生物技术制药习题答案

2024-08-09

生物技术制药习题答案（精选6篇）

篇1：生物技术制药习题答案

1-2 分别给出生物制药、化学制药以及中药制药的含义。

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、物理化学和药学等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。广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。

化学合成药物一般由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得(称全合成);或由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学结构进行改造和物理处理过程制得(称半合成)。

中药则以天然植物药、动物药和矿物药为主，但自古以来也有一部分中药来自人工合成(如无机合成中药汞、铅、铁，有机合成中药冰片等)和加工制成(如利用生物发酵生产的六神曲、豆豉、醋、酒等，近年来亦采用密环菌固体发酵、冬虫夏草菌丝体培养、灵芝和银耳发酵等)。1-5 试说明化学合成制药、生物制药和中药制药三种制药过程各自常用的分离技术以及各有什么特点。

1-10 试按照过程放大从易到难的顺序，列出常用的8种分离技术。

1-11 结晶、膜分离和吸附三种分离技术中，最容易放大的是哪一种？最不容易放大的又是哪一种？

1-12 吸附、膜分离和离子交换三种分离技术中，技术成熟度最高的是哪一种？最低的又是哪一种

2-1简述植物药材浸取过程的几个阶段。①浸润、渗透阶段，即溶剂渗透到细胞中

②解析、溶解阶段，解析即溶剂克服细胞成分之间的亲和力 ③扩散、置换阶段，包括分子扩散和对流扩散

2-4选择浸取溶剂的基本原则有哪些，对常用的水和乙醇溶剂适用范围进行说明。①对溶质的溶解度足够大，以节省溶剂用量

②与溶质之间有足够大的沸点差，以便于溶剂采用蒸馏方式回收利用 ③溶质在溶剂中扩散系数大和粘度小 ④价廉易得，无毒，腐蚀性小

生物碱盐类、苷、苦味质、有机酸盐、鞣质、蛋白质、唐、树胶、色素、多糖类（果胶、粘液质、菊糖、淀粉），以及酶和少量挥发油都能被水浸出，选择性相对差，容易引起有效成分水解。乙醇介于极性和非极性之间，乙醇含量90%以上时适合浸取挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等；50%~70%时，适合浸取生物碱、苷类；50%以下时，适合浸取苦味质。蒽醌类化合物。

2-6固液浸取工艺方法都有哪些，各用什么设备。浸取工艺：

单级浸取工艺。单级浸取工艺比较简单，常用于小批量生产，缺点是浸出时间长，药渣也能吸收一定量的浸出液，可溶性成分的浸出率低，浸出液的浓度也较低，浓缩时消耗热量大。单级回流浸取工艺。又称索氏提取，主要用于酒提或有机溶剂（如醋酸乙酯、氯仿、石油醚）浸提药材及一些药材提脂。提高了提取率，使提取与浓缩紧密结合在一起，缺点提取液受热时间长，对热敏性药材不适宜。单级循环浸渍浸取工艺。有点提取液澄明度好，密闭提取温度低，乙醇消耗量比其他工艺低，缺点液固比大。多级浸取工艺。半逆流多级浸取工艺。保持了循环提取法的优点，克服了酒用量大的缺点，从操作上看奇数不急偶数有规律。

连续逆流浸取工艺。浸出率高，浸出液浓度也高，消耗的热能少，浸出速度快。2-7影响浸取的主要因素有哪些。（1）浸取溶剂选择和辅助剂的添加（2）浸取过程的影响因素

①药材的粒度。按理论药材愈细与溶剂接触面积愈大，提取效果愈好，但植物性药材愈细，吸附作用于强，过细大量细胞破裂，不溶性杂质以及较多的树脂，粘液使提取困难。

②浸取的温度。温度升高使组织软化，促进膨胀，增加可溶性成分的溶解和扩散速率，而且温度升高可使蛋白质凝固，没被破坏，有利于浸出和制剂的稳定。但温度过高可能是药材中不耐热的成分分解或挥发性成分分解、变质、或挥发散失。③溶剂用量及提取次数。由实验确定。

④浸取时间。一般谁来浸取时间与浸取量成正比，但时间过长往往导致大量杂质溶出，如苷类易被在一起的酶所分解，以水为溶剂容易霉变。⑤浓度差。浓度差越大进出速率越快，一般连续逆流浸取的平均浓度差比1次浸取过程的浓度差大一些，搅拌或强制浸出循环液等有助于扩大浓度差

⑥溶液的PH值。如酸性溶液提取生物碱，碱性溶液提取皂苷等。⑦浸取的压力。一种是密闭升温加压（慎用），一种是通过气压或液压不升温。3-2在液液萃取过程选择萃取剂的理论依据和基本原则有哪些？

理论依据：根据萃取剂极性指数与被分离体系中各组分极性指数的差异来选择萃取剂,即萃取剂的极性指数与被萃取（略）数差异尽可能小而于其他组分的极性指数差异大 3-5比较多级逆流萃取和多级错流萃取，说明两种方法的缺优点

多级错流萃取流程特点是萃取的推动力较大，萃取效果好。但所用萃取剂量较大，回收溶剂时能量消耗也较大，工业上也较少采用这种流程。多级逆流萃取流程中，萃取相的溶质浓度逐渐升高，但因在各级中其分别与平衡浓度更高的物料进行解触，所以仍能发生传质过程。萃余相在最末级与纯的萃取剂接触，能使溶质浓度继续减少到最低程度。此流程萃取效果好且萃取剂消耗小，在生产中广泛应用。

3-6如何判断采用某种溶剂进行分离的可能性与难易。3-7给出分配系数与选择性系数的定义。

分配系数K：是指溶质在互成平衡的萃取相和萃余相中的质量分率之比。选择性系数β：是指萃取相中溶质与稀释剂的组成之比和萃余相中溶质与稀释剂的组成之比的比值。K=1时，萃取操作可以进行，β=1时萃取操作不能进行 3-9液液萃取的影响因素有哪些？

萃取剂的影响，操作温度的影响，原溶剂条件的影响（pH值、盐析、带溶剂），乳化和破乳超临界流体萃取

4-5 结合超临界二氧化碳的特性说明超临界二氧化碳萃取技术的优势与局限性。

4-12 试对超临界萃取应用于天然产物和中草药有效成分的提取的优势与局限性进行评价。反胶团萃取与双水相萃取

5-1 简述反胶团与胶团的定义

胶团：将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶团浓度时，表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚集集体，称为胶团

反胶团：若向有机溶剂中加入表面活性剂，当其浓度超过临界胶团浓度时，便会在有机溶剂中也形成聚集体。

5-2 试说明反胶团萃取的原理及特点反胶团萃取的萃取原理：反胶团萃取的本质仍然是液-液有机溶剂萃取。反胶团萃取利用表面活性剂在有机溶剂中形成反胶团，从而在有机相中形成分散的亲水微环境，使生物分子在有机相（萃取相）内存在于反胶团的亲水微环境中。5-4 试说明双水相的基本原理和特点？

基本原理：依据物质在两相间的选择性分配，但萃取体系的性质不同。当物质进入双水相体系后，由于表面性质电荷作用和各种力（如憎水键氢键和离子键等）的存在和环境因素的影响，在上相和下相间进行选择性分配，这种分配关系与常规的萃取分配关系相比，表现出更大或更小的分配系数。

特点：1.易于放大 2.双水相系统之间的传质和平衡过程速度快，回收效率高 3.易于进行连续化操作，设备简单，且可直接与后续提纯工序相连接，无需进行特殊处理 4.相分离条件温和，因而会保持绝大部分生物分子活性，而且可直接用在发酵中 5.可以采用多种手段来提高选择性或提高收率 6.操作条件温和，整个操作过程在常温下进行。第六章非均相分离

6-2过滤操作的操作原理是什么，影响过滤操作的因素有哪些？

过滤是使悬浮液通过能截留固体的并具有渗透性质的介质来完成固液分离的过程。

因素：悬浮液的性质，减小悬浮液黏度有利于提高过滤，一般采用提高温度或者抽真空过滤推动力，重力设备简单但速度慢，真空速度快但受溶液沸点和大气压力的影响，加压对设备的强度、紧密性要求较高。过滤介质与滤饼的性质，对不可压缩的滤饼提高推动力提高速率，对可压缩性介质提高压差反而不利

6-3主要与过滤分离性能相关的物料性质有哪些？

固体颗粒的形状、尺寸，悬浮液的密度、黏度、固含量、电动现象等 6-4简述表面过滤与深层过滤的机理与应用范围。

筛网材料（尼龙单丝、金属单丝）将过滤中杂质直接截留在材料表面。优点是单丝结构可反复清洗，消耗成本较低；而缺点是表面过滤模式，易造成滤袋表面堵塞，该类型产品最适用于精度较低的粗滤场合.颗粒尺寸比介质的孔道直径小得多，但孔道弯曲细长，颗粒进入之后很容易被截住，更由于流体流过时所引起的挤压和冲撞作用，颗粒紧附在孔道的壁面上，这种过滤是在介质内部进行的，介质表面无滤饼形成。过滤具有较高过滤效率，此外高温表面热处理，即应用瞬间烧结技术，能有效地防止过滤时纤维受流体高速冲带而散失；毛毡材料是属于丢弃型的（一次性使用）

6-5简述过滤介质的分类。

a,织物介质，工业上使用最广泛的一种过滤介质，又称为滤布。由棉、毛、丝、麻等天然纤维和各种合成纤维制成的织物，以及玻璃丝和金属丝织成的网。

b，粒状介质，由细砂、石砾、玻璃渣、木炭屑、骨炭以及酸性白土等细小坚硬的颗粒状物料作堆积层，多用于城市和工厂给水设备中的滤池以及含滤渣较少的悬浮液的场合。多用于深层过滤。

c，多孔固体介质，有具有很多微细孔道的固体材料，如多空陶瓷、多空塑料或多空金属制成的板状或管状介质。适用于处理只含少量细颗粒的腐蚀性悬浮液及其他特殊场合。6-10制药工业中常用的液固非均相过滤设备为哪几种？简述他们的结构、特点及操作过程。真空吸滤器，优点是结构简单、使用可靠、价格低廉、耐腐蚀，其滤渣可以洗涤。缺点是过滤面积小、速度慢、人工间歇操作、滤渣中含液量较多。适用于悬浮液中含固相量较少的场合。

转筒真空过滤机，将过滤、洗涤、吹干、卸渣、清洗滤布等操作在转筒的旋转过程中完成。优点是操作自动化，单位过滤面积的生产能力大，改变转速即可调节滤饼厚度。缺点是过滤面积远小于板框压滤机，设备结构比较复杂，滤渣含湿量比较高，洗涤也不够彻底等。适用于颗粒不太细、黏性不太大的悬浮液。不宜用于温度太高的悬浮液，以免滤液的蒸汽压过大而使真空失效。

板框压滤机，属加压过滤机，主要由固定板、滤框、滤板、压紧板和压紧装置组成。优点是结构简单、价格便宜、生产能力弹性大，能够在压力下操作，滤饼含液量较一般过滤机低，单位产量所占地面和空间小。确定是由于滤饼的密实性和变形，洗涤不完全；由于排渣和洗滤布易发生对过滤介质的磨损，过滤介质的寿命短，手动拆框劳动强度大，工作条件不好，保压性能差，增加了善后处理工作量。适用于过滤黏度较大的悬浮液、腐蚀性物料和可压缩性物料。

叶片压滤机，洗涤与卸装均较方便，占地面积小，过滤速度大，但滤饼厚度不易均匀。管式过滤器，袋式过滤器，现在几乎被其他过滤器所取代，主要用于除去气体中的尘粒。空气过滤器

单元式空气空气过滤器。

微孔滤膜过滤器，多用于精馏，也可用于无菌空气的净化等。6-13离心机有哪些类型？

三足式离心机，结构简单，运行平稳，适用于过滤周期较长、处理量不大的物料，分离因子为500——1000 卧式刮刀卸料离心机，不需要过滤介质，分离因子最大可到达1800，一般用于处理固体颗粒尺寸5到40μm，固液相密度差大于0.05g/㎝和固相浓度小于10%的悬浮液。

螺旋沉降离心机，有立式和卧式两种结构。连续操作，可用于处理液液固三项混合物。分离因子可达6000，分离性能较好，适应性较强，对物料浓度的变化不敏感。

管式高速离心机，其转股呈椭圆形，分离因子可达1500到6000，适合分离稀薄的悬浮液、难分离的乳浊液以及抗生素的提纯，广泛应用于生物制药等。管式离心机结构简单、紧凑、密封性能好，但容量小。

碟式分离机的转鼓内装有许多倒锥形碟片，碟片数为30到100，可以分离乳浊液中轻重两相，也可以有少量原粒的悬浊液。

6-14离心沉降与离心过滤有什么不同？式离心机设备转鼓开孔，附加过滤介质通过拦截的方式做到固液二相分离的离心机我们统称过滤式离心机，过滤式离心机适用于物料粘度小、固相颗粒不易变形(如结晶体)固相颗粒较大且小批量的生产的工况，多用于工业脱水。沉降式离心机设备转鼓为密闭桶状，该设备工作原理是通过离心力做到固液二相分离，这种形式的离心机我们通称沉降式离心机。沉降式离心机适用物料广泛，如物料粘度大，固相颗粒小都能通过提高离心力的方式来达到固液二相分离的要求。精馏技术

7-2 为什么制药过程中主要采用间歇精馏方式？

1.可以采用单塔分离多组分混合物，获得各纯组分产品。2.一塔多用，如根据需要处理不同的进料得到不同的产品，或处理同一进料得到不同纯度的产品3.适于特殊场合，如高真空，高凝固点，高纯度，热敏性等4.设备简单，操作灵活，投资少。

7-11 水蒸气蒸馏的应用条件是什么？

水蒸气是在低压下在装置中自上而下地通过植物层，水扩散表示其中的一个物理过程（即渗透过程，指提取时油从植物油腺中向外扩散的过程），然后再重力作用下，水蒸气将油带入冷凝器，蒸汽由上往下做快速补充。膜分离 8-1 膜分离技术的特点是什么? 膜分离技术的特点：

(1)膜分离过程不发生相变化，与有相变化的分离法和其他分离法相比，能耗要低。

(2)膜分离过程是在常温下进行，因而特别适用于对热敏感的物质，假如汁、酶、药品等的分离、分级、浓缩与富集。

(3)膜分离技术不仅适用于有机物和无机物，从病毒、细菌到微粒的广泛分离的范围，而且还适用于很多特殊溶液体系的分离，如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点物系的分离等。

(4)由于只是用压力作为膜分离的推动力，因此分离装置简单，操纵轻易，易自控、维修。8-2 什么是浓差极化？它对膜分离过程有什么影响？

当溶剂透过膜，而溶质留在膜上时，膜面上溶质浓度增高，这种膜面上的溶质浓度高于主体中溶质浓度的现象叫浓差极化。浓差极化可造成膜的通量大大降低，对膜分离过程产生不良影响，因此，实际操作过程尽量减小膜面上溶质的浓差极化作用。为减少浓差极化，通常采用错流过滤。

8-3 膜组件主要有几种型式？简要说明各种膜组件的特点。8-6 试比较反渗透纳滤超滤和微滤四种膜分离过程的特点。

反渗透特点：1.操作过程不需要热处理，故对热敏物质是安全的。2.没有相变化，能耗低。3.浓缩和纯化可以同时完成。4.分离过程不需加入化学试剂。5.设备和工艺较其他分离纯化方法简单，且生产效率高。微滤膜孔径均匀，具有很高的过滤精度；孔隙率高，一般可达80%左右，过滤通量大，过滤所需时间短；滤膜薄，过滤时液体被滤膜吸附造成的损失较小；膜孔结构对称，自膜上表面至下表面，膜孔孔径均匀一致；膜构连续，过滤时无介质脱落，无杂质溶出，滤液清洁；超滤膜孔径不均匀；孔隙率，滤膜薄厚；膜孔结构是非对称结构，喇叭状，上小下大，上层为致密层，约占膜厚的5%~10%，起精密分离作用，下层为大孔层，仅起支撑作用；第九章吸附

9-1吸附作用的机理是什么？

固体内部分子受到作用力的总和为零，分子处于平衡状态。而界面上的分子受到不相等的来自两相的分子作用力，作用力的合力指向固体内部，内从外界吸收分子、原子或离子，并且在其表面形成多分子或单分子层。9-2吸附法有几种？各自有何特点？根据操作方式的不同，可分为：

变温吸附分离，低温吸附，高温解吸，循环时间较长。变压吸附分离，高压吸附，低压解吸。

变浓度吸附分离，热敏性物质在较高温度下容易聚合，因此不宜升温解吸，可用溶剂置换吸附分离。

色谱吸附分离，医药工业常用且高效的分离技术之一，按操作方法不同分为迎头分离操作、冲洗分离操作和置换分离操作等。

循环吸附分离技术。是一种固定吸附床，经热力学参数和移动项周期性的改变，来分离混合物的技术。

按作用力的本质即按吸附剂和吸附质的吸附作用的不同，吸附过程可分为3类。

物理吸附，吸附剂和吸附质通过分子间范德华力产生的吸附作用称为物理吸附。特点，吸附区域为自由界面，吸附层为多层，吸附是可逆性的，吸附的选择性较差。规律，易液化的气体易被吸附。焓遍较小。

化学吸附，固体表面原子的价态未完全饱和，还有剩余的呈键能力，导致吸附剂与吸附质之间发生化学反应而产生吸附作用，称为化学吸附。特点，吸附区域为未饱和的原子，吸附层数为单层，吸附过程是不可逆的，吸附的选择性较好。焓变较大。

交换吸附，吸附剂表面如果由极性分子或者离子组成，则会吸引溶液中带相反电荷的离子，形成双电层同时在吸附剂与溶液间发生离子交换，称为交换吸附。特点，吸附区域为极性分子或离子，吸附为单层或多层，吸附过程可逆，吸附的选择性较好。9-4影响吸附过程的因素有哪些？

吸附剂的特性，组成结构，容量，稳定性等。吸附物的性质，熔点，缔合，离解，氢键等。溶剂，单，混。

吸附操作条件，温度，ph等离子交换

10-1 何为离子交换法?一般可分为哪几种？

离子交换法是应用合成的离子交换树脂等离子交换剂作为吸着剂，将溶液中的物质，依靠库仑力吸附在树脂上，发生离子交换过程后，再用合适的洗脱剂将吸附物从树脂上洗脱下来，达到分离浓缩提纯的目的，是一种利用离子交换剂与溶液中离子之间所发生的交换反应进行固-液分离的一种方法。

10-2 离子交换树脂的结构组成？按活性集团不同可分为哪几大类？ 10-6 PH值是如何影响离子交换分离的？

10-7 各类离子交换树脂的洗涤再生条件是什么？

强酸性阳离子树脂：可在全PH范围内使用，采用过量稀酸进行再生后重复使用。

弱酸性阳离子树脂：溶液PH越高，弱酸性树脂的交换容量就越高，易再生成氢型，耗酸量亦小。

强碱性阴离子交换树脂；在各种PH条件下使用，弱碱性阴离子交换树脂；通常在PH小于7的溶液中使用。用NaOH再生成羟型较容易，耗碱量也小，甚至可用NaOH进行再生。色谱分离过程

11-1 色谱分离技术有何特点，适用于哪些产品的生产过程？

1.应用范围广从极性到非极性离子型到非离子型小分子到大分子无机到有机及生物活性物质热稳定到热不稳定的化合物都可用色谱方法分离。尤其在生物大分子分离和制备方面，是其他方法无法替代的。

2.分离效率高特别适合于极复杂混合物的分离，且收率，产率和纯度较高。

3.操作模式多样可选择吸附色谱分配色谱和亲和色谱等不同的色谱分离；可选择不同的固定相和流动相状态和种类；可选择间歇式和连续式色谱等。

4.高灵敏度在线检测

11-3 按移动相特点，色谱可以划分为哪两类？

11-6 最具工业应用价值的色谱技术有哪些？中高压液相色谱

SMBC DAC 11-7 如何理解动态轴向压缩色谱技术的重要性？

DAC 柱柱效高，重现性好，装填所用的时间短，可以采用粒径更小的填料，减小柱长，增加柱径，从而减小管壁效应，可以得到几乎接近分析柱的柱效，从而可以使纯化效率更高。DAC 柱尽管比传统的法兰式封端柱的一次性投入要大一些，但是由于 DAC 柱大大提高了产品的收率和纯度，延长了色谱柱的使用寿命，而且可以自己反复装填，从综合成本效应来说，成本反而更低。所以 DAC 柱可以提高生产效率，节约生产成本。

11-10 说明影响色谱分离效率的参数。保留值分离度柱效率结晶过程

12-1 结晶技术的特点是什么?适合分离哪些混合物？

1.能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体。

2.结晶过程可赋予固体产品以特定的晶体结构和形态（如晶型粒度分布堆密度等）

3.能量消耗少，操作温度低，对设备材质要求不高，一般亦很少有“三废”排放，有利于环境保护。

4.结晶产品包装，运输，储存或使用都很方便。

12-2 什么是溶解度？什么是溶解度？如何根据溶解度曲线选择结晶工艺？？

溶解度：固体与其溶液达到固-液相平衡时，单位质量的溶剂所能溶解的固体的量，称为溶解度。溶解度的大小与溶质及溶剂的性质温度及压强等因素有关。一般情况下，特定溶质在特定溶剂中的溶解度主要随温度变化。因此，溶解度数据通常用溶解度对温度所标绘的曲线来表示，该曲线称为溶解度曲线。溶解度特征对于结晶方法的选择起决定作用。对于溶解度随温度变化较大的物质，适用冷却结晶方法分离；对于溶解度随温度变化较小的物质，适用蒸发结晶法分离等。另外，根据不同温度下的溶解度数据汉还可以计算结晶过程的理论产量。

12-3 12-3 简要说明精馏和结晶偶合工艺的优势？名词解释

一、生物药物是利用生物体、生物组织或其成分，经过加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。广义的生物药物包括从动物、植物、微牛物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。

化学合成药物一般由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得（称全合成），或由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学结构进行改造和物理处理过程制得（称半合成）。

中药人们为了同传入的西医、西药相区分，将中国传统医药分别称为中医、中药。西药主要系指“人工合成药”

或从“天然药物”提取得到的化合物；中药则以天然植物药、动物药和矿物药为主。中药具有明显的特点，其形、色、气、味，寒热、温、凉，升、降、沉、浮是中医几千年来解释中药药性的依据。

二、萃取利用原料液中组分在第三溶剂中溶解度的差异实现分离，是传质过程。液固分离（浸取/浸出）以液态溶剂为萃取剂,而被处理的原料为固体的操作。

液液分离(溶剂萃取)以液体溶剂为萃取剂，同时被处理的原料混合物也为液体的操作。物理萃取溶质根据相似相溶原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。化学萃取通过萃取剂与溶质之间的化学反应（如离子交换或络合反应等）生成复合分子实现溶质向萃取相的分配。

有效成分指起主要药效的物质。

无效成分指本身无效甚至有害的成分。

辅助成分指本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质。组织物指构成药材细胞或其它不溶性物质。

分子扩散在静止条件下，完全由于溶质分子浓度不同而进行的扩散。对流扩散扩散过程中有流体的运动而加速进行的扩散。

溶剂化（溶剂合化）指一定数目的溶剂分子较牢固地结合在溶质质点上。带溶剂能和产物形成复合物，使产物更容易溶于有机溶剂相中，而该复合物在一定条件下又要容易分解的物质。

双水相体系指某些有机物之间或有机物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解后形成互不相容的两相或多相水相体系。

超临界流体当流体的温度和压力分别超过其临界温度和临界压力时，则称该状态下的流体为超临界流体（SCF）。

夹带剂夹带剂的作用主要有两点：一是可大大增加被分离组分在超临界流体中的溶解度；二是在加入与溶质起特定作用的适宜夹带剂时，可使该溶质的选择性(或分离因子)大大提高。

四、比表面积单位质量多孔颗粒所具有的表面积，单位是：m2/m3或m2/g。孔隙度颗粒之间的孔隙体积与其表观体积之比，通常用百分数表示。黏度指液体分子间在外力作用下相对摩擦的摩擦阻力的大小。

表面张力指通过液体表面上的任一单位长度，并与之相切的表面紧缩力。ζ电位双电子层围绕着颗粒，并延伸到含有电解质的分散介质中，双电子层与分散介质之间的电势差。

滤饼过滤固体粒子在过滤介质表面积累，很短时间内发生架桥现象，此时沉积的滤饼亦起过滤介质的作用，过滤在介质的表面进行。

深层过滤固体粒子在过滤介质的孔隙内被截留，固液分离过程发生在整个过滤介质的内部。迁移行为颗粒运动到过滤介质内部孔隙表面的行为。

截留效率颗粒在过滤介质中移动单位高度后悬浮液浓度的下降率。

过滤介质允许非均相物系中的液体或气体通过而固体被截留的可渗透性的材料。截留率被截留的颗粒量占全部颗粒量的百分率。

剥离性能指借用刮刀或绳索或剥离辊等卸料装置，使滤饼与过滤介质分离的难易程度。再洗性能指过滤介质表面或内部被固相颗粒阻塞后用不同的方法进行清洗，过滤介质性能恢复的程度。

表面筛滤指尺寸大于介质孔隙的颗粒沉积在介质表面。

深层粗滤指颗粒进入介质的深部，依靠深部流道尺寸小于颗粒尺寸来截留颗粒。重力沉降在质量力作用下，将悬浮液分离为含固量较高的底流和清净的溢流的过程。膜分离膜分离过程是用天然的或合成的、具有选择透过性的薄膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时，原料侧液体或气体混合物中的某—或某些组分选择性地透过膜，以达到分离、分级、提纯或富集的目的。纳滤通过膜的渗透作用，借助外界能量或化学位差的推动，对两组分或多组分混合气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。

超滤通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子溶质截留,使这些溶质与溶剂及小分子组分分离的膜过程。

微滤利用微孔膜孔的筛分作用，在静压差推动下，将滤液中大于膜孔径的微粒、细菌及悬浮物质等截留下来，达到除去滤液中微粒与澄清溶液的目的。

六、吸附指流体与固体多孔物质接触时,流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面的过程。（固体物质称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质.吸附达到平衡时，流体的本体相主体称为吸余相，吸附剂内的流体称为吸附相。）物理吸附吸附剂和吸附质之间通过分子间力相互吸引，形成吸附现象。化学吸附被吸附的分子和吸附剂表面的原子发生化学作用，在吸附质和吸附剂之间发生了电子转移、原子重排或化学键的破坏与生成现象。

离子交换指能够解离的不溶性固体物质在与溶液接触时可与溶液中的离子发生离子交换反应。

色谱法以试样组分在固定相和流动相间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法。分离原理：色谱分离过程的实质是溶质在不互溶的固定相和流动相之间进行的一种连续多次的交换过程,它借助溶质在两相间分配行为的差别而使不同的溶质分离.不同组分在色谱过程中的分离情况首先取决于各组分在而相间的分配系数、吸附能力、亲和力等是否有差异。电泳是指带电荷的供试品（蛋白质、核酸等）在惰性支持介质中（如纸、醋酸纤维素、琼脂糖凝胶、聚丙烯酸胺凝胶等），于电场作用下向其对应的电极方向按各自的速度进行泳动，使组分分离成狭窄区带，用适宜的检测方法记录其电泳区带图谱或计算其百分含量的方法。

电渗在电场作用下液体对于固体支持物的相对移动。结晶固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。

熔融结晶根据待分离物质之间的凝固点不同而实现物质的结晶分离的过程。

间歇精馏一次性的将液体混合物加入釜内，然后进行精馏获得各种较纯组分产品的过程。水蒸汽蒸馏在被分离的混合物中直接通入水蒸气后，当混合物各组分的蒸汽分压和水蒸气的分压之和等于操作压力时，系统便开始沸腾。水蒸气和被分离组分的蒸汽一起蒸出，在塔顶产品和水几乎不互溶的情况下，馏出液经过冷凝后可以分层，把水除掉即得产品。工业上把这种操作称为水蒸气蒸馏。

分子蒸馏也称短程蒸馏，是一种在高真空度条件下进行非平衡分离操作的连续蒸馏过程。

二、反胶团

1、反胶团的概念、结构特征

概念：反胶团是两性表面活性剂分散于连续有机相中的一种自发形成的纳米级别的聚集体。结构特征：亲水基团（头）朝内，疏水基团（尾）朝外，含有水分子内核的纳米级别的集合型胶体。

2、临界胶束浓度的概念、在反胶团萃取工艺中确定临界胶束的意义临界胶束浓度（CMC）：是胶束形成时所需表面活性剂的最低浓度，这是体系特性，与表面活性剂的化学结构、溶剂温度和压力等因素有关。在反胶团萃取工艺中确定临界胶束浓度义：在反胶团萃取工艺中必须确定临界胶束浓度，因为在水中的表面活性剂低浓度时呈分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中，当浓度逐渐增大到CMC时，许多表面活性剂分子立刻结合成大基团，形成反胶束。临界胶束浓度是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个分水岭，当表面活性剂的度超过CMC后，才能形成反胶团结构。

3、反胶团萃取工艺解决的主要问题主要有两点：①解决了大分子物质萃取时的生物活性问题。常规液液萃取中的油相通常是有机溶剂，会使蛋白质等生物活性物质失活，而反胶团萃取过程中蛋白质因位于反胶团的内部而受到反胶团的保护；②解决了蛋白质等亲水性物质的溶解度问题。由于反胶团内部的微水相环境，有利于蛋白质等亲水性物质的萃取。

4、反胶团水池直径计算公式中W0的含义是什么？W0的大小对池水的性质有什么影响？ W0：有机相中水与表面活性剂的摩尔比，即含水率；

当W0较小时，水池中的水与表面活性剂发生水合化，粘度大、流动性差，而且形成反胶团的半径较小，不适合萃取蛋白质；当W0太大时，微水相就会与水相的粘度相当，而且反胶团的半径也会很大，反胶团就不稳定，容易破碎。

5、简述反胶团萃取工艺

①先调节水相的pH，调节pH的原则是：使蛋白质带电性与表面活性剂电性相反，即，当表面活性剂带正点时，调节pH使pH>pI;当表面活性剂带负点时，调节pH使pH

④将分层后的油相分离出来，并向其中加入少量的水相纯溶剂，搅拌破坏反胶团结构，使其中的蛋白质充分溶解于水相中；

⑤静置分层，上层为含有大量蛋白质的水相，下层为油相； ⑥分离出上层水相中的蛋白质。

6、静电作用力、离子强度、蛋白质分子量是如何影响反胶团萃取效率的？

①静电作用力是反胶团萃取的决定性因素，水相pH决定了蛋白质表面电荷状态，从而对萃取过程造成影响，只有当反胶束内表面电荷与蛋白质表面电荷相反时，两者产生静电引力，蛋白质才有可能进入反胶团。

②离子强度即盐浓度影响蛋白质与表面活性剂极性头之间的静电引力作用，这是由于离解的反离子在表面活性剂极性头的附近建立了双电层，成为德拜屏蔽，从而缩短了静电吸引力的作用范围，抑制了蛋白质的萃取。因此在萃取时要尽量避免后者的影响。③蛋白质分子量对反胶团萃取效率的影响体现在位阻效应上，蛋白质这种亲水性物质可以通过溶入反胶束“水池”来达到他们溶于非水溶剂中的目的，但是反胶束“水池”的物理性（大小、形状等）及其中水的活度都可以用W0的变化来调节，并且会影响大分子的增溶或排斥，达到选择萃取的目的，这就是空间位阻效应。

三、超临界萃取

1、超临界流体概念

超临界流体是指温度和压力同时超过临界值且密度接近液体的气体。

2、超临界流体的基本特性

①密度和溶剂化能力接近液体②超临界流体的扩散系数介于气态和液态之间，其粘度接近气体；③当流体状态接近临界区时，蒸发热会急剧下降，至临界点处则气—液相界面消失，蒸发焓为零，比热容也变为无限大。②流体在临界点附近的压力或温度的微小变化会导致超临界流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。这是超临界萃取工艺的设计基础；

3、实现超临界萃取的工艺基础（笔记）

流体在临界点附近的压力或温度的微小变化会导致超临界流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。

4、超临界基本概念图、相图（书）

5、为什么适宜的超临界萃取操作温度为0.9~1.4；萃取操作压力为1~4（结合相图）P84 此时温度或压力稍低于临界值时的高压液体，称之为压临界流体。亚临界流体密度高，其传质性质介于液体和超临界流体之间。人们也常把这一区域的亚临界流体萃取包括在内而泛称为超临界萃取。在阴影部分所示区域里，超临界流体有极大的压缩性。溶剂的对比密度可从气体般得对比密度变化到液体般得对比密度。这样，一方面可在较高密度下对萃取物进行超临界萃取，另一方面，又可通过调节压力和温度是溶剂的密度大大降低，从而降低其萃取能力，使溶剂与萃取物得到有效分离。

6、超临界萃取工艺流程中萃取器与分离器中的现象？引起现象的原因。（作业第三题）萃取器中利用萃取剂接近的液体密度和溶剂化能力及低粘度特性将提取物溶解于超临界流体的萃取物。在分离器中通过减压阀进行节流膨胀以便降低超临界流体的密度，从而实现萃取物与溶剂的分离。原因是处于超临界的流体有较高的密度，同时可以通过调节温度和压力使溶剂的密度大大降低，从而降低其萃取能力，实现分离。

7、CO2作为超临界流体的特征

优势：①CO2 临界温度为31.30C，接近室温。在分离提取具有热敏性、易氧化分解的成分方面具有广阔的应用前景。②CO2临界压力为7.37MPa为中等压力。通常萃取条件的选择的适宜的对比压力区域（pr1~6）区域，目前的工业水平其超临界状态一般易于达到。③ CO2具有抗氧化、灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量④CO2 无毒、无味、无臭、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收等特点。SC-CO2萃取无溶剂残留问题，属于环境无害工艺。⑤CO2密度是常用萃取剂中最高的。超临界CO2流体对有机物有很强的溶解能力和良好的选择性。

缺点：与传统的有机溶剂萃取比较，超临界CO2流体萃取也存在一定的局限性：1)其对脂溶性成分的溶解能力较强而对水溶性成分的溶解能力较低；2)设备造价高，比较适用于高附加值产品的提取；3)更换产品时设备清洗较为困难。

8、夹带剂在哪些方面影响溶质在超临界CO2流体中的选择性和溶解性的？

①夹带剂可以显著改变超临界CO2溶剂系统的极性，改善流体的溶剂换能力，提高被分离组分在超临界CO2流体中的溶解度，并相应地降低超临界CO2流体萃取过程的操作压力，从而大大拓宽超临界CO2流体在萃取天然物质方面的应用；

②加入与溶质起特殊作用的夹带剂，可极大地提高超临界CO2流体对该溶质的选择性； ③提高溶质在超临界CO2流体中的溶解度对温度、压力的敏感程度，在萃取压力基本不变的情况下，通过单独改变温度来实现分离的目的； ④作为反应物参与反应，以提高产品的萃取率；

⑤改变溶剂的临界参数。当萃取温度受到限制时（如热敏性物质），溶剂的临界温度越接近于溶质的最高操作温度，溶质的溶解度越高，当用单组份溶剂不能满足这一要求时，可使用混合溶剂。

9、超临界萃取的基本操作模式，简述流程（作业第四题）

10、如何实现夹带剂与主萃取剂的分离（作业第五题第三问）

与单一组分的超临界萃取—分离过程相似，使用夹带剂的超临界萃取的分离也可通过降压、升温或恒温恒压吸附使溶质与SCF分离。只要保证降压或升温的程度足以使混溶态的SCF进入其气—液平衡区，以保证夹带剂变为液态后与萃取出的溶质在分离柱内与变成气态的主萃取溶剂分离。P92

四、膜分离过程

1、按分离过程推动力类型的不同，膜分离可以分为哪些类型？按推动力类型的不同，膜分离过程可以分为四种类型：以静压力差为推动力的过程：微滤、超滤、反渗透、纳滤。以气体分压差为推动力的过程：气体膜分离、渗透汽化。以浓度梯度差为推动力的过程——透析以电位差为推动力的过程——电渗析

4、渗透汽化工艺简述

渗透汽化是一个既有质量又有热量通过膜的传递过程。离开膜的物料温度和浓度都与原加入料液不同。一般用均质膜和复合膜，起到分离作用的活性层为表面极薄的均质膜。分离机理通常用溶解—扩散模型来描述。

5、透析的基本原理

透析是穿过膜的选择扩散过程，可用于分离分子量大小不同的溶质，低于膜所截留阀值分子的物质可扩散穿过膜，高于膜截留阀值分子量的物质则被保留在半透膜的另一侧。

一、液液萃取

1、萃取三角相图概念（书、图）

2、杠杆原理：①和点差点的三点共线关系；②质量比与力臂长度比之间的反比关系（理解图解法）

3、单级萃取工艺流程图及其与三角相图的对应关系（在相图上找F、S；互为平衡的E、R点；萃取液、萃余液位置）（书）

4、图解计算单级液液萃取的萃取剂S、E、E’、的流量、组成（笔记）

5、图解计算多级错流、逆流的理论平衡级数（笔记）

6、代数法计算液液萃取的萃取率（书P53例题、公式）

制药工业包括：生物制药、化学合成制药、中药制药；生物药物、化学药物与中药构成人类防病、治病的三大药源。原料药的生产包括两个阶段：第一阶段，将基本的原材料通过化学合成、微生物发酵或酶催化反应或提取而获得含有目标药物成分的混合物。第二阶段，常称为生产的下游过程，主要是采用适当的分离技术，将反应产物或中草药粗品中的药物或分纯化成为药品标准的原料药。分离操作通常分为机械分离和传质分离两大类。萃取属于传质过程浸取是中药有效成分的提取中最常用的。浸取操作的三种基本形式：单级浸取，多级错流浸取，多级逆流浸取。中药材中所含的成分：①有效成分②辅助成分③无效成分④组织物浸取的目的：选择适宜的溶剂和方法，充分浸出有效成分及辅助成分，尽量减少或除去无效成分。对中药材的浸取过程：湿润、渗透、解吸、溶解及扩散、置换。

浸取溶剂选择的原则：①、对溶质的溶解度足够大，以节省溶剂用量。②、与溶剂之间有足够大的沸点差，以便于采用蒸馏等方法回收利用。③、溶质在统计中的扩散系数大和粘度小。④、价廉易得，无毒，腐蚀性小。浸取辅助剂的作用：①、提高浸取溶剂的浸取效能。②、增加浸取成分在溶剂中的溶解度。③、增加制品的稳定性。④、除去或减少某些杂质。浸取过程的影响因素：①、药材的粒度。②、浸取的温度。③、溶剂的用量及提取次数。④、浸取的时间。⑤、浓度差。⑥、溶剂的PH值。⑦、浸取的压力。浸出的方法：浸渍、煎煮、渗漉。超声波协助浸取，基本作用机理：热学机理、机械机理、空化作用。超声波的空化作用：大能量的超声波作用在液体里，当液体处于稀疏状态时，液体将会被撕裂成很多小的空穴，这些空穴一瞬间闭合，闭合时产生高达几千大气压的瞬间压力，即称为空化效应。微波协助浸取特点：浸取速度快、溶剂消耗量小。局限性：只适用于对热稳定的产物，要求被处理的物料具有良好的吸水性。萃取分离的影响因素：①、随区级的影响与选择原则。②、萃取剂与原溶剂的互溶度。③、萃取剂的物理性质。④、萃取剂的化学性质。破乳的方法：①、顶替法（加入表面活性更强的物质）②、变型法（加入想法的界面活性剂）③、反应法④、物理法

超临界流体的主要特征：①、超临界的密度接近于液体。②、超临界流体的扩散系数介于气态与液体之间，其粘度接近气体。③、当流体接近临界区时，蒸发热会急剧下降，有利于传热和节能。④、流体在其临界点附近的压力或温度的微小变化都会导致流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。

1二氧化碳作为萃取剂，这主要是由它的如下几个优异特性决定：

①临界温度低（Ｔc＝31.3℃)，接近室温；该操作温度范围适合于分离热敏性物质，可防止热敏性物质的氧化和降解，使沸点高、挥发度低、易热解的物质远在其沸点之下被萃取出来。②临界压力（7.38MPa）处于中等压力，就目前工业水平其超临界状态一般易于达到。③具有无毒、无味、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收等优点。因而，SC-CO2 萃取无溶剂残留问题，属于环境无害工艺。故SC-CO2萃取技术被广泛用于对药物、食品等天然产品的提取和纯化研究方面。④ SC-CO2还具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量。

2分子蒸馏过程的特点

分子蒸馏在极高的真空度下进行，且蒸发面与冷凝面距离很小，因此在蒸发分子由蒸发面飞射至冷凝面的进程中彼此发生碰撞几率小

2分子蒸馏过程中，蒸汽分子由蒸发面逸出后直接飞射至冷凝面上，理论上没有返回蒸发面的可能，故分子蒸馏过程为不可逆过程③分子蒸馏的分离能力不但与各组分间的相对挥发度有关，而且与各组分的分于量有关。④分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发过程，没有鼓泡、沸腾现象。3结晶过程的特点

1)能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体。有时用其他方法难以分离的混合物系，采用结晶分离更为有效。如同分异构体混合物、共沸物系、热敏性物系等。2)固体产品有特定的晶体结构和形态(如晶形、粒度分布等)。3)能量消耗少，操作温度低，对设备材质要求不高，三废排放少，有利于环境保护。4)结晶产品包装、运输、储存或使用都很方便。4 降低膜的污染和劣化的方法

1)预处理法；有热处理、调节pH值、加螯合剂(EDTA等)、氯化、活性炭吸附、化学净化、预微滤和预超滤等。

2)操作方式优化；膜污染的防治及渗透通量的强化可通过操作方式的优化来实现，3)膜组件结构优化；膜分离过程设计中，膜组件内流体力学条件的优化，即预先选择料液操作流速和膜渗透通量，并考虑到所需动力，是确定最佳操作条件的关键。膜组件清洗；膜的清洗方法有水力清洗、机械清洗、化学清洗和电清洗四种。

1电泳是指带电荷的供试品（蛋白质、核苷酸等）在惰性支持介质中（如纸、醋酸纤维素、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等），于电场作用下向其对应得电极方向按各自的速度进行泳动，使组分分离成狭窄区带，用适宜的检测方法记录其电泳区带图谱或计算其百分含量的方法。

2超声波的空化效应当空穴闭合或微泡破裂时，会使介质局部形成几百到几千K的高温和超过数百个大气压的高压环境，并产生很大的冲击力，起到激烈搅拌的作用，同时生成大量的微泡，这些微泡又作为新的气核，使该循环能够继续下去，这就是空化效应。

3微波协助浸取的原理微波是一种非电离的电磁辐射,被辐射物质的极性分子在微波电磁场中可快速转向并定向排列,由此产生的撕裂和相互摩擦将引起物质发热,即将电能转化为热能,从而产生强烈的热效应。因此，微波加热过程实质上是介质分子获得微波能并转化为热能的过程。

4反胶团萃取的萃取原理：反胶团萃取的本质仍然是液-液有机溶剂萃取。反胶团萃取利用表面活性剂在有机溶剂中形成反胶团，从而在有机相中形成分散的亲水微环境，使生物分子在有机相（萃取相）内存在于反胶团的亲水微环境中。5高分子膜制备 L-S法（相转化法）（1）高分子材料溶于溶剂中并加入添加剂配制成膜液。（2）成型。（3）膜中的溶剂部分蒸发。（4）膜浸渍在水中。（5）膜的预压处理

6热致相分离法（1）高分子-稀释剂均相溶液的制备；稀释剂室温下是固态或液态，常温下与高分子不溶，高温下能与高分子形成均相溶液。（2）将上述溶液制成所需要的形状（3）冷却（4）脱出稀释剂溶剂萃取或减压蒸馏等方法（5）干燥 7浓差极化：在膜分离操作中，溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高，这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象。

8凝胶极化：膜表面附近浓度升高，增大膜两侧的渗透压差，使有效压差减小，透过通量降低。当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质会析出，形成凝胶层的现象。

9反渗透：反渗透过程就是在压力的推动下，借助于半透膜的截留作用，将溶液中的溶剂与溶质分离开来。反渗透现象:若在盐溶液的液面上方施加一个大于渗透压的压力，则水将由盐溶液侧经半透膜向纯水侧流动的现象。

10电渗析：利用待分离分子的荷点性质和分子大小的差别，以外电场电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作.11离子交换：能够解离的不溶性固体物质在与溶液中的离子发生离子交换反应。利用离子交换剂与不同离子结合力的强弱，将某些离子从水溶液中分离出来，或者使不同的离子得到分离。

12多效蒸发逆流加料特点：1.前后不能自动流动，需送料泵；2.无自蒸发；3.各效粘度变化不明显；4.适宜于粘度随温度和浓度变化较大的溶液的蒸发，不适用于热敏性物料的蒸发。13热泵蒸发是指通过对二次蒸气的绝热压缩，以提高蒸气的压力，从而使蒸气的饱和温度有所提高，然后再将其引至加热室用作加热蒸气，以实现二次蒸气的再利用。

14分子蒸馏是一种在高真空条件下进行的非平衡分离的连续蒸馏过程，又称为短程蒸馏。分子蒸馏原理分子蒸馏是依靠不同物质的分子在运动时的平均自由程的不同来实现组分分离的一种特殊液液分离技术。混合液中轻组分分子的平均自由程较大，而重组分分子的平均自由程较小。

15分子蒸馏应满足的两个条件：①轻、重分子的平均自由程必须要有差异，且差异越大越好；②蒸发面与冷凝面间距必须小于轻分子的平均自由程。

16分子蒸馏设备的组成：一套完整的分子蒸馏设备主要由进料系统、分子蒸馏器、馏分收集系统、加热系统、冷却系统、真空系统和控制系统等部分组成。

17同离子效应：增加溶液中电解质的正离子（或负离子）浓度，会导致电解质溶解度的下降的现象。

18均相初级成核：洁净的过饱和溶液进入介稳区时，还不能自发地产生晶核，只有进入不稳区后，溶液才能自发地产生晶核。这种在均相过饱和溶液中自发产生晶核的过程。

19剪应力成核：当过饱和溶液以较大的流速流过正在生长中的晶体表面时，在流体边界层存在的剪应力能将一些附着于晶体之上的粒子扫落，而成为新的晶核。

20接触成核：当晶体与其他固体物接触时所产生的晶体表面的碎粒。在过饱和溶液中，晶体只要与固体物进行能量很低的接触，就会产生大量的微粒。

21二次成核：在已有晶体的条件下产生晶核的过程。二次成核的机理主要有流体剪应力成核和接触成核。

篇2：生物技术制药习题答案

名词：

1生物技术：是人类对生物资源（包括微生物、植物、动物）的利用、改造并为人类服务的技术。

2生物技术制药：采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助微生物、植物或动物来生产所需的医药品，称为生物技术制药。简答题：

1生物技术包含的技术范畴及所占地位

答：基因工程（核心）、细胞工程（基础）、酶工程（条件）、发酵工程（技术）、抗体工程（实例）。

2生物技术按技术特征分为哪三个发展阶段，每一阶段的技术特征是？

答：传统生物技术阶段，技术特征：酿造技术；近代生物技术阶段，技术特征：微生物发酵技术；现代生物技术阶段，技术特征：基因工程技术。3生物技术药物的特征？

答：分子结构复杂；具有种属特异性；针对性强，疗效高；稳定性差；基因稳定性；免疫原性；体内的半衰期短；受体效应；多效性和网络性效应；检验的特异性。4生物技术制药的特征？

答：高技术，高投入，长周期，高风险，高收益。

第二章基因工程制药

名词：

1基因工程技术：就是将所要重组对象的目的基因插入、拼接、转入新的宿主细胞，构建成工程菌（或细胞），实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。

2分批培养：一次性将培养基加入反应器中，接种培养后收获细胞的操作方式。

3补料分批培养：是将种子介入发酵罐中进行培养，经过一段时间后，间歇或连续地补加新鲜培养基，使菌体进一步生长的培养方法。

4连续培养：是将种子接入发酵反应器中，搅拌培养至菌体浓度达一定程度后，开动进料和出料蠕动泵，以一定稀释率进行不间断培养。

5高密度发酵：是指培养液中菌体的浓度在50gDCW/L以上，目的是降低成本，提高效率。6离子交换层析：是依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。

7疏水层析：是利用蛋白质表面的疏水区域和固定相上疏水基团之间相互作用力差异，对蛋白组分进行分离的层析方法。

8亲和层析：是利用固定化配体与目的蛋白质之间非常特异的生物亲和力进行吸附，这种结合既是特异的，又是可逆的，改变条件可以是结合解除。

9：凝胶过滤层析：是以多孔性凝胶填料为固定相，按分子大小对溶液中各组分进行分离的液相层析方法。

简答题：

1利用基因工程技术生产药物的优点

答：大量生产过去难以获得的生理活性蛋白和多肽，为临床使用提供有效的保障；

可以提供足够数量的生理活性物质，以便对其生理、生化、和结构进行深入研究，从而扩大这些物质的应用范围；

可以发现、挖掘更多的内源性生理活性物质；

内源生理活性物质在作为药物使用时存在的不足之处，可以通过基因工程和蛋白质工程进行改造和去除；

可获得新型化合物，扩大药物筛选来源。2基因工程药物制造的主要程序有哪些？

答：获得目的基因，组建重组质粒，构建基因工程菌（或细胞），培养工程菌，产物分离纯化，除菌过滤，半成品检定，成品检定，包装。3人工合成目的基因的限制有哪些？

答：不能合成太长的基因；人工合成基因时，遗传密码的简并性会为选择密码子带来很大困难，当以氨基酸顺序推测核苷酸序列时，不一定与天然基因完全一致，易造成中性突变；费用较高。

4基因工程宿主菌应满足哪些要求？

答：具有高浓度、高产量、高产率；能利用易得廉价原料；不致病、不产生内毒素；发热量低、需氧低，适当的发酵温度和细胞形态；容易进行代谢调控；容易进行重组DNA技术；产物容易提取纯化。

5基因工程中的表达载体必须具备哪些条件？答：载体能独立地复制；

应具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记，以利于外源基因的克隆、鉴定和筛选；

应具有很强的启动子，能为大肠杆菌的RNA聚合酶所识别；

应具有阻遏子，使启动子受到控制，只有当诱导时才能进行转录；

应具有很强的终止子，以便使RNA聚合酶集中力量转录克隆的外源基因，而不转录其他无关的的基因，同时很强的终止子所产生的mRNA较为稳定。6影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素有哪些？

答：外源基因的剂量，外源基因的表达效率，表达产物的稳定性，细胞的代谢负荷，工程菌的培养条件。

7真核基因在大肠杆菌中的表达形式有哪些？

答：以融合蛋白的形式表达药物基因；以非融合蛋白的形式表达药物基因；分泌型表达药物基因。

8表达用酵母菌株应满足哪些要求？

答：菌体生长力要强；菌体内源蛋白酶要较弱；菌株性能要稳定；分泌能力要强。第三章

1细胞工程：是以细胞为单位，按人们的意志，应用细胞生物学、分子生物学等理论和技术，有目的地进行精心设计，精心操作，使细胞的遗传特性发生改变，从而达到改良或产生新品种的目的，以及使细胞增加或重新获得产生某种特定产物的能力，从而在离体条件下进行大量培养、增殖，并提取出对人类有用的产品。

2代谢工程：即采用基因工程的手段，使工程细胞增加或建设某种酶，改造它的代谢能力和途径，使其降低对某些营养物质的需要，减少某些代谢产物的产生和危害，以及控制工程细胞的增殖速度和制造产品的能力。

3组织工程：即通过对细胞的大量培养，并用细胞直接作为一种治疗手段用于临床，或用培养的细胞进一步加工成一种组织，如人造皮肤、人造肝脏、人造胰腺、人造血管和人造骨等，并用于临床。简答题：

1动物细胞的生理特点？答：细胞的分裂周期长；

细胞生长需贴附于基质，并有接触抑制现象正常二倍体细胞的生长寿命使有限的；动物细胞对周围环境十分敏感；动物细胞对培养基的要求高；

动物细胞对蛋白质的合成途径和修饰功能与细菌不同。2生产用的动物细胞的种类？

答：原代细胞，二倍体细胞，转化细胞系，融合细胞系，重组工程细胞系。3动物细胞培养过程中，加入血清的作用机制？

答：提供有利于细胞增殖所需的各种生长因子和激素；提供有利于细胞贴壁所需的贴附因子和伸展因子；提供可识别金属、激素、维生素和脂质的结合蛋白；提供细胞生长所必需的脂肪酸和微量元素。4无血清培养基的优点？

答：提高了细胞培养的可重复性，避免了由于血清批次之间差异的影响；减少了由血清带来病毒、真菌和支原体等微生物污染的危险；供应充足、稳定；细胞产品易于纯化；

避免了血清中某些因素对有些细胞的毒性；

减少了血清中蛋白对某些生物测定的干扰，便于对实验结果的分析。5悬浮培养的优缺点？

答：优点：操作简单，培养的体积大、成本低；培养条件比较均一；传质、传氧较好；传代时无需消化分散；容易扩大培养规模。

缺点：由于细胞体积较小，难采用罐流培养，细胞密度较低。6贴壁培养的优缺点？

答：优点：适用的细胞较广；容易更换培养液；容易采用罐流培养方式使细胞达到高密度。缺点：操作比较麻烦；培养条件不易均一；传质、传氧较差；不能有效监测细胞的生长；需要合适的贴附材料和足够的面积；扩大培养比较困难，投资大。7动物细胞生物反应器的类型？

篇3：生物制药技术在制药工艺中的应用

1 我国生物制药技术发展现状

相对来说, 我国生物制药技术的发展起步较晚, 直到20世纪70年代初才开始将DNA重组技术应用到医学上, 模仿多于创新, 生物技术产品的销售额约40%来自仿制药[1,2,3]。我国生物医药技术当前很大一部分还停留在科研方面, 并没有有效地转换为生产力[4,5]。但我国生物制药发展速度却非常迅猛, 经过多年的发展和市场竞争, 我国生物技术、人才、资金密集的区域, 已逐步形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。这些产业集群使得生物制药整体产业链得到优化, 在生产效率方面得到大幅提升。国产基因工程药物的不断开发生产和上市, 打破了国外生物制品长期垄断中国临床用药的局面。目前, 国产干扰素α的销售市场占有率已经超过了进口产品。

2 生物制药技术在制药工艺中的应用

生物制药工艺是由传统的生物制药技术发展而来, 传统的药物提取的方法也大多采用化学方法, 现代生物制药技术有效弥补了传统制药技术的不足, 获得了更先进的技术和工艺。生物制药技术在制药工艺中的应用主要集中在基因工程、细胞工程、单克隆抗体、酶和细胞固化技术等, 就生物制药的新产品来看我国主要针对癌症、心脏病、高血压、糖尿病、神经系统疾病等重大疾病进行试验研究。

2.1 非基因工程生化物

非基因工程生化物药物有分子肝素钙、分子肝素钠、促肝细胞生长素、脑蛋白水解物注射液、玻璃酸钠、甘糖酯等。

2.2 先导化合物

先导化合物指通过生物测定, 从众多的候选化合物中发现和选定的具有某种药物活性的新化合物, 一般具有新颖的化学结构, 并有衍生化和改变结构发展潜力, 可用作研究模型, 经过结构优化, 建立有序变化的化合物库, 供药物筛选和药效关系研究用。先导化合物发现主要途径有从天然产物活性成分中发现先导化合物 (如植物来源、微生物来源、动物来源、海洋药物来源) ;通过分子生物学途径发现先导化合物;通过随机机遇发现先导化合物;从代谢产物中发现先导化合物;从临床药物的副作用或者老药新用途中发现;从药物合成的中间体发现先导化合物。

2.3 应用生物技术、化学合成、结构后修饰研究开发新药

应用生物技术、化学合成、结构后修饰研究开发的新药, 主要有以下各类药物:多糖类、酶及酶抑制剂、多肽类、细胞因子类、结构后修饰类等。各类药物中, 抗生素用量最大, 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, 加快应用现代技术生产高效低毒的广谱抗生素。

2.4 应用生物技术改造传统制药工艺

微生物发酵是制药工业生产微生物药品的重要手段。微生物发酵即是指利用微生物, 在适宜的条件下, 将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。由于生物药品具有疗效好、副作用小、且可大规模生产、利润极高、无环境污染等优点, 受到各国政府重视, 行业前景十分广阔。传统制药工艺存在着生产流程长、工艺复杂、原辅材料种类多、部分中间体是易燃、易爆、有毒或腐蚀性很强的物质、周期长等缺点。应用生物技术改造传统制药工艺可降低生产流程、降低工艺复杂的程度、减少原辅材料种类、改变部分中间体的性质或减少中间体、增加经济效益等。

3 讨论

我国生物医药技术当前很大一部分还停留在科研方面, 并没有有效地转换为生产力, 只有将技术转化为生产力, 才能使得社会生活水平得到提升。如果不能将生物医药技术从科研转向产业化生产, 将使我国的生产实践跟不上研发, 造成了生产的滞后状况。我国生物制药公司应通过外包等方式进行新药开发, 加强国内外的合作, 共同开发新药, 提高新药开发效率, 实现技术与资金互补。生物制药产业作为高科技产业, 不仅需要在基础设施、上下游配套产业等方面的支持, 政府应当加强对企业的引导并加大投资力度、重点建设产业集群区, 催进生物医药产业链和产业集群的发展。我国从事生物技术产业研究与开发的人数仅相当于美国生物技术产业人数的1/4, 从事生物医药产品研究与开发的人才更是严重不足, 已成为制约我国生物医药产业发展的瓶颈。我国应增加对专业人员的培养, 培养出大量掌握生物化学、生化分离分析技术、生物技术及工业药剂学等方面的基本理论知识和专业技能优秀毕业生。

参考文献

[1]宋马林, 王舒鸿, 汝慧萍, 张廷海.中国新兴生物企业的生产效率及其不确定性——基于DEA和神经网络模拟的面板数据分析[J].科学学与科学技术管理, 2010 (10) .

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[3]顾兴燕, 银路, 李天柱, 程跃.我国生物制药行业专利合作研发的可视化研究——基于2000~2009年的专利数据分析[J].管理学家 (学术版) , 2010 (10) .

[4]邓禹, 安华轩, 杨丽萍, 马继涛, 钟翔, 贺新华, 王云琼, 刘丽.云南省生物制药行业企业创新能力调查分析[J].云南科技管理, 2009 (02) .

篇4：生物制药技术在制药工艺中的应用

【关键词】生物制药技术制药工艺应用

一、前言

随着科技的发展，生物制药技术日新月异。技术的研究程度也上升到了更高水平，更加准确细致地改善人们身体的各个部分的机能，使人们的身体素质得到更有效的提升。诸如基因工程技术、酶及细胞固定化技术、细胞工程及单克隆抗体等，也已成为生物制药方面的热点词汇，而肿瘤药物、免疫性药物、冠心病治疗药物等也成为了人们生活中常见的药品。由此可以看出，生物制药技术在制药工艺方面的应用已经十分广泛，同时也达到了一定的水平。生物制药技术逐渐成为制药工艺的中流砥柱，成为制药工艺发展的强心剂。

二、生物制药技术在制药中的应用

1.在研制冠心病治疗药物方面的应用。冠心病是现代社会常见的一种疾病，据统计，我国每年死于冠心病的患者约有100万。在冠心病防治方面，目前市场上出现多种防治药物，冠心病防治药物的需求在一定程度上推动西药制药行业的快速发展。随着生物制药技术的日益发展，基因操作技术得到迅速地发展，其中，基因测序技术及基因治疗的发展前景广阔，目前已经逐渐进入商业化开发阶段，促进冠心病临床治疗的进展。

2.在研制抗肿瘤药物方面的应用。肿瘤是现代社会常见的疾病之一，随着生物制药技术的不断进步，抗肿瘤药物日益增多，预计在未来的5年内，我国抗肿瘤药物将得到迅速的发展，比如可以运用基因治疗法治疗肿瘤，主要运用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤；可以运用基因药物抗体，抑制患者体内肿瘤的扩散，可以运用IL-2受体的融合毒素，促进CTCL肿瘤患者疾病的治疗；运用基质金属蛋白酶（TNMPs），可以抑制患者肿瘤血管的扩散，同时可以阻拦肿瘤在机体内的转移。关于这方面的药物，未来将成为抗肿瘤的主要药物之一，给肿瘤患者带来新的希望。目前，在肿瘤临床治疗中，已经有三种化合物进入临床试验阶段，相信不久就可以得到广泛地应用。

3.在研制免疫性药物方面的应用。无数的临床试验表明，现代社会大多的疾病都与患者自身的免疫系统有着密切的关系，免疫力低下或者免疫缺陷都可以引发多种疾病，比如风湿性关节炎、斑狼疮、多发性硬化症以及哮喘等等。随着生物制药技术的不断发展，越来越多的制药公司开始研制出相关的风湿性关节炎药物。比如，美国Cetor′s公司目前已经研制出TNF-α抗体，这种抗体在治疗风湿性关节炎方面，可以取得满意的疗效，有效率可达80%以上。在哮喘疾病治疗中，Genentech公司已经研制出单克隆人源化免疫球蛋白E抗体，这种药物可以有效地改善哮喘患者的疾病症状，促进患者疾病的治疗，目前进入Ⅱ期临床试验阶段。此外，在糖尿病治疗方面，一些公司还研制出基因疗法，即在糖尿病患者的皮肤细胞中，注入胰岛素基因，使工程细胞能够全程供应胰岛素。

4.在研制蛋白质治疗药物及基因重组多肽药物方面的应用。基因重组，主要指將两种不同生物的DNA进行有机结合的技术。通过基因重组技术，可以将两种完全不同的生物基因进行融合，使一种基因进入到另一种基因中，摆脱生物物种之间的束缚，并在分子水平上对一些重要基因进行相关的操作。运用基因重组技术，可以研制出相关的蛋白质治疗药物及基因重组多肽药物，比如，运用基因重组技术可以研制出激素、多肽、细胞因子、蛋白质、酶、单克隆抗体及疫苗等等。

5.在研制神经性药物方面的应用。运用生物制药技术可以制造多种神经性药物，这些神经药物对脑中风、脊椎损伤、老年痴呆症、帕金森氏病等疾病的治疗有着非常重要的意义。目前，已经进入临床试验阶段的有胰岛素成长因子rhIGF-1。同时进入临床试验阶段还有脑源神经营养因子（BDNF）与因子（NGF），这两种因子主要用在脑萎缩硬化症患者及末梢神经炎患者的疾病治疗中。

中风是现代社会常见的一种疾病，临床试验表明，由生物制药技术研制出的CerestaL可以有效地改善中风患者脑力方面的症状，对中风患者的疾病治疗起着非常重要的作用，目前，在我国临床医学中，CerestaL已经逐渐进入Ⅲ期临床阶段，相信未来会在中风疾病治疗方面发挥重要的作用

三、生物制药技术的发展前景

1. 生物制药技术的发展面临的挑战

伴随着生物制药产业与人们生活的关系愈加紧密，生物制药技术的发展的步伐刻不容缓。我国生物制药技术和产业在发展过程中更多的是借鉴国外的先进技术和经验，虽然在人才方面，我国所拥有的数量已经十分庞大，但真正拥有科技创新能力的精英少之又少。同时，与国外相比，我国生物制药产业缺乏技术高超的带头人。一个新兴的产业，倘若没有高素质、高水平的并且深谋远虑的领头羊，即使拥有再多的科技研发人员、再先进的技术及设备，那也是一盘散沙，成不了气候。当然，我们也不能闭门造车，即使我过生物制药技术发展迅猛，但仍旧存在许多不足之处，依旧需要与国外合作交流。因此，只有加强国内外合作，取其精华去其糟粕，才能使我国在激烈的竞争中取得好的结果。

2. 生物制药产业的发展趋势

随着科技的发展，生物制药技术的研究领域也到达了分子水平。同时，对人体遗传物质的研究以及对各种疾病的致病机理的探索，也为生物技术的发展注入了强大的活力，使得生物制药技术发展的方向和目的更加明确。在未来，生物制药技术的发展不再仅仅局限与药品的研发，更渗透到有关人体生长发育和生存的各个方面。

毕竟，生物制药技术的产生本生就是为了人们能够拥有更加强健的身体和更长的寿命。而科学家的关注点，也逐步转移到提高产品研制的成功率、降低试验制造成本、拓宽药物适用市场范围上。总之，与各个学科的结合与发展，再试图通过科学技术手段使生物制药技术带来更多收益，为医药行业提供更多价格低廉、效果明显的药物是生物制药产业未来发展的方向。

四、结语

生物制药技术的发展，关系到人们身体健康和生活质量的提高，也关系到其他各个领域的发展，关系到国家的长治久安和经济建设，是在社会主义发展的新时期不可忽视的方面之一。而它的发展，也需要国家的大力支持，依赖大量科技人才和资金的投入，也需要正确的引导。生物制药技术在制药工艺中的运用，也暗示着更方便、更有效的生物制药的出现，给和谐社会的建设更添一丝活力。

【参考文献】

[1]张蕊，田澎.生物制药产业现状分析及我国企业的发展战略[J].工业工程与管理，2013，16-21.

篇5：生物技术制药习题答案

（1）应用重组DNA技术(包括基因工程技术、蛋白质工程技术)制造的基因重组多肽，蛋白质类治疗剂。

（2）基因药物，如基因治疗剂，基因疫苗，反义药物和核酶等（3）来自动物、植物和微生物的天然生物药物（4）合成与部分合成的生物药物 2．生物技术制药具有什么特征？

（1）分子结构复杂（2）具有种属特异性

（3）治疗针对性强，疗效高（4）稳定性差（5）基因稳定性（6）免疫原性（7）体内的半衰期短（8）受体效应（9）多效性（10）检验的特殊性

3.生物技术制药中有哪些应用？应用主要有：

（1）基因工程制药：包括基因工程药物品种的开发，基因工程疫苗，基因工程抗体，基因诊断与基因治疗，应用基因工程技术建立新药的筛选模型，应用基因工程技术改良菌种，产生新的微生物药物，基因工程技术在改进药物生产工艺中的应用，利用转基因动植物生产蛋白质类药物

（2）细胞工程制药：包括单克隆抗体，动物细胞培养，植物细胞培养生产次生代谢产物

（3）酶工程制药（4）发酵工程制药 4.基因工程药物制造的主要程序有哪些？

基因工程药物制造的主要步骤有：目的基因的克隆，构造DNA重组体，构造工程菌，目的基因的表达，外源基因表达产物的分离纯化产品的检验 5.影响目的的基因在大肠杆菌中表达的因素有哪些？

（1）外源基因的计量

（2）外源基因的表达效率：a、启动子的强弱 b、核糖体的结合位点 c、SD序列和起始密码的间距 d、密码子组成（3）表达产物的稳定性（4）细胞的代谢付荷（5）工程菌的培养条件

6.质粒不稳定分为哪两类，如何解决质粒不稳定性？质粒不稳定分为分裂分为分裂不稳定和结构不稳定。质粒的分裂不稳定是指工程菌分裂时出现一定比例不含质粒的子代菌的现象；质粒的结构不稳定是DNA从质粒上丢失或碱基重排，缺失所致工程菌性能的改变。提高质粒稳定性的方法如下：（1）选择合适的宿主细菌2）选择合适的载体（3）选择压力

（4）分阶段控制培养（5）控制培养条件（6）固定化

7.影响基因工程菌发酵的因素有哪些？如何控制发酵的各种参数？

影响因素：（1）培养基（2）接种量（3）温度（4）溶解氧（5）诱导时机的影响（6）诱导表达程序（7）PH值

8.什么是高密度发酵？影响高密度发酵的因素有哪些？可采取哪些方法来实现高密度发酵？

高密度发酵：是指培养液中工程菌的菌体浓度在50gDCW/L以上，理论上的最高值可达200gDCW/L 影响因素：（1）培养基（2）溶氧浓度（3）PH(4)温度（5）代谢副产物实现高密度发酵的方法：

（1）改进发酵条件：a、培养基 b、建立流加式培养基 c、提高供养能力

（2）构建出产乙酸能力低的工程菌宿主菌：a、阻断乙酸产生的主要途径 b、对碳代谢流进行分流 c、限制进入糖酵解途径的碳代谢流 d、引入血红蛋白基因（3）构建蛋白水解酶活力低的工程化宿主菌 9.分离纯化常用的色谱分离方法有哪些?它们的原理是什么? 方法有离子交换色谱、疏水色谱、反相色谱、亲和色谱、凝胶过滤色谱及高压液相色谱。（1）离子交换色谱IEC：是以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。

（2）疏水层析HIC：是利用蛋白质表面的疏水区与固定相上疏水性基团相互作用力的差异，对蛋白质组进行分离的层析方法。

（3）亲和层析AC：是利用固定化配体与目的蛋白质之间的非常特异的生物亲和力进行吸附，这种结合既是特异的，又是可逆的，改变条件可以使这种结合解除。

（4）凝胶过滤层析：以多孔性凝胶填料为固定相，按分子大小对溶液中各组分进行分离的液相层析方法。

10.对由基因重组技术所获得的蛋白质药物进行鉴定时，常做哪些项目分析？

基因工程药物质量控制主要包括以下几点：产品的鉴别，纯度，活性，安全性，稳定性和一致性

项目分析主要有：（1）生物活性测定（2）理化性质鉴定（3）蛋白质含量鉴定（4）蛋白质纯度分析（5）杂志检测（6）稳定性考察（7）产品一致性的保证 11.离体培养的动物细胞分为哪些类型? 分为三类：

（1）贴壁细胞：细胞生长必须有可以贴附的支持物表面，细胞依靠自身分泌的培养基中提供的贴附因子才能在该表面上生长增殖。

（2）悬浮细胞：细胞的生长不依赖支持物表面，可在培养液中悬浮状态生长（3）兼性贴壁细胞：既可贴附于支持物表面生长，又在悬浮生长。12.生产用的动物细胞有哪些种类？它们各有什么特点？

（1）生产用的动物细胞的种类：原代细胞系、二倍体细胞系、转化细胞、融合细胞系、重组工程细胞系

（2）它们各自的特点：

（A）二倍体细胞系的特点：

①染色体组型仍然是2n的核型

②具有明显的贴壁依赖和接触抑制的特性

③只有有限的增值能力，一般可连续传代培养50代 ④物致瘤性

（B）转化细胞系的特点：

①具有无限生命力 ②倍增时间较短

③对培养条件和生长因子等要求较低

（C）融合细胞系的特点：

①可使不同的动物和动物细胞融合 ②可是动物和植物细胞融合

13.常用的培养动物细胞的培养基的种类有哪些？

（1）天然培养基（2）合成培养基（3）无血清培养基 14.如何进行动物细胞大规模培养？

大规模培养的方法：（1）悬浮细胞（2）贴壁细胞

（3）贴壁—悬浮细胞：a、微载体培养 b、包埋和微囊培养 c、结团培养大规模培养的操作方式：（1）分批式操作（2）半连续式操作（3）灌流式操作 15.动物细胞生物反应器必须具备哪些基本要求？有哪些类型？特定是什么？

动物细胞反应器具备的基本要求：

（1）制造生物反应器所采用的一切材料，尤其是与培养基，细胞直接接触的材料，对细胞必须是无毒性的。

（2）生物反应器的结构必须使之具有良好的传质、传热和混合的性能（3）密封性良好，可避免一切外采的不需要的微生物污染。

（4）对培养基环境中多种物理化学参数能自动检测和调节控制，控制的精度高，而且能保持环境质量的均一。

（5）可长期连续运转，这对于培养动物细胞的生物反应器显得尤其重要。（6）容器加工制造时要求内面光滑，无死角，以减少细胞或微生物的沉积。（7）拆装，连结和清洁方便，能耐高压蒸汽消毒，便于操作维修（8）设备成本尽可能低。

反应器类型及特点：

（1）搅拌罐式生物反应器：主要用于是悬浮细胞培养，微载体培养，微囊和巨载体培养以及结团培养

（2）气升式生物反应器：气体通过装在罐底的喷管进入反应器的导流管，致使该部液体的密度小于导流管外部的液体形成循环流。

（3）中空纤维式生物反应器：占地空间小，产品产量、质量高，生产成本低，不能重复使用，不能耐高压蒸汽灭菌，需用环氧乙烷或其它消毒剂灭菌，难以取样检测。

（4）透析袋或膜式生物反应器：可使细胞达到高密度，又可随意组合进行操作，对产品进行浓缩纯化。

（5）固定床或流化床生物反应器：结构简单，装填材料易得。16.动物细胞制药有哪些新进展？

①改进表达载体，提高表达水平和产量

②利用代谢工程改进培养工艺 ③抑制细胞凋亡，延长培养周期 ④采用糖基化工程，提高产品质量 ⑤转基因动物的研究 ⑥组织工程研究

17.什么是单克隆抗体？单克隆抗体有哪些不足？

单克隆抗体：是针对一个抗原决定簇的抗体，又是单一的B淋巴细胞克隆产生的抗体。不足：

（1）单克隆抗体均是鼠源性抗体，应用于人体内可产生人抗鼠抗体，加速了排斥反应，在人体内半衰期只有5-6h，难以维持有效药物作用靶组织时间。

（2）完整的抗体分子，即Ig的相对分子质量过大，难以穿透实体肿瘤组织，达不到有效治疗浓度。

18如何制备杂交瘤细胞？

将两个细胞（例如 B淋巴细胞和骨髓瘤细胞）通过诱导融合形成杂交细胞，具体操作时为了提高成功率会用多个细胞同时杂交，然后筛选出目的细胞，再进行细胞培养使其有丝分裂而增值，得到大量目的细胞（杂交瘤细胞）。

19．基因工程抗体有哪些类型？其特性和制备方法有什么不同？

基因工程抗体主要包括嵌合抗体、人源化抗体、完全人源抗体、单链抗体、双特异性抗体等。（1）嵌合抗体嵌合抗体（chimeric atibody）是最早制备成功的基因工程抗体。它是由鼠源性抗体的 V 区基因与人抗体的 C 区基因拼接为嵌合基因，然后插入载体，转染骨髓瘤组织表达的抗体分子。因其减少了鼠源成分，从而降低了鼠源性抗体引起的不良反应，并有助于提高疗效。

（2）人源性抗体是将人抗体的 CDR 代之以鼠源性单克隆抗体的 CDR，由此形成的抗体，鼠源性只占极少，称为人源化抗体。

（3）完全人源化抗体采用基因敲除术将小鼠 Ig 基因敲除，代之以人 Ig 基因，然后用 Ag 免疫小鼠，再经杂交瘤技术即可产生大量完全人源化抗体。

（4）单链抗体是将 Ig 的 H 链和 L 链的 V 区基因相连，转染大肠杆菌表达的抗体分子，又称单链 FV（single chain fragment of variable region,sFv）。SFv 穿透力强，易于进入局部组织发挥作用。

（5）双特异性抗体将识别效应细胞的抗体和识别靶细胞的抗体联结在一起，制成双功能性抗体，称为双特异性抗体。如由识别肿瘤抗原的抗体和识别细胞毒性免疫效应细胞（CTL 细胞、NK 细胞、LAK 细胞）表面分子的抗体（CD3 抗体或 CD16 抗体）制成的双特异性抗体，有利于免疫效应细胞发挥抗肿瘤作用。20.抗体治疗药物有哪些？

（1）放射性同位素标记的抗体治疗药物（2）抗癌药物偶联的抗体药物（3）毒素偶联的抗体药物

21.抗体诊断试剂有哪些类型？（1）血清学鉴定用的抗体试剂（2）免疫标记用的抗体试剂（3）导向诊断药物

（4）CD单克隆抗体系列

22.单克隆抗体制备的基本原理与过程？有什么意义？原理：

B淋巴细胞在抗原的刺激下，能够分化、增殖形成具有针对这种抗原分泌特异性抗体的能力。B细胞的这种能力和量是有限的，不可能持续分化增殖下去，因此产生免疫球蛋白的能力也是极其微小的。将这种B细胞与非分泌型的骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，再进一步克隆化，这种克隆化的杂交瘤细胞是既具有瘤的无限生长的能力，又具有产生特异性抗体的B淋巴细胞的能力，将这种克隆化的杂交瘤细胞进行培养或注入小鼠体内即可获得大量的高效价、单一的特异性抗体。这种技术即称为单克隆抗体技术。过程

1）免疫脾细胞的制备制备单克隆抗体的动物多采用纯系 Balb/c小鼠。免疫的方法取决于所用抗原的性质。免疫方法同一般血清的制备，也可采用脾内直接免疫法。

2）骨髓瘤细胞的培养与筛选在融合前，骨髓瘤细胞应经过含8-AG的培养基筛选，防止细胞发生突变恢复HGPRT的活性（恢复HGPRT的活性的细胞不能在含8-AG的培养基中存活）。骨髓瘤细胞用10%小牛血清的培养液在细胞培养瓶中培养，融合前24h换液一次，使骨髓瘤细胞处于对数生长期。3）细胞融合的关键: 1技术上的误差常常导致融合的失败。例如，供者淋巴细胞没有查到免疫应答。这必然要失败的。

2融合试验最大的失败原因是污染，融合成功的关键是提供一个干净的环境，以及适宜的无菌操作技术。4）阳性克隆的筛选应尽早进行。通常在融合后10天作第一次检测，过早容易出现假阳性。检测方法应灵敏、准确、而且简便快速。具体应用的方法应根据抗原的性质，以及所需单克隆抗体的功能进行选择。常用的方法有 RIA法、ELISA法和免疫荧光法等。其中ELISA法最简便，RIA法最准确。阳性克隆的筛选应进行多次，均阳性时才确定为阳性克隆进行扩增。5）克隆化克隆化的目的是为了获得单一细胞系的群体。克隆化应尽早进行并反复筛选。这是因为初期的杂交瘤细胞是不稳定的，有丢失染色体的倾向。反复克隆化后可获得稳定的杂交瘤细胞株。克隆化的方法很多，而最常用的是有限稀释法。（1）显微操作法：在显微镜下取单细胞，然后进行单细胞培养。这种方法操作复杂，效率低，故不常用。

（2）有限稀释法：将对数生长期的杂交瘤细胞用培养液作一定的稀释后，按每孔1个细胞接种在培养皿中，细胞增值后成为单克隆细胞系。第一次克隆化时加一定量的饲养细胞。由于第一次克隆化生长的细胞不能保证单克隆化，所以为获得稳定的单克隆细胞株需经2～3次的再克隆才成。应该注意的是，每次克隆化过程中所有有意义的细胞都应冷冻保存，以便重复检查，避免丢失有意义的细胞。（3）软琼脂法：将杂交瘤细胞稀释到一定密度，然后与琼脂混悬。在琼脂中的细胞不能自由移动，彼此互不相混，从而达到单细胞培养的目的。但此法不如有限稀释法好。

（4）荧光激光细胞分类法：用抗原包被的荧光乳胶微球标记杂交瘤细胞，然后根据抗原与杂交瘤细胞结合的特异性选出细胞，并进行单细胞培养。6）细胞的冻存与复苏7）大规模单克隆抗体的制备选出的阳性细胞株应及早进行抗体制备，因为融合细胞随培养时间延长，发生污染、染包体丢失和细胞死亡的机率增加。抗体制备有两种方法。一是增量培养法，即将杂交瘤细胞在体外培养，在培养液中分离单克隆抗体。该法需用特殊的仪器设备，一般应用无血清培养基，以利于单克隆抗体的浓缩和纯化。最普遍采用的是小鼠腹腔接种法。选用BALB/c小鼠或其亲代小鼠，先用降植烷或液体石蜡行小鼠腹腔注射，一周后将杂交瘤细胞接种到小鼠腹腔中去。通常在接种一周后即有明显的腹水产生，每只小鼠可收集5～10ml的腹水，有时甚至超过40ml。该法制备的腹水抗体含量高，每毫升可达数毫克甚至数十毫克水平。此外，腹水中的杂蛋白也较少，便于抗体的纯化。意义：

用于以下各种生命科学实验并具有医用价值（1）沉淀反应：Precipitation reaction（2）凝集实验：haemaglutination（3）放射免疫学方法检测免疫复合物

（4）流式细胞仪：用于细胞的分型和细胞分离。（5）ELISA 等免疫学检测（6）BIAcore biosensor:检测Ab-Ag或与蛋白的亲和力。(7)免疫印记（western blotting)（8）免疫沉淀：（9）亲和层析：分离蛋白质（10）磁珠分离细胞（11）临床疾病的诊断和治疗；

23.植物细胞培养的培养基由哪些主要成分组成？（1）无机盐（2）碳源（3）植物生长调节剂（4）有机氮源（5）维生素 24.植物细胞大规模培养的主要方法及其特点是什么？

（1）成批培养法：将培养基一次性地加入反应器中，接种，培养一定时间后收获细胞的操作方式。

特点：操作强度低，设备简单，容易发生污染，通气受限制。

（2）半连续培养法：在反应器中投料和接种培养一段时间后，将部分培养液和新鲜培养液进行交换的培养方法。

（3）连续培养法：是利用连续培养反应器，在投料和接种培养一段时间后，以一定速度采集细胞和培养液，并以同样速度供给诶新鲜培养基以使细胞生长环境长期恒定的方法。（4）固定化培养法：将细胞固定于尼龙网套内，或固定于中空纤维有网状多孔板，尼龙套和中空纤维膜上，放入培养液中进行培养，或连续流入新鲜培养液，进行连续培养及连续收集培养产物，也可通入净化空气以代替搅拌。

25.影响植物细胞积累次级代谢产物的因素有哪些？（1）生物条件（2）物理条件（3）化学条件（4）工业培养条件

26.各种植物细胞培养的生物反应器的特点是什么？

（1）机械搅拌式生物反应器：有较大的操作范围，混合程度高，适应性广，剪切力大，容易损伤细胞。

（2）鼓泡式生物反应器：优于机械搅拌式反应器。但由于鼓泡式反应器对氧的利用率较低，如果用较大通气量，则产生的剪切力会损伤细胞。

（3）气升式生物反应器：广泛应用于植物细胞培养的研究和生产，最高细胞浓度和最短倍增时间可从气升罐中得到。

（4）转鼓式生物反应器：生长速率高，其氧的传递及剪切力对细胞的伤害水平方面均优于气升式反应器。

（5）固定化细胞反应器：可保护细胞免受剪切，可长时间重复使用，易于实现细胞的高密度培养，细胞接触良好，易于分化，有利于次级代谢产物的合成，减少细胞的遗传不稳定性，易于实现连续化操作。

27.植物细胞培养有哪些新进展？

（1）诱导了在植物细胞工程研究中的应用（2）前体饲喂（3）两相法培养

（4）转基因技术在次级代谢产物生产中的应用（5）植物身为转化技术与生物制药 28.酶工程主要研究内容是什么？

（1）酶的分离、纯化、大批量生产及应用。（2）酶和细胞的固定化及酶反应器的研究。（3）酶生产中基因工程技术的应用及遗传修饰酶研究。

（4）酶的分子改造与化学修饰以及酶的结构与功能之间关系的研究。（5）有机相中酶反应的研究。

（6）酶的抑制剂，激活剂的开发及应用与研究。（7）抗体酶，核酸酶的研究。（8）模拟酶，合成酶及酶分子的人工设计、合成的研究。

29.固定化酶回合固定化细胞的特点和优点各是什么？怎样制备？固定化酶的特点和优点:（1）同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用；（2）固定化后，和反应物分开，有利于控制生产过程，同时也省去了热处理使酶失活的步骤；

（3）稳定性显著提高；

（4）可长期使用，并可预测衰变的速度；（5）提供了研究酶动力学的良好模型。

固定化细胞的特点和优点：

1.使用固定化细胞省去了酶的分离过程，显著降低了成本。2.2.固定化细胞为多酶系统，不需要辅助因子

3.增加了细胞对不利环境的耐逆性，可重复使用。4.增加了酶的稳定性。固定化酶制备：（1）吸附法：

过载体表面和酶分子表面间的次级键相互作用而达到固定目的的方法，是固定化中最简单的方法。酶与载体之间的亲和力是范德华力、疏水相互作用、离子键和氢键等。（2）包埋发：

将酶包埋在高聚物的细微凝胶网格中或高分子半透膜内的固定化方法。前者又称为凝胶包埋法，酶被包埋成网格型；后者又称为微胶囊包埋法，酶被包埋成微胶囊型。（3）共价键结合法：

将酶与聚合物载体以共价键结合的固定化方法。（4）交联法

使用双功能或多功能试剂使酶分子之间相互交联呈网状结构的固定化方法。由于酶蛋白的功能团，如氨基、酚基、巯基和咪唑基，参与此反应，所以酶的活性中心构造可能受到影响，而使酶失活明显。但是尽可能地降低交联剂浓度和缩短反应时间将有利于固定化酶活力的提高。固定化细胞的制备：一种固定化细胞的制备方法，包括以下步骤： a．选用甲烷利用细菌

Methylomonas sp．GYJ3，在可供给微生物能量的甲烷和空气的混合气体中，辅以无机培养基进行培养； b．培养好的菌体细胞离心后用无机培养基悬浮，加入到硅酸钠溶液和盐酸溶液制成的溶胶中，待溶胶凝固变成凝胶后，就制得了包埋的细胞，将包埋细胞置于低温环境中以增加包埋强度； c．用磷酸盐缓冲液洗去包埋细胞的杂质，充入可给微生物提供能量的相应的甲烷与空气的混合气体，在摇床上培养48－120小时。

30.为什么要对酶进行化学修饰？

（1）.更好的热稳定性以及抗核酸酶性对于临床应用很重要；（2）提高酶蛋白在体内的半衰期；（3）提高酶蛋白的靶向性；（4）提高酶蛋白效力。31.何谓分子印迹？分子印迹的应用范围有哪些？

分子印迹：是指制备对某一特定化合物具有选择性的聚合物的过程。应用范围：

（1）用于化学仿生传感器（2）色谱分离（3）固相萃取（4）天然杭体模拟（5）模拟酶催化（6）控缓释药物

32.有机相酶反应的定义及其优点是什么？

有机相酶反应：是指酶在具有有机溶剂存在的介质中所进行对的催化反应。优点是：（1）增加疏水性底物或产物的溶解度。（2）热力学平衡向合成方向移动。（3）可抑制有水剂中分离纯化产物。

（4）酶不溶于有机介质，易于回收再利用。（5）容易从低沸点的溶剂中分离纯化产物。（6）酶的热稳定性提高，PH的适应性扩大。（7）无微生物污染。（8）

能测定某介质中反应时，通过改变溶剂，能够控制底物的特异性、区域选择性和立体选择性，并可以催化某些在水中不能进行的反应。33.何谓人工模拟酶？

人工模拟酶：是指根据酶的作用机理，用各种方法人为制造的具有酶性质的催化剂。34.发酵工程的研究内容包括哪些？

发酵工程研究内容涉及：菌种的培养和选育、菌的代谢与调节、培养基灭菌、通气搅拌、溶氧、发酵条件的优化、发酵过程各种参数与动力学、发酵反应器的设计和自动控制、产品的分离纯化和精制等。

35.微生物菌种诱变使用的主要诱变剂有哪些？它们的诱变机制是什么？(1)物理诱变剂：主要有紫外线、X射线、γ射线、快中子、α射线、β射线和超声波等。（2）化学诱变剂：金属离子、一般化学试剂、生物碱、抗代谢物、生长刺激素、抗生素及高分子化合物、杀菌剂、染料等。

诱变机制：

1、碱基的类似物诱发突变

2、改变DNA的化学结构

3、结合到DNA分子上诱发移码突变

4、紫外线及其他射线引起的DNA分子的变化

36.微生物发酵主要有哪些方式？各具有什么特点？

（一）分批发酵：是将全部物料一次投入到反应器中，经灭菌，接种，经过若干时间的发酵后再将发酵液一次放出的操作方式。特点：（1）对温度的要求低，工艺操作简单；

（2）比较容易解决杂菌污染和菌种退化等问题；

（3）对营养物的利用效率较高，产物浓度也比连续发酵要高（4）人力、物力、动力消耗较大；（5）生产周期较长（6）生产效率低

（二）补料分批发酵：指在微生物分批发酵过程中，以某种方式向发酵系统中补加一定物料，但并不连续地向外放出发酵液的发酵技术，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术。特点：(1)可以解除底物的抑制、产物的反馈抑制和分解代谢物阻遏作用。(2)可以减少菌体生长量，提高有用产物的转化率；(3)菌种的变异及杂菌污染问题易控制；(4)便于自动化控制(三)连续发酵：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。特点：

（1）设备的体积可以减小；v（2）操作时间短，总的操作管理方便，便于自动化控制；（3）产物稳定，人力物力节省，生产费用低

（4）对设备的合理性和加料设备的精确性要求甚高；

（5）营养成分的利用较分批发酵差，产物浓度比分批发酵低（6）杂菌污染的机会较多，菌种易因变异而发生退化。

37.影响发酵的主要因素有哪些？如何对发酵过程进行控制？

（1）温度温度对微生物的影响是多方面的。首先，温度影响酶的活性。在最适温度范围内，随着温度的升高，菌体生长和代谢加快，发酵反应的速率加快。当超过最适温度范围以后，随着温度的升高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期缩短，产量降低。温度也能影响生物合成的途径。例如，金色链霉菌在30℃以下时，合成金霉素的能力较强，但当温度超过35℃时，则只合成四环素而不合成金霉素。此外，温度还会影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。因此，要保证正常的发酵过程，就需维持最适温度。但菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同。如灰色链霉菌的最适生长温度是37℃，但产生抗生素的最适温度是28℃。通常，必须通过实验来确定不同菌种各发酵阶段的最适温度，采取分段控制。

（2）pH pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况。细胞膜的带电荷状况如果发生变化，膜的透性也会改变，从而有可能影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的分泌。此外，pH还会影响培养基中营养物质的分解等。因此，应控制发酵液的pH。但不同菌种生长阶段和合成产物阶段的最适pH往往不同，需要分别加以控制。在发酵过程中，随着菌体对营养物质的利用和代谢产物的积累，发酵液的pH必然发生变化。如当尿素被分解时，发酵液中的NH+4浓度就会上升，pH也随之上升。在工业生产上，常采用在发酵液中添加维持pH的缓冲系统，或通过中间补加氨水、尿素、碳酸铵或碳酸钙来控制pH。目前，国内已研制出检测发酵过程的pH电极，用于连续测定和记录pH变化，并由pH控制器调节酸、碱的加入量。（3）溶解氧氧的供应对需氧发酵来说，是一个关键因素。从葡萄糖氧化的需氧量来看，1 mol的葡萄糖彻底氧化分解，需6 mol的氧；当糖用于合成代谢产物时，1 mol葡萄糖约需1.9 mol的氧。因此，好氧型微生物对氧的需要量是很大的，但在发酵过程中菌种只能利用发酵液中的溶解氧，然而氧很难溶于水。在101.32 kPa、25℃时，氧在水中的溶解度为0.26 mmol/L。在同样条件下，氧在发酵液中的溶解度仅为0.20 mmol/L。而且随着温度的升高，溶解度还会下降。因此，必须向发酵液中连续补充大量的氧，经搅拌，可以提高氧在发酵液中的溶解度。

（4）泡沫在发酵过程中，通气搅拌、微生物的代谢过程及培养基中某些成分的分解等，都有可能产生泡沫。发酵过程中产生一定数量的泡沫是正常现象，但过多的持久性泡沫对发酵是不利的。因为泡沫会占据发酵罐的容积，影响通气和搅拌的正常进行，甚至导致代谢异常，因而必须消除泡沫。常用的消泡沫措施有两类：一类是安装消泡沫挡板，通过强烈的机械振荡，促使泡沫破裂；另一类是使用消泡沫剂。

（5）营养物质的浓度发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累。如在谷氨酸发酵中，NH+4浓度的变化，会影响代谢途径(见谷氨酸发酵)。因此，在发酵过程中，也应根据具体情况进行控制。38.如何克隆抗生素生物合成基因？

在分子水平上提供一种纯化和扩增特定DNA片段的方法。常含有目的基因，用体外重组方法将它们插入克隆载体，形成重组克隆载体，通过转化与转导的方式，引入适合的寄主体内得到复制与扩增，然后再从筛选的寄主细胞内分离提纯所需的克隆载体，可以得到插入DNA的许多拷贝，从而获得目的基因的扩增。39．基因工程在抗生素生产中有哪些应用？基因工程技术在抗生素生产过程中的几类应用 4.1 提高抗生素的产量

4.1.1 增加参与生物合成限速阶段基因的拷贝数

增加生物合成中限速阶段酶系基因剂量有可能提高抗生素的产量。抗生素的生物合成基因成簇存在于菌体内，包括抗性基因、结构基因、调节基因，各基因之间以种种机制相互制约，相互调控，配对同步翻译，通过基因重组修饰可以提高产量。现已知晓，抗生素的产量与产生对该抗生素的抗性基因密切相关，因此可以通过外源抗性基因的拷贝数来提高菌种的抗性水平，达到提高产量的目的，如卡那霉素的抗性基因—6’-N-乙酞转移酶基因克隆到多拷贝数质粒pIJ702，然后转人卡那霉素产生菌—卡那链霉菌ATCC12853中，得到的转化子产卡那霉素能力提高6倍，转人新霉素产生菌—弗氏链霉菌ATCC10745，含重组质粒的转化子，产生抗生素能力亦有显著提高[9]。4.1.2 通过调节基因的作用

调节基因的作用可以增加或降低抗生素的产量，在许多链霉菌中关键的调节基因嵌在控制抗生素产生的基因簇中，它常常是抗生素生物合成和自身抗性基因簇的组成部分。正调节基因可能通过一些正调控机制对结构基因进行正向调节，加速抗生素的产生。负调节则反之。因此，增加正调节基因或降低负调节基因的作用也是一种增加抗生素产量的可行方法。4.2 改善抗生素组分

Hoopwood在1981年提出链霉菌之间生物合成基因重组可以产生新抗生素，其后率先利用基因克隆技术成功地将放线紫红素产生菌羟化酶基因转人Medennycin产生菌中并使之表达获得杂合抗生素Medennycin，将放线紫红素生物合成途径基因转移到Granatin产生菌内，通过两个不同链霉菌相互作用产生地杂合抗生素Dihydrogranatiylhodin(二氢榴菌紫素)[10]。β-内酞胺抗生素是临床应用最广泛的抗生素，其生物合成途径研究最彻底，合成基因已被克隆和测序表达。其中编码异青霉素N合成酶（IPNS）即环化酶的研究倍受重视。因为，它是前体氨基酸L—α—氨基己二酸(A)、L—撷氨酸(V)、L—半胺氨酸(C)转化为LLD-ACV三肤进而环化为青霉素，头孢霉素母核的关键酶。由于IPNS的专一性不强，可利用A、V及发生修饰的ACV类似物进行三肤合成并环化，研究证明采用150种人工合成的三肤底物进行体外酶促反应，发现有80种不同程度地转化产生β-内酞胺衍生物，其中1/4有抗菌活性，意味着利用IPNS酶的催化特性，应用适当三肤底物可以合成全新的件内酞胺类抗生素。4.3 改进抗生素生产工艺