现代生物制药技术（第二版）

前言 《现代生物制药技术》于2010年9月次出版，作为高职院校生物制药、生化制药、生物技术及应用、制药工程等工科专业的相关必修课程的教材，获得一致好评。本教材被评为“十二五”职业教育国家规划教材，表明本教材获得了行业的认可，体现了高职高专生物制药技术类及相关技术专业的职业教育特色，符合当前职业教育改革的方向。同时，本教材在使用中也发现了一些排版中的错误和问题，本次修订的目的，一方面是为了解决已经发现的错误和问题，另一方面是引入企业方面的技术专家，从行业技术规范和操作的角度，对本教材进行修订和审核。 高职教育是以培养生产、建设、管理与服务线的高素质技能型专门人才为根本任务。在修订过程中，我们依据专业培养目标的要求，从职业岗位所需能力入手，以国家职业标准为准则，通过对行业相关技术岗位工作任务的分析，确定学习领域所需的知识、能力和素质等要求，使教学内容与实际工作岗位相对应。同时考虑到各学校的实际状况，在每节之后都设置有“思考与练习”，在每章之后都设置了“技能要点”，以加强学生素质和技能的训练，提高学生分析问题、解决问题的能力，突出职业教育的针对性和实用性。 本教材修订过程中，得到了编者所在单位、化学工业出版社以及广州生物技术领域企事业单位的大力支持与热情帮助。广州和竺生物技术有限公司的李奎、广州宏洋生物科技有限公司的于修?a参与了本次教材的修订，在此表示衷心感谢。由于编者水平和经验有限，书中难免存在疏漏和不足，敬请广大读者与同仁批评指正。 编者 2014年11月 版前言 现代生物制药技术是高职院校生物制药、生化制药、生物技术及应用、制药工程等工科专业和医药类专业的必修课程，涉及现代生物技术在制药领域中的应用。目前，全国开设生物技术类的高职院校有数百所，绝大多数学校均开设有生物制药技术课程。然而，目前应用于高等职业教育的生物制药类教材多是沿用传统的生物制药体系，局限于生化制药、发酵制药和生物制品。随着生物技术的飞速发展，越来越多的生物技术被应用于制药领域，特别是在现代生物技术产业发展较快的地区(例如京津塘、长三角、珠三角等地区)，已经初步形成了包括生物药物在内的新型生物技术产品及相关生物技术服务的产业雏形，这就要求高职院校的课程与教材应与之相适应，迫切需要一本能全面反映当前行业的发展现状、简明实用的现代生物制药技术教材。 本书遵循理论知识“必需、够用，适度拓展”的原则，注意吸纳当前生物制药技术发展的内涵和外延，力图在现有的专业范畴内，较为完整地表达现代生物制药技术领域所需的专业知识与实践技能，充分体现“工学结合”、注重理论实践一体化的高等职业教育特色，要求学生在熟悉生物技术的发展与应用、掌握生物制药技术的发展趋势的基础上，掌握天然药物、生化药物、发酵药物的制备原理和典型药物的生产工艺，熟悉和了解基因药物、细胞与免疫药物、分子诊断试剂的生产方法与工艺流程，为将来从事生物制药及相关技术领域的岗位工作奠定良好的职业技能基础。 本书结合当前生物制药领域的产业化特征，采用模块化的设计方法，以生物药物的制备技术为主线，依据由易到难、循序渐进的次序，分为基本概念、生物提取制药和生化反应制药三个模块，分别讲授生化分离技术与血液制品制备、天然生物材料提取与天然药物制备、发酵工程技术与发酵药物制备、酶工程技术与生化反应制药、细胞工程技术与免疫技术药物制备、基因工程技术与基因药物制备等；内容包括生物药物的来源、生物药物原料生产的主要途径和一般性制备工艺，侧重于基本概念、工艺特征和实际操作技能，在讲解传统、成熟的生物制药技术流程的同时，适当介绍分子生物学、生化工程学等技术和工艺在现代药物制备中的应用进展，体现生物制药技术领域的新知识、新工艺、新方法和新技术；同时，兼顾大多数高职院校的实践教学条件，选取能反映典型药物制备技术、在实践教学中较为成熟的实验穿插于每个章节中，旨在培养学生的动手能力和实际操作技能，突出实践教学的可操作性。各学校可根据实际情况和教学计划灵活选用。 本书在章节体例设计上注意突出重点、分清层次，注重应用和技能拓展。在每章的开始明确“学习目标”，内容中穿插“知识链接”、“能力拓展”和“实例分析”，强调“课堂互动”；每节内容之后均设计了“技能要点”和“实践练习”，便于学生复结、强化训练。 本书由广东食品药品职业学院的王玉亭、李脉、郭成栓、杜敏，常州工程职业技术学院的韦平和，河北工业职业技术学院的冯利，河北化工医药职业技术学院的魏转等老师共同参与编写。全稿由中国科学院广州生物医药与健康研究院的周国春研究员主审。 本书在编写过程中得到了化学工

本书是供高职高专院校生物制药、生化制药、生物技术及应用、制药工程等专业 使用的生物制药课程教材。教材内容遵循理论知识“适度、够用”的原则，结合当前 生物制药领域的产业化特征，从生化药物、天然药物、发酵药物、细胞与免疫药物、 基因药物及分子诊断试剂等方面，讲授生物药物的来源、生物药物原料生产的主要途 径和一般性制备工艺，侧重于基本概念、工艺特征和实操技能，在讲解传统、成熟的 生物制药技术流程的同时，适当介绍分子生物学、生化工程学等*技术和工艺在现 代药物制备中的应用进展，体现生物制药的新知识、新工艺、新方法和新技术。本书 也可供从事相关专业教学与科研的实验技术人员参考。

王玉亭，广东食品药品职业学院，高级工程师，1987年毕业于厦门大学生物化学专业，曾工作于以下单位：中石化抚顺石化院，从事微生物发酵、环境生物治理技术开发；香港生命科技集团威海赛络金药业有限公司，从事天然药物提取技术开发与生产；广州达博生物制品有限公司及中山大学肿瘤防治中心，从事基因药物开发与管理；中科院广州生物医药与健康研究院，从事分子医学研发管理；广州伯凯生物制品有限公司，从事工业酶制剂开发与生产。 1992年取得工程师任职资格，1993年获得中国石油化工总公司科技进步一等奖（省部级），1999年取得高级工程师任职资格。先后发表核心刊物论文10余篇，迄今为止已主持发明专利13项，参与发明专利7项，其中已有9项获得授权，涉及生物治理环境技术开发、蛋白质分离提取、发酵技术、工业酶制剂、保健食品、天然杀虫剂等。担任生物制药技术专业带头人，先后承担了《生物化学》、《生物制药设备》、《基因工程原理》等课程的教学任务。

模块一基本概念 章生物制药技术概念1 节生物技术的发展与应用1 一、生物技术的概念1 二、生物技术的内容2 三、生物技术的发展3 四、生物技术的应用4 第二节生物制药技术的发展趋势5 一、什么是生物制药技术5 二、生物制药技术的发展历程7 三、生物制药技术的发展趋势8 第三节生物药物的来源与分类11 一、按原料来源分类11 二、按化学结构和特性分类12 三、按临床用途分类14 模块二生物提取制药 第二章生化分离技术与血液制品16 节生化分离技术16 一、生物体的结构组成17 二、细胞破碎19 三、沉淀分离21 四、萃取分离23 五、过滤与离心27 六、色谱(层析)分离31 七、干燥技术33 第二节血液制品36 一、血液制品的种类及应用36 二、血液制品的生产技术39 三、血液检测试剂43 实践一牛奶中酪蛋白和乳蛋白素粗品的制备44 实践二RNA的制备及纯度测定46 实践三卵磷脂的制备与鉴定47 第三章天然生物材料与天然药物49 节生物活性成分的提取分离49 一、天然生物材料的活性成分49 二、天然生物材料活性成分提取技术50 三、天然生物材料活性成分分离技术53 四、几类生物活性成分的分离技术60 第二节动植物材料中典型药物活性成分及开发的动植物药物65 一、动植物材料中典型药物活性成分65 二、由动植物生物活性成分开发的动植物药物70 第三节海洋药物成分70 一、海洋药物成分70 二、海洋药物类型74 实践四甘露醇的制备与鉴定77 模块三生化反应制药 第四章发酵工程技术与发酵药物80 节发酵工程制药技术80 一、发酵工程技术的概念80 二、发酵工程的发展81 三、发酵工程制药的工艺流程82 四、主要的发酵技术药物89 第二节抗生素的制备90 一、抗生素的概念90 二、抗生素的生产工艺92 三、青霉素的发酵生产95 第三节维生素类、核酸类的制备98 一、维生素类药物的发酵制备98 二、核酸类药物的发酵制备101 第四节氨基酸类、酶类的制备103 一、氨基酸类的发酵制备103 二、酶类药物的发酵制备106 实践五四环素类抗生素药物的发酵制备109 实践六青霉素的萃取与萃取率计算111 第五章酶工程技术与生化反应制药114 节酶工程与固定化细胞技术114 一、概述114 二、酶与细胞的固定化115 三、固定化方法与载体的选择依据119 四、固定化酶的形状与性质120 五、固定化细胞的特性122 第二节氨基酸、核苷酸的酶反应制备123 一、固定化酶法生产L氨基酸123 二、固定化酶法生产5′复合单核苷酸125 三、固定化细胞法生产6氨基青霉烷酸126 实践七海藻酸钠固定中性蛋白酶127 第六章细胞工程技术与免疫技术药物129 节免疫学基础与细胞工程技术129 一、什么是免疫129 二、什么是细胞工程技术135 第二节疫苗与免疫蛋白144 一、疫苗的制备144 二、免疫蛋白的制备149 第三节单克隆抗体、免疫诊断试剂153 一、单克隆抗体153 二、免疫诊断试剂158 实践八植物组织培养用培养基配制165 实践九植物细胞悬浮培养168 实践十人外周血淋巴细胞培养170 第七章基因工程技术与基因药物174 节基因工程技术与基因药物的发展174 一、什么是基因工程技术174 二、基因工程制药的基本技术175 三、基因工程药物178 四、基因工程制药的研究进展180 第二节典型基因药物的制备180 一、基因工程药物的生产流程180 二、基因工程制药的关键技术181 三、基因工程药物生产实例185 第三节分子诊断试剂190 一、分子诊断试剂的概念190 二、分子诊断试剂的技术基础191 三、分子诊断试剂实例199 实践十一质粒DNA的分离与纯化202 参考文献206

本书是供高职高专院校生物制药、生化制药、生物技术及应用、制药工程等专业 使用的生物制药课程教材。教材内容遵循理论知识“适度、够用”的原则，结合当前 生物制药领域的产业化特征，从生化药物、天然药物、发酵药物、细胞与免疫药物、 基因药物及分子诊断试剂等方面，讲授生物药物的来源、生物药物原料生产的主要途 径和一般性制备工艺，侧重于基本概念、工艺特征和实操技能，在讲解传统、成熟的 生物制药技术流程的同时，适当介绍分子生物学、生化工程学等*技术和工艺在现 代药物制备中的应用进展，体现生物制药的新知识、新工艺、新方法和新技术。本书 也可供从事相关专业教学与科研的实验技术人员参考。

王玉亭，广东食品药品职业学院，高级工程师，1987年毕业于厦门大学生物化学专业，曾工作于以下单位：中石化抚顺石化院，从事微生物发酵、环境生物治理技术开发；香港生命科技集团威海赛络金药业有限公司，从事天然药物提取技术开发与生产；广州达博生物制品有限公司及中山大学肿瘤防治中心，从事基因药物开发与管理；中科院广州生物医药与健康研究院，从事分子医学研发管理；广州伯凯生物制品有限公司，从事工业酶制剂开发与生产。 1992年取得工程师任职资格，1993年获得中国石油化工总公司科技进步一等奖（省部级），1999年取得高级工程师任职资格。先后发表核心刊物论文10余篇，迄今为止已主持发明专利13项，参与发明专利7项，其中已有9项获得授权，涉及生物治理环境技术开发、蛋白质分离提取、发酵技术、工业酶制剂、保健食品、天然杀虫剂等。担任生物制药技术专业带头人，先后承担了《生物化学》、《生物制药设备》、《基因工程原理》等课程的教学任务。