现代生物制药工艺学

第一篇：现代生物制药工艺学

制药工艺学（定稿）

一、缩略词：

1、 GMP：《药品生产质量管理规范》

16、CE：冠醚

2、 GSP：《药品经营质量管理规范：

17、COD：化学耗氧量

3、 GCP：《药品临床试验管理规范》

18、Cat：催化剂

4、 GLP：《药品非临床研究质量管理规范》

19、BOD：生化需氧量

5、 TOMAC：三辛基甲基氯化铵 20、NMP：N-溴-丁二酰亚胺

6、 TEBAC：乙基三苄基氯化铵

23、NADPH：还原型辅酶Ⅱ

7、 ASC：对乙酰氨基苯磺酰氯

24、NADH：还原型辅酶Ⅰ

8、 DMF：N,N-二甲基甲酰胺

25、EMME：乙氧亚甲基丙二酸二乙酯

9、 DMSO：二甲基亚砜

26、PTC：相转移催化剂

10、DEAE：葡萄糖凝胶

27、SMZ：磺胺甲基异噁唑(新诺明)

11、THF：四氢呋喃

28、6-APA：6-氨基青霉烷酸

12、TMP：甲氧苄氨嘧啶

29、7-ACA：7-氨基头孢霉烷酸

13、TPAB：四丙基溴化铵 30、PCG：聚乙二醇

14、TBAB：四正丁基溴化铵

31、5-MI：5-甲基异噁唑-3-甲酸酯

15、TBAI：四丁基碘化铵

32、3-MI：3-甲基异噁唑-5-甲酸酯

二、名词解释：

1、制药工艺学(化学制药工艺学)：研究化学合成药物的合成路线、工艺原理和工业生产程，

实现生产过程的最优化的一门科学。

2、化学合成药物：通过化学合成方法合成的药物成为化学合成药物。

3、全合成药物：由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得的。

4、半合成药物：由已知具有一定基本结构的天然药物经过结构改造和物理处理过程制得的。

5、合成子：指逆向合成法拆开目标分子所得到的各个结构单元。

6、合成等价物：能够使合成子作用的试剂成为合成等价物。

7、溶剂化作用：每一个溶解的溶质其离子或分子被溶剂分子疏密不同地包围着，两者的作用

即为溶剂化作用。

8、催化剂：某一种物质在化学反应系统中能改变化学反应速率而本身在化学反应前后数量和

化学性质并无变化。

9、相转移催化剂：作用是由一相转移到另一相进行反应，实质上是促进一个可溶于有机溶剂

的底物和一个不溶于此溶剂的离子型试剂之间发生反应。

10、固定化酶：将酶固定于一个载体之上所形成的酶催化剂。

11、中试放大：药品工艺路线经论证确定后，一般需要经过一个将小型试验规模放大50~100

倍的中试放大，该阶段成为中试放大。

三、简答题：

1、合成药物的特点。

答：①产品质量要求特别严格 ②生产过程要求高 ③药品供应时间性强 ④品种多、更新快

⑤生产工艺复杂，原辅料繁多 ⑥产量不大 ⑦采用间歇生产方式 ⑧“三废”成分复杂

2、理想的药物合成工艺路线应满足的条件

答：①合成路线简捷，即原料合成药物的路线要短

②所需的原辅材料少且易得，并有足够的供应

③中间体容易以较纯的方式分离出来，符合质量标准

④可在易于控制的条件下进行制备，如安全无毒

⑤设备条件要求不苛刻

⑥“三废”少且易于处理

⑦操作简便，经分离纯化易达到药用标准

⑧收率最佳，成本最低，经济效益最好

3、异构体与药物生物活性的关系

答：①光学异构体具有相同的生物活性(少见)，如布洛芬

②异构体不同的生物活性(最常见) 奎宁(左)：抗疟

奎尼丁(右)：抗心律失常

③其中一种异构体有效，另一种无效，如氯霉素

④其中一种异构体有效，另一种无效且有不良反应，如：左旋咪唑，右旋咪唑(致呕吐)

4、简述何为平顶型，何为尖顶型，哪种反应更适合于工业生产，说明其原因。

答：

平顶型更适合工业化生产，因为收率与条件的关系图可得出：最佳条件范围较宽，这样可以大大降低工人的工作强度。若两种情况的收率相差比较悬殊，这时为效益考虑，要选择尖顶型，如此是条件不好控制，可通过机械化和自动化来实现。

5、说明溶剂能够改变反应速度的原理，并说明什么情况下极性溶剂可增加反应速度，什么情况下减慢反应速度。

答：原理：指每一个溶解的分子或离子被一层溶剂分子疏密程度不同的包围着，如果发生溶剂化效应，导致的直接结果是本身位能下降。

图1：溶剂化反应，活化能降低，如果反应过渡状态(活化络合物)比反应物更容易发生溶剂化，那么随着反应物或活化络合物位能下降△H，故反应速率加快(E2=E1-△H)

图2：溶剂化反应，活化能增加，如果反应物更容易发生溶剂化，则反应物的位能降低△H，相当于活化能升高△H，于是反应速率降低(E2=E1+△H)

6、理想重结晶溶剂应具备哪些特征?试述选择重结晶溶剂的基本规律是什么?

答：特征：①对杂质有良好的溶解性

②对待结晶的药物有所期待的溶解性

③结晶速度适当，捷径大小要适宜

④待洁净的药物溶解度应随温度变化比较大

⑤所用的溶剂不应产生溶剂化合物(即溶剂有一定得惰性)

基本规律：①带有易形成氢键的官能团(-OH，-NH2，-COOH,-CONH2)的化合物，要选用

水，醇等质子性溶剂

②若分子当中含有较大的亲油基，可选用烃类非极性溶剂

③不能选用沸点比待结晶物质的熔点还高的溶剂

④工业上还必须考虑重结晶的溶剂的回收和套用问题

7、简述中性和碱性条件下相转移催化剂的催化原理。

答：①中性条件下

②碱性条件下

a：酸性较强的反应物

b：酸性较弱的反应物

8、简述中试放大研究的任务、目的和意义及研究内容

答：研究内容：①工艺路线和单元反应方法的最后确定

②设备材质与型式的选择

③搅拌器型式与搅拌器速率的考察

④反应条件的进一步研究

⑤工艺流程的操作方法的确定

⑥进行物料衡算

⑦安全生产与“三废”防治措施的研究

⑧原辅材料、中间体的物理性质和化工常数的测定

⑨原辅材料、中间体质量标准的制订

10消耗定额、原料成本、操作工时与生产周期等计算

目的：验证、复审和完善实验室工艺所研究确定的反应条件，及研究选定的工业化生产设备、

结构、材质、安装和车间布置等，为正式生产提供数据以及物料质量和消耗等

任务：以便进一步研究在一定规模的装置设备中各步化学反应条件变化的规律，并解决小型

试验所不能解决或未发现的问题。

9、 简述防治“三废”的原则，及防治“三废”的主要措施有哪些?

答：原则：①从合成路线着眼选择少废或者无废的生产工艺

②改造污染严重的工艺路线，尽量消除或减少“三废”的排放量

③必须排放的“三废”应先进行综合利用、化害为利

④无害化处理

措施：①研究少污染或无污染的生产工艺

a、更换原辅材料

b、改进操作方法

c、调整不合理配料比

d、采用新技术

e、改革工艺路线或变更各个反应先后次序

②循环使用合理套用

③回收利用和综合利用

④加强设备管理

10、简述化学制药厂“三废”的特点

答：①综合利用率低，数量少，成分复杂

②种类多、变动性大

③间歇排放

④化学耗氧量高，pH值偏低

11、三种外消旋体的异同点

答：不同点：外消旋混合物是同种异构体作用力大于异种中间作用力，而外消旋化合物是同

种异构体作用力小于异种之间的作用力，外消旋固体溶液两者间作用力相似。

外销选混合物有其独特的物性特点：50%混合物熔点最低且溶解度最高，而另

两种无比特性，外消旋化合物从计量学角度看，属于完全新的化合物。

相同点：都不具光学活性，将其拆分后，可分离出具有旋光性的左右旋体，都是由等量

的左旋体和右旋体组成的物质。

12、外消旋体的形成及区分

答：左旋(—)外消旋混合物：同种异构体间的作用力>异种之间作用力等量外消旋化合物：同种异构体间的作用力<异种间作用力混合外消旋固体溶液：同种异构体间的作用力~异种之间作用力

右旋(+)

外消旋混合物(A) 纯对映体熔点(A)饱和溶液纯晶体不溶

外消旋化合物(B) 纯对映体熔点(B)饱和溶液纯晶体溶解且具有旋光性 外消旋固体溶液(C)纯对映体熔点(C)饱和溶液纯晶体不溶

第二篇：制药工艺学期末考总结

GMP总目标：生产出安全有效、均一稳定的符合质量标准的药品

原则：一切按规章办事，一切有记录可查，以硬件为基本条件，以软件为基础，以人员(湿件)素质为保证。 第一篇 化学制药工艺篇

研究意义：天然存在的量少，不能满足需要;有价值的药物需规模化生产;改革工艺提高质量。

属于有机合成化学。从剖析化学结构入手，然后根据结构特点采取相应的设计方法。

药物的合成工艺。具体方法有：类型反应法、分子对称法、倒推法等。

类型反应法，适用于有明显结构特点及功能基特点的化合物。

手性:指一个实物与镜中影像不能重合的性质。表示分子结构的不对称性。具有药理活性的手性化合物为手性药物。 对映体：互为镜像分子。具旋光性，D(+)右旋，L(-)左旋。手性分子具有1个对映体。非对映体：具有2n-1个光学异构体，1个对映体，其它为非对映体。手性化合物不一定具旋光性

理想的药物工艺路线

1化学合成途径简易 2原辅材料易得3中间体容易以较纯形式分离出来，质量合乎要求，最好是多步反应连续操作4可在易于控制的条件下制备，如安全无毒5设备条件要求不苛刻

6三废少且易于治理7操作简便，经分离纯化易达到药物标准8收率最佳、成本最低、经济效益最好9最好能够进行生物合成。

化学反应 两种类型：尖顶型和平顶型，合成步骤 直线式和汇聚式

工序合并(一勺烩)：两步或几步反应按顺序，不经分离、在同一个反应罐中进行。

反应条件及影响因素：

配料比和反应物浓度(摩尔比)溶剂：浓度、次序、温度、压力等催化：酸碱、金属、相转移、酶能量与供给：热、光、搅拌等反应时间及反应终点的监控后处理：蒸馏、萃取、重结晶、柱分离等产品纯化与检验：精制、干燥、包装等

反应类型：

基元反应：凡反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应。

非基元反应：凡反应物分子经过若干步，即若干基元反应才能转化为生成物的分应。

简单反应：一个基元反应组成的化学反应。

复杂反应：两个以上基元反应构成的化学反应

可逆反应，通过加大某一反应物(便宜易得)的投料量或移出生成物来控制反应速度。

平行反应，不能用改变反应物的配料比或反应时间来改变生成物比例，但可以用温度、溶剂、催化剂等来调节。

合适的配料比可提高收率、降低成本、减少后处理，需要从几个方面来考虑，1，可逆反应增加反应物之一的浓度5~20%或除去生成物之一;2当反应生成物的产量取决于反应液中某一反应物的浓度时，增加其配料比;最合适的配料比应符合收率较高、单耗较低的要求。3，反应中有一反应物不稳定时可增加其用量4，当主副反应的反应物不同时增加主反应的反应物量;5，为防止连续反应，有些反应的配料比应小于理论量，使反应到一定程度停止。

溶剂影响反应速度、反应方向、产品构型、互变异构平衡、溶解度。

溶剂化：每一个溶解的分子或离子被一层溶剂分子疏密程度不同地包围。(水化)

溶剂化效应：放出热量，使反应位能降低。如反应物易溶剂化，相当于活化能增高，故降低了反应速度;如过渡态易溶剂化，则过渡态位能降低，反应加速。极性越大，对反应越有利。

重结晶溶剂要求：室温下微溶，在溶剂沸点时易溶，且对杂质有良好的溶解性。需要考虑沸点(小于物质熔点)、挥发性和晶型。

反应温度与压力：

Vant Hoff规则：反应温度每升高10℃，反应速度增加1-2倍。

温度影响反应速度：指数型、爆炸极限型、催化反应型、反常型。

催化剂，特点：降低了反应的活化能，加快反应速度;选择性(不同化学反应不同;同样反应获得不同的产物);反应条件温和;无三废或少三废。其实用价值取决于活性、选择性和稳定性。催化活性：单位时间内单位重量或单位比表面积的催化剂在指定条件下催化生成的产品量。毒化剂：对催化剂活性有抑制作用的物质

相转移催化剂PTC：使反应物由一项转移到另一相中参加反应的物质。鎓盐类(长碳链的季铵盐)、冠醚(18冠-6)和开链聚醚类(聚乙二醇)

制药工艺的优化：以概率论和数理统计为理论基础。优化过程包括试验设计、实施和分析试验结果三阶段。设计实验的方法有：单因素平行试验优选法，多因素正交设计，均匀设计优选法。正交设计结果分析：极差和方差分析，均匀设计结果分析：直观分析和回归分析。

化学制药工艺的放大：

放大系数：放大后规模与放大前的比值(投料量、产量)放大现象：因过程规模的放大造成指标不能重复的现象。实验室研究的目的：迅速打通工艺路线。工业生产的目的是：生产符合质量标准的方法。

中试放大的基本方法是：逐级经验放大，相似模拟放大，化学反应工程理论指导放大，数学模型放大。

可进行中试的小型试验标准：(对小试的要求)

收率稳定，质量可靠;2，操作条件已确定，产品、中间体及原料分析方法已经制定;3，某些设备、管道材质的耐腐蚀试验已经进行，并能提出所需的一般设备;4，进行过物料衡算，三废问题已有初步的处理方法;5，已提出所需原料的规格和单耗数量;6，已提出安全生产要求;

中试放大的研究内容：

1工艺路线和单元操作方法的复审;2设备材质与型式的选择;3搅拌器型式与搅拌速度的考察;4反应条件的进一步研究;5工艺流程与操作方法的确定;6物料衡算.

物料衡算：理论依据：质量守恒定律

物料衡算的基准：间歇操作以每批为基准;连续操作以单位时间为基准;或以每公斤产品为基准，确定原辅材料的消耗定额。

生产工艺规程 作用：它是组织工业生产的指导性文件，是生产准备工作的依据，是新建和扩建生产车间或工厂的基本技术条件。

工艺经济性：指在工艺方案实施过程中，考虑各种生产要素的投入和产出的对比结果，即劳动消耗与有用成果的对比结果。目的：在完成年产量的前提下，选出一个投资省、周期短、见效快的最佳设计方案。

绝对经济效益指标：方案本身的效益与费用比较，筛选方案。

相对经济效益指标：方案不同部分比较，优化方案144

第二篇 生物制药工艺学

发酵制药过程：菌株选育、发酵(生产菌的活化、种子制备、发酵培养)、分离纯化

发酵过程：菌体生长期(包括延滞期、对数生长期、减速期)、产物合成期、菌体自溶期

生长动力学曲线要注意的问题：缩短延滞期：种子罐与发酵罐培养基接近，以对数期菌体为种子、加大接种量延长静止期：补料、增加营养物质提前结束发酵，避免菌体自溶

基质浓度(S)与比生长速率的关系符合Monod 方程：Monod方程：μ=μmaxS/(Ks+S)

生长与产物的关系模型：偶联型半偶联型非偶联型

次级代谢产物生物合成过程：前体聚合，结构修饰，装配

微生物菌种的建立：自然分离：(稀释法、滤膜法)自然选育：(单菌落分离)诱变育种：【诱变剂(物理、化学和生物)】杂交育种：【接合(直接混合成异核体)、原生质体融合、基因工程技术育种、基因组shuffling技术】

菌种保存中的液氮保存：加入冷冻保护剂(5～10%甘油或DMSO)制成孢子或菌悬液，浓度>108个/mL，分装于小的安瓿或聚丙烯小管后密封。先降至0 ℃，再以每分钟降1 ℃的速度，一直降到-35 ℃，然后放入液氮罐中保存。 培养基的配制：原则：生物学原则(符合不同微生物要求)、工艺原则(不影响通气和搅拌、分离和处理)、低成本原则、高效经济原则

种子罐级数的确定取决于菌种生长特性、菌体繁殖速度和发酵罐体积。一般可分为

一、

二、三级种子。

微生物培养技术：固体表面培养技术，液体深层培养技术，固定化培养技术，高密度培养技术。

发酵培养的操作方式：分批式(间歇式)操作，流加式操作，半连续式操作，连续式操作。

发酵终点控制相关指标：发酵产率，转化率或得率，发酵系数。

抗生素的效价，以活性质量或指定单位表示.

一个优良菌种应具备的条件：生长繁殖快，发酵单位高;遗传性能稳定，以一定条件下能保持持久的、高产量的抗生素生产能力;培养条件粗放，发酵过程易于控制;合成的代谢副产物少，生产抗生素的质量好。

抗生素的质量控制: 性状描述、鉴别试验、一般项目检查、含量测定

生化药品是维持生命活动必需的生化成分，也是人体基本的生化成分

传统生化制药的一般工艺: 生物材料的选取与预处理提取有效活性部分有效成分的分离纯化制剂 生物活性物质的提取影响因素:温度，酸碱度，盐浓度，

活性物质的保护措施：添加保护剂(如还原剂半胱氨酸、巯基乙醇、金属螯合剂EDTA，保护酶的活性中心和活性基团);抑制水解酶(添加酶抑制剂);其他如避免高温、紫外线、强烈搅拌等。

常用提取方法：酸、碱、盐水溶液提取，表面活性剂提取，有机溶剂提取

生化物质的分离纯化：分离原理：分子形状和大小不同(如差速离心、膜分离、凝胶层析);分子荷电性质差异(离子交换、电泳、等电聚焦);分子极性大小及溶解度不同(溶剂提取、逆流分配、盐析);物质吸附性质不同(选择性吸附或吸附层析);生物分子与其配体的特异亲和性：亲和层析或沉淀 法。

Lys的提取与精制：沉淀法、有机溶剂抽提法、电渗析法、离子交换树脂吸附法

核酸类药物包括核酸、核苷酸、核苷、碱基及衍生物。

糖类药物，糖类化合物可分为单糖，低聚糖，多糖。多糖提取与纯化，提取方法：稀碱液提取，热水提取，粘多糖提取/酶解。纯化的方法：乙醇沉淀法，分级沉淀法，季铵盐络合法，离子交换层析。

生物制品，作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的免疫制剂。

疫苗的三阶段： 以牛痘及脊髓灰质炎疫苗为代表的减毒、灭活疫苗(天花、小儿麻痹症)，有潜在致病性;天然或重组成分为主的亚单位疫苗;表达特定抗原蛋白的核酸疫苗(HIV、HBV、流感病毒、结核病毒等)

亚基疫苗：利用病原体的某一部分通过基因工程克隆而制利的疫苗。如以病毒外壳结合蛋白为疫苗。

重组疫苗：通过基因工程方法，对非致病微生物进行基因改造，使之携带并表达某种特定病原体的抗原决定簇基因，产生免疫原性;或修饰或删除致病微生物的毒性基因，使之保持免疫原性。这种活体疫苗称活体重组疫苗。

核酸疫苗：把外源的抗原基因克隆到真核质粒表达载体上，再将重组的质粒DNA直接注射动物体内，使之表达产生抗原激活免疫系统。包括RNA疫苗和DNA疫苗。

生物制品的一般制造方法：1，病毒类疫苗：毒种的选择和减毒，病毒繁殖，疫苗灭活，疫苗的纯化，冻干。2，细菌类疫苗和类病毒，菌种选择，培养基成分的选择，培养条件的控制，杀菌，稀释、分装和冻干。

核酸疫苗制备：工程菌扩增～收集裂解细胞和质粒的抽提～质粒DNA纯化～质粒凝缩

单抗是指单个淋巴细胞针对某一抗原决定簇产生的单个抗体

中药制药工艺学

工艺对药物疗效的影响：1有效成分的种类、数量及存在形式直接影响药效：2控制有效成分的释放速度3影响药物吸收速度.

中药制药工艺内容包括，前处理部分和制剂剂型部分。前处理部分包括，粉碎，提取，分离纯化，浓缩干燥。制剂剂型部分，工艺路线、辅料选择和工艺条件(如pH，渗透压)

有效成分提取原理分浸润、溶解、扩散3个过程。浸润借助于毛细管力和吸水力使溶媒进入细胞的过程。溶质扩散的原因存在渗透压差和浓度差。

中药材的组织结构中，薄壁组织分化程度浅，主要组成是果胶和纤维质，又可分为同化组织、蓄水组织、贮藏组织、通气组织。

增溶现象：中药中含有某些能降低表面活性物质如皂苷、树胶、蛋白质，形成胶团，将不溶性或部分溶解的成分包围起来，增加了其溶解度;另外由于中药煎煮液属于胶体溶液，使难溶分子混悬于其中形成溶胶或粗分散体系，增加其溶解。

理想提取溶剂的基本条件，1能最大量地提取中草药的有效成分，而不提取或极少量提取杂质2性质稳定，不与有效成分发生化学反应3廉价易得，或可以回收4使用方便，操作安全。

溶剂浸出法，水浸出法，溶媒浸出法，渗漉法，水提醇沉法或醇提水沉法(50~60%时可除去淀粉等杂质，达75%时，可除去蛋白质等杂质，达80%可除去全部蛋白质、多糖、无机盐等杂质。)

挥发油：可用水蒸气蒸馏、浸出法、压榨法等提取。

纯化方法，透析法，盐析法，离子交换法，凝胶滤过法，硅胶吸附柱色谱法，聚酰胺吸附法

提高蒸发效果缩短浓缩时间应采取的措施，增大蒸发面积(大面积容器或搅拌)、减轻液体表面压力，增加饱和蒸气压差、采用通风设备，加快液面空气流动速度、提高温度。

煎煮浓缩：利用蒸发原理，使一部分溶媒汽化而达到浓缩的目的。薄膜浓缩：利用液体形成薄膜而蒸发。

多效浓缩：将前次的二次蒸气作为一效的加热蒸气的浓缩。

薄膜浓缩设备，升膜式蒸发器，降膜式蒸发器，刮板式薄膜蒸发器，离心式薄膜蒸发器

多效浓缩中，减少加热蒸气消耗的途径有两种：一是减少提取过程中的溶剂量(可采用多效逆流萃取);二是开发二次蒸气的剩余热焓量(采用多效蒸发)。

剂型和工艺选择：

工艺选择从以下几方面考虑：临床治疗的要求，新技术、新设备的采用，新辅料应用，质量标准，生产符合GMP要求 辅料、制备技术和设备是制剂的三大支柱

崩解剂，主要利用其毛细管作用(淀粉和纤维素类)、膨胀作用(羧甲基淀粉钠)、产气作用(枸椽酸或酒石酸与碳酸钠或碳酸氢钠)、酶解作用(淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶等)。加入法有内加法(混合制粒)、外加法(整粒后)、内外加法(两者对半)。制粒目的：改善粉末流动性、可压性;防止各成分因密度差异分层;防止粉末粘冲和飞扬。

直接压片法，要求药粉有适当的粒度、结晶形态和可压性。对辅料的要求：有良好的流动性和可压性、对空气、湿、热稳定、能与多种药物配伍有较大的容药量、粒度与大多数药物相近。如微晶纤维素、乳糖、甘露醇等。对机械的要求：强制饲粉装置、预压机构、除尘装置。

包衣分为糖衣、薄膜衣，糖衣工艺：隔离层粉衣层糖衣层有色糖衣打光干燥包装 片剂设计方法 ，1确定药物在胃肠道中释放的最适部位2生产方法：最先选用直接压片。3赋形剂选择4片剂处方的初步确定5确定生产工艺

注射剂分为溶液型注射剂、注射用无菌粉末、混悬型注射剂、乳剂型注射剂四类。

热原除去方法：高温(250度30 min)、酸碱法(KCr2O7NaOH)、吸附法(活性炭0.1-0.5%)、离子交换法、凝胶过滤法、反渗透法。

注射剂洁净区，一般10000级或100级,温度18~24℃，相对湿度45~65%, 亮度不低于3000lx，噪声不超过80dB。原料精滤到封口过程。

配制用注射用水的贮存时间不得超过12h。

大输液由静脉滴注输入体内的大剂量注射液。分为电解质输液(补充体内水分、电解质，纠正体内酸碱失衡)、营养输液(糖类、氨基酸、脂肪乳输液)、胶体输液(多糖、明胶、高分子聚合物等)。

注射剂处方设计，1药物的物理化学性质2溶解性3化学稳定性4生物学稳定性5安全性

化学制药三废的特点1.数量少、成分复杂，综合利用率低 2.种类多，变动性大3.间歇排放4.化学好氧量高，pH变化大 废气除尘的方法：1机械除尘2洗涤除尘3过滤除尘

含有机物的废气处理方法：1冷凝法2吸收法3吸附法4燃烧法5生物法

废渣的处理方法：1燃烧法2化学法3热解法4埋填法

第三篇：生物制药工厂工艺设计

1生物药物：是利用生物体、生物组织、细胞或其成分等材料，综合应用生物学、医学、物理化学和工程学以及药学的原理与方法研制而成的一大类用于预防、诊断、治疗和康复保健的医用制品。

2生物制药工厂工艺设计：是指工艺工程师在一定工程目标的指导下，根据对拟建工程的要求，采用科学方法统筹规划，制定方案，对生物制药工厂进行扩建与技术改造时，从事的一种创造性工作。

3工艺设计：是生产原理、生产工艺、流程、参数、制造方法、设备选型、物料、能量平衡和提出公用工程需求等全套技术的总称。 4交叉污染：是指通过人员往返、工具传送、物料运输和空气流动等途径，使原辅料或产品受到其他原辅料或产品的污染。也指因人员、器具、物料、空气等不恰当的流动，使洁净度级别低的区域的污染物进入洁净度级别高的区域造成的污染。 5劳动定额：是指在一定的生产条件下，为生产合格产品所预先规定的劳动消耗量标准。

6工艺设计：是一项复杂而细致的工作，包括工艺流程设计、工艺设备布置、管道设计、辅助设施、向非工艺专业提出条件、设计说明、概算等诸多内容，与其他专业关系十分密切，例如总图、建筑、结构、安装、设备、供排水、通风采暖、电气和仪表等。此外，环保、消防、劳动安全卫生、节能、工程经济和总概算也包含一部分工艺设计的措施和内容。

7物料消耗定额：是在制造单位成品或完成单位工作量时，对各种物质的消耗所规定的限制数量。三种方法：经验统计法、技术计算法及实际查定法。

8经常储备：指定期对生产补充供应原材料，以满足生产需要。

9基本预备费：指在项目设施中可能发生的难以预料的支出，需要事先预留的费用，又称工程建设不可预见费，主要指设计变更及施工过程中可能增加工程量的费用。

10生物安全问题：指作出各种努力以减轻或消除由于生物技术和其产物所造成的各种潜在风险。

1生物制药工厂工艺设计的具体对象是设计一个新的生物制药工厂，包括生产与辅助车间及设施，或对已有的工厂进行扩建、改建。一般包括总体设计与局部设计。凡是设计范围涉及整个工厂的，称总体设计。凡是设计的范围不涉及整个工厂的全部内容，而只是其中的某些部分或某一部分，称局部设计。

2生物制药工厂工艺设计的基本过程包括工艺包设计(基础设计)和工程设计两个阶段。工艺包设计通常是由专利商或具有工艺技术的工程公司的工艺专业主导来承担，提供工程公司作为工程设计的依据。工程设计通常又划分为工艺设计、基础工程设计和详细工程设计三部分。

3生物制药工厂洁净厂房污染控制包括尘粒控制和微生物控制，尤以微生物控制最重要。 4尘粒控制和微生物控制又包括三个方面：①污染源控制;②散播过程控制;③交叉污染控制。 5厂区区域划分为生产厂房、公用系统、辅助车间、储运系统、办公区、生活设施。

6根据生物制药工厂组成和生产性质将厂区划分为生产区、辅助生产区、行政管理区和生活区。

7进行厂房集中布置时，应注意：①应满足生产工艺要求，并考虑扩建和工艺改革的可能性;②要有消除生产上相互影响的有效措施;③能适应建筑结构、设备基础及施工的要求;④应充分考虑在一个车间内更换品种轮换生产的可能性。

8厂房集中布置的几种形式：一是水平方面合并，即将几个生产性质相近的车间工序合并或串联。二是垂直方向上合并，即采取单层改多层，这样厂房内部平面路线和运输路线由垂直方向所取代.三是混合方向合并，即单层与多层合并。

9工艺设计的基本要求：①生物制药工厂工艺设计要严格按照GMP要求进行设计，要确保工厂投产后，能生产出符合质量要求的合格药品。②采用的工艺技术应与资源条件、经济发展和管理水平相适应，与项目的建设规模、产品方案相适应。

10工艺设计基本原则：①尽可能采用先进设备、先进生产方法及成熟的国内外最新技术成果。②经济合理。③合理选择工艺流程和设计指标。④重视环境保护，减少污染。

11工艺设计依据：①任务下达通知单;②业主提供的资料，包括：工艺规程、生产岗位操作方法、12原辅料和成品的规格和包装形式以及质量标准等;③与业主签订的会议纪要;④业主对工艺设计的要求;⑤业主确认或有关部门审查意见。

13确定工艺流程的依据：①产品的剂型和质量要求;②原料的组成和性质;③投资、规模和技术装备水平;④产品工艺规程;⑤包装材料的要求;⑥原料的要求

18工艺管道设计的依据：①工艺管道及仪表流程图;②工艺设备布置图(平面图，剖面图);③设备安装图;④设备总装图。 19热原的除去方法：高温法、酸碱法、吸附法、离子交换法、凝胶过滤法、反渗透法和超滤法、蒸馏法。

14设备计算通常分两阶段进行，第一阶段的设计内容是计算，确定计量和储存设备的容积以及决定这些容积型设备的尺寸和台数等。第一阶段设备设计完成后，即可开展工艺流程图的设计，并在工艺流程图设计的基础上完成水、电、气等能量的计算，决定反应器和单元操作所需参数，如传热面积、过滤面积等，并对相关设备进行设计或选型，对工艺流程进行修改和充实。

15工艺流程图由物料流程、图例和必要的文字说明组成。主要内容：①将设备外轮廓以一定比例画出，并标明设备位号;②画出设备的物料及水、汽、压缩空气、真空、冷冻等管线和流动方向;③画出设备和管道上的主要阀门及管路附件;④画出重要的控制点;⑤必要的文字说明，如废水、废气及半成品、副产品的去向等。

16车间工作人员主要包括生产工人、辅助生产工人、管理人员、工程技术人员和勤杂人员。

17车间工艺布置基本原则是使生产流程顺畅，工序衔接合理，尽量缩短物料的运输距离，充分考虑设备安装、操作和维护、检修的方便，以满足总图和其他专业对车间布置的要求以及GMP关于厂房与实施的有关要求。 20阀门分类

根据其在管路中的作用不同，有截止阀、节流阀、止回阀、安全阀、减压阀等;根据阀的结构形式不同，有闸阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、衬里阀等;根据阀门的材料不同可分为不锈钢阀、铸钢阀、塑料阀等。 21发酵过程管道连接方式三种：螺纹连接、法兰连接和焊接。

22管道及仪表流程图(PID)是用图示的方法把工艺流程和所需要的全部设备、机器、管道、阀门、管件和仪表表示出来。

23管道布置设计原则：①管道布置设计必须符合管道及仪表流程图的设计要求，并应做到安全可靠、经济合理，并满足施工、操作、维修等方面的要求;②管道布置必须遵守安全及环保的法规，以便管道布置能满足安全生产的要求;③管道布置应满足热胀冷缩的柔性要求;④管道布置应严格按照管道等级表和特殊件表选用管道组成件。

24物料衡算是根据质量守恒定律确定原料和产品间的定量关系，计算出原料和辅助材料的用量，各种中间产品、副产品、成品的产量和组成以及三废的排放量。25根据所划定的衡算体系分为三种：①过程总衡算，对一个制药过程进行物料衡算;②设备衡算，对一个生物制药设备进行物料衡算;③结点衡算，对物流的混合点或分支点进行衡算。26根据衡算的目标分为三种：①物料的总衡算，对总物料进行衡算;②组分衡算，对某组分进行衡算;③元素衡算，对某元素进行衡算。 27生物药物生产车间包括发酵车间、提取车间和制剂车间。 28设备选型和工艺设计原则：合理性、先进性、安全性、经济性。 氨基酸生产方法有水解提取法、化学合成法、微生物发酵法以及酶转换法

29根据不同的性状和要求，药品的干燥大致可采用下述两类方法：一类是从水溶液直接喷雾干燥成为颗粒;另一类是溶液经结晶、过滤后将结晶物进行干燥，如真空干燥、气流干燥，热敏性药物常采用冷冻干燥。 30喷雾干燥设备类型：压力喷雾干燥法，气流喷雾干燥法，离心喷雾干燥法

31工艺的安全性包括：①在设计条件下能够安全运转;②偏离设计条件时也能安全处理并恢复原来的生产条件;③确立安全的快速启动或停车办法。

32清洁生产的内容包括三方面：一是清洁的能源;二是清洁的生产过程;三是清洁的产品 33废渣处理技术：化学法，焚烧法，热解法，填埋法。

34植物细胞生物反应器(机械搅拌式、气升式、鼓泡式、填充床、流化床、膜反应器等)动物细胞反应器(气升式、中空纤维管、通气搅拌)固定化酶和固定化细胞生物反应器(间歇式搅拌反应器、连续流动搅拌、填充床、流化床、循环等) 35工艺物料管路配管设计①培养基进料管路②移种管路③补料管路

36工艺过程阐述的内容：①产品、产品方案及设计规模②生产方法、工艺过程及流程简述③工艺物料计算④工艺能量计算⑤工艺设备选型与计算⑥车间区域和工艺设备布置⑦车间管道系统和工艺管道系统⑧存在问题及处理意见。

37施工图设计说明书设计依据①初步设计审批文件的文件号和内容，其他重要来往文件及会议记要等②对初步设计的变更、修改和补充的说明和文件③其他有关工艺专业施工图设计的技术资料来源的名称和内容。

38废水处理分三级：一级处理通常是采用物理方法或简单的化学方法除去水中的漂浮物和部分处于悬浮状态的污染物，以及调节废水pH值等。二级处理是指生物处理法，以去掉废水中大部分有机物。三级处理一般采用过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透基生物法等，以去除二级处理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有机物、可导致水体富营养化的无机物，以及各种病毒、病菌等。

第四篇：制药工程工艺学习题集整理

6.用有机溶液提取某中药的有效成分，欲寻找浸出率 用有机溶液提取某中药的有效成分 的影响因素和适宜水平，选取因素及水平如下： 因素A(溶液浓度) =80%; 因素A(溶液浓度)：A1=70%, A2=80%; A(溶液浓度 因素B(催化剂的量) =0.1%, =0.2%; 因素B(催化剂的量)：B1=0.1%, B2=0.2%;因素C(溶剂的PH) C1=6.8, C2=7.2;因素D 温度) =80℃ =90℃ 因素D(温度)：D1=80℃, D2=90℃, ，将 四因素分别安排在1 选用正交表L8(27) 将A,B,C,D四因素分别安排在1， ， A,B,C,D四因素分别安排在 列上， 次试验结果(浸出率，单位： 2，3，4列上，8次试验结果(浸出率，单位：%)分 别为 82 85 70

7.某制药厂在试制新药过程中，为了提高原料药的得 某制药厂在试制新药过程中 率，考察三个因素，每个因素取三个水平如下：因素A(温度)：A1=80℃, A2=85℃, A3=90℃, A(温度 因素B(加碱量) =55kg; 因素B(加碱量)：B1=35kg, B2=48kg, B3=55kg;因素C(催化剂种类)：C1=甲, B2=乙, B3=丙， 试作正交试验的直观分析，找出因素的主次顺序和

，将 选用正交表L9(34) 将A,B,C三因素分别安排在1，2， ， A,B,C三因素分别安排在1 3列上，9次试验结果(得率，单位：%)分别为 列上， 次试验结果( 单位： 51 71 58 82 最佳适宜水平。 最佳适宜水平。

8.某厂生产一种化工产品，需要考察两个指标：核酸 某厂生产一种化工产品 纯度和回收率，这两个指标都是越大越好。试验需考 虑四个因素，每个因素都有三个水平，如下：因素A(时间)：A1=25h, A2=5h, A3=1h; A(时间 7.5, =6.0; 因素B(加料中核酸含量)：B1=7.5, B2=9.0 B3=6.0; B(加料中核酸含量) 加料中核酸含量 因素C 溶剂的PH) =9.0; 因素C(溶剂的PH) C1=5.0, C2=6.0, C3=9.0; PH ：C 5.0, ： 因素D(加水量) =1： 因素D(加水量)：D1=1：6, D2=1：4, D3=1：2， D(加水量

4 ，将 ， A,B,C， 可采用正交表L9(3 ) 将A,B,C，D四个因素分别安排4

69

59 77 85 84

试作正交试验的直观分析， 试作正交试验的直观分析，找出因素的主次顺序和

列上， 次试验结果(纯度和回收率， 在1，2，3，4列上，9次试验结果(纯度和回收率， 单位： 分别为： 17.5，12.0，6.0，8.0，4.5， 单位：%)分别为：纯度 17.5，12.0，6.0，8.0，4.5， 4.0，8.5，7.0， 4.0， 8.5， 7.0， 4.5 30.0，41.2，60.0， 回收率 30.0 ，41.2 ，60.0 ， 24.2，51.0，58.4，31.0，20.5 24.2，51.0，58.4，31.0，20.5，73.5 根据以往经验知道， 根据以往经验知道，纯度的指标比回收率的指标更重 要，从量化的角度分析，纯度提高1%相当于收率提高 从量化的角度分析，纯度提高1%相当于收率提高 1% 4%， 4%，这样就可以按照公式 综合评分=4×纯度指标+1× 综合评分=4×纯度指标+1×回收率指标 =4 +1 试作正交试验的直观分析， 试作正交试验的直观分析，找出因素的主次顺序和最

佳适宜水平。 佳适宜水平。 9.某制药厂为改进长效磺胺精制成品的质量， 9.某制药厂为改进长效磺胺精制成品的质量，根据生 某制药厂为改进长效磺胺精制成品的质量 产实际情况，考虑七个因素， 产实际情况，考虑七个因素，每个因素取两个水平见 L8 ( 27 ) 表

水平 溶媒 A 加保险粉 方法B 方法B 滤前加 滤后加 中和速度 C 快 慢 脱色前 处理D 处理D 过滤 不过滤 脱色PH 滤液升温 脱色PH 处理E 处理E F 加沸30分钟 加沸30分钟 30 不加沸 不调 调PH9.3 加碳温度 G 40℃ 40℃ 80℃ 80℃

1 2

自来水 洗碳水

试验指标也有两个： (1 溶液色，测定值越低越好; 试验指标也有两个： 1)溶液色，测定值越低越好; ( 外观，分为5个等级，最好的记为5 (2)外观，分为5个等级，最好的记为5，最差的记 1.根据因素及水平的个数 根据因素及水平的个数， 为1.根据因素及水平的个数，选用L8 (27)正交表安 排试验，试验结果及计算数据见下表： 排试验，试验结果及计算数据见下表：

试验号 1 A 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 1 2 2 2 2 2 B 1 1 2 2 1 1 2 2 3 C 1 1 2 2 2 2 1 1 4 D 1 2 1 2 1 2 1 2 5 E 1 2 1 2 2 1 2 1 6 F 1 2 2 1 1 2 2 1 7 G 1 2 2 1 2 1 1 2 结果 溶液色 2.15 2.30 1.50

1.50 2.00 2.00 1.70 1.70 外观 1 2 3 4 4 3 5 5

第五篇：生物制药技术在制药工艺中的应用

【摘要】生物制药技术在近些年来的发展速度极快，而且被广泛的应用到西药制药中，通过在大量的临床实验中的应用，对提高西药制药效果以及促进制药发展有着深远的影响。

【关键词】生物制药技术 制药工艺 应用

一、前言

随着科技的发展，生物制药技术日新月异。技术的研究程度也上升到了更高水平，更加准确细致地改善人们身体的各个部分的机能，使人们的身体素质得到更有效的提升。诸如基因工程技术、酶及细胞固定化技术、细胞工程及单克隆抗体等，也已成为生物制药方面的热点词汇，而肿瘤药物、免疫性药物、冠心病治疗药物等也成为了人们生活中常见的药品。由此可以看出，生物制药技术在制药工艺方面的应用已经十分广泛，同时也达到了一定的水平。生物制药技术逐渐成为制药工艺的中流砥柱，成为制药工艺发展的强心剂。

二、生物制药技术在制药中的应用

1.在研制冠心病治疗药物方面的应用。冠心病是现代社会常见的一种疾病，据统计，我国每年死于冠心病的患者约有100万。在冠心病防治方面，目前市场上出现多种防治药物，冠心病防治药物的需求在一定程度上推动西药制药行业的快速发展。随着生物制药技术的日益发展，基因操作技术得到迅速地发展，其中，基因测序技术及基因治疗的发展前景广阔，目前已经逐渐进入商业化开发阶段，促进冠心病临床治疗的进展。

2.在研制抗肿瘤药物方面的应用。肿瘤是现代社会常见的疾病之一，随着生物制药技术的不断进步，抗肿瘤药物日益增多，预计在未来的5年内，我国抗肿瘤药物将得到迅速的发展，比如可以运用基因治疗法治疗肿瘤，主要运用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤;可以运用基因药物抗体，抑制患者体内肿瘤的扩散，可以运用IL-2受体的融合毒素，促进CTCL肿瘤患者疾病的治疗;运用基质金属蛋白酶(TNMPs)，可以抑制患者肿瘤血管的扩散，同时可以阻拦肿瘤在机体内的转移。关于这方面的药物，未来将成为抗肿瘤的主要药物之一，给肿瘤患者带来新的希望。目前，在肿瘤临床治疗中，已经有三种化合物进入临床试验阶段，相信不久就可以得到广泛地应用。

3.在研制免疫性药物方面的应用。无数的临床试验表明，现代社会大多的疾病都与患者自身的免疫系统有着密切的关系，免疫力低下或者免疫缺陷都可以引发多种疾病，比如风湿性关节炎、斑狼疮、多发性硬化症以及哮喘等等。随着生物制药技术的不断发展，越来越多的制药公司开始研制出相关的风湿性关节炎药物。比如，美国Cetor′s公司目前已经研制出TNF-α抗体，这种抗体在治疗风湿性关节炎方面，可以取得满意的疗效，有效率可达80%以上。在哮喘疾病治疗中，Genentech公司已经研制出单克隆人源化免疫球蛋白E抗体，这种药物可以有效地改善哮喘患者的疾病症状，促进患者疾病的治疗，目前进入Ⅱ期临床试验阶段。此外，在糖尿病治疗方面，一些公司还研制出基因疗法，即在糖尿病患者的皮肤细胞中，注入胰岛素基因，使工程细胞能够全程供应胰岛素。

4.在研制蛋白质治疗药物及基因重组多肽药物方面的应用。基因重组，主要指将两种不同生物的DNA进行有机结合的技术。通过基因重组技术，可以将两种完全不同的生物基因进行融合，使一种基因进入到另一种基因中，摆脱生物物种之间的束缚，并在分子水平上对一些重要基因进行相关的操作。运用基因重组技术，可以研制出相关的蛋白质治疗药物及基因重组多肽药物，比如，运用基因重组技术可以研制出激素、多肽、细胞因子、蛋白质、酶、单克隆抗体及疫苗等等。

5.在研制神经性药物方面的应用。运用生物制药技术可以制造多种神经性药物，这些神经药物对脑中风、脊椎损伤、老年痴呆症、帕金森氏病等疾病的治疗有着非常重要的意义。目前，已经进入临床试验阶段的有胰岛素成长因子rhIGF-1。同时进入临床试验阶段还有脑源神经营养因子(BDNF)与因子(NGF)，这两种因子主要用在脑萎缩硬化症患者及末梢神经炎患者的疾病治疗中。

中风是现代社会常见的一种疾病，临床试验表明，由生物制药技术研制出的CerestaL可以有效地改善中风患者脑力方面的症状，对中风患者的疾病治疗起着非常重要的作用，目前，在我国临床医学中，CerestaL已经逐渐进入Ⅲ期临床阶段，相信未来会在中风疾病治疗方面发挥重要的作用

三、生物制药技术的发展前景

1. 生物制药技术的发展面临的挑战

伴随着生物制药产业与人们生活的关系愈加紧密，生物制药技术的发展的步伐刻不容缓。我国生物制药技术和产业在发展过程中更多的是借鉴国外的先进技术和经验，虽然在人才方面，我国所拥有的数量已经十分庞大，但真正拥有科技创新能力的精英少之又少。同时，与国外相比，我国生物制药产业缺乏技术高超的带头人。一个新兴的产业，倘若没有高素质、高水平的并且深谋远虑的领头羊，即使拥有再多的科技研发人员、再先进的技术及设备，那也是一盘散沙，成不了气候。当然，我们也不能闭门造车，即使我过生物制药技术发展迅猛，但仍旧存在许多不足之处，依旧需要与国外合作交流。因此，只有加强国内外合作，取其精华去其糟粕，才能使我国在激烈的竞争中取得好的结果。

2. 生物制药产业的发展趋势

随着科技的发展，生物制药技术的研究领域也到达了分子水平。同时，对人体遗传物质的研究以及对各种疾病的致病机理的探索，也为生物技术的发展注入了强大的活力，使得生物制药技术发展的方向和目的更加明确。在未来，生物制药技术的发展不再仅仅局限与药品的研发，更渗透到有关人体生长发育和生存的各个方面。

毕竟，生物制药技术的产生本生就是为了人们能够拥有更加强健的身体和更长的寿命。而科学家的关注点，也逐步转移到提高产品研制的成功率、降低试验制造成本、拓宽药物适用市场范围上。总之，与各个学科的结合与发展，再试图通过科学技术手段使生物制药技术带来更多收益，为医药行业提供更多价格低廉、效果明显的药物是生物制药产业未来发展的方向。

四、结语

生物制药技术的发展，关系到人们身体健康和生活质量的提高，也关系到其他各个领域的发展，关系到国家的长治久安和经济建设，是在社会主义发展的新时期不可忽视的方面之一。而它的发展，也需要国家的大力支持，依赖大量科技人才和资金的投入，也需要正确的引导。生物制药技术在制药工艺中的运用，也暗示着更方便、更有效的生物制药的出现，给和谐社会的建设更添一丝活力。

【参考文献】

[1]张蕊，田澎.生物制药产业现状分析及我国企业的发展战略[J].工业工程与管理，2013，16-21.

[2]焦伟堂，冯旭东，叶旭，孙竹范.多相循环流化床流动规律的研究[J].北京工商大学学报(自然科学版)，2012，4-25