《生物制药综合实验》
适用专业:生物制药/生物制药卓工班
实验课总学时数:线下136+虚拟仿真4
实验课学分数:4
课程性质:必修
应开实验项目: 7个
应开实验时间:大学第 三/四学年第二/一学期
实验类别:专业基础
实验教学目标与基本要求
实验教学目标:
生物制药综合实验的教学目标是使生物制药专业的学生掌握生物技术实验的基本技能,学会应用生物制药基本原理和技术制备、分离、提纯、分析及鉴定重要的活性成分,包括酶、蛋白质、氨基酸、多糖、脂类等;培养并强化学生的专业技能和专业素质,同时,培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。通过实验,增强学生对生物制药专业知识的理解和运用。
技能要求:
掌握常规脂类药物、蛋白类药物、多糖类药物的提取制备及鉴定方法。
掌握固定化细胞制备方法和生物反应器的原理。
掌握重组工程类药物引物设计、重组菌构建、蛋白质分离纯化、分析鉴定的方法。
考核方式:
虚拟实验线上考核+研讨课等过程性考核+线下实验成绩+实验理论考核
二、实验教材及实验指导书
教材:
《生物制药工艺学实验与指导》何书英主编,中国医药科技出版社,2020.
三、实验课程内容与学时分配
序号 |
实验项目名称 |
实验类型 |
项目 学时数 |
分组 人数 |
实验项目 内容及要求 |
指导重难点分析 |
备注 |
1 |
天然材料中联产提取制备生物产品弹性蛋白酶、胰岛素及分析鉴定 |
验证性 |
27 |
2 |
内容: 实验守则、安全守则。 通过离子交换层析制备胰弹性蛋白酶。 以刚果红弹性蛋白为底物采用比色法测定酶活力。 通过酸醇提取减压浓缩法提取胰岛素粗品。 通过酶联免疫法检测胰岛素活性。 要求: 掌握胰岛素和弹性蛋白酶联产制备的原理 掌握胰岛素和弹性蛋白酶含量测定的方法。 了解胰岛素和弹性蛋白酶的药用价值 |
重点:胰岛素和胰弹性蛋白酶的制备和检测。 难点:旋转蒸发仪的使用和ELISA检测法 |
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2 |
真菌多糖的制备及分析 |
验证性 |
16 |
2 |
实验内容:水提法提取真菌的不同多糖组分。 要求: 1. 学习热水提取金针菇多糖的方法。 2. 掌握乙醇分级沉淀制备不同的多糖组分。 3. 学习多糖酸水解生成单糖的原理与方法。 4.掌握薄层层析鉴定单糖组成。 |
单糖薄层层析实验过程中,层析液配制、样品点样及层析展开时,有许多细节会影响实验结果,需要进行针对性指导。 |
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3 |
氯化血红素的制备及分析 |
验证性 |
12 |
2 |
实验内容:以猪血为原料,通过酸性丙酮提取氯化血红素。 要求: 1.了解血液抗凝原理及抗凝血制备方法; 2.掌握红血球蒸馏水胀溶法; 3.掌握旋转蒸发仪的使用方法。 4.掌握氯化血红素含量测定的方法。 |
含丙酮溶液沸点低,容易暴沸;同时,在负压条件下旋转蒸发,操作不当均容易导致样品旋转蒸发失败。 |
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4 |
酶生物转化法生产L-天冬氨酸及分析鉴定 |
验证性 |
18 |
2 |
内容: 包埋法制备固定化细胞。 通过生物反应器生产L-天冬氨酸。 要求: 1.了解细胞固定化常用的方法,学习包埋法制备固定化细胞。 2.掌握固定化细胞法生产L-天冬氨酸的原理及基本操作。 3.掌握固定化细胞酶活力、转化率的原理或方法。 |
重点: 固定化细胞的制备和检测 难点: 反应器的组装和实验结果计算 |
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5 |
重组分泌型门冬酰胺酶II的工程菌的构建、发酵表达及重组蛋白的制备、分析 |
综合性 |
54+4 |
2 |
内容: 1.构建表达分泌型门冬酰胺酶II的基因工程菌。 2.发酵生产门冬酰胺酶II。 3.分离纯化门冬酰胺酶II并进行酶活力、蛋白含量及SDS-PAGE电泳分析。 4. 重组门冬酰胺酶II的酶活力测定、蛋白含量及SDS-PAGE纯度分析。 5.实验前通过虚拟仿真学习实验流程,实验后通过虚拟仿真学习放大生产过程。 要求: 1.掌握采用pET22b质粒构建重组表达载体的方法,包括PCR技术、酶切、连接、感受态细胞的制备、转化、表达载体的验证等方法。 2.掌握重组工程菌培养、诱导表达重组门冬酰胺酶II的原理。 3.掌握镍柱分离纯化带有组氨酸标签的重组蛋白质的方法。 4.掌握SDS-PAGE分析重组蛋白大小、BCA法测定蛋白含量及奈氏试剂测定酶活力的方法。 5.掌握制药企业放大生产门冬酰胺酶的方法。 |
重组质粒的转化需要严格遵守无菌操作,存在一定难度; 酶的活性分析实验受pH值影响较大,需严格按实验规程操作;虚拟仿真模块涉及自行设计引物,需根据不同理论课所学知识合理设计。
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虚拟仿真涵盖实验设计、小试工艺和放大生产三大层次。 计4学时。 |
6 |
重组门冬酰胺酶II的制备与分析 |
设计性研究 |
9 |
4 |
内容: 根据实验题目、自选角度、参考文献,在小组讨论的基础上设计实验。 根究设计方案,制作PPT,并进行汇报讨论。 要求: 掌握查阅文献及文献综述的能力。 培养自我选题、实验设计的能力。 锻炼撰写实验论文的能力及做学术报告的能力。 |
要求学生对实验过程出现的问题进行分析,提出解决方法优化实验方案,对学生的观察能力、提出问题和解决问题的能力有一定要求。 |
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实验类型:验证性、综合性、设计性研究
四、责任教师及课程组主要成员
课程负责人:姬晓南
课程教学组主要成员:何书英,郑珩,童玥,姬晓南,刘玮,王全逸,李泰明,赵虎