《基因工程制药pa》PPT课件

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1、基因工程菌的培养方式和培养设备基因工程药物的分离纯化工艺五、基因工程菌的培养和分离纯化技术基因工程药物的分离纯化基因工程药物或生物技术产品特点：目的产物在初始原料中的含量较低；含目的产物的初始物料组成复杂，除了目的产物外，还有大量的细胞、代谢、残留物培养基、无机盐等，特别是产物类似物对目的产物的分离纯化影响很大。目的产物的稳定性差，具有生物活性的物质对pH、温度、金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等十分敏感，容易使其失活、变性。基因工程药物的分离纯化基因工程药物或生物技术产品特点：种类繁多，包括大、中、小分子、结构简单或复杂的有机化合物，以及结构复杂又性质各异的

2、生物活性物质。应用面广，对其质量、纯度要求高，甚至要求无菌、无热源。基因工程药物的分离纯化建立分离纯化工艺的根据含目的产物的起始物料的特点利用基因工程菌进行发酵生产的产物，其上游过程中的各种因素均对分离纯化技术和工艺有直接影响。⑴菌体类型及其代谢特征：包括菌体的生物学性质，产物和副产物种类、产物在细菌内所处的位置，表达方式（胞内、胞外、包含体），代谢物种类、产物类似物、毒素和能降解产物的酶类等；⑵原材料和培养基的来源及其质量；基因工程药物的分离纯化建立分离纯化工艺的根据⑶生产工艺和条件：包括灭菌方式和条件，生产方式（连续、批式、半连续），生产周期，生产能力，工艺控

3、制条件因素几方式等；⑷初始物料的物理，化学和生物特性：包括产物浓度、主要杂质种类和浓度、盐的种类和浓度、溶解度、pH、粘度、流体力学性质和热力学性质。基因工程药物的分离纯化物料中杂质种类和性质物料中杂质的含量、性质、结构、相对分子质量、电荷性质及数量、生物学特性、稳定性、溶解度、分配系数、挥发性、吸附性能等。目的产物特性产物的化学、物理和生物学特性，包括化学组成、相对分子量、等电点、电荷分布及密度、溶解度、稳定性、疏水性、扩散性、扩散系数、分配系数、吸附性能、生物学活性、亲和性、配基种类、表面活性等。基因工程药物的分离纯化产品质量的要求产品质量标准和用途对产品纯度

4、、生物活性、比活的要求。包括允许的杂质种类和最大允许含量，特殊杂质的种类和最大允许量，以及杂质对使用的影响，产品剂型、贮存稳定性等。分离纯化的基本过程由于基因工程药物是从转化细胞、而不是从正常细胞生产的，所以对产品的纯度要求也要高于传统产品。基因工程药物的分离纯化一般不应超过4-5个步骤，包括细胞破碎、固液分离、浓缩与初步纯化、高度纯化直至得到纯化以及成品加工。基因工程药物分离纯化的一般流程各种组织细胞破碎方法细胞破碎方法组织种类细胞破碎方法组织种类旋刀式均浆大多数动、植物组织酶溶细菌、酵母手动式匀浆柔软的动物组织去垢剂渗透组织培养细胞超声破碎细胞浑浊液有机溶剂渗

5、透细菌、酵母高压匀浆细菌、酵母、植物细胞低渗裂解红细胞、细菌研磨细菌、植物细胞冻融裂解培养细胞高速珠磨细胞混悬液分离纯化的技术分离纯化技术要求：⑴技术条件要温和，能保持目的产物的生物活性；⑵选择性要好，能从复杂的混合物中有效的地将目的产物分离出来，达到较高纯化倍数；⑶收率要高；⑷两个技术之间要能直接衔接，不需要对物料加以处理或调整，这样可减少工艺步骤；⑸整个分离纯化过程要快，能够满足高生产率的要求。1.细胞破碎与固液分离⑴细胞收集：离心和膜过滤⑵细胞破碎：机械法----高压匀浆、超声波、高速珠磨、高压挤压等。非机械法----酶溶、化学渗透、热处理、渗透压冲击法。⑶

6、固液分离：分离细胞碎片是比较困难。一般用离心和膜过滤。2.目的产物的分离纯化分离纯化目的产物主要依赖于色谱分离技术。色谱技术分为：Ionexchangechromatography（IEC）Reversedphasechromatography（PRC）Hydrophobicinteractionchromatography（HIC）Affinitychromatography（AC）产物特征作用等电点决定离子交换的种类及条件疏水性与疏水、反相介质结合的程度特殊反应性产物的氧化、还原及部分催化性能的抑制聚合性是否采用预防聚合、解聚及分离去除聚合体生物特异性决定亲和

7、配基溶解性决定分离体系及蛋白浓度稳定性决定工艺采用的温度及流程时间微不均一性影响产物的回收产物的主要特性及在分离纯化中的作用方法目的离心/过滤去除细胞、细胞碎片、颗粒型杂质阴离子交换层析去除杂质蛋白、脂质、DNA、病毒40nm微孔膜过滤进一步去除病毒阳离子交换层析去除牛血清蛋白或转铁蛋白等超滤去除沉淀物及病毒疏水层析去除残余的杂蛋白凝胶过滤与多聚体分离0.22μm微孔膜过滤除菌基因工程药物生产中常用的分离纯化方法分离纯化工艺应遵循的原则⑴具有良好的稳定性和重复性；⑵尽可能减少组成工艺的步骤；⑶组成工艺的各技术或步骤之间要能相互适应和协调，工艺和设备相适应。⑷在工艺

8、过程中尽可