生物制藥工程--課件

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,制藥工程原理與設備,*,*,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,微生物發(fā)酵制藥的原理與設備,2,生物藥物概述,1,第,3,章,生物制藥工程,酶工程制藥的原理及設備,4,動植物細胞制藥的原理與設備,3,生物制藥技術的新進展與展望,5,微生物發(fā)酵制藥的原理與設備2生物藥物概述1第3章 生物制藥工,1,3.1,生物藥物概述,1,2,生物制藥的定義,生物制藥設備,12生物制藥的定義生物制藥設備,2,所謂生物制藥是指運用微生物學、生物學、醫(yī)學、生物化學等的研究成果，從生物體、生物組織、細胞、體液等，綜合利用微生物學、化學、生物技術、免疫學、藥學等學科的原理和方法加工、制造出的一類用于預防、治療和診斷的生物藥品生物藥物的原料以天然的生物材料為主，包括微生物、人體、動物、植物、海洋生物等所以說，生物藥物（或稱生物技術藥物）是集生物學、醫(yī)藥學的先進技術為一體，以化學、藥學基因等高技術為依托，以分子遺傳學、分子生物學等基礎學科的突破為后盾所形成的產(chǎn)業(yè)在此章中我們主要介紹微生物發(fā)酵制藥、動植物細胞制藥和酶工程制藥。

3.1.1,生物制藥的定義,所謂生物制藥是指運用微生物學、生物學、醫(yī)學、生物化學,3,按工程的定義，它是將自然科學的原理應用于生產(chǎn)的某一具體方面并研究該生產(chǎn)領域中有共性技術規(guī)律的科學生物制藥設備是為生物反應過程服務，生物反應過程常把生物反應器作為過程的中心，而分別把反應前與反應后的工序稱為上游和下游加工本書將分別圍繞反應器上游和下游來闡明生物制藥設備的內容在上游加工中最重要的是提供制備高產(chǎn)優(yōu)質和足夠的生物催化劑（由常規(guī)選育或經(jīng)現(xiàn)代生物技術方法獲得的菌株、細胞系或從中提取的酶，必要時可進行固定化）3.1.2,生物制藥設備,按工程的定義，它是將自然科學的原理應用于生產(chǎn)的某一具,4,3.2,微生物發(fā)酵制藥的原理與設備,1,2,微生物發(fā)酵制藥概述,微生物發(fā)酵制藥的原理,3,4,微生物發(fā)酵制藥的相關設備,微生物發(fā)酵制藥的應用實例,12微生物發(fā)酵制藥概述微生物發(fā)酵制藥的原理34微生物發(fā)酵制藥,5,微生物發(fā)酵制藥技術即微生物藥物的研究與生產(chǎn)技術，包括微生物新藥的研究與微生物藥物的生產(chǎn)技術研究等兩個主要方面，涉及微生物藥物產(chǎn)生菌的分離、有效菌株的篩選、產(chǎn)生菌的保藏、發(fā)酵工程、分離純化工程、化合物結構鑒定、藥理與藥效研究和產(chǎn)業(yè)化放大技術等眾多技術。

微生物新藥開發(fā)階段流程示意見圖,3-1,3.2.1,微生物發(fā)酵制藥概述,微生物發(fā)酵制藥技術即微生物藥物的研究與生產(chǎn)技術，包括,6,3.2.1,微生物發(fā)酵制藥概述,3.2.1 微生物發(fā)酵制藥概述,7,3.2.2.1,制藥工業(yè)中的微生物和純培養(yǎng)技術,（）發(fā)酵制藥工業(yè)中的重要菌種,（）純培養(yǎng)技術是微生物發(fā)酵制藥的重要技術之一,（）染菌的原因和防止,3.2.2,微生物發(fā)酵制藥的原理,3.2.2.1 制藥工業(yè)中的微生物和純培養(yǎng)技術3.2.2 微,8,3.2.2.2,微生物代謝調節(jié)的控制手段,（）基因水平的調控,自然選育法,誘變育種,基因重組法等,（）酶分子水平的調控,（）營養(yǎng)供需的調控,（）培養(yǎng)條件的調控,3.2.2,微生物發(fā)酵制藥的原理,3.2.2.2 微生物代謝調節(jié)的控制手段3.2.2 微生物發(fā),9,（）自吸式發(fā)酵罐,（）氣升環(huán)流式發(fā)酵罐（如圖,3-3,）,（）高位篩板式發(fā)酵罐（如圖,3-4,）,3.2.3,微生物發(fā)酵制藥的相關設備,（）自吸式發(fā)酵罐3.2.3 微生物發(fā)酵制藥的相關設備,10,3.2.3,微生物發(fā)酵制藥的相關設備,3.2.3 微生物發(fā)酵制藥的相關設備,11,3.2.4,微生物發(fā)酵制藥的應用實例,微生物具有代謝速度快，菌體繁殖迅速及代謝類型多，而且對外界環(huán)境易于適應等特點。

利用傳統(tǒng)微生物技術及現(xiàn)代微生物工程所生產(chǎn)的產(chǎn)品很多，可以認為絕大多數(shù)有機化合物皆可由微生物技術生產(chǎn)因此，微生物工程產(chǎn)品種類極多，根據(jù)產(chǎn)物的性質可分為微生物菌體、初級代謝物、次級代謝物及生物大分子等微生物菌體,（）初級代謝產(chǎn)物,（）次級代謝產(chǎn)物,（）生物活性大分子,3.2.4 微生物發(fā)酵制藥的應用實例 微生物具有代謝速,12,3.3,動植物細胞制藥的原理與設備,1,2,動植物細胞制藥概述,動植物細胞制藥的原理,3,4,動植物細胞制藥的相關設備,動植物細胞制藥的應用實例,3.3 動植物細胞制藥的原理與設備12動植物細胞制藥概述動植,13,細胞培養(yǎng)是細胞工程之一，它是在人為的模擬條件下，使離體動植物細胞生長繁殖，然后提取其代謝產(chǎn)物以供藥用目前植物細胞培養(yǎng)已在中草藥方面得到應用如人參細胞培養(yǎng)用動物細胞培養(yǎng)方法制備生化藥物較為復雜，目前用動物細胞培養(yǎng)法生產(chǎn)品種往往只限于一般方法不易制取或得量很少的品種3.3.1,動植物細胞制藥概述,細胞培養(yǎng)是細胞工程之一，它是在人為的模擬條件下，使離,14,（）動物細胞制藥的原理,活細胞是構成所有活的有機體的基本單位對其結構、功能、生命活動以及在機體內不同細胞間構成的細胞間隙、各種細胞與細胞周圍環(huán)境間的關系等方面的研究，可幫助人類揭開生、老、病、死的規(guī)律，探索優(yōu)生、抗衰老、防治疾病的手段或途徑，人為地誘導細胞遺傳性狀的改變，使其向更有利于人類和自然界的方向發(fā)展。

因此，對活細胞的研究仍是當前生命科學的重要問題之一植物細胞制藥的原理,3.3.2,動植物細胞制藥的原理,（）動物細胞制藥的原理3.3.2 動植物細胞制藥的原理,15,3.3.3.1,動物細胞制藥的相關設備,（）氣升式細胞培養(yǎng)生物反應器,（）中空纖維管生物反應器（如圖,3-5,）,（）通氣攪拌生物反應器（如圖,3-6,、,3-7,）,3.3.3,動植物細胞制藥的相關設備,3.3.3.1 動物細胞制藥的相關設備3.3.3 動植物細胞,16,3.3.3,動植物細胞制藥的相關設備,3.3.3 動植物細胞制藥的相關設備,17,3.3.3,動植物細胞制藥的相關設備,（）流化床生物反應器,（）細胞培養(yǎng)灌注系統(tǒng),3.3.3 動植物細胞制藥的相關設備（）流化床生物反應器,18,3.3.3.2,植物細胞制藥的相關設備,3.3.3,動植物細胞制藥的相關設備,3.3.3.2 植物細胞制藥的相關設備3.3.3 動植物細胞,19,3.3.4.1,動物細胞制藥的應用實例,（詳見教材,P56,）,3.3.4.2,植物細胞制藥的應用實例,（詳見教材,P61,）,3.3.4,動植物細胞制藥的應用實例,3.3.4.1 動物細胞制藥的應用實例（詳見教材P56）3.,20,3.4,酶工程制藥的原理及設備,1,2,酶工程制藥概述,酶工程制藥的原理,3,4,酶工程制藥的相關設備,酶工程制藥的應用實例,3.4 酶工程制藥的原理及設備12酶工程制藥概述酶工程制藥的,21,生物體內具有特殊催化功能的蛋白質稱之為酶，或謂之生物催化劑。

與化學催化劑相同，可催化相應化合物產(chǎn)生化學反應，但僅能改變化學反應速度而不改變化學平衡，且反應前后其數(shù)量和性質不變與化學催化劑相比，酶催化劑具有專一性強、反應條件溫和及催化效率高等特點酶工程制藥可初步定義為利用酶的催化性質、動力學性質、可固定化性質生產(chǎn)一種藥物或藥物中間體，它是酶學理論與制藥技術相結合而形成的一種新技術酶工程制藥的迅速發(fā)展主要因為從商業(yè)化和環(huán)境的角度觀察，目前制藥工業(yè)上使用的各種藥物化學合成過程都存在著內在缺點3.4.1,酶工程制藥概述,生物體內具有特殊催化功能的蛋白質稱之為酶，或謂之生物,22,酶是一種蛋白質，由氨基酸通過肽鍵連接而成酶存在于所有的活體細胞中，控制著細胞的代謝過程細胞通過酶把各種營養(yǎng)物質轉變成能量和新的細胞組成材料，維持細胞生命的重要機能此外，酶還參與從簡單化合物合成復雜生命高分子物質的過程某些能夠合成抗生素的酶最初就是在真菌中篩選得到的3.4.2,酶工程制藥的原理,酶是一種蛋白質，由氨基酸通過肽鍵連接而成酶存在于所,23,（）攪拌罐式反應器,（）填充床式反應器,（）流化床式反應器,（）鼓泡式反應器,3.4.3,酶工程制藥的相關設備,（）攪拌罐式反應器3.4.3 酶工程制藥的相關設備,24,3.4.3,酶工程制藥的相關設備,3.4.3 酶工程制藥的相關設備,25,（）膜式反應器,（）噴射式反應器,3.4.3,酶工程制藥的相關設備,（）膜式反應器3.4.3 酶工程制藥的相關設備,26,酶促反應專一性強，反應條件溫和。

酶工程的優(yōu)點是工藝簡單、設備投資少、節(jié)省勞務、效率高、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小，且產(chǎn)品收率高、質量好，還可制造出化學法無法生產(chǎn)的產(chǎn)品目前，酶工程工業(yè)及其技術深受世人關注，特別是固定化酶或細胞以及固定化酶反應器等新技術的開發(fā)與應用，使酶工程工業(yè)的技術跨入了現(xiàn)代高新技術領域因此，酶工程在醫(yī)藥、化工及食品工業(yè)中具有極其重要的發(fā)展前景和極大的應用價值實例詳見教材,P68-P72,）,3.4.4,酶工程制藥的應用實例,酶促反應專一性強，反應條件溫和酶工程的優(yōu)點是工藝簡,27,雖然目前我們國家的生物技術很多還停留在實驗室階段，理論與生產(chǎn)實踐連接不緊，生物制藥業(yè)距離國際水準還有相當大的差距，但面對,21,世紀世界生物制藥業(yè)發(fā)展的趨勢及經(jīng)濟全球化中世界藥品市場的激烈競爭，我國生物制藥工業(yè)正加快現(xiàn)代化建設步伐總之，生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的春天已經(jīng)到來3.5,生物制藥技術的新進展與展望,雖然目前我們國家的生物技術很多還停留在實驗室階段，理,28,Thank you,Thank you,29,。