第一篇：培養生物制藥技術專業人才的方案探討

培養生物制藥技術專業人才的方案探討

摘要：從生物制藥技術專業的人才需求、人才培養中應該關注的問題、現階段存在的問題及對策等方面探討了生物制藥技術專業人才培養方案的制定，為大專層次的生物制藥技術專業人才培養提供了一定的參考。

關鍵詞：生物制藥技術；專業建設；探索與研究

依據科技發展導向，結合當今及未來人才需求，河北農業大學海洋學院 2006 年開設了生物制藥技術專業，為了有效實施人才培養，提高畢業生從事生物制藥領域相關工作的綜合素質，有必要對生物制藥技術專業的人才培養方案進行發展性的探索和研究。

一、生物制藥技術專業的人才需求分析

1.就業領域分析生物制藥技術專業是教育部《普通高等學校高職高專教育指導性專業目錄（試行）》中制藥技術類的下設專業，生物制藥涉及生物技術、制藥、藥學、化工等多學科。從生物制藥廣闊的發展前景分析，就業市場應當十分廣闊，但現階段國內的生物制藥領域尚未形成大規模的產業，真正的生物制藥企業并不多。加之畢業生的學歷層次相對較低，并與制藥工程等專業的本科生形成一定的競爭關系，所以近幾年，生物制藥技術專業的就業不能完全集中在生化制藥企業、微生物制藥企業、生物工程制藥企業、生物試劑企業公司等生物制藥領域，而要適當地適應現已形成規模的化學制藥、中藥制藥等領域。這與培養目標并不矛盾，《藥品注冊管理辦法》雖然將藥物分為中藥與天然藥物、化學藥物、生物制品，但從制藥企業來看，并沒有這樣嚴格的區分，國內外許多企業都是既做化學制藥，也開發生物制劑。這就要求專業建設時從培養方案上體現出重基礎、重素質的特點。

2.就業地域分析地方高校的人才培養應該首先滿足地方經濟建設需要。對河北省的相關企業進行查詢可知，截止 2009 年11 月，河北省的藥品生產企業有111 家，通過了GSP 認證的藥品經營企業631 家；此外，北京的文章由整理藥品生產企業有285家、天津藥品生產企業有143家；這些企業的生產、檢驗、銷售、研發等職位，都在近期和將來對生物制藥技術專業人才有較大的需求量。對河北省的高校進行查詢可知，省內開設本科藥學、制藥相關專業的院校有河北大學、河北農業大學、河北科技大學、河北醫科大學、石家莊學院、河北北方學院、華北煤炭醫學院等8所。開設大專藥學、制藥相關專業的院校有河北農業大學、石家莊學院、邯鄲學院、滄州醫學高等專科學校、石家莊科技職業學院等 10 所。其中以藥學、制藥工程、中藥學、生生物制藥技術專業人才培養方案探索鐘尉方 李代宗 王岳鴻 王家慶（河北農業大學海洋學院，河北 秦皇島 066000）化制藥技術、化學制藥技術等為主，生物制藥技術專業僅有2 家，隨著生物制藥行業的發展，該專業在培養區域稀有專業人才方面占有一定優勢。3.畢業生去向分析海洋學院現已經畢業一屆學生，畢業生的去向大致可以分為如下幾類：（1）從事不同類型藥品或產品的銷售或服務，如生物試劑、處方中藥、醫療器械、獸藥、保健品、零售藥店服務等，約占到畢業生總數的60%。（2）從事不同類型產品或藥品的生產或者研發，如生物試劑、化學藥品、中成藥，體外診斷試劑等，占到畢業生總數的 10%。（3）有 3% 的學生從事藥學類中專教育。

（4）升本，順利通過專接本考試的學生占9%。另有學生創業、從軍或者改行，約占10%。從數據統計可知，從事銷售服務的人數超過總人數一半以上。分析其原因一方面是現代制藥行業生產自動化程度高，決定了生產崗位人員需求減少；另一方面，企業在招聘時多以本科

學歷限制生產、檢驗崗位，這就削弱了專科畢業生的競爭力。第二類學生的就業證明了專科生并非不能勝任研發、生產崗位。另外，從數據統計可知，畢業生的去向呈現多元化，這體現了就業市場需求的多元化，同時，也證明了重基礎、重素質的培養方案指導下的學生可以勝任比預期的生產銷售更廣闊的相關工作。對畢業生去向的跟蹤分析有助于專業建設和人才培養的發展性探索和研究。

二、人才培養方案中應該關注的問題 1.以就業為導向完善課程體系生物制藥技術專業課程設置應該圍繞就業領域的主要工作所必備的知識展開，體現出重基礎、重素質的特點，課程可分為三大體系：（1）開設適用于所有藥品生產、銷售的課程，如藥理毒理學、藥劑學、藥物分析、藥事管理與法規、醫藥市場營銷學、藥物制劑設備等文章由整理課程。（2）開設分子生物學、細胞生物學、免疫學、發酵工程、生物制藥工藝學、生物藥物分離純化等主要針對生物制藥的課程。（3）開設提高專業綜合素質的課程，如藥物化學、海洋藥物學、醫藥數理統計、專業英語等。由于培養年限和課時總數的制約，課程設置不能面面俱到，還要結合用人單位和就業反饋信息不斷論證調整。2.突出實踐能力實踐能力是生物制藥技術專業的畢業生綜合素質中的重要方面。我們培養的畢業生主要面對生產、經營一線，實踐能力格外重要。所以在人才培養中應該充分重視實踐課程教學，從課時安排上加大實踐課程學時比例。

參考文獻：［1］ 朱振洪，余勤，萬海同.在生物與制藥工程專業中加強實踐教學方法的探討［J］.高教論壇，2009，（1）：95-97.［2］ 郭桂英，征集平，陳銀華，等.生物技術專業建設構想［J］.海南大學學報（自然科學版），2008，26（4）：389-392.

第二篇：生物制藥技術

08藥學***3陳省委

組合生物合成藥物進展

摘 要50年來抗生素在人類疾病治療中發揮了重要作用,今后的幾十年里它們也將是關鍵的治療劑。盡管在過去的20年中通過靶向篩選發現了一些微生物藥物,但是這種篩選方法很難發現新類型藥物。組合生物合成可以彌補這種不足,通過基因工程方法改造微生物基因和酶,產生新的抗生素,發現那些在自然界中不能發現的藥物。

關鍵詞 基因工程合生物合成新抗生素

微生物種類繁多,其產物化學結構豐富多彩,生物活性十分廣泛,是開發各種新產品的豐富資源,但是傳統的篩選方法已遠遠不能滿足社會發展的需要。隨著分子生物學和生物技術的發展,以及基因組學、蛋白質組學、生物信息組學、代謝組學研究的深入,人們對微生物基因組的研究也有了顯著進展,已經闡明了許多與微生物代謝有關的生物合成基因,為微生物組合生物合成藥物的研究和開發奠定了良好的基礎。

一、研究背景

自1928年弗萊明發現青霉素和1942年瓦克斯曼發現鏈霉素以來,微生物藥物在疾病防治和拯救人類生命中起著十分重要和不可替代的作用,特別是抗生素被國外科學家譽為20世紀醫學領域的皇冠寶石。微生物藥物一直是臨床最常用的藥物,在西方發達國家,抗生素占臨床處方藥物的20%以上,在中國約占處方藥物的30%。但自上世紀70年代后,隨著脊髓灰質炎、天花、麻風等傳染性疾病先后在全球范圍內被消滅,國家對微生物藥物研究的支持逐漸下降,抗傳染病藥物研究進入了困難時期。上世紀90年代后,我國在已有億乙肝病毒攜帶者的基礎上,又出現了100萬以上人類免疫缺陷病毒(HIV)攜帶者。2002年末以來,重急性呼吸窘迫綜合征(SARS)的出現使我國的傳病控制告急,不得不重新思考微生物藥物的研究策略在新的時期里,微生物藥物研究再度升溫,原因

①新病原微生物不斷出現,如SARS、艾滋病(AIDS)瘋牛病等;②生物武器的使用,如炭疽等;③各種耐菌株在世界范圍的傳播;④許多傳染性疾病,如肺核、血吸蟲病等的死灰復燃。目前國內外側重研究的生物藥物,主要有抗新病原微生物,抗耐藥菌,抗病毒,抗腫瘤抗生素以及微生物來源的生理活性物質。微物藥物的研究主要

包括以下內容:①抗新病原微生藥物的尋找與開發;②細菌耐藥機制及其抗耐藥細藥物研究;③微生物藥物的生物合成基因研究;④組生物合成微生物藥物研究。其中組合生物合成微生藥物是近年發展較快的研究領域,將在創新藥物研中發揮重要作用。

二、組合生物合成生物技術,尤其是基因工程技術的不斷發展,為生物醫藥領域開辟了廣闊的前景;通過基因工程技術所得到的藥物也在臨床治療某些疑難疾病中發揮著越來越重要的作用。

廣義,基因工程產品分為兩類

①單基因直接產物。通常是指單個基因編碼序列的翻譯產物(蛋白質),它們一般是生物大分子如干擾素和單克隆抗體,目前生物醫藥領域中開發的多數產品均屬于此類,其中包含有效地用于臨床治療的如重組人胰島素、干擾素和促紅細胞生成素。我國在此領域獨創的藥物不多,而且這類藥物的一個突出缺點是它們比較容易被仿制,只要有了相應的細胞系即可利用基本設備進行生產。

②多基因間接產物。是指由多基因編碼的多酶體系介導而合成的小分子化合物和多肽,包括自然界由微生物和植物產生的天然產物,如抗生素、生理活性物質或萜類化合物等結構比較復雜的化合物。它們品種繁多,性能各異,僅就目前研究得比較深入的聚酮體和萜類化合物,就包括具有抗腫瘤作用的阿霉素、紫杉醇,具有免疫抑制作用的FK506、西莫羅司,具有降血酯作用的洛伐他汀、銀杏內酯,具有抗結核桿菌作用的利福霉素,抗瘧藥物青蒿素等。

組合生物合成(combinatorial biosynthesis)是在微生物次級代謝產物合成基因和酶學研究基礎上形成的。組合生物合成的概念是結構不同但生物合成途徑相似的抗生素生物合成基因之間可以進行重組、組合或互補產生新結構的化合物。盡管微生物藥物的結構多樣,但形成這些產物的主要生化反應機制卻基本相同,它們通常是由非常簡單的化學物質,如小分子羧酸和某些氨基酸作為合成起始單位和延伸單位,通過由一系列基因編碼的多酶體系參與的生物化學反應(構成一個合成途徑)而形成的,參與這些天然產物生物合成的多酶體系是由多個結構明顯分開的功能區域所組成。研究表明,參與這類小分子生物合成的基因通常是連鎖或鄰接而構成一個基因簇(cluster),這為基因的克隆和操作提供了方便,同時由于參與

次級代謝生物合成酶系對底物的特異性,專一性要求不是很嚴格的,對結構相類似的底物均可識別,這一特點為不同基因組合產生新的化合物創造了條件。因此,有針對性地對某些基因進行操作,如替換、阻斷、重組以及添加、減少組件等,均有可能改變其生物合成途徑而產生新的代謝旁路(metabolic pathway),繼而形成新的化合物,這就為組合生物合成提供了基礎,國際上已有通過這些手段得到多個化合物的報道。

三、研究的科學意義

開展微生物基因工程組合生物合成創制新型藥物研究,具有如下意義。

1、利用組合生物合成體系,完成化學方法不能完或難以完成的活性化合物的合成,如抗癌藥物紫杉(taxol)等;這類活性化合物在自然界中含量少、需要大、醫學價值高,而且通常化學合成困難(成本高,難大,環境污染嚴重),為了確保紅豆杉資源的可持續用,除正在開展的苗圃栽培,并以苗圃作為紫杉醇提的原料之外,通過生物合成來使它們具最終的商業值是一個極具潛力的手段。例如,與抗癌藥物紫杉醇用相似的埃波霉素(epothilone)已在鏈霉菌中通過合生物合成方法獲得表達,現已進入開發研究階段。、對一些現有的結構復雜的天然產物如青蒿素銀杏內酯等有效組分進行定向合成,對臨床用抗生品種進行有針對性的修飾和改造,如對紅霉素進行造產生酮內酯型的大環內酯類抗生素,獲得對臨床藥菌具有活性的抗生素衍生物;或者通過對現有天產物或抗生素的結構改造,獲得具有全新活性的或化性能有明顯改善的天然產物或新抗生素。、組合生物合成產生新化合物的潛力很大,化合數是以可操作基因的指數方式形成,如設R為可利的基因數,n是每個基因的不同等位形式(即不同天產物來源的數目),從理論上講經過基因組合可得Rn種排列組合,即得到Rn個化合物。通過組合生合成,獲得一大批新化合物,作為高通量藥物篩選樣庫的來源之一。、由于多基因組合操作的平臺是以易于大規模產的微生物體系為基礎,使創制新型藥物的研究便產業化。、組合生物合成的研究,必將推動我國在基因水對天然資源的利用,更好地利用植物代謝產物,挖掘前實驗室條件下無法進行培養的生物體,包括海洋的生物體。隨著研究和應用的發展,植物和海洋生物級代謝產物的組合生物學研究,也將蓬勃

發展起來。

四、國內外研究現狀

1985年,Hopwood教授[4]在世界首次報道用遺工程的手段合成“非天然”的天然產物isochromanequinone,該工作為后來的組合生物合成奠定了礎。在以后的十幾年里,這一領域成為天然產物代工程研究中最活躍的領域,許多微生物次級代謝研的專家都加入這一領域的工作,因為組合生物合成潛力制造出很多先導化合物。目前的發展趨勢由最初的基礎研究逐步演變為基礎與應用兼顧,有的地向產業化邁進。該領域的研究也同樣得到工界的重視,美國加州高新技術產業公司研制的埃波素(epothilone D)已進入III期臨床評價階段。埃霉素原來由纖維堆囊黏細菌產生,其產量低,繁殖時間長,產品無法進行產業化生產。該公司利用基因組合技術使纖維堆囊黏細菌的埃波霉素生物合成基因在鏈霉菌中得到表達,并通過酰基轉移酶域替換及羥基化酶基因的阻斷,獲得了主要產生埃波霉素中抗腫瘤活性最好組分的epothilone D的基因工程菌。我國自上世紀80年代初開展以多基因組合工程技術研制新藥的研究,在聚酮類抗生素如大環內酯類抗生素、利福霉素、安莎霉素及抗生素產生菌分子生物學研究方面,取得一定進展。國家重大專項支持的基因工程必特螺旋霉素己進入臨床研究,基因工程必特螺旋霉素的研制為組合生物合成技術應用于小分子化合物的創制中提供了良好的工作基礎和經驗。我國微生物代謝產品研究歷史悠久,已形成多學科協調合作的體系,近年來在國家的支持下該體系已得到一定的發展,加強了微生物及代謝產物資源的開發。我們已逐步建立難培養極端微生物和未培養微生物資源及海洋微生物的挖掘工作,建立并完善從土壤或其他來源直接分離DNA技術。我國有很強的有機化學合成能力,可以合成進行組合合成的起始單元,開展前體介導的組合生物合成(precursor-directed biosynthesis)研究。我們已建立并不斷完善多種生物活性篩選模型,有天然產物化學分離鑒定及藥理、藥效、毒理評估的配套學科。

目前基因工程技術的發展水平,在單基因操作方面已經比較成熟;在多基因操作層次上雖然技術難度相對比較大,但近年來在此研究領域已有了迅猛的發展,已積累了較好的研究基礎,許多次級代謝產物生物合成基因簇已得到克隆,基因結構與功能已得到闡明,并且發展了一系列大容量載體和合適的宿主表達系統。組合生物合成已形成國際藥物領域研究的熱點和一個重要發展方向。

五、研究方向與前景

我國天然微生物及植物資源豐富,以微生物作為平臺的藥物生產歷史悠久、種類繁多,利用這一寶庫開展組合生物合成研究,建立新型化合物庫,作為新型藥物或先導化合物的重要來源之一,有重要的理論與實際意義。組合生物合成為當今世界研究熱點,我國也有一定工作基礎,開展這方面的研究將有利于加深對次級代謝生物合成機理的研究與應用、促進生物技術新藥研制中的作用,對發展我國新藥有重要意義,并推動新藥研究中高通量篩選技術與方法的建立與善,篩選出有價值的新藥。

我們要重點加強難培養微生物及海洋生物資源挖掘工作,建立并完善從土壤或其他來源直接分DNA技術,以豐富組合生物合成基因資源;加強微物天然化學研究,建立微量、快速、高效鑒定天然產化學結構的技術和方法;充分利用我們已經建立的種生物活性篩選模型,通過廣泛地聯合與協作,擴展合生物合成技術在創新藥物中的應用,建立我國基工程微生物組合生物合成創制新型藥物或先導化合研究的技術平臺。該研究將有助于開拓和促進我國新技術在新藥研究與開發中的應用,對創制具有我自主知識產權的新藥將會有積極推動作用。

對本課程的意見：

1、可能是因為選課人太少的問題，上課的時候沒有很好的聽課氣氛，不過主要

還可能是自己的原因，自己不能集中精神聽講。

2、以后只要選課的人比較多了，應該會好一些，上課的人少了，總是覺得就像

這門課不重要，老師講的很清晰，主要是我們上課時常開小差。自從上了大學，就沒太有人管了，有時聽起課來就愛聽不聽，這倒是對每門課都差不多的。

3、課堂上可以稍微提問一下，因為提問往往可以引起同學們的注意，這樣走神的情況可能會少一些。

4、課堂中還可以穿插一些與課程有關的歷史、說一下那些地方比較適合做研究、考研究生去哪里比較好啊什么的，這樣既可以對現在的科研大環境有所了解，課堂內容也不至于太單調。

最后謝謝老師兢兢業業地為我們把課上完，盡管上課人數少，你還是把課完整地給我們講完，謝謝老師為我們的付出。

第三篇：生物制藥技術

酶

分離純化酶的一般程序

1粗酶液的制備：材料的選擇，發酵液處理，細胞破碎及酶的抽提 2酶的初步分離：鹽析，等電點沉淀，有機溶劑沉淀，離心分離 3酶的高度純化（酶的精制）：層析法（凝膠過濾、離子交換層析、吸附層析及親和層析），電泳（等電聚焦電泳）

4濃縮干燥及結晶：透析，旋轉蒸發，超濾，冷凍干燥

酶的主要純化技術－層析技術

利用混合液中各組分的物理化學性質的不同，(分子的大小和形狀、分子極性、吸附力、分子親和力、分配系數)，使各組分以不同的比例分布在兩相中，當流動相以一定的速度流經固定相時，各組分的移動速度不同，從而使不同的組分分離的技術過程。稱為層析技術（chromatography）

離子交換層析（ion exchange chromatography）

在一定的pH條件下，帶電荷的蛋白質與高分子不溶性固定相偶聯的離子交換基團相吸附，流動相中解離的離子與被吸附的酶發生可逆的交換，而對不同吸附能力的蛋白質進行分離 離子交換劑的選擇：陰離子交換劑用于處理凈電荷為負的蛋白質，陽離子交換劑用于處理凈電荷為正的蛋白質

樣品在低離子濃度條件下上柱，逐漸增加洗脫液的離子濃度，使蛋白依次被洗脫下來 洗脫方式可以是步進式洗脫或線性梯度洗脫 洗脫液一般用 NaCl

凝膠過濾法（gel filtration）亦稱分子篩層析、排阻層析，是利用生物大分子的相對分子質量的差異進行層析分離的一種方法

凝膠層析的固定相是惰性的珠狀凝膠顆粒，凝膠顆粒的內部具有立體網狀結構，形成很多孔穴。當含有不同分子大小的組分的樣品進入凝膠層析柱后，各個組分就向固定相的孔穴內擴散，組分的擴散程度取決于孔穴的大小和組分分子大小。比孔穴孔徑大的分子不能擴散到孔穴內部，完全被排阻在孔外，只能在凝膠顆粒外的空間隨流動相向下流動，它們經歷的流程短，流動速度快，所以首先流出；而較小的分子則可以完全滲透進入凝膠顆粒內部，經歷的流程長，流動速度慢，所以最后流出；

分離提純 脫鹽 測定高分子物質的相對分子量

疏水層析（hydrophobic chromatography）

原理：蛋白質分子中含有亮氨酸、纈氨酸和苯丙氨酸等疏水性較強的氨基酸，當蛋白質溶液經過疏水層析介質的疏水配基時，蛋白的疏水性集團（疏水補丁）會與疏水配基發生親和作用而被吸附在介質上。不同蛋白質分子中疏水基團的數量和特性有所不同。在洗脫時通過改變洗脫液的極性達到分離的目的

親和層析（affinity chromatography）

也稱功能層析、生物專一吸附或選擇層析。根據生物分子與特定的固相化配基（ligand）之間的親和力而使生物分子得到分離的方法 酶與激活劑/抑制劑/底物/輔酶；抗原與抗體；激素/配體與受體；蛋白質與DNA/RNA上特定區域

特定的配基（激活劑/抑制劑/底物/輔酶）固定于惰性載體 目的酶與配基特異性親和吸附，雜質被洗脫 改變洗脫條件，解除目的酶與配基的專一性結合

固定化酶（細胞）的定義

優點：

1.穩定性顯著提高；

2.同一批固定化酶能重復多次地使用； 3.固定化后，很容易與反應物分開（過濾），不污 染產物，而且有利于控制生產過程，同時也省去了 熱處理等使酶失活的步驟；

4.可長期使用，并可預測衰變的速度； 5.提供了研究酶動力學的良好模型。缺點：

①固定化時，酶活力往往有損失。②增加了生產的成本，初始投資大。

③只能用于可溶性底物，而且較適用于小分子底物，對大分子底物不適宜。④非均相反應。

①注意維持酶的催化活性及專一性。在酶的固定化過程中，酶與載體的結合部位不應當是酶的活性部位，而且要盡量避免那些可能導致酶蛋白高級結構破壞的條件。②固定化應該有利于生產自動化、連續化。為此，用于固定化的載體必須有一定的機械強度，不能因機械攪拌而破碎或脫落。

③固定化酶應有最小的空間位阻，盡可能不妨礙酶與底物的接近，以提高產品的產量。④酶與載體必須結合牢固，從而使固定化酶能回收貯藏，利于反復使用。

⑤固定化酶應有最大的穩定性，所選載體不與廢物、產物或溶劑發生化學反應。⑥固定化酶成本要低，以利于工業使用。

載體結合法

1物理吸附法2離子結合法3共價結合法 是將酶結合于不溶性載體上的一種固定化方法。1）物理吸附法 作用方式：非特異性物理吸附作用：范德華力；氫鍵；疏水作用；靜電作用 優點：制作簡單，酶分子的構象很少或基本不發生變化，固定化酶活力較高 缺點：酶與載體結合力弱，酶易從載體脫落 載體：纖維素、瓊脂糖、活性炭、沸石及硅膠等 2)離子結合法

作用方式：離子鍵結合

優點：制作簡單，處理條件緩和，酶蛋白的活性中心和高級結構破壞較少，可以制得活力較高的固定化酶。

缺點：離子鍵結合較松散，如在高離子強度下進行反應時，酶與載體易分開。載體：多糖類離子交換劑，合成高分子離子交換樹脂 3)共價鍵結合法

作用方式：共價鍵結合

優點：酶分子和載體間的共價鍵較牢固，有良好的穩定性及重復使用性 缺點：制備過程復雜，反應條件比較劇烈，酶活性損失比較嚴重。

制作方法：先將載體活化，在載體上引入一個活化基團，然后該活化基團再與酶分子表面的基團（羧基/氨基/羥基）反應結合。有戊二醛法、重氮化法、烷基化法等。

交聯法

利用雙功能（或多功能）基團的試劑，使酶蛋白分子之間發生交聯，凝集成網狀結構而成為固定化酶

常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐和雙偶氮苯等。其中最常用的是戊二醛

包埋法

1網格型2微囊型

將酶包埋在凝膠的微小空格內或埋于半透膜的微型膠束內，但底物仍能滲入到里面與酶接觸。

載體：凝膠，高分子聚合物（半透膜）

優點：利用此法制得的固定化酶，由于酶分子僅僅是被包埋起來，而未受到化學作用。酶蛋白幾乎不起變化。

缺點：酶被包埋在內部，對大分子底物很難發生催化作用。所以用包埋法制備的酶，一般只適用與小分子底物。

包埋法分為：網格包埋法和微囊包埋法。

酶傳感器（enzyme sensor）1生物傳感器的概念

由生物識別物質（如酶、微生物、動植物組織、抗體等）和能量轉換器相結合所構成的分析儀器，可以簡便快速的測定各種特異性很強的物質 要求識別物質對被測物具有高度的敏感性和選擇性

根據識別物質可分為：酶傳感器、組織傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器

2、生物傳感器的一般結構與工作原理 結構:有兩個部分組成

生物分子識別元件（感受器）：酶、核酸、抗體、細胞等 信號轉換器（換能器）：電化學電極、光學檢測元件、熱敏電阻、表面等離子共振器件等 原理：待測物質經擴散作用進入生物傳感器,通過分子識別發生特異的生物化學反應,產生的生化信號經換能器轉換為可定量和可處理的電信號,進而可檢測出該物質的濃度.根據反應產生的信號不同，可選擇相應的換能器.抗體

多克隆抗體：由于一個抗原通常都有幾個抗原決定簇，因此每個免疫細胞都可能產生一種針對某一抗原決定簇（antigenic determinant）的抗體，這些由同一抗原產生的不同抗體統稱為多克隆抗體。這些由不同B細胞克隆產生的抗體，稱為多克隆抗體（polyclonal antibodies，PcAb）。

單克隆抗體：單一類型的只針對某一抗原決定簇的抗體分子，是由單一的B淋巴細胞克隆產生的結構和特異性完全相同的高純度抗體。

抗原的制備

1.用基因工程技術制備重組蛋白抗原

2.提取純化天然抗原

3.合成多肽半抗原

4.小分子半抗原

5.多肽半抗原及小分子半抗原與載體偶聯

免疫

動物選擇：Balb/c小鼠，品系一致

途徑

體內，體外，脾內免疫

篩選陽性克隆及克隆化

克隆：由單個細胞繁殖擴增而形成性狀均一的細胞集落的過程。

目的：篩選陽性克隆；確保雜交瘤細胞所分泌的抗體具有單克隆性以及從細胞群中篩選

出具有穩定表現型。

篩選陽性克隆鑒定

單克隆抗體活性檢測方法：

1）酶聯免疫吸附實驗（ELISA）：可溶性抗原、細胞核病毒。2）放免測定（RIA）：可溶性抗原、細胞抗體。3）FAC（熒光激活細胞分選儀，流式培養儀）：針對細胞表面

抗原的抗體檢測。

4）IFA（間接免疫熒光法）：用于細胞和病毒抗體的檢測。

雜交瘤細胞的克隆化

（1）有限稀釋技術 柏松分布（2）半固體瓊脂培養法

0.5%瓊脂培養基中進行克隆

1ml含不同數量的細胞懸液

1ml42度0.5%的瓊脂液

單克隆抗體的大量制備

基因工程抗體（genetically engineered antibodies,gAb）

是通過基因工程技術研制的，即通過PCR技術獲得抗體基因或抗體基因片段，與適當載體重組后引入不同表達系統所產生的抗體。基因工程抗體既保持了單抗的均一性、特異性強的優點，又能克服其為鼠源性的不足，是拓展單抗廣泛人體使用的重要途徑。

（一）嵌合抗體（chimeric antibody）

特點：是用人抗體的C區替代鼠的C區。效果：使鼠源性單抗的免疫原性明顯減弱，并可延長其在體內的半衰期及改善藥物的動力學。嵌合抗體的優點：

保持了親本鼠單抗的特異性和親和力；

減少人源性的恒定區的HAMA現象；

能有效地介導產生補體依賴的細胞毒作用(CDC)、抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（ADCC）及免疫調理作用。缺點：

目前已有數十種嵌合抗體進入了臨床試用，雖然HAMA現象較鼠單抗大為下降，但有相當比例的患者仍會出現HAMA癥狀，針對可變區的抗獨特型抗體反應仍很明顯。

（二）改型抗體（reshaped antibody，RAb）亦叫“重構抗體”，“CDR移植抗體（CDR grafting antibody）”。它是利用基因工程技術，將人抗體可變區（V）中互補性決定區（complementarity determinative region，CDR）的氨基酸序列改換成鼠源單抗CDR 序列。

特點：此種抗體可以使人單抗獲得鼠單抗的特異性又保持人源抗體的親和力。

動物

動物細胞分類

1、貼壁依賴性細胞 概念：anchoraged-dependent cell需要有適量帶電荷的固體或半固體支持表面才能生長的細胞 大多數動物細胞都屬于此類。

2、非貼壁依賴性細胞

概念：anchoraged-independent cell不依賴于固體支持物表面生長的細胞，可在培養液中懸浮生長，被稱為懸浮細胞。舉例：血液、淋巴細胞、腫瘤細胞和某些轉化細胞，Namalwa細胞。

3、兼性貼壁細胞

概念：對支持物的依賴性不嚴格，既可貼壁生長，也可懸浮生長。舉例：CHO細胞、BHK細胞、L929細胞。理想的藥物生產細胞系

轉基因技術的基本原理

將體外構建的重組DNA分子(目的基因或基因組片段)通過顯微注射、或轉染胚胎干細胞等方法注入動物的受精卵或著床前的胚胎細胞,然后將此受精卵或胚胎再植入受體動物的輸卵管或子宮中，使其發育成攜帶外源基因的轉基因動物。

同源重組

雙鏈DNA的兩個區段的DNA序列基本一致，但不一定完全相同，叫做同源區。同源的雙鏈DNA可以通過相互交換進行重組。

外源DNA如有同源區，也可通過類似的同源重組過程整合到生物的染色體基因組上。

胚胎干細胞（Embryonic Stem Cell，ES）是從早期胚胎的內細胞團經體外培養建立起來的多潛能細胞系，具有胚胎細胞相似的形態特征和分化特征。

新型

反義技術：根據堿基互補原理，使用與目標靶的遺傳物質（DNA或mRNA）特定互補的核苷酸片段來封閉基因表達的技術方法。

反義藥物：人工合成或生物合成的DNA或RNA，能與RNA互補，抑制疾病基因的表達。反義核酸（antisense nucleic acid）是一段與靶基因的某段序列互補的天然存在或人工合成的核苷酸序列。它可通過堿基配對與細胞內核酸特異結合形成雜交分子，從而在轉錄和翻譯水平調節靶基因的表達，具有合成方便、序列設計簡單、容易修飾、選擇性高、親和力高等特點。

核酶(ribozyme)具有酶活性的RNA，可降解特異的mRNA序列。

RNA干擾（RNA interference，RNAi）

由雙鏈RNA介導的細胞內特異性mRNA降解過程，導致靶基因的表達沉默。

基因導入方式

直接體內療法（in vivo）

是指將目的基因直接導入體內有關的組織器官，使其進入相應的細胞并進行表達。間接體內療法（ex vivo）

是指在體外將目的基因導入靶細胞，經過篩選和增殖后將細胞回輸給患者，使該基因在體內有效地表達相應產物，以達到治療的目的。

腫瘤的基因治療

（一）通過抑癌基因抑制腫瘤細胞生長和誘導細胞凋亡。

（二）通過病毒感染殺傷腫瘤細胞

（三）通過誘導免疫系統識別并殺傷腫瘤細胞

（四）腫瘤的自殺基因治療

（五）腫瘤抗原靶向的腫瘤基因治療

（六）細胞因子基因治療

第四篇：生物制藥技術

一名詞解釋

基因治療：將外來的基因導入細胞，用正常的基因置換病源基因或補充缺失的基因，從而達到治療的效果。

抗體：是指漿細胞分泌的能和相應抗原特異性結合的具有免疫功能的球蛋白。酶的半衰期：是指酶的活力降低到原來一半時所經過的時間。微生物的轉化：利用微生物細胞中的一種酶或多種酶將一種化合物轉變成結構相關的另一種產物的生化技術。

生物制藥：是指利用生物體或生物過程生產藥物的技術。二.填空

1.藥用酶的生產方法：

1、提取法2、生物合成法3、化學合成法 2.1、酶的專一性：絕對專一性

相對專一性 3.三：簡答

1利用構建基因文庫法制取目的基因的步驟？

答：制備基因組DNA → 用限制酶切割基因組DNA得許多片段 → 用同一酶消化載體 → 組成各種類型的重組DNA分子 → 將重組DNA分子轉化受體細胞 →篩選含有插入片段的重組體 → 在一個合適的表達系統中，所有的重組體分別表達

→ 通過基因產物分析，得陽性重組體。

2.生物藥物的特點？

答：

1、生物藥物在醫療上具有藥理活性高、針對性強、毒性低、副作用小、療效可行及營養價值高等特點。、生物藥物多數是生物活性分子，分子大，組成、結構復雜，而且具有嚴格的空間構象，以維持其特定生理功能。因此，生物藥物具有化學性質與生物學性質都很不穩定，對環境因素敏感的特點。

3.胰島素基因工程生產有哪兩種形式？

答：1.通過基因工程方法把編碼胰島素的基因送到大腸桿菌細胞中去，造出能生產胰島素的工程菌。2.利用基因工程酵母細胞生產的人胰島素，采用了諾和諾德的酶技術將重疊的單鏈蛋白質產品，轉換成天然的雙鏈人胰島素。4.藍白斑的篩選原理？

許多載體帶有一個來自大腸桿菌的Lac操縱子DNA區段，其中含有β-半乳糖核苷酶基因（LacZ）的編碼信息。這一區段編碼β-半乳糖苷酶N端的一個片段，而宿主細胞可編碼β-半乳糖核苷酶C端部分片段，兩者之間可以實現基因內互補（稱為α互補），從而融為一體，形成具有酶學活力的蛋白質。由α互補而產生的 Lac+ 細菌在有誘導物IPTG和生色底物X-gal存在下形成藍色菌落。然而，當外源DNA片段插入到質粒的多克隆位點后，使LacZ的N端片段失活，破壞了α互補作用。因此，帶有重組質粒的細菌將產生白色菌落。5.發酵工程制藥的概念及內容？

發酵工程藥物是指利用微生物代謝過程生產藥物的技術。1.生產菌種的選育：優良菌種應該高產 性能穩定 容易培養。

2.發酵階段：包括孢子制備 種子制備 發酵培養 是生物加工工程過程。

3.分離純化階段：包括發酵液處理與過濾，分離提取，精制，產品檢驗，包裝，出廠檢驗，是化學分離過程。四.問答

1基因工程菌的制取及步驟？

1、通過搖瓶操作了解工程菌生長的基礎條件，分析表達產物的合成、積累對受體細胞的影響；

2、通過培養罐操作確定培養參數和控制的方案以及順序。

第五篇：生物制藥技術介紹

生物制藥技術作為一種高新技術，是70年代初伴隨著DNA重組技術和淋巴細胞雜交瘤技術的發明和應用而誕生的。三十多年來，生物制藥技術的飛速發展為醫療業、制藥業的發展開辟了廣闊的前景，極大地改善了人們的生活。因此，世界各國都把生物制藥確定為21世紀科技發展的關鍵技術和新興產業。國家發改委新增 4.42 億元支持生物制藥產業，生物制藥專業前景看好。生物科技的重大突破正在迅速孕育和催生新的產業革命，生物產業將成為繼信息產業之后世界經濟中又一個新的主導產業。近年來，從國家到地方各級政府不斷加大力度支持生物醫藥產業的發展。

培養目標

旨在培養熟練掌握生物工程實用技術、精通現代生物技術實驗室和生物制品生產車間的管理、擅長生物制品推銷的實用型人才。學生畢業時能熟練掌握有機化學、分析化學、生物化學的基本技能、普通生物學技術、分子生物學技術、動植物組織和細胞培養技術、微生物發酵技術、生物制藥技術、實驗室安全與管理等生物實驗技術；畢業生能夠在企、事業科研機構、大專院校、生物技術公司從事生物技術產品研究、開發、生產管理、營銷等工作。課程設置

①專業課：大學英語、無機及分析化學、有機化學、生物化學、普通生物學、微生物學、分子生物學、藥劑學、微生物發酵技術、藥理學、基因工程技術、免疫學、藥事管理、植物組織培養技術、生物制藥技術細胞工程。②實驗課：無機化學實驗、普通生物學實驗、分子生物學實驗、有機化學實驗、微生物學實驗、基礎分析化學實驗、生物化學實驗。③實習：針對人才市場的需求設置實習實訓內容，主要有生物制品的營銷實戰、實驗室基礎技能實習、科研院所實戰實習、畢業實習。

就業面向

能在有關制藥企業、科研單位、高等院校及醫藥公司等部門從事生物藥物的研究與開發、生產、經營和管理、藥物檢驗、醫藥工程設計以及外貿、醫藥代表、營銷等工作。