2014天津大學(xué)制藥工程前沿講座考試試題

1、為什么要單細(xì)菌細(xì)胞？（王江新）1、單細(xì)菌mRNA沒有poly（A）結(jié)構(gòu)，因此不能使用oligodT作為引物；2、單細(xì)菌中總RNA含量較低，不足人類RNA含量的1/1000;3、多細(xì)胞進(jìn)化和分化：基因型是一樣的，單個細(xì)胞水平上進(jìn)行研究；4、異質(zhì)性：個體細(xì)胞的差異，細(xì)胞表達(dá)水平不同；5、高通量篩選；6、樣品稀少，僅有少于1%的微生物可以培養(yǎng)；7、傳統(tǒng)基因表達(dá)分析方法需要大量細(xì)胞（10,000-1,000,0）；8、微生物細(xì)胞同時存在不同的基因型/遺傳型；2、分子蒸餾設(shè)備有幾類，優(yōu)缺點（許松林）一套完整的分子蒸餾設(shè)備主要包括：分子蒸發(fā)器、脫氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發(fā)器，其種類主要有3種：（1）降膜式：為早期形式，結(jié)構(gòu)簡單，但由于液膜厚，效率差，當(dāng)今世界各國很少采用；（2）刮膜式:形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結(jié)構(gòu)復(fù)雜；（3離心式：離心力成膜，膜薄，蒸發(fā)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，真空密封較難，設(shè)備的制造成本高。離心式：（1）優(yōu)點：液膜非常薄，流動情況好，生產(chǎn)能力大，適合工業(yè)上的連續(xù)生產(chǎn)；物料在蒸餾溫度下保留時間非常短，可以分離熱穩(wěn)定性極差的有機化合物；由于離心力的作用，液膜分布很均勻，分離效果較好。（2）缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，真空密封較難，設(shè)備制造成本較高。刮膜式：（1）優(yōu)點：液膜厚度??；避免溝流現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證液膜在蒸發(fā)表面分布均勻；物料在蒸餾溫度下保留時間短，熱分解的危險性?。豢赏ㄟ^改變刮膜器的形狀來控制液膜在蒸發(fā)面的停留時間；連續(xù)進(jìn)行，生產(chǎn)能力大；可在刮膜器的后面加擋板，使得物沫夾帶的液體在擋板上冷凝，在離心力的作用下回到蒸發(fā)面；向下流的液體得到充分?jǐn)噭?，強化了傳熱和傳質(zhì)。（2）缺點：液體分配裝置難以完善，很難保證所有的蒸發(fā)表面都被液膜均勻覆蓋;液體流動時常發(fā)生翻滾現(xiàn)象，所產(chǎn)生的霧沫也常濺到冷凝面上。3、決定分子蒸餾的最重要參數(shù)（許松林）P、T4、以青霉素或^干擾素生產(chǎn)為例試述蛋白質(zhì)組技術(shù)在微生物發(fā)酵制藥中的應(yīng)用？（程景勝）（1）蛋白質(zhì)組學(xué)研究主要包括如下三方面：第一，大規(guī)模蛋白質(zhì)和肽段制備和分離；第二，高通量蛋白質(zhì)鑒定第三，對得到的海量蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性和定量分析處理。（2）微生物及生物制藥過程包括菌種篩選改造，培養(yǎng)基優(yōu)化，發(fā)酵過程優(yōu)化。產(chǎn)物的分離純化。（3）蛋白質(zhì)組技術(shù)提示菌種改造過程代謝途徑和代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的改變?yōu)榫N的改良提供新的方案。（4）運用蛋白質(zhì)組技術(shù)分析不同發(fā)酵方式和條件下生產(chǎn)菌種響應(yīng)機制，為優(yōu)化發(fā)酵工藝提供新的策略。（5）蛋白質(zhì)組技術(shù)可以用于蛋白質(zhì)類或多肽類藥物生產(chǎn)過程中產(chǎn)物分離純化和產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測和控制。5、膜分離有娜幾種傳遞方式？（朱宏吉）被動傳遞、促進(jìn)傳遞、主動傳遞。被動傳遞：物質(zhì)由高化學(xué)位相側(cè)向低化學(xué)位相側(cè)傳遞，化學(xué)位差是是膜分離傳遞過程的推動力，它可以是壓力差、濃度差、電位差、溫度差等。促進(jìn)傳遞：膜內(nèi)有載體，在高化學(xué)位一側(cè)，載體同被傳遞的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，而在低化學(xué)位一側(cè)又將被傳遞的化學(xué)物質(zhì)釋放，這種傳遞過程有很高的選擇性。主動傳遞：膜中的載體同被傳遞物質(zhì)在低化學(xué)位側(cè)發(fā)生反應(yīng)并釋放出能量，使被傳遞物質(zhì)由低化學(xué)位一側(cè)被傳遞到高化學(xué)位一側(cè)，物質(zhì)的傳遞方向為逆化學(xué)位梯度方向。主動傳遞尚未用于工業(yè)過程。6、簡述已建立的膜分離機制模型？（朱宏吉）（1）溶解-擴散模型：（無孔膜）適用于液體膜、均質(zhì)膜或非對稱膜表皮層內(nèi)的物質(zhì)傳遞。在推動力作用下，滲透物質(zhì)先溶解進(jìn)入膜的上游側(cè)，然后擴散至膜的下游側(cè)，擴散是控制步驟。（2）優(yōu)先吸附-毛細(xì)管流動模型：由于膜表面對滲透物的優(yōu)先吸附作用，在膜的上游側(cè)表面形成一層該物質(zhì)富集的吸附液體層。然后，在壓力作用下通過膜的毛細(xì)管，連續(xù)進(jìn)入產(chǎn)品溶液中此模型能描述多孔膜的反滲透過程。（3）從不可逆熱力學(xué)導(dǎo)出的模型：（非平衡熱力學(xué)模型）膜分離過程通常不只依賴于單一的推動力，而且還有伴生效應(yīng)（如濃差極化）。不可逆熱力學(xué)唯象理論統(tǒng)一關(guān)聯(lián)了壓力差、濃度差、電位差對傳質(zhì)通量的關(guān)系，采用線性唯象方程描述這種具有伴生效應(yīng)的過程，并以配偶唯象系數(shù)描述伴生效應(yīng)的影響。7、舉例說明膜分離技術(shù)在制藥行業(yè)的應(yīng)用（朱宏吉）發(fā)酵行業(yè)下游加工中，最核心的就是目標(biāo)產(chǎn)品的分離純化。通常采用離心、板框等方法對發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理，之后經(jīng)過樹脂柱、活性碳脫色和蒸發(fā)濃縮等工藝獲得產(chǎn)品。采用膜技術(shù)部分替代傳統(tǒng)工藝，對氨基酸解析液進(jìn)行澄清、脫色，預(yù)濃縮處理，在降低能耗、提高產(chǎn)品收率和提升產(chǎn)品品質(zhì)等方面無疑優(yōu)勢明顯。解析液含有較多的懸浮物、色素，蛋白，膠體物質(zhì)，為保證最終產(chǎn)品品質(zhì)，采用特種納濾膜對料液進(jìn)行脫色處理，脫色液進(jìn)入膜系統(tǒng)預(yù)濃縮后送入后續(xù)工藝提取。脫鹽濃縮技術(shù)，化工產(chǎn)品母液的膜法濃縮分離技術(shù)，醫(yī)藥產(chǎn)品的膜法除熱源技術(shù)。某化工產(chǎn)品母液的由于含有大量的有效成分，傳統(tǒng)的方法是通過多效蒸發(fā)的方法將有效成分濃縮處理，但是由于初始母液的濃度較低，直接通過蒸發(fā)工藝能耗很大，不符合國家的產(chǎn)業(yè)政策。通過膜處理技術(shù)將母液預(yù)濃縮，之后再進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)運行成本，符合國家節(jié)能減排的要求。8、納米技術(shù)在藥物研發(fā)和生物領(lǐng)域的應(yīng)用（葛志強）在藥物研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用如何利用納米材料開發(fā)出納米抗腫瘤藥物、納米抗病毒藥物、納米抗菌藥物、納米抗炎鎮(zhèn)痛藥物、納米激素類藥物、納米多肽蛋白類藥物、納米基因藥物、納米中藥等多種納米藥物；以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的納米藥物傳遞系統(tǒng)是現(xiàn)代醫(yī)藥發(fā)展的重要方向之一。在通過各種類型的生物體屏障、控制藥物的釋放速度、設(shè)定藥物的靶向性等方面，具有一般藥物的不可替代性，為藥物研究開辟了全新的領(lǐng)域。同時，這類納米藥物載體的發(fā)展，也為現(xiàn)代給藥系統(tǒng)的研究提供了新的思路，它所具有的特殊性能使其在臨床疾病治療和診斷中將具有十分廣泛的應(yīng)用前景。納米技術(shù)在生物領(lǐng)域的應(yīng)用納米生物學(xué)研究在納米尺度上的生物過程，包括修復(fù)、復(fù)制和調(diào)控機理，并根據(jù)生物學(xué)原理發(fā)展分子應(yīng)用工程，包括納米信息處理系統(tǒng)和納米機器人的原理。納米技術(shù)和生物學(xué)相結(jié)合研制生物分子器件。以分子自組裝為基礎(chǔ)制造的生物分子器件是一種完全拋棄以硅半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的電子元件。目前利用蛋白質(zhì)可制成各種生物分子器件，如開關(guān)器件、邏輯電路、存儲器、傳感器、檢測器以及蛋白質(zhì)集成電路等。利用極細(xì)微的納米傳感器則有可能在不干擾細(xì)胞正常生理過程的狀況下，獲取活細(xì)胞內(nèi)的動態(tài)信息，從而了解機體的狀態(tài)，深化對生理或病理過程的理解。藥物傳輸中納米給藥的作用：1、提高藥物特性（溶解度，生物利用度，分散度，靶向能力）2、促進(jìn)藥物用量降低（低劑量給予，副作用降低，更方便的用量形式）9、請簡述什么是根岸反應(yīng)（Negishi反應(yīng)）（曲紅梅老師）答：1976-1978年，根岸英一發(fā)展了一系列的方法，分別應(yīng)用格氏試劑、鋅試劑、硼試劑、錫試劑、鋁試劑和鋯試劑在過渡金屬Ni或者Pd絡(luò)合物的催化下實現(xiàn)了與芳基或烯基鹵代物的偶聯(lián)反應(yīng)，而有機鋅試劑、鋁試劑和鋯試劑參與的偶聯(lián)反應(yīng)則稱為根岸反應(yīng)（Negishi反應(yīng)）。10、藥劑學(xué)的發(fā)展方向（魏振平）提高療效；降低毒性；方便生成和應(yīng)用；降低成本，環(huán)境友好。11、基因敲除的原理（陳磊）基因敲除是在同源重組技術(shù)及胚胎干細(xì)胞技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步完善發(fā)展起來，主要是利用DNA轉(zhuǎn)化技術(shù)，將含有目的基因和靶基因同源片段的重組載體導(dǎo)入靶細(xì)胞，通過載體與靶細(xì)胞染色體上同源序列間的重組將外源基因整合入內(nèi)源基因組內(nèi)，使外源基因得以表達(dá)。（1）基因載體的構(gòu)建：把目的基因和細(xì)胞內(nèi)靶基因特異片段同源的DNA分子都重組到帶有標(biāo)記基因的載體上，成為重組載體，基因敲除是為了使某一基因失去其生理功能，所以一般設(shè)計為替換型載體。（2）同源重組：將重組載體通過一定的方式導(dǎo)入靶細(xì)胞中，使外源DNA與靶細(xì)胞基因組中相應(yīng)部分發(fā)生同源重組，將重組載體中的DNA序列整合到內(nèi)源基因組中，從而得以表達(dá)。（3）篩選重組細(xì)胞：常用正負(fù)篩選法，標(biāo)記基因的特異位點表達(dá)法及PCR法。12、系統(tǒng)生物研究所必須的3個基因的生物功能（陳磊）維持細(xì)胞壁；產(chǎn)能；加工基因信息13、雙組份有機凝膠的特點及分類（黃耀東）凝膠的定義和分類凝膠：在測試和分析體系的時間內(nèi)，宏觀上持續(xù)結(jié)構(gòu)不變；流變力學(xué)行為類似于固體分類：按溶劑種類分：有機凝膠（小分子有機凝膠和聚合物凝膠）、空氣凝膠和水凝膠小分子有機凝膠LMOG類型：光敏性?、熱敏性?、化學(xué)敏感性?、能量轉(zhuǎn)移?、熒光增強型?、液晶物理?、電解液?、雙組份?小分子有機凝膠如何形成？依靠什么使溶劑固定化？小分子有機凝膠的形成是通過靜電力、疏水相互作用、n-n相互作用以及金屬配位鍵相互作用形成的。一般制備低分子有機凝膠的過程是：先加熱使一定量的小分子凝膠因子溶解在一定量的溶劑中，然后冷卻到一定溫度，體系的流動性減小甚至完全消失，形成凝膠。在加熱的過程中，凝膠因子與溶劑的親和力增強，形成溶液，隨著溶液的冷卻，凝膠因子與溶劑分子的親和力減弱，而凝膠因子的分子之間由于分子間的相互作用力而自組裝成一種固體的聚集體，從而形成凝膠。有機凝膠是低濃度的凝膠因子在一定的物理條件下在適當(dāng)?shù)娜軇┲行纬傻囊环N半固體的狀態(tài)。凝膠因子能在在溶劑中自發(fā)的聚集，自組裝成有序的結(jié)構(gòu)，形成一種網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，例如纖維狀從而能夠阻止溶劑分子的流動14、闡述如何建立液質(zhì)聯(lián)用中藥指紋圖譜的檢測方法？（蔣建蘭）1供試品溶液的制備：取樣、稱樣，制備方法、濃度的選擇；2色譜條件的選擇：流動相、檢測波長、色譜柱、柱溫、檢測器；3質(zhì)譜條件的選擇：檢測模式、質(zhì)量范圍等；4方法學(xué)考察：精密度、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性；5相似度評價；6色譜峰的藥材歸屬和化學(xué)成分歸屬解析15、生物制藥前景與發(fā)展（趙光榮）生物制藥是以基因工程為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物工程，即利用現(xiàn)代生物技術(shù)對DNA進(jìn)行切割、連接、改造，生產(chǎn)出傳統(tǒng)制藥技術(shù)難以獲得的生物藥品。而現(xiàn)代生物技術(shù)是以基因為源頭，基因工程和基因組工程為主導(dǎo)技術(shù)，與其他高技術(shù)相互交叉、滲透的高新技術(shù)。1、中草藥及其有效生物活性成份的發(fā)酵生產(chǎn)。2、改造抗生素工藝技術(shù)。3、大力開發(fā)疫苗與酶診斷試劑。4、發(fā)展氨基酸工業(yè)和開發(fā)甾體激素。5、人源化的單克隆抗體的研究開發(fā)。6、血液替代品的研究與開發(fā)。新藥研發(fā)過程步驟（1）新化合物實體的發(fā)現(xiàn)NCE/NME---newchemical/molecularentity（anewtherapeuticcompoundthathasneverbeenusedfortestedinhumansubjects（2）臨床前研究（3）IND:新藥研究申請，進(jìn)入臨床研究應(yīng)用。臨床試驗許可（nvestigationalnewdrugapplication）（4）臨床實驗+臨床前研究（繼續(xù)）補充（5）新藥申請NDA：newdrugapplication（6）獲批，上市與監(jiān)制BLA：biologicslicenseapplication生物藥獲批申請16、（李艷妮）CADD方法分類：1、基于配體的藥物設(shè)計：QSAR方法、藥效團(tuán)模型；2、基于受體結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計：分子對接法、從頭設(shè)計方法QSAR：研究系列化合物的結(jié)構(gòu)與其生物效應(yīng)間的定量關(guān)系；藥效團(tuán)模型：生物活性分子中對活性起重要作用的藥效特征元素的空間排列形式；分子對接法：受體和藥物分子間通過幾何匹配和能量匹配而相互識別的過程；從頭設(shè)計法：定義活性位點、產(chǎn)生配體分子、配體分子的評估、配體分子的排列、選定配體分子及校驗、合成以及活性測定。QSAR藥效團(tuán)模型基于母體相似的同系物化合物基于不同類先導(dǎo)化合物得到結(jié)構(gòu)與活性間定量關(guān)系得到與生物活性有關(guān)的重要藥效團(tuán)特征只用于指導(dǎo)先導(dǎo)化合物改造用來尋找結(jié)構(gòu)全新的先導(dǎo)化合物對從頭設(shè)計得理解？從頭設(shè)計與數(shù)據(jù)庫搜索之間的優(yōu)缺點。從頭設(shè)計一般是根據(jù)靶點的活性位點特征產(chǎn)生一系列的片段，通過這些片段的連接生成一個配體分子，因此從頭設(shè)計所產(chǎn)生的配體分子可能是全新的。從頭設(shè)計的步驟：定義活性位點；產(chǎn)生配體分子；配體分子的評估以及結(jié)構(gòu)驗證。其中產(chǎn)生配體分子的方法分為兩類，一類是原子連接/生長法，另一類是片段連接/生長法。其中原子連接法基本上用不到。片段連接法就是通過某些方法得到的孤立片段連接起來構(gòu)成完整的分子。片段生長法就是以一個片段為起點，逐漸生長得到一個完整的配體分子的方法。從頭設(shè)計優(yōu)點：從頭設(shè)計方法能夠得到一個全新的藥物分子。缺點：在片段連接法中，生成的連接片段會和受體分子產(chǎn)生原子碰撞，因此不會被受體接受；而且孤立片段在連接的過程中也會發(fā)生空間位阻或者構(gòu)象的碰撞，因此也無法和受體結(jié)合；合成的可能性低。在片段生長法中生成的分子數(shù)很大，增加了實際操作難度;而且在現(xiàn)實中能夠合成的可能性也很低。數(shù)據(jù)庫搜素優(yōu)點：快速，簡便，有效。缺點：無法生成太新的藥物分子。17、Omega-3fattyacid脂肪酸生物合成路徑（宋浩）A9C16/18desaturaseelongase油酸V△12ndesaturase!IT-亞麻酸U\亞油酸△9IelongaseJ油酸V△12ndesaturase!IT-亞麻酸U\亞油酸△9IelongaseJ二i硬脂酸VA15desaturaseC18/2elongaseEDA二十碳二烯酸A8"desaturaseA17

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二高-T-亞麻酸A17desaturase■ALAQ-亞麻酸、IA9■elongaseETrA二十蘿三烯酸IA8，desaturaseETA/二十碳四烯酸A6esaturaseSTA十八碳四烯酸el