本書以生物技術為基石,系統(tǒng)地涵蓋了生物藥物的制造工藝與方法。全書共分為十一章,包括生物技術制藥概論、微生物制藥、基因工程制藥、動物細胞工程制藥、植物細胞工程制藥、酶工程制藥、抗體工程制藥、蛋白質工程制藥、疫苗生產、生物診斷技術以及合成生物學。每章均融入了具體的生物制藥實例,以增強理論與實踐的結合。本書不僅適合作為高等院校生物制藥、制藥工程、生物工程以及生物技術等專業(yè)的教材,同時也適合相關領域的教學工作者、科研人員、工程技術人員參考閱讀。
第一章生物技術制藥概論 001
1.1生物技術001
1.1.1生物技術的概念001
1.1.2生物技術的內容001
1.2生物藥物002
1.2.1天然生物藥物002
1.2.2生物制品002
1.2.3生物技術藥物003
1.3生物技術藥物的概念及分類003
1.3.1不同來源的生物技術藥物004
1.3.2不同化學本質的生物技術藥物012
1.4生物技術藥物的臨床用途019
1.4.1作為治療藥物020
1.4.2作為預防藥物021
1.4.3作為診斷藥物021
1.5生物技術藥物的質量標準及質量控制022
1.5.1藥物的質量檢驗標準022
1.5.2質量控制及評價的原則023
習題025
參考文獻025
第二章微生物制藥 026
2.1概述026
2.1.1微生物藥物的概念026
2.1.2微生物藥物的發(fā)展歷程026
2.2微生物藥物產生菌的分離與改良028
2.2.1微生物藥物產生菌028
2.2.2微生物藥物產生菌的分離028
2.2.3微生物藥物產生菌的改良030
2.3微生物制藥發(fā)酵工程033
2.3.1微生物發(fā)酵方式034
2.3.2微生物發(fā)酵設備034
2.3.3種子擴大培養(yǎng)035
2.3.4培養(yǎng)基的設計與配制035
2.3.5無菌操作037
2.3.6無菌空氣制備037
2.3.7發(fā)酵控制及優(yōu)化037
2.3.8發(fā)酵產物分離純化038
2.4微生物藥物的生產實例040
2.4.1抗生素的發(fā)酵生產040
2.4.2醫(yī)用酶制劑的發(fā)酵生產042
2.4.3核苷酸類藥物的發(fā)酵生產044
2.4.4維生素類藥物的發(fā)酵生產045
2.4.5甾體藥物的發(fā)酵生產046
習題046
參考文獻046
第三章基因工程制藥 047
3.1概述047
3.1.1基因工程的概念047
3.1.2基因工程發(fā)展簡史047
3.1.3基因工程技術與傳統(tǒng)技術的比較048
3.2基因工程制藥過程049
3.2.1目的基因的分離和制備050
3.2.2DNA片段和載體的連接052
3.2.3外源DNA片段導入宿主細胞054
3.2.4陽性克隆的篩選060
3.2.5目的基因表達061
3.3基因工程菌發(fā)酵062
3.3.1基因工程菌生長代謝的特點062
3.3.2基因工程菌發(fā)酵工藝065
3.3.3基因工程藥物的分離純化065
3.4基因工程藥物制造實例——重組胰島素的生產069
3.5基因工程制藥的開發(fā)現(xiàn)狀及展望070
3.5.1國內基因工程藥物開發(fā)現(xiàn)狀及展望071
3.5.2國外基因工程藥物開發(fā)現(xiàn)狀及展望071
習題072
參考文獻072
第四章動物細胞工程制藥 073
4.1概述073
4.2動物細胞的代謝途徑和生理特點075
4.2.1動物細胞的代謝途徑075
4.2.2動物細胞的生理特點078
4.3制藥用動物細胞的要求和獲得078
4.3.1制藥用動物細胞的種類078
4.3.2生產用細胞系079
4.4動物細胞的培養(yǎng)基礎080
4.4.1培養(yǎng)條件080
4.4.2培養(yǎng)基組成082
4.4.3培養(yǎng)基的種類083
4.4.4培養(yǎng)基質量的控制085
4.5動物細胞培養(yǎng)技術086
4.5.1動物細胞培養(yǎng)基本過程086
4.5.2動物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)方法087
4.5.3動物細胞培養(yǎng)的操作方式089
4.6動物細胞培養(yǎng)過程的檢測與工藝控制090
4.6.1細胞活性與形態(tài)檢測090
4.6.2培養(yǎng)基成分檢測與代謝控制091
4.7動物細胞生物反應器類型及結構093
4.8動物細胞制藥實例——重組人紅細胞生成素094
4.8.1紅細胞生成素概述094
4.8.2紅細胞生成素生產工藝096
4.8.3紅細胞生成素的臨床應用100
習題101
參考文獻101
第五章植物細胞工程制藥 102
5.1概述102
5.1.1植物細胞工程基本概念102
5.1.2植物細胞工程發(fā)展簡史102
5.1.3植物細胞工程技術與應用104
5.1.4植物細胞工程制藥方法105
5.2植物細胞的形態(tài)和生理特性107
5.2.1植物細胞的形態(tài)107
5.2.2植物細胞的結構特征107
5.2.3植物細胞的主要生理活性物質及其他化學成分108
5.3植物細胞培養(yǎng)的基本技術114
5.3.1植物細胞培養(yǎng)的生理特性114
5.3.2植物細胞懸浮培養(yǎng)技術117
5.3.3組織、器官培養(yǎng)技術119
5.3.4固定化培養(yǎng)技術120
5.3.5兩相培養(yǎng)技術120
5.3.6兩步培養(yǎng)技術121
5.3.7反義技術121
5.4影響植物次級代謝產物累積的因素122
5.4.1外植體的選擇122
5.4.2光照強度122
5.4.3水分123
5.4.4鹽分和礦質元素123
5.4.5氧氣和pH123
5.4.6植物生長調節(jié)劑124
5.5植物細胞工程研究進展124
5.5.1誘導子在植物細胞工程研究中的應用124
5.5.2前體飼喂126
5.5.3植物細胞生物反應器培養(yǎng)126
5.5.4轉基因技術在次級代謝產物生產中的應用127
5.5.5植物生物轉化技術與生物制藥128
習題129
參考文獻129
第六章酶工程制藥 130
6.1概述130
6.1.1酶工程的基本概念130
6.1.2酶工程的發(fā)展簡史131
6.1.3酶工程制藥方法及優(yōu)勢131
6.2酶的基本概述132
6.2.1酶的來源132
6.2.2酶的分類和命名133
6.2.3酶的結構特征134
6.2.4酶的生理特征134
6.2.5酶類藥物的應用134
6.3固定化酶136
6.3.1固定化酶的概念136
6.3.2固定化酶的方法136
6.3.3固定化酶的應用及相關技術145
6.3.4固定化酶的反應器148
6.4固定化細胞151
6.4.1固定化細胞的概念151
6.4.2固定化細胞的方法152
6.4.3固定化細胞的應用及相關技術153
6.5模擬酶154
6.5.1模擬酶的基本原理154
6.5.2模擬酶的分類155
6.5.3模擬酶的研究展望156
6.6酶的非水相催化技術157
6.6.1非水相催化技術的概念和意義157
6.6.2非水相催化技術的主要內容157
6.6.3非水相催化技術在制藥領域的應用161
習題163
參考文獻163
第七章抗體工程制藥 165
7.1概述165
7.1.1抗體的發(fā)展簡介165
7.1.2抗體生成的理論165
7.1.3抗體的結構與功能166
7.2單克隆抗體技術168
7.2.1單克隆抗體及其特性169
7.2.2單克隆抗體的制備過程169
7.2.3單克隆抗體的應用172
7.3基因工程抗體173
7.3.1人鼠嵌合抗體174
7.3.2改型抗體174
7.3.3小分子抗體175
7.3.4雙功能抗體176
7.3.5多功能抗體176
7.3.6抗體融合蛋白177
7.4抗體庫技術178
7.4.1噬菌體抗體庫技術178
7.4.2其他展示抗體庫技術180
7.5抗體工程制藥新技術181
7.5.1單個B細胞抗體制備技術181
7.5.2轉基因動物模型和新型動物模型技術182
7.5.3人源化抗體的構建及優(yōu)化技術182
7.5.4抗體工程藥物標聯(lián)182
習題183
參考文獻183
第八章蛋白質工程制藥 185
8.1概述185
8.1.1蛋白質工程的基本概念185
8.1.2蛋白質工程的原理、研究內容及程序185
8.1.3蛋白質工程發(fā)展史186
8.2蛋白質工程相關技術186
8.2.1定點誘變187
8.2.2定向進化191
8.2.3蛋白質融合技術193
8.2.4蛋白質修飾技術194
8.3蛋白質工程制藥實例與蛋白質工程藥物應用196
8.3.1蛋白質多肽藥物研究現(xiàn)狀196
8.3.2激素類藥物生產實例196
8.3.3細胞因子類藥物實例198
習題201
參考文獻201
第九章疫苗生產 202
9.1傳統(tǒng)疫苗202
9.2基因工程疫苗203
9.2.1亞單位疫苗203
9.2.2肽疫苗206
9.2.3活體重組疫苗及其載體206
9.2.4核酸疫苗209
9.3新型疫苗210
9.3.1聯(lián)合疫苗210
9.3.2RNA復制子疫苗211
9.4疫苗制備流程211
習題212
參考文獻212
第十章生物診斷技術 213
10.1ELISA診斷技術214
10.1.1常用的ELISA診斷技術214
10.1.2ELISA診斷技術所需試劑215
10.2核酸診斷技術216
10.2.1擴增技術217
10.2.2檢測技術218
10.2.3生物芯片技術221
10.3測序與組學技術222
10.3.1第一代測序222
10.3.2第二代測序222
10.3.3第三代測序223
10.3.4基因組學224
10.3.5微生物組學與宏基因組學225
10.4生物診斷技術的疾病診斷實例226
10.4.1感染性疾病226
10.4.2遺傳疾病232
10.4.3腫瘤類疾病236
習題238
參考文獻239
第十一章合成生物學/ 240
11.1概述240
11.1.1合成生物學的概念240
11.1.2合成生物學與其他學科的關系240
11.1.3合成生物學的元件241
11.1.4合成生物學的發(fā)展242
11.2DNA的組裝244
11.2.1PCR組裝245
11.2.2標準化組裝247
11.2.3酶切位點非依賴性組裝249
11.2.4酵母細胞內組裝251
11.3合成生物學在醫(yī)藥領域的應用252
11.3.1最小基因組工廠252
11.3.2天然產物的異源生物合成253
11.3.3編程細胞治療258
習題259
參考文獻259