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《生物制品工艺学》教学大纲

  一.教学目的
  二.教学内容
  三.学时分配与考核方式
  四.教材与参考书目


     
 

 

一.教学目的

  生物制品工艺学是一门多学科相互渗透、相互交叉、多方面知识综合应用的实践性非常强的应用型课程,它涉及生物学、工程学、医学、农林科学、经济学等方面的知识。本课程的教学目的主要是:
  1. 通过互动式教学,培养学生把所学知识灵活应用到生产实践中的思维模式;
  2. 掌握生物制品工艺学的基本概念,工艺学设计的基本原则,工艺参数确定的一般规律及生产条件优化的基础;
  3. 认识生物制品产品生产的一般流程和各种生产方法;
  4. 熟悉生物制品项目的开发研究和可行性研究方法;
  5. 了解生物制品行业的现状和发展趋势;
  6. 通过学习,增强学生综合应用知识的能力;
  7. 架设实验室开发技术向产业化转化的中间桥梁。

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二.教学内容 

    生物制品工艺学的主要内容包括以下6大板块:
      1. 生物制品工艺学概述 主要包括基本概念、特点、多学科交叉特性、工艺设计原则、工艺过程等。
      2. 生物技术在生物制品中的应用 主要包括发酵工程、细胞工程、基因工程、酶工程等。
      3. 血液制品。
      4. 生物制品的下游加工过程 主要包括细胞破碎、产品分离纯化、检验检测。
      5. 生物制品加工过程中的常用仪器设备。
      6. 生物制品项目的开发研究和可行性研究方法。

    具体内容如下:

    第一章 绪论
     第一节 生物制品工艺学的定义和特点
      1. 物制品工艺学的定义
      2. 生物制品工艺学的特点
     第二节 生物制品工艺学的研究目的、对象、内容
     第三节 生物制品工艺学的发展简史
     第四节 生物技术在生物制品中的应用

    第二章 生物制品工艺过程
     第一节 工艺流程设计的原则
      1. 工艺流程设计的重要性
      2. 工艺路线的选择
     第二节 工艺参数的确定及工艺流程图设计
      1. 工艺参数确定的原则
      2. 工艺参数确定的方法
      3. 工艺流程图要点
     第三节 初步设计和施工图设计要点

    第三章 公用工程
     第一节 概述
     第二节 供排水
      1. 供水
      2. 排水系统
      3. 污水处理
     第三节 供电及自控
      1. 供电内容和所需基础资料
      2. 供电系统
      3. 负荷计算
      4. 照明
      5. 电器防爆
      6. 自动控制
     第四节 供汽
      1. 用汽项目
      2. 蒸汽用量及要求
     第五节 采暖与通风
      1. 采暖
      2. 通风
     第六节 制冷

    第四章 基因工程生物制品
     第一节 概述
     第二节 基因工程生物制品生产的基本过程
     第三节 目的基因的获得
      1. 逆转录法
      2. 化学合成
     第四节 基因表达
      1. 宿主细胞的选择
      2. 基因工程菌的组建
      3. 大肠杆菌中的基因表达
      4. 酵母中的基因表
      5. 动植物中的基因表达
     第五节 基因工程菌的稳定性
     第六节 基因工程菌生长代谢的特点
      1. 生长与能量的关系
      2. 菌体生长与前体供应的关系
     第七节 基因工程生物制品的质量控制

    第五章 发酵工程生物制品
     第一节 工程菌的制备
      1. 菌种的来源
      2. 菌种的选育
      3. 培养基
      4. 种子的扩大培养
     第二节 发酵工艺条件的优化
      1. 发酵过程中参数的监测
      2. 温度对发酵的影响及其控制
      3. 溶解氧浓度对发酵的影响及其控制
      4. pH值对发酵过程的影响及控制
      5. 二氧化碳和呼吸商
      6. 基质浓度对发酵的影响及补料控制
      7. 泡沫控制
      8. 发酵终点的判断
     第三节 代谢调节
      1. 调节的基础
      2. 微生物代谢的协同作用
      3. 初级代谢产物的调节
      4. 次级代谢产物的调节
     第四节 发酵设备
     第五节 发酵工程生物制品的进展与发展趋势

    第六章 动物细胞生物制品
     第一节 概述
     第二节 动物细胞的形态和生理特点
     第三节 生产用动物细胞的要求和获得
      1. 生产用动物细胞的要求
      2. 生产用动物细胞的获得
      3. 常用生产用动物细胞的特性
      4. 基因工程细胞构建和筛选
      5. 细胞库的建立
     第四节 动物细胞的培养条件
      1. 细胞培养基的种类和组成
      2. 动物细胞的培养条件
     第五节 动物细胞培养的方法和操作方式
      1. 大规模培养的方法
      2. 动物细胞培养的操作方式
     第六节 动物细胞生物反应器及其检测控制系统
      1. 动物细胞生物反应器的类型及基本结构
      2. 动物细胞生物反应器的检测控制系统
     第七节 动物细胞生物制品的前景与展望
      1. 提高产量、降低成本和改进质量方面的研究
      2. 转基因动物的研究
      3. 组织工程的研究

    第七章 植物细胞生物制品
     第一节 概述
     第二节 植物细胞的形态和生理特性
      1. 植物细胞的形态和结构特性
      2. 细胞后含物和生理活性物质
      3. 植物培养细胞的生理特性
     第三节 植物细胞培养的基本技术
      1. 植物材料的准备
      2. 培养基及其组成
      3. 培养方法
     第四节 影响植物次生代谢产物累积的因素
      1. 外植体选择
      2. 培养条件的影响
      3. 基因及关键酶的影响
     第五节 植物细胞培养的生物反应器及其检测控制系统
     第六节 植物细胞生物制品的进展与展望
      1. 诱导子
      2. 前体饲喂
      3. 两相法培养
      4. 毛状根和冠瘿瘤培养

    第八章 抗体生物制品
     第一节 概述
     第二节 单克隆抗体
      1. 抗原与动物免疫
      2. 细胞融合与杂交瘤细胞的选择性培养
      3. 筛选阳性克隆与克隆化
      4. 杂交瘤细胞与抗体性状的鉴定
      5. 单克隆抗体的大量制备
     第三节 鼠源性单克隆抗体的改造
      1. 人――鼠嵌合抗体
      2. 改型抗体
      3. 小分子抗体
      4. 双功能抗体
      5. 抗体融合蛋白
     第四节 基因工程抗体和抗体工程
      1. 噬菌体抗体库技术的基本方法和特点
      2. 基因工程抗体的表达
     第五节 抗体诊断试剂
     第六节 抗体治疗药物

    第九章 血液制品
     第一节 概述
     第二节 血液制品的一般制备方法
      1. 血液的预处理
      2. 血液制品生产的一般程序
      3. 血液制品的制备方法
      4. 血液制品的安全性和质量检定

    第十章 生物制品下游加工过程
     第一节 概述
     第二节 细胞破碎
      1. 胞常用的方法
      2. 破碎细胞的仪器设备
     第三节 固液分离
      1. 过滤技术
      2. 离心分离技术
     第四节 固相析出分离法
      1. 盐析法
      2. 有机溶剂沉淀法
      3. 等电点沉淀法
      4. 结晶法
      5. 冷冻干燥法
     第五节 吸附法
      1. 用吸附剂
      2. 溶剂与洗脱
      3. 影响吸附的因素
     第六节 萃取法
      1. 基本原理概述
      2. 溶剂选择
      3. 方法与技巧
     第七节 离子交换法
      1. 基本原理
      2. 离子交换树脂的结构与分类
      3. 离子交换动力学
      4. 离子交换树脂的性能
      5. 离子交换的选择性
      6. 离子交换操作方法
      7. 新型离子交换剂
      8. 离子交换聚焦色谱
     第八节 凝胶层析
      1、凝胶层析的基本原理
      2、凝胶的结构和性质
      3、凝胶层析的实验条件和操作
     第九节 亲和层析
      1. 亲和层析载体
      2. 亲和配基
      3. 载体的活化与偶联
      4. 影响吸附剂亲和力的几个因素
      5. 亲和层析的吸附和洗脱
     第十节 制备型高效液相色谱
      1. 高效液相色谱(HPLC)简介
      2. 分离方案的设计
      3. 实验条件的选择
      4. 操作变量的确定
      5. 制备型高效液相色谱的应用
     第十一节 膜分离技术

    第十一章 生物制品项目可行性研究
     第一节 概述
     第二节 项目可行性研究的意义
     第三节 项目可行性研究报告的内容和格式
     第四节 项目可行性研究内容的研究方法
     第五节 经济分析概述
     第六节 生物技术经济学概论

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三.学时分配与考核方式:

  本门课程采用灵活多样的授课方式。讲课:多媒体;讨论:互动式教学;作业:问答式和书面解答并用;参观:工厂企业;工艺设计和可行性研究报告:辅导式学生自己完成。
 1. 学时分配
  本课程授课总学时为54学时,但这仅仅是本门课程的一部分内容,有大量的讨论和实践需要课后完成。具体授课学时分配如下:
 第一章 绪论 ……………………………………………………2学时
 第二章 生物制品工艺过程…………………………………… 6学时
 第三章 公用工程 ………………………………………………4学时
 第四章 基因工程生物制品…………………………………… 6学时
 第五章 发酵工程生物制品…………………………………… 6学时
 第六章 动物细胞生物制品…………………………………… 4学时
 第七章 植物细胞生物制品…………………………………… 4学时
 第八章 抗体生物制品………………………………………… 4学时
 第九章 血液制品……………………………………………… 4学时
 第十章 生物制品下游加工过程……………………………… 8学时
 第十一章 生物制品项目可行性研究………………………… 6学时

 2. 考核方式
  采用结构模块形式进行,考试成绩由三部分组成。(1)闭卷百分制考试考察学生理论基础知识的掌握程度;(2)讨论和作业考察学生的思维能力和知识的灵活应用能力;(3)工艺设计和可行性研究报告考察学生的知识综合应用能力和创新能力及分析问题、解决问题的能力。


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四.教材与参考书目

 [1] 瞿礼嘉,顾红雅,胡苹,陈章良,现代生物技术导论,北京:高等教育出版社,1998。
 [2] 熊宗贵主编,生物技术制药,北京:高等教育出版社,1999。
 [3] 吴捂桐主编,生物制药工艺学,北京:中国医药科技出版社,1993。
 [4] 俞俊棠,唐孝宣主编,生物工艺学,上海:华东化工学院出版社,1992。
 [5] 现代生物学精要速览, 分子生物学, 北京:科学出版社, 2002。
 [6] 高孔荣主编,发酵设备, 北京:中国轻工业出版社,1991。
 [7] 陈因良,陈志宏编著, 细胞培养工程, 华东化工学院出版社,1992。
 [8] 傅家骥主编, 工业技术经济学, 清华大学出版社,1995。
 [9] 吴梧桐主编, 现代生化药学,中国医药科技出版社,2002。 


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执笔人:尉亚辉

 
     

 

   

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