生物制药的优点和缺点范文

导语：如何才能写好一篇生物制药的优点和缺点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：膜；分离；制药

膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，目前已广泛应用于电子、医药用纯水、饮用蒸流水、生物、环保、化工等领域，成为当今分离科学中最重要的手段之一。膜分离技术具有在常温下进行、无化学变化、选择性好、无相态变化、适应性强、能耗低等特点。由发酵法生产的微生物药物的分离和纯化正面临着含量低、易失活、收率低等问题，膜分离过程作为一种新型的分离技术得到了广泛的发展。本文对膜分离技术在生物制药中的应用进行综述。

1 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中的应用

1.1 膜分离技术的特点

相对于传统工艺，膜分离具有简化工艺流程、产品质量高、操作简单、能耗低、收率高、环保、运行费用低等优点。

1.2 分离原理

根据截留组分的不同，可以将膜过程分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、渗析、电渗析、气体分离等。用于发酵液后处理的膜技术主要是超滤，其次是纳滤、微滤、反渗透以及液膜分离等。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜。抗生素、氨基酸和酶类分离纯化主要应用超滤膜。

1.2.1 微滤膜又称微孔过滤，它属于精密过滤，分离截留直径0.01～10？滋m以上的粒子。液固分离等方面，常作超滤的预处理过程，如发酵液中的菌体、细胞、不溶物等。

1.2.2 超滤膜属于非对称多孔膜，是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，孔径在2～50nm。超滤膜以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。超滤膜常用于处理发酵液可以截留病毒、蛋白质、酶、多糖等大分子物质。

1.2.3 反渗透的分离基本原理是溶解扩散学说，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：生物医药、生物发酵、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水等。

1.2.4 纳滤膜平均孔径2nm左右，是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80～1000的范围内，处理发酵液时截留组分可小到抗生素，合成药、染料、双糖等，具有对小分子有机物有较高的截留性等特点。

1.3 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用

膜分离技术主要用于B一内酰胺类、大环内酯类、四环素类等抗生素以及氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用。李春艳、方富林等采用Ultra-flo超滤系统提纯未经任何预处理的头孢菌素 C发酵液，过滤收率由原工艺的 78%提高到 83.8%[1]。梁万秋、何建勇等比较连续板式超滤与间歇板式超滤在头孢菌素C发酵液过滤提纯中的效果，结果连续板式超滤适应头孢菌素C的过滤分离及与后续提取工艺的整合[2]。冯建立，许振良，王学军等采用自制的三种中空纤维超滤膜（U F-1、U F-2和U F-3）对红霉素发酵液去除乳化现象进行了试验，结果表明超滤法可达到去除乳化的目的，同时提高了萃取的收率和质量[3]。张治国，王世展等采用蓬莱反渗透设备厂生产的NFB系列板式反渗透装置已成功地应用于济宁抗生素厂的链霉素生产中，收率明显提高，能耗和物耗大幅度降低[4]。叶榕等采用超滤-纳滤集成膜分离技术代替传统的薄膜蒸发法提纯浓缩卡那霉素树脂解吸液，实验结果表明浓缩倍数、浓缩收率、损失率、平均膜通量等指标均优化[5]。

2 分离纯化的方式方法

根据近年来国内外应用膜分离纯化微生物药物的方式方法，大致有以下几类。

2.1 分离方式

对于纳滤，可以将萃取液用疏水性纳滤膜处理进行浓缩或用亲水性纳滤膜对未经萃取的抗生素发酵滤液进行浓缩，减少萃取剂的用量。

2.2 多层液膜分离

例如红霉素在水/油乳状液滴中的渗透，乳状液滴中一旦形成的浓团，会使分离性能降低。为防止这种情况发生，料液和乳状液应分别为分散相和连续相进行分离。

2.3 组合分离

抗生素发酵液的分离有时候需要多个膜分离操作。通常先采用微滤或超滤，去除盐和水，再采用纳滤浓缩。

2.3.1 超滤和纳滤膜组合分离。何旭敏等用超滤膜处理6-APA的钾盐，经反应罐中裂解后，再经纳滤膜浓缩，裂解率为97.5%[6]。

2.3.2 超滤和反渗透膜组合分离。李十中等先用截留分子量5万的超滤膜处理土霉素结晶母液，除去母液中的悬浮物和大分子物质，得到土霉素的纯度82.9%[7]。

2.3.3 膜分离技术与传统的分离技术相结合。膜分离技术与传统的分离技术相结合，在不同程上吸取了膜分离和传统分离方法的优点而避免了两者原有的缺点。李十中等利用超滤/萃取法提取青霉素G、红霉素和麦迪霉素，发现新工艺收率高，静置分层快，不需要离心分离或活性炭脱色。

结束语

目前的膜分离技术在生物制药应用研究非常活跃，广泛用于生物发酵液过滤除菌及下游分离纯化精制、结晶母液回收、氨基酸发酵液过滤澄清及精制、生物蛋白、多肽、酶制剂等酵液过滤澄清及精制等。膜分离技术突出的优点和其广阔的潜在市场使膜分离技术将在微生物制药中发挥更为重要的作用。

参考文献

[1]李春艳，方富林，何旭敏，夏海平，蓝伟光.超滤法提纯头孢菌素C的应用研究[J].福建医科大学学报，2001，3-30.

[2]梁万秋，何建勇，陈晓强.连续板式超滤系统在头孢菌素C发酵液过滤提纯中的应用[J].沈阳药科大学学报，2007（12）.

[3]冯建立，许振良，王学军，杨志和.超滤去除红霉素发酵液乳化现象的研究[J].中国抗生素杂志，2007，3，25.

[4]张治国，王世展，姜作禹，景玉钧，林永斌，褚庆国.板式反渗透装置在链霉素生产工艺中的应用[J].水处理技术，1994，12.

[5]叶榕，李春艳.超滤-纳滤集成技术提纯浓缩卡那霉素[J].福建医科大学学报，2002，9，30.

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2.哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学船舶工程学院多体船技术国防重点学科实验室，哈尔滨150001；

3.东北农业大学国家乳业工程技术研究中心国家乳品中心，哈尔滨150030）

摘要：疫苗学是一门集微生物、传染病、免疫学、流行病学、生物化学、分子生物学为一体的多学科交叉综合学科，因此，疫苗学涉及的知识面广、涵盖的知识量大、需要掌握的知识点繁多， “一支粉笔、一块黑板、一本教科书”的传统教学方式很难达到教学目的和效果。利用多媒体技术节约了传统的板书时间，可进行高密度的知识传授、大信息量的优化处理， 大大提高课堂效率，使学生在有限的时间内获取大量的知识， 解决课时不足的问题

关键词：疫苗学课程；学科内容；计算机辅助教学

中图分类号：G622.421 文献标志码：A文章编号：1673－291X（2011）23－0277－02

疫苗是一类应用最广的生物制品，是人类预防疫病的重要武器。从防患于未然的角度，疫苗免除了众多传染病对人和动物生命群体的威胁。

疫苗学是一门研究疫苗的基本理论和研制开发技术的学科。其内容主要包括以下几个部分：疫苗的作用机制；疫苗的分类和主要品种介绍；疫苗的研究开发策略和程序；疫苗的生产工艺和质量控制；疫苗的流通与使用；疫苗的政策法规以及市场发展趋势分析。

随着科学技术的发展，疫苗一方面已经从传统减毒或灭活疫苗发展到基因重组疫苗、亚单位疫苗、合成肽疫苗、转基因植物疫苗；另一方面，随着人们对医疗水平要求的不断提高，疫苗已从传统的预防性疫苗发展到治疗自身免疫病和肿瘤等疾病的治疗性疫苗，甚至是干预人类生殖过程的避孕疫苗。此外，随着人类基因组计划的完成与多种病原微生物基因组的阐明，人类已进入后基因组或蛋白组时代，尤其是反向疫苗学的兴起，使得疫苗的研发与生物信息学密切相关[1]。

因此，现代疫苗学的学科内容较以往更为丰富并且学科结构也发生了变化。疫苗学教学也面临着多学科交叉信息量大、新理论不断涌现以及教学内容与生物信息技术联系紧密等方面的问题，传统的教学手段和方式已经很难达到教学目的并满足学生的要求。

计算机辅助教学（Computer Aided Instruction ，简称CAI）是在计算机辅助下进行的各种教学活动，综合应用多媒体、超文本、人工智能和知识库等计算机技术，克服了传统教学方式上单一、片面的缺点。它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。

将计算机辅助教学应用于疫苗学教学当中，因其具有信息量大、内容形象直观、感染力强的优点，使得教学过程更加高效和生动，收到了良好的教学效果。

一、计算机辅助教学在疫苗学教学中的优势

1.利用CAI可以有效地加大教学密度，提高单位教学时间的知识含量

疫苗学是一门集微生物、传染病、免疫学、流行病学、生物化学、分子生物学为一体的多学科交叉综合学科，因此，疫苗学涉及的知识面广、涵盖的知识量大、需要掌握的知识点繁多， “一支粉笔、一块黑板、一本教科书”的传统教学方式很难达到教学目的和效果。

利用多媒体技术节约了传统的板书时间，可进行高密度的知识传授，大信息量的优化处理， 大大提高课堂效率，使学生在有限的时间内获取大量的知识， 解决课时不足的问题，使教师在完成教学大纲所要求内容的同时，还有能讲授本领域的最新进展，拓宽学生的视野。但同时也应该注意如果每次教学活动的信息量过大往往也会引起副作用，即造成学生感知、注意、 记忆、 思维等认知过程的疲劳，使学生的注意力分散，降低学生的认知欲求。因此还需要及时掌握学生的课堂学习情况， 合理把握教学密度，适时控制教学进程[1]。

2.CAI文、 图、 声、 像并茂，形象直观，有利于丰富教学内容、突破教学的难点

一般《疫苗学》的教材多以文字材料为主，单调乏味而且比较抽象，不利于学生理解和记忆。利用计算机多媒体技术无论是文字材料还是声音材料、 图像材料，都可以进行有机结合，制作出精美的多媒体课件，这样制作出来的多媒体教学以丰富的色彩和良好的视觉效果改变了过去传统教学的沉闷气氛， 教学内容图、 文、 声、 像并茂，更能激发学生对讲授内容的兴趣， 还可以增加学生的感性认识， 便于学生从整体上把握知识的系统性， 使感性认识上升到理性认识。

在讲述疫苗抗原纯化工艺内容时涉及到一些膜分离及层析技术，学生普遍反映难以理解和记忆。但将膜分离过程及各种层析技术的原理制作成FLASH动画，将静态的原理转换成动态的演示过程，就会使抽象的知识形象化，寓教于乐，有利于培养和激发学生的学习兴趣，帮助学生理解重点和难点，增进学生运用知识点的能力[2]。如：在讲解疫苗纯化过程中，膜分离技术中的筒式过滤除菌时，将筒式滤器的装置图采用幻灯片展示，并详细地介绍滤膜的检查、 使用注意点， 使学生对疫苗制剂的除菌过滤过程有了感性认识。又如：在讲解基因工程疫苗发酵液纯化时，以往学生对分子层析技术的理解存在一定的困难，但利用FLASH动画模拟了该层析过程，学生在观看模拟动画后普遍对该层析技术的原理和实际应用的掌握更加迅速牢固。

3.利用计算机多媒体系统在情景模拟上的优势，引入疫苗工程的相应软件系统模拟生产过程，打破实训基地教学资源的局限

疫苗学教学中，常涉及到一些疫苗制造设备的使用以及疫苗制造工艺的设计。以往主要是联系疫苗制造企业，让学生进行参观实习，但由于很多企业的生产车间是密闭洁净环境，为了保证药品的质量对于进入人员有严格的限制，使得学生无法近距离观察或者亲自动手实践。

而对于学校在教学经费有限难于建成GMP级别中试规模教学车间时，利用计算机的情景模拟功能将疫苗生产工艺中涉及到的仪器设备的链接、原料投放步骤、质检步骤等等加以模拟重现。尤其对于疫苗生产设备利用计算机三维模拟软件进行讲解，更有利于学生对仪器设备的工作原理以及内部构造有清晰的认识，既弥补了无法近距离观察和操作仪器的缺憾，同时也可避免传统参观实习中无法对设备内部结构进行认识的不足[3]。

现代疫苗制造设备都是集约化数字控制，通过在实践教学环节中将一些工厂中正在使用的控制软件界面与相应的仪器模拟程序结合，就可以模拟实际的工厂生产操作环境，使学生不用出校门就能感受到现在化疫苗制造车间的生产环境，有效地缩短了学生毕业后走上新岗位的适应期。

4．充分利用互联网资源构建《疫苗学》的教学平台

利用互联网有效地整合一些与教学相关的资源留给学生课余进行深入的学习，是一行之有效的弥补课时不足的措施。同时该教学平台的资源，也可作为对学生创新能力的培养的一种手段。

《疫苗学》其中很重要的部分就是对抗原的研究，主要研究内容是B细胞表位、Th表位、Tc表位的预测与评估。目前有很多白质抗原性分析软件，可以帮助学生进行疫苗抗原的设计和筛选，如：InsightII、OMIGA、UWGCG、ANTHEPROT、AMPHI、Tepitope、TSites、EpiMer、EpiMatrix等。

数据库是高校师生教学及科研中进行信息检索的重要工具，为高校教学和科研活动的开展起到积极的文献保障作用。目前，互联网拥有的收费数据库和免费的数据为《疫苗学》提供了丰富的教学资源。通过教学平台中所涵盖的致病微生物毒力基因数据库及免疫原数据库如：EMBL Database、ImMunoGeneTics、GenBank、HIV Database、KABAT、中国微生物资源数据库群等。

二、疫苗学课多媒体件制作注意事项

1．要注意信息的取舍，避免“大而全”

幻灯片的制作要符合教学对象和教学活动实际需求，对于所选择的内容要看是否需要， 信息量过大过全，往往分散了学生的学习精力，妨碍了其对基础理论、基础知识和基本技能的掌握。同时，单位时间内课堂信息量过大、教学密度过大，使学生在听课时思维处于过度紧张状态，没有足够的时间理解、消化、吸收，没有时间记笔记，以致失去学习的兴趣。

2．要注意多媒体课件的形式，避免过于花哨

多媒体集声、像、动画于一体， 有丰富多彩的视听效果，可以增强教学的直观性和生动性。但在课堂设计和运用时，不要片面地追求花哨的视听效果， 不可一味追求表面上的效果，能用的素材都恨不得一下全部展示出来。如果课件充斥着花哨的背景、新颖的按钮、不恰当的背景音乐，教学时学生的注意力就容易被吸引到画面上，而对课件展示的重要知识却毫不在意，偏离了课堂教学的主航道。

三、教学活动中应用疫苗学多媒体课件注意事项

1．幻灯片的播放与板书的有机结合

多媒体技术也对教学产生了积极的效应，对于提高教学质量、提高教学效率，创设教学情景和优化教学环境起到了非常重要的作用，在很大程度上改变了传统教学中教和学的方式。课堂需要通过多媒体引入课外学习资源，引导学生入情入境地体验、亲历学习过程，但同时也离不开教师形象直观的板书[4]。

在具体的教学活动中必须将二者有机的结合起来，发挥二者的优势。过分依赖多媒体也会导致教学手段的单一。

例如：在教学活动中，板书更有利于学生理清知识结构，好的板书设计可从教学内容中选出关键性的词语，展示知识见的内在逻辑。由此，学生能提纲挈领地掌握知识。教师在分析知识点时，可以随着讲解的进度把知识结构的布局标在黑板上，使学生对整个知识系统的脉络有一个整体的把握。另外，以板书形式呈现的内容具有持久性的特点，可以较长时间保留在黑板上，对于接下去的教学环节也有铺垫作用。此外，书写板书也利于师生间的交流，不仅教师的手写字会让学生倍感亲切，教师的书写态度也能对学生起到潜移默化的作用。板书的内容可以随着课堂活动的展开而随意增加，因此，它比多媒体更适合于课堂提问和讨论等环节。在课堂上，学生会提很多问题，也会有很多精彩的发言。这些发言和问题完全可以记录到黑板上，然后再逐一讨论，这比播放事先准备的课件更具有针对性，更能收到良好的效果。

2．强化教师在教学活动的主导地位

教师在课堂中的主导地位是多媒体所无法取代的，但如果教师一味地依赖多媒体，只是在讲台上摆弄多媒体课件而不深入讲解，也没重难点的板书，“只见机器不见人”，学生眼睛始终盯着屏幕，这是一种繁琐的单调。

“教师在大部分时间内，往往是手握鼠标，面对机器，形同屏幕解说员”，全然忘记了学生这个主体。这样的教学表面看似热闹，实则学生面对屏幕心静如水，收获寥寥，降低了学习效果。有时候或许课堂气氛热热闹闹，学生也很活跃，而老师忽视了教学密度，课后学生的脑子里也还是空荡荡的。任何情况下，教师都应该是课堂的主导者，所以老师的作用不能等同于放映员，多媒体教学也不能陷入华而不实的境地。

3．突出教学主体，把握好运用多媒体的时机

学生不是器皿等待被填满，而是燃料等待被点燃。在教学活动中，要时刻牢记学生的主体地位；在课堂教学中， 学生也是知识处理的参与者和加工者。课堂上的教学活动都应服务于学生这一主体， 不能一味地进行知识的灌输，而是要多给学生提供讨论和训练的机会，培养学生主动学习的意识。例如：在疫苗抗原设计的环节，学生进行上机操作，确保每个同学都能应用相应的软件对疫苗抗原进行分析和筛选。同时由此及彼，通过布置课后作业，让学生深入了解疫苗设计的基本程序。通过建立网上互动平台的疫苗学课程论坛，活跃学生的思维，及时了解学生在学习中遇到的各种问题，把握学生的个性化需求。

此外，还要把握运用多媒体的最佳时机。在课堂教学中， 当学生处于学习欲望最强烈、最需要帮助的时候， 运用多媒体对学生进行启发和点拨， 会取得令人满意的效果。例如：当讲解疫苗的分类时，通过多媒体表格列举各类疫苗的抗原制备方法、免疫效力、生产成本，可使学生对不同种类的疫苗的特点有一个横向的比较，留下较为清晰的印象。

参考文献：

[1] 陆芳，卢会志.学生认知活动规律在多媒体教学中的应用[J].泰安教育学院学报岱宗学刊，2010，（2）：64-65.

[2] 何书英.将计算机辅助教学应用于生物制药工艺学课程[J].药学教育.2005，21（1）：49-50.