生物制药工艺与设备知识题库

生物制药工艺与设备知识题库姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、单选题1.生物制药工艺中的发酵过程通常采用哪种温度范围？

A.2025℃

B.3037℃

C.4045℃

D.5060℃

2.以下哪种生物反应器主要用于细胞培养？

A.搅拌式反应器

B.离心式反应器

C.气升式反应器

D.旋转生物反应器

3.液体过滤在生物制药工艺中的作用是什么？

A.分离固体与液体

B.蛋白质纯化

C.杀菌与灭活

D.静脉注射药物制备

4.亲和层析法分离蛋白质的原理是什么？

A.依据分子大小分离

B.依据分子质量分离

C.利用生物分子间的特异性相互作用

D.利用静电作用分离

5.离子交换层析法在生物制药中的应用主要是分离哪种类型的生物分子？

A.糖蛋白

B.核酸

C.蛋白质

D.脂质

6.生物制药工艺中的无菌操作是为了防止什么？

A.污染

B.损坏设备

C.影响产品质量

D.以上都是

7.纯化过程中的结晶法主要用于分离哪种类型的物质？

A.蛋白质

B.核酸

C.脂质

D.糖类

8.超滤膜在生物制药工艺中的主要作用是什么？

A.分离大分子物质

B.纯化溶液

C.提取生物活性物质

D.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：B.3037℃

解题思路：发酵过程中的温度范围应根据微生物的种类和代谢需求来设定，大多数微生物的发酵温度在3037℃之间。

2.答案：A.搅拌式反应器

解题思路：搅拌式反应器广泛应用于细胞培养，因为它能提供均匀的搅拌和气体分布，有利于细胞生长。

3.答案：A.分离固体与液体

解题思路：液体过滤主要用于去除溶液中的固体颗粒，是生物制药工艺中常见的前处理步骤。

4.答案：C.利用生物分子间的特异性相互作用

解题思路：亲和层析是利用生物分子间的特异相互作用来分离特定目标蛋白。

5.答案：C.蛋白质

解题思路：离子交换层析法主要用于分离蛋白质，根据蛋白质带电性质的不同来分离。

6.答案：D.以上都是

解题思路：无菌操作防止污染、损坏设备、影响产品质量以及保证药品安全。

7.答案：A.蛋白质

解题思路：结晶法主要用于蛋白质的纯化，因为蛋白质在特定条件下会形成晶体。

8.答案：D.以上都是

解题思路：超滤膜在生物制药中具有多种作用，包括分离大分子物质、纯化溶液和提取生物活性物质。二、多选题1.生物制药工艺中的发酵过程中，需要控制的参数有哪些？

A.温度

B.pH值

C.气体成分（如氧气、二氧化碳）

D.营养物质浓度

E.液体流速

F.压力

2.以下哪些属于生物反应器类型？

A.搅拌罐式反应器

B.气升式反应器

C.喷雾干燥反应器

D.微生物发酵罐

E.固态发酵床

3.液体过滤工艺中常用的过滤方式有哪些？

A.微滤

B.超滤

C.纳滤

D.反渗透

E.膜生物反应器

4.生物制药工艺中，哪些方法可以用于蛋白质的纯化？

A.离子交换层析

B.凝胶过滤

C.等电聚焦

D.水解

E.超速离心

5.离子交换层析法中，以下哪些因素会影响分离效果？

A.离子交换树脂的类型

B.树脂的比表面积

C.溶液的pH值

D.溶液的离子强度

E.蛋白质的浓度

6.生物制药工艺中的无菌操作包括哪些措施？

A.使用无菌空气

B.穿着无菌服装

C.使用无菌设备

D.清洁和消毒环境

E.无菌接种技术

7.结晶法在生物制药工艺中主要用于分离哪些物质？

A.蛋白质

B.酶

C.糖类

D.脂质

E.多肽

8.超滤膜在生物制药工艺中的应用领域有哪些？

A.蛋白质浓缩

B.溶液精制

C.脱盐

D.分子量分级

E.药物释放控制

答案及解题思路：

1.答案：A,B,C,D,E,F

解题思路：发酵过程中的参数控制是保证发酵成功的关键。温度、pH值、气体成分、营养物质浓度、液体流速和压力等都是关键参数。

2.答案：A,B,D,E

解题思路：生物反应器根据其结构和操作方式的不同，可以分为多种类型。搅拌罐式、气升式、微生物发酵罐和喷雾干燥反应器都是常见的生物反应器类型。

3.答案：A,B,C,D,E

解题思路：液体过滤工艺中，微滤、超滤、纳滤、反渗透和膜生物反应器都是常用的过滤方式，适用于不同规模的液体处理。

4.答案：A,B,C,E

解题思路：蛋白质纯化常用的方法包括离子交换层析、凝胶过滤、等电聚焦和超速离心。水解不是纯化蛋白质的方法。

5.答案：A,B,C,D,E

解题思路：离子交换层析的分离效果受多种因素影响，包括树脂类型、比表面积、溶液pH值、离子强度和蛋白质浓度。

6.答案：A,B,C,D,E

解题思路：无菌操作是防止微生物污染的关键。使用无菌空气、无菌服装、无菌设备、清洁消毒环境和无菌接种技术都是无菌操作的重要措施。

7.答案：A,B,C

解题思路：结晶法主要用于蛋白质、酶和糖类的分离，因为这些物质在特定条件下可以形成晶体。

8.答案：A,B,C,D,E

解题思路：超滤膜在生物制药工艺中的应用非常广泛，包括蛋白质浓缩、溶液精制、脱盐、分子量分级和药物释放控制等。三、判断题1.生物制药工艺中的发酵过程需要严格控制pH值。（）

答案：√

解题思路：在生物制药工艺中，发酵过程的pH值对微生物的生长和代谢有着重要影响。不同的微生物对pH值的要求不同，因此需要严格控制pH值以保证发酵过程的稳定性和产品的质量。

2.生物反应器可以根据不同的培养需求选择不同的类型。（）

答案：√

解题思路：生物反应器是生物制药工艺中重要的设备，根据不同的培养需求（如培养规模、细胞类型、培养条件等），可以选择不同类型的生物反应器，如搅拌式、气升式、固定床式等。

3.液体过滤可以去除细菌和病毒。（）

答案：×

解题思路：液体过滤可以去除较大的颗粒和悬浮物，但对于细菌和病毒等微小颗粒，普通的液体过滤技术可能无法完全去除。通常需要使用超滤、纳滤等更高级的过滤技术来去除细菌和病毒。

4.亲和层析法适用于分离具有特定结合位点的蛋白质。（）

答案：√

解题思路：亲和层析法是利用蛋白质之间或蛋白质与配体之间的特异性结合来进行分离纯化的技术。因此，它适用于分离具有特定结合位点的蛋白质。

5.离子交换层析法在分离过程中不会受到电荷的影响。（）

答案：×

解题思路：离子交换层析法是基于分子间的电荷差异进行分离的。在分离过程中，分子的电荷会影响到其在离子交换树脂上的吸附和解吸，因此电荷对分离过程有重要影响。

6.生物制药工艺中的无菌操作仅限于生产车间。（）

答案：×

解题思路：生物制药工艺中的无菌操作不仅限于生产车间，还包括原料处理、设备清洗、操作人员培训等多个环节，以保证整个生产过程的无菌状态。

7.结晶法在生物制药工艺中主要用于蛋白质的纯化。（）

答案：√

解题思路：结晶法是生物制药工艺中一种重要的蛋白质纯化方法，通过改变溶液条件使蛋白质从溶液中析出结晶，从而达到纯化的目的。

8.超滤膜可以有效去除蛋白质中的盐类杂质。（）

答案：√

解题思路：超滤膜是一种具有选择性透过性的膜，可以有效去除溶液中的大分子杂质，包括蛋白质中的盐类杂质。因此，超滤技术在生物制药工艺中广泛应用。四、填空题1.生物制药工艺中的发酵过程通常采用25℃～45℃的温度范围。

2.生物反应器主要用于培养微生物和进行生化反应。

3.液体过滤工艺中常用的过滤方式有微孔滤膜过滤、超滤、纳滤等。

4.亲和层析法分离蛋白质的原理是利用蛋白质与配体之间的特异性结合。

5.离子交换层析法在生物制药中的应用主要是分离带电的蛋白质或肽。

6.生物制药工艺中的无菌操作包括空气净化、设备灭菌、操作人员卫生等。

7.结晶法在生物制药工艺中主要用于分离高纯度的小分子化合物。

8.超滤膜在生物制药工艺中的主要作用是截留大分子物质，允许小分子物质通过。

答案及解题思路：

答案：

1.25℃～45℃

2.培养微生物；进行生化反应

3.微孔滤膜过滤；超滤；纳滤

4.配体

5.带电的蛋白质或肽

6.空气净化；设备灭菌；操作人员卫生

7.高纯度的小分子化合物

8.截留大分子物质，允许小分子物质通过

解题思路：

1.发酵温度范围通常根据菌种特性而定，常见的范围在25℃～45℃之间。

2.生物反应器是进行微生物培养和生化反应的关键设备。

3.液体过滤工艺中，微孔滤膜过滤、超滤和纳滤是常用的方法，分别用于不同分子量的物质分离。

4.亲和层析利用蛋白质与特定配体的特异性结合，实现蛋白质的纯化。

5.离子交换层析是基于蛋白质或肽的电荷差异进行分离。

6.生物制药的无菌操作包括空气净化以减少空气中微生物数量，设备灭菌保证设备表面无微生物，以及操作人员卫生减少人为污染。

7.结晶法适用于分离高纯度的小分子化合物，如药物小分子。

8.超滤膜通过分子大小的截留作用，实现大分子物质与小分子物质的分离。五、简答题1.简述生物制药工艺中的发酵过程。

发酵过程是生物制药工艺中关键环节，主要涉及微生物的代谢活动，具体步骤

培养基配制：根据目标微生物的营养需求，配制适宜的培养基。

种子培养：在严格的无菌条件下，将种子菌接种到培养基中，进行小规模培养。

发酵：将培养好的种子菌接种到发酵罐中，在适宜的温度、pH和溶氧条件下，进行大规模培养。

发酵控制：监测发酵过程中的关键参数，如温度、pH、溶氧等，调整发酵条件，以保证发酵效果。

发酵终止：当发酵目标产物达到预定浓度或发酵时间到达时，终止发酵过程。

2.简述生物反应器的主要类型及其特点。

生物反应器是进行生物制药工艺中发酵过程的设备，主要类型包括：

摇瓶发酵罐：结构简单，操作方便，适合小规模发酵实验。

管式反应器：空间利用率高，传质效率好，适合连续发酵。

搅拌式发酵罐：搅拌均匀，传质效率高，适合大规模发酵生产。

膜生物反应器：膜分离技术集成，可实现连续发酵和分离，节省设备空间。

3.简述液体过滤工艺中常用的过滤方式及其作用。

液体过滤工艺中常用的过滤方式包括：

微孔过滤：利用微孔滤膜分离悬浮颗粒，适用于细胞分离、蛋白质分离等。

超滤：利用超滤膜分离大分子物质，如蛋白质、核酸等。

纳滤：利用纳滤膜分离离子、小分子等物质，适用于水质净化、药物制备等。

4.简述亲和层析法分离蛋白质的原理及操作步骤。

亲和层析法是基于蛋白质与配体之间的特异性相互作用进行分离的层析技术。原理

选择特异性配体：选择与目标蛋白质具有高亲和力的配体。

固定配体：将配体固定在层析柱的固定相上。

样品混合：将蛋白质样品与固定化的配体混合。

洗脱：使用洗脱液将目标蛋白质从固定相中洗脱出来。

5.简述离子交换层析法在生物制药中的应用及影响因素。

离子交换层析法是利用带电基团之间的静电相互作用进行分离的层析技术。在生物制药中的应用包括：

蛋白质分离纯化：分离蛋白质混合物中的目标蛋白质。

多肽和核酸分离：分离多肽和核酸混合物中的目标物质。

影响因素包括离子强度、pH、缓冲液类型等。

6.简述生物制药工艺中的无菌操作及其重要性。

生物制药工艺中的无菌操作是指在生产过程中，采取各种措施防止微生物污染。其重要性体现在：

防止微生物污染产品，保证产品质量。

防止交叉污染，保证生产安全。

避免环境污染，保护生态环境。

7.简述结晶法在生物制药工艺中的应用及操作步骤。

结晶法是将目标物质从溶液中析出形成晶体的一种分离纯化技术。在生物制药工艺中的应用包括：

蛋白质结晶：用于蛋白质分离纯化。

激素结晶：用于激素分离纯化。

操作步骤包括：

准备溶液：配制含有目标物质的溶液。

冷却结晶：将溶液冷却至室温或更低温度，使目标物质结晶析出。

结晶收集：将晶体从溶液中分离出来。

8.简述超滤膜在生物制药工艺中的应用及特点。

超滤膜是一种具有选择透过性的膜材料，在生物制药工艺中的应用包括：

蛋白质浓缩：提高蛋白质溶液的浓度。

细胞分离：分离细胞和细胞碎片。

特点包括：

选择透过性好，分离效率高。

操作简单，易于清洗和消毒。

耐温耐压，使用寿命长。

答案及解题思路：

解题思路：根据题干要求，针对每个问题进行简要阐述，注意结合实际案例和知识点进行分析。语言表达要准确、简洁，符合阅读习惯。六、论述题1.论述生物制药工艺中发酵过程的重要性及其影响因素。

解题思路：

引言：首先简要介绍发酵过程在生物制药中的地位。

重要性的论述：阐述发酵过程在生物制药中生产蛋白质药物、酶、抗生素等生物制品的重要性。

影响因素的论述：从培养基的组成、温度、pH、氧气、搅拌速度等方面详细分析发酵过程的影响因素。

2.论述生物反应器在生物制药工艺中的应用及其发展趋势。

解题思路：

引言：介绍生物反应器在生物制药工艺中的应用背景。

应用论述：详细阐述生物反应器在发酵过程、细胞培养、蛋白表达等方面的应用。

发展趋势论述：分析生物反应器在自动化、微型化、智能化等方面的发展趋势。

3.论述液体过滤工艺在生物制药工艺中的作用及其影响因素。

解题思路：

引言：简述液体过滤工艺在生物制药工艺中的地位。

作用论述：说明液体过滤工艺在分离、纯化生物制品中的重要作用。

影响因素论述：从滤材、压力、温度等方面分析液体过滤工艺的影响因素。

4.论述亲和层析法在生物制药工艺中的应用及其优势。

解题思路：

引言：介绍亲和层析法在生物制药工艺中的地位。

应用论述：详细阐述亲和层析法在分离、纯化生物制品中的应用。

优势论述：从特异性、灵敏度、操作简便等方面论述亲和层析法的优势。

5.论述离子交换层析法在生物制药工艺中的应用及其注意事项。

解题思路：

引言：介绍离子交换层析法在生物制药工艺中的地位。

应用论述：说明离子交换层析法在分离、纯化生物制品中的应用。

注意事项论述：从柱床的选择、离子强度、pH等因素分析离子交换层析法的注意事项。

6.论述生物制药工艺中无菌操作的重要性及其措施。

解题思路：

引言：强调无菌操作在生物制药工艺中的重要性。

重要性论述：说明无菌操作对保证生物制品质量、防止污染的重要性。

措施论述：从操作人员培训、设备消毒、环境控制等方面提出无菌操作的具体措施。

7.论述结晶法在生物制药工艺中的应用及其影响因素。

解题思路：

引言：介绍结晶法在生物制药工艺中的应用。

应用论述：阐述结晶法在制备高纯度生物制品中的重要作用。

影响因素论述：分析温度、pH、溶剂、搅拌速度等因素对结晶过程的影响。

8.论述超滤膜在生物制药工艺中的应用及其发展趋势。

解题思路：

引言：介绍超滤膜在生物制药工艺中的应用。

应用论述：详细阐述超滤膜在浓缩、分离生物制品中的应用。

发展趋势论述：分析超滤膜在膜材料、膜结构、膜组件等方面的发展趋势。

答案及解题思路：

答案内容按照上述论述思路展开，保证论述充分、有条理。

解题思路是对答案的简要阐述，明确指出每个论述的关键点。七、案例分析题1.案例一：分析某生物制药公司在生产过程中出现的产品质量问题，并提出改进措施。

案例背景：

某生物制药公司在生产某种抗生素产品时，发觉批次间的产品质量存在显著差异，表现为药效不稳定。

分析与改进措施：

分析产品批次差异原因：

a)原料批次差异

b)生产工艺参数控制不当

c)设备清洗和消毒不彻底

d)环境控制不稳定

改进措施：

a)保证原料质量的一致性

b)优化生产工艺参数控制

c)加强设备清洗和消毒程序

d)改善生产环境控制

2.案例二：分析某生物制药公司生产线的设备配置，并提出优化建议。

案例背景：

某生物制药公司的生产线设备配置相对陈旧，生产效率较低，同时存在部分设备故障率高。

分析与优化建议：

分析设备配置问题：

a)设备老旧，技术落后

b)设备间缺乏协调性

c)设备维护保养不足

优化建议：

a)更新换代老旧设备

b)优化设备布局和流程设计

c)加强设备维护保养制度

3.案例三：分析某生物制药公司在发酵过程中的常见问题，并提出解决方案。