺 特异表达载体，如大鼠、羊、奶牛等。
1.1.2 生物材料的准备
.一、生物材料的选择
✓ 有效成分含量高；原料新鲜、无污染；来源丰富； 价格低廉；杂质少。
二、生物材料的采集、预处理与保存
✓ 材料采摘及时、完整，低温保存。 ✓ 保存方法：冷冻法、有机溶剂脱水法、防腐剂保 鲜法。
生物制药工艺技术基础
章节提要
第一节 生化制药工艺技术基础
一、生物材料与生化活性物质 二、生化活性物质的提取 三、生化活性物质的浓缩与干燥 四、生化活性物质的分离与纯化
第二节微生物制药工艺技术基础(重点）
一、微生物菌种的选育与菌种保藏 二、微生物的培养 三、发酵过程的控制
第三节 生物技术制药工艺技术基础（自学）
•eg：青霉素的提取浓缩
④双水相萃取法
双水相萃取法：利用物质在互不相溶的两水 相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
针对蛋白质易失活；部分蛋白质具较强亲水 性，不溶于有机溶剂。 类型：
①聚合物—聚合物—水系统：空间阻碍作用 ②聚合物—无机盐——水系统：盐析作用
⑤超临界萃取技术
❖ 超临界流体萃取技术： 利用处于临界压力和 临界温度以上的一些 溶剂流体所具有的特 异增加物质溶解能力 来进行分离纯化的技 术。
1.2 生化活性物质的提取
（一）常用提取方法
①酸、碱、盐水溶液提取法 ②表面活性剂提取法与反胶束提取法 ③有机溶剂提取法 ④双水相萃取法 ⑤超临界萃取技术
①酸、碱、盐水溶液提取法
❖提取各种水溶性、盐溶性的生化物质。 ❖应用举例：雄鸡冠中透明质酸的提取
✓ 相关实验项目：银耳多糖的提取、细胞色素C的提取
尿激酶、激肽释放酶、蛋白酶抑制 剂、表皮生长因子等
其他（胆汁、蛇毒等） 胆酸（胆汁），纤溶酶（蛇毒）
③海洋生物来源
来源
海藻 腔肠动物 节肢动物 软体动物 棘皮动物 鱼类 爬行动物 海洋哺乳动物
生化药物
多糖类 前列腺素、多肽、毒素等
甲壳素、毒素 多糖、多肽、毒素 毒素、不饱和脂肪酸、胆固醇 磷脂、DHA、多肽、蛋白、激素
超临界流体性质
• 密度与液体相当——萃取能力强 • 黏度接近气体——传质性能好 • 扩散系数介于气体和液体之间。比液体大数百倍。
超临界流体萃取的基本思想
• 利用超临界流体的特殊性质，使其在超临界 状态下与待分离物料接触，萃取出目的产物， 然后通过降压或升温的方法，使萃取物得以 分离
CO2超临 界流体
酶、毒素 维生素、激素、多肽
④ 植物来源
➢生物碱、强心苷、黄酮、皂苷、挥发油 ➢氨基酸、蛋白质、酶、激素、糖类、脂类、 维生素等。
如：木瓜——木瓜蛋白酶 菠萝——菠萝蛋白酶 人参——人参多糖 黄芪——黄芪多糖
⑤微生物来源
细菌
氨基酸、有机酸、糖类、维生素及酶等。
放线菌
氨基酸、核苷酸、维生素、酶
真菌
❖考虑因素：溶解性质、分子量、等电点、 存在方式、稳定性、含量、杂质种类及相 关性质等。
❖选择依据：文献参考、试验探索
eg.胸腺素的提取
➢ 结构性质：80℃热稳定的40-50种多肽组成的混
➢
合物，分子量1000-15000，等电点3.5-9.5
分离工艺：
✓ 相关实验项目：蛋黄中卵磷脂的提取
有机溶剂提取应用举例
❖应用举例：冻胰中胰岛素的提取
刨碎
粗制冻胰
乙醇（87%左右、
胰片
2.3-2.6倍；草酸
（5%） 酸醇提取
pH2.5-3,13-
液
16℃
（2）液-液萃取
❖利用溶质在两个互不相溶的溶剂中溶解度 的差异将溶质从一个溶剂相向另一个溶剂相 转移的操作。 ❖影响因素：pH、盐析、温度、乳化 •溶剂选择：K值、易于回收、安全价廉。
物料
萃取
降压 升温
CO2 流体
萃取 物
1.2.2 影响提取效率的因素
①温度
✓耐热生化成分：50-90℃；不耐热：0-10℃；一般 20-25℃
②酸碱度：
✓一般4~9，避免在等电点附近提取
③盐浓度：
✓“盐析”，“盐溶”作用
1.2.3 提取方法的选择
❖针对生物材料和目的物得性质选择合适溶 剂系统与提取条件。
• 特点：来源广，疗效好，几乎无副作用。
1.1 生物材料与生化活性物质
1.1.1 生物材料来源
①动物脏器 ②血液 ③海洋生物 ④植物 ⑤微生物 ⑥生物新资源
脏器来源
胰脏 脑 胃粘膜 肝脏 脾脏 小肠
脑垂体
心脏
① 动物脏器来源
生化药物
激素、酶、多肽、核酸、多糖、脂类等 脑磷脂、神经磷脂、胆固醇、神经肽 胃蛋白酶、组织蛋白酶、胶原蛋白酶 不饱和脂肪酸、磷脂类、维生素、酶类
丙酮脱 水 鸡冠
白）
水相
透明质酸粗 品
乙醇
（沉淀） （脱水、
干燥）
沉淀物
②表面活性剂提取法
➢常用：SDS，Tween、Span系列等非离子 表面活性剂。 ➢原理：增溶、乳化、分散
③有机溶剂提取
❖分为固-液提取和液-液萃取两大类。 （1）固-液提取
➢常用于水不溶性的脂类、脂蛋白、膜蛋白结合酶 等。 ➢溶剂选择原则：“相似相溶” ➢常用：甲醇、乙醇、丙酮、丁醇、乙醚、三氯甲 烷 ➢丙酮：脱水、脱脂（丙酮粉）
第四节 生物制药中试放大工艺设计
一、生物制药中试放大工艺设计 二、中试放大方法与内容
第五节 生物药物的研究与新药申报
一、生物药物的研究开发过程 二、生物药物的新药申报
1 生化制药工艺技术基础
• 天然生化药物：是以人体组织、动物、植 物、微生物和海洋生物为原料，应用生物 化学的原理、方法与生物分离工程技术加 工制造的一大类天然生物药物。
脾水解物、脾RNA、脾转移因子 酶类、肝素、激素类
各种激素（促黑素、生长激素、催产素）、 脑垂体后叶制剂
糖原、激素、酶类
• 胃粘膜：胃蛋白酶、 凝乳酶等。
• 肝脏：肝RNA、造 血因子、肝脏解毒 素。
②血液、分泌物和其他代谢物来源
来源
血液 尿液
生化药物
人血制剂、抗凝血酶、免疫球蛋白、 α-干扰素、白介素等。
酶、有机酸、氨基酸、核酸、维生素、多糖
酵母菌
维生素、蛋白质多肽、核酸
⑥生物新资源
➢动植物细胞大规模培养 ➢基因重组技术构建“工程菌”、“工程细
胞” ➢转基因动物、植物
eg. 植物转基因疫苗
找出编码抗 原
蛋白的基因
转入载体质 粒
生成新植 株
转入土
壤
杆菌
转
染
植
物
整合到细胞 染色体中
细 胞
eg. 动物乳腺生物反应器