生物制药工艺教案

生物制药工艺教案内容摘要：

、单克隆抗体特点 参考资料 《制药工艺学》，陈平等主编，湖北科学技术出版社， 2020 《生物制药工艺学》第二版，吴梧桐主编 ， 中国医药科技出版社， 2020 《生物制药工艺学》，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社， 2020 《生物合成药物学》，褚志义主编 ， 化学工业出版社， 2020 教 学 进程 第一部分：组织教学和复习上次课主要内容 （时间： 5分钟） 情境导入 ： 通过图片展开介绍细胞工程制药技术的建立和发展及相关实验室设备与生物反应器类型。 设计意图： 让学生通过学习为有计划、大规模地培养生物组织和细胞以及获得生物及其产品奠定基础。 第二部分：学习新内容 （时间： 84钟） 第一节 概述 细胞工程 的 概念： 所涉及的主要技术有： 动植物组织和细胞培养技术 、 细胞融合技术 、 细胞器移植技术和细胞重组技术 、 体外受精技术 、 染色体工程技术 、 DNA 重组技术 第二节 细胞融合技术 一、细胞融合技术的建立和发展 17 教学 进程 （续） （一）细胞融合（ cell fusion)，又称体细胞杂交（ somatic hybridiazation），是指两个或更多个相同或不同细胞通过膜 融合形成单个细胞的过程。 （二）细胞融合研究进展  教师活动： 以时间为轴介绍细胞融合研究发展的过程 细胞融合的意义 二、动物细胞融合和体细胞杂交 （一）促进细胞融合的方法 仙台病毒法 聚乙二醇（ PEG）法 电融合法 （二）杂交瘤技术 概念：只针对某一抗原决定簇的抗体分子称为单克隆抗体。 单克隆抗体技术的核心是用骨髓瘤细胞 (myeloma cell)与经特定抗源免疫刺激的 B 淋巴细胞 (antigen stimulated B lymphoblast)融合得到杂交瘤细胞(hybridoma cell)，杂交瘤细胞既能象骨髓瘤细胞那样在体外无限增殖，又具有 B淋巴细胞产生特异性抗体的能力。 因此，单克隆抗体技术又称为杂交瘤技术(hybridoma technology ）。  教师活动 ： 详细讲解杂交瘤技术及单克隆抗体的概念，务必让学生理解，再进一步讲解单克隆抗体的制备过程，从而加深学生的理解程度。 三、植物原生质体融合和体细胞杂交 植物原生质培养和细胞融合可用产生远缘杂种；是目前植物细胞及基因工程的核心技术。 植物原生质体培养 通过一定方法除去细胞壁，而得到一个裸露的植物细胞，即为原生质体(Protoplast)。 游离的原生质体像正常的植物细胞那样具有全能性，在一定条件下培养可以重新再生出完整植株。 原生质体培养包括原生质体的分离、培养、植株再生等 过程。 (一 ) 原生质体的制备： 材料来源与预处理： （ 1）材料来源： （ 2）预处理： 2. 制备原生质体的酶类： 3．原生质体分离及纯化 4．原生质体活力测定 （二）原生质体培养： 18 1. 培养方法： （ 1）固体培养：平板培养法， 1. 2%琼脂。 （ 2）液体培养： 2. 培养条件： 密度： 平板培养 103~104 个 /ml,液体培养 104~105 个 /ml 温度： 多数为 2528 oC, 少数 16~37 oC 光照： 500 lx,18h 或 2800 lx 连续光照 多数要求 黑暗或弱光 3. 细胞壁再生及细胞分裂： 愈伤组织或胚状体形成 5. 植株再生 （三） 原生质体培养的目的： （四） 原生质体融合： 在外界因素作用下，两个或两个以上植物细胞合并成一个多核细胞的过程称为植物细胞融合，或植物体细胞杂交。 四、微生物原生质体融合 （一）标记菌种筛选和稳定性鉴定 （二）原生质体制备与再生 （三）原生质体融合  教师活动： 首先要学生了解细胞融合是指在立体条件下用人工的方法把两个或两个以上的体细胞合并在一起的技术，因此实用性很强，让学生学会对比学习动物细胞、植物与微生物原生质体融合的异同和应用。 课堂小结： 细胞融合技术包括动物细胞融合、植物原生质体融合以及微生物原生质体融合。 第三部分：布置作业、说清楚作业的要求 （时间： 1分钟） 有关名词解释 杂交瘤技术 单克隆抗体 细胞融合技术 原生质体融合 简述分离细胞的方法。 单细胞培养的基本方法有几种。 简述植物原生质培养及细胞融合的作用。 教学后记 19 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院 课 时 教 案 讲 授 人 方绪凤 课 时 2学时 序 号 课题 内容 第四章 细胞工程制药技术 第三节 第四节 教学时间 教学方法 课堂讲授 教学课型 理论 □√ 实验 □ 习题 □ 实践 □ 复习□ 其它 □ 教学手段 采用课堂讲授方式进行，以 PPT为主，板书为辅 教学目的 学会动物细胞培养技术 学会植物细胞培养技术 重点难点 重点：掌握体外细胞培养、培养液的类型和组成；植物细胞培养的特性与营养及植物细胞悬浮培养、固定化培养技术 难点：动物细胞的培养，植物细胞培养的类型 参考资料 《制药工艺学》，陈平等主编，湖北科学技术出版社， 2020 《生物制药工艺学》第 二版，吴梧桐主编 ， 中国医药科技出版社， 2020 《生物制药工艺学》，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社， 2020 《生物合成药物学》，褚志义主编 ， 化学工业出版社， 2020 教学 进程 第一部分：组织教学和复习上次课主要内容 （时间： 5分钟） 情境导入 ： 学会了细胞融合技术，下面就分别介绍动物细胞培养技术及植物细胞培养技术 第二部分：学习新内容 （时间： 84钟） 第三节 动物细胞培养技术 一、 动物细胞培养的产物 二、 体外细胞培养 （一） 体内、外细胞的差异 •教师活动 ： 针对体内、外细胞的差异做个比较，让学生体会到体 20 教学 进程 （续） 外培养需要的技术和条件。 （二）动物细胞的特点 （三）体外培养动物细胞类型 •1. 贴附型 ： 贴附于支持物表面，生长中形成汇片。 大多数细胞属此型。 失去在体内特有形态。 成纤维细胞型、上皮细胞型、游走型、多形型 •2. 悬浮型 ： 悬浮生长，单个分散或成团。 各种源自血液的细胞、骨髓、脾细胞。 三、 培养细胞的生存条件 •培养细胞所需营养物质 基本营养：与体内相同，包括糖、氨基酸、无机离子、维生素、微量元素（ 1640，F10， F12， DMEM 等等） 生长因子：动物血清（小牛血清，胎牛血清） 基本培养液（ 80～ 90％）血清（ 10～ 20％） 抗生素：双抗（青霉素 链霉素）终浓度为每毫升 100 单位 特殊条件：高糖、胰岛素、 PHA„„ 根据自己实验特殊需要 •培养环境 温度： 35~37℃ 湿度：恒湿 气体： 95%空气 /5%CO2， N2 酸碱度： pH ~ （酚红指示） 渗透压： =血浆渗透压 290 Osm/kg 21 支持物：玻璃、塑料、饲养层、微载体 四、动物细胞及组织培养 （一）灌注悬浮培养 （二）贴壁细胞培养 （三）固定化细胞培养 第四节 植物细胞培养技术 •植物细胞培养（ plant cell culture）： 指对植物器官或愈伤组织上分离出来的单细胞 (或小细胞团 )进行培养，形成单细无性系或再生植物的技术。 植物细胞的悬浮培养 (cell suspension culture) 是指将游离的植物细胞按一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进行培养的方法。 适宜于大规模培养，细胞工程产业的技术基础。  教师活动： 学习植物细胞培养时，通过对比微生物与植物细胞的形态、植物细胞培养液的性质、植物细胞培养中的传递状态的不同之处，加深对细胞的营养成分及其培养基也不同的理解。 课堂小结： 细胞融合技术，动物细胞培养技术、植物细胞培养技术 第三部分：布置作业、说清楚作业的要求 （时间： 1分钟） 植物体外培养所需要的生长调节物质有哪些。 血清在动物系八婆培养中的利、弊有哪些。 与液体培养细胞相比，固定化细胞有哪些。 教学后记 22 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院 课 时 教 案 讲 授 人 方绪凤 课 时 2学时 序 号 课题内容 第五章 酶工程制药技术 第一节 第二节 教学时间 教学方法 课堂讲授 教学课型 理论 □√ 实验 □ 习题 □ 实践 □ 复习□ 其它 □ 教学手段 采用课堂讲授方式进行，以 PPT为主，板书为辅 教学目的 学会药物的酶法生产 酶和细胞的固定化原理与技术 重点难点 重点：酶工程的基本概念和基本技术，酶和细胞的固定化技术 难点：影响工程制药酶活性的因素及工程制药酶的来源 参考资料 《制药工艺学》，陈平等主编，湖北 科学技术出版社， 2020 《生物制药工艺学》第二版，吴梧桐主编 ， 中国医药科技出版社， 2020 《生物制药工艺学》，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社， 2020 《生物合成药物学》，褚志义主编 ， 化学工业出版社， 2020 教学 进程 第一部分：组织教学和复习上次课主要内容 （时间： 5分钟） 一、情境导入 ： 设计意图： 第二部分：学习新内容 （时间： 84钟） 第五章 酶工程制药技术 第一节 概论 一、酶的特性 酶的定义和分类 酶是生物体内具有生物催化功能的生物大分子，包括蛋白质和核酸等。 酶的分类 分为 6 大类 氧化 还原酶 23 教学 进程 （续） 转移酶 水解酶 裂合酶 异构酶 连接酶（合成酶） 酶的特性 专一性强 催化效率高 反应条件温和 酶活性的调控机制复杂 酶的来源 （一）来源类别 （二）利用微生物生产酶制剂的优点 （三）各种能够生产酶的微生物 酶的生产菌种 对生 产菌种的要求 目前常用的产酶微生物 产酶菌株的制备和优化 产酶菌株的培养条件 菌种的分离筛选 菌种的变异诱导技术 原生质体诱导实际生产例子 蛋白酶产生菌种之间的原生质体融合共分为 7步： A、使用的亲本菌株 二亲本为： （ 1）枯草杆菌 （ 2）地衣芽孢杆菌 二者都是野生型，对利福平和链霉素敏感。 B、菌株标记的获得 采用紫外线进行诱变， 筛选营养缺陷型菌株、和抗药性菌株， 经过十代以上传代，形成稳定的突变菌株。 C、原生质体的制备 二亲本接种入完全培养基， 37℃摇 瓶培养 20 小时 ↓ 离心收集菌体，悬浮于 0。 55mol 的 NaCl 溶液中 24 ↓ 经 4000r/min 离心 15 分钟，洗涤 23次，离心，弃去上清液 ↓ 菌体细胞悬浮于 SMM 缓冲液中 ↓ 加入采用 SMM 液配制的溶菌酶 1000 单位 /ml，置恒温水浴溶解细胞壁， 定时取样镜检，并用计数板计数。 ↓ 待原生质球形成之后，以 40006000r/min 离心 2 次，每次 15 分钟， 洗涤 23次、离心 ↓ 放于无菌蒸馏水中，使原生质体膨胀 ↓ 适当稀释，涂布于完全培养基上 ↓ 32℃。