具體描述
內容簡介
細胞作為生物體的基本結構單位和功能單位，決定瞭生物體生長、分化、遺傳、變異、衰老和死亡等生命活動。在研究生物生命活動的機製和控製中，必然需要對細胞這個基本單位進行研究。隨著細胞生物學和分子生物學等學科的發展，在細胞整體水平或細胞器水平上的研究、開發和利用越來越深入，已使細胞工程成為一門獨立的、成熟的生物工程技術。隨著生物工程的發展，尤其是細胞工程和基因工程技術的發展，使得微生物發酵工程製藥所用的微生物菌種不僅僅局限於天然微生物的範圍，已建立起來的新型工程菌株，可以生産天然菌株所不能産生或産量很低的生物活性物質，拓寬瞭微生物發酵工程製藥的研究範圍。
《動物細胞與微生物發酵工程製藥》內容共分為兩篇。上篇為動物細胞工程製藥，由山西農業大學袁建琴根據近年來從事動物細胞工程製藥的教學和研究工作，總結所取得的科研成果，並參考和吸收國內外最新的文獻資料編寫而成。主要闡述瞭動物細胞的形態、生理及培養特性、製藥用動物細胞與細胞凋亡、動物細胞的培養條件和培養基、動物細胞的培養方法和操作方式、動物細胞培養反應器及其檢測係統、動物細胞製藥工藝、動細胞製藥質量控製、動物細胞産品的製備與研究實例，並對動物細胞製藥的前景進行瞭展望。下篇為微生物發酵工程製藥，由山西省生物製品廠高斌戰根據近年來從事微生物發酵工程製藥的企業工作經驗，總結所取得的科研成果，並參考和吸收國內外最新的文獻資料編寫而成。主要闡述瞭微生物發酵工程在製藥工業中的應用5、微生物發酵工程製藥基礎、微生物發酵工藝與設備以及微生物發酵工程嚴品的製備實例。
《動物細胞與微生物發酵工程製藥》理論聯係實際，深人淺齣，內容豐富，重點突齣，通俗易懂，融科學性、使用性和可讀性於一體，可供從事動物細胞工程製藥、微生物發酵工程製藥和其他生物技術研究和生産的相關技術和管理人員，以及生物技術相關學科（生物科學、生物工程和生物技術等）的科技人員、大專院校師生使用和參考。
作者簡介
袁建琴，女，山西太榖人，講師。1994年7月畢業於山西農業大學獸醫係。2004年7月獲山西農業大學動物科技學院預防獸醫學士學位。主要從事生物製藥、分子生物學及轉基因生物安全性的教學與研究。曾在《激光生物學報》、《棉花學報》等雜誌發錶學術論文10餘篇，參編十一五規劃教材《蛋白質工程》、《生物製藥技術》、參加國傢級及省部級課6項、主持1項校青年科技創新基金項目。 高斌戰，男，山西陽城人，獸醫師。1993年7月畢業於山西農業大學獸醫係。主要從事獸用生物製品的研究與生産。曾在《激光生物學報》、《棉花學報》等雜誌發錶學術論文l0餘篇，參加國傢級及省部級課題5項。目錄
上篇 動物細胞工程製藥第一章 緒論
第二章 動物細胞的形態、生理及培養特性
第一節 動物細胞的化學組成和代謝
第二節 動物細胞的結構及培養時的形態
第三節 動物細胞的生理及培養特性
第三章 製藥用動物細胞與細胞凋亡
第一節 製藥用動物細胞的要求和獲得
第二節 細胞的衰老和凋亡
第四章 動物細胞的培養條件和培養基
第一節 動物細胞的培養條件
第二節 動物細胞培養基的種類、組成與製備
第五章 動物細胞的培養方法和操作方式
第一節 動物細胞培養的一般過程
第二節 動物細胞的培養方法
第三節 動物細胞培養的操作方式
第六章 動物細胞培養反應器及其檢測係統
第一節 導論
第二節 動物細胞培養反應器的類型及其基本結構
第三節 動物細胞培養反應器的檢測控製係統
第七章 動物細胞製藥工藝
第一節 對廠房的要求
第二節 動物細胞的種子保存、運輸和鑒定
第三節 動物細胞製藥産物的分離純化
第四節 製劑分裝、保存和運輸
第八章 動物細胞製藥質量控製
第九章 動物細胞産品的製備與研究實例
第一節 組織縴溶酶原激活劑生産工藝【郭勇等，2006】
第二節 不同接毒方法培養雞痘細胞苗維持液與細胞內病毒含量的研究
第十章 動物細胞製藥的前景和展望
參考文獻
下篇 微生物發酵工程製藥
第十一章 微生物發酵工程在製藥工業中的應用
第一節 微生物發酵工程製藥的發展曆程
第二節 微生物發酵工程在製藥工業中的作用
第三節 國內外微生物發酵工程製藥行業現狀和發展前景
第十二章 微生物發酵工程製藥基礎
第一節 微生物基礎知識
第二節 微生物純培養技術
第三節 微生物代謝調控
第十三章 微生物發酵工藝與設備
第十四章 微生物發酵工程産品的製備實例
參考文獻
前言/序言
用戶評價
這本書，我斷斷續續地讀瞭有些日子瞭，實在是被它的內容深深吸引，又有點……嗯，怎麼說呢？感覺好像打開瞭一個全新的世界，但同時又有很多地方讓我産生瞭一種“啊，原來是這樣！”的恍然大悟。比如，書中對動物細胞培養基的組成成分進行瞭極其詳盡的論述，從最初的基礎培養基，到各種添加物的選擇，以及它們各自在維持細胞活性、促進生長、甚至影響産品閤成中的作用，都分析得鞭闢入裏。我尤其對其中關於血清替代物和化學成分限定培養基的部分印象深刻。過去我總覺得細胞培養就是把細胞放進營養液裏，然後等著就行瞭，但這本書讓我意識到，這背後蘊含著多麼精密的科學。它詳細解釋瞭不同細胞係對培養基的需求差異，以及如何根據實驗目的（比如大規模生産抗體、生産重組蛋白，或者進行基因工程改造）來優化培養基配方。書中列舉瞭大量的實例，例如，針對CHO細胞生産單剋隆抗體，它會詳細說明如何調整氨基酸、維生素、生長因子以及微量元素的比例，以最大化産量並保證産品質量。此外，關於培養基的無菌操作、儲存條件、pH值和滲透壓的控製，甚至是培養基批次間的差異性分析，書中也都有提及，這對於真正從事相關領域研究或生産的人來說，簡直是福音。我發現，書中不僅僅是羅列知識點，更多的是在講解“為什麼”和“如何做”，這種深入的分析讓我對培養基的作用有瞭顛覆性的認識，仿佛每一瓶培養液背後都隱藏著無數科學傢的智慧結晶。
評分這本書在探討動物細胞培養生産生物藥物時，讓我對“下遊處理”（Downstream Processing）有瞭全新的認識。過去我總覺得，隻要細胞能好好生長，産物齣來瞭就行，但這本書讓我意識到，從細胞培養液中高效、經濟地分離和純化目標産物，同樣是一門精深的科學。書中詳細介紹瞭各種下遊處理的技術，包括細胞收集（離心、過濾）、産物提取（破胞、溶解）、分離（層析、膜分離）、純化（親和層析、離子交換層析、尺寸排阻層析、疏水層析等）、以及濃縮和配製。它不僅介紹瞭每種技術的原理，還分析瞭它們在不同類型産物（如蛋白質、抗體、核酸、小分子化閤物等）和不同規模生産中的適用性。我印象特彆深刻的是關於“層析技術”的部分，書中詳細講解瞭不同類型層析柱的填料、流動相、以及洗脫條件的選擇，如何根據産物的理化性質來設計高效的分離方案。此外，書中還探討瞭如何優化下遊處理工藝，以降低成本、提高收率，並確保産品的活性和穩定性。例如，如何通過聯用不同的分離技術來獲得高純度的目標産物，如何在大規模生産中實現連續化和自動化操作，以及如何最大限度地減少産物損失和降解。
評分這本書在探討動物細胞和微生物發酵在製藥領域的應用時，給我最大的啓示是，它不僅僅是停留在理論層麵，而是非常注重實際操作和工程化應用。書中對於發酵罐的設計、材質選擇、滅菌方式、以及攪拌和通氣係統的優化，都進行瞭非常細緻的討論。它會告訴你，為什麼不同的發酵産物需要不同類型的發酵罐，為什麼攪拌速度和通氣量對溶解氧的維持至關重要，以及如何根據發酵體積和工藝特點來選擇閤適的設備。例如，在描述大規模細胞培養時，書中會詳細介紹生物反應器（bioreactor）的設計原則，包括流體力學、傳質、傳熱等方麵的考慮，以及不同類型的生物反應器，如攪拌罐式、氣升式、波紋闆式等，各自的優缺點和適用範圍。對於微生物發酵，它也會深入到發酵基質的預處理、滅菌方法（如高溫滅菌、過濾滅菌、輻照滅菌等）、以及發酵過程中在綫監測和控製技術的應用，包括各種傳感器（如pH傳感器、溶解氧傳感器、溫度傳感器、CO2/O2分析儀等）的工作原理和安裝要點。書中甚至還會提及一些後處理的工藝，如細胞分離、産物提取、純化等，雖然不是本書的重點，但能讓你對整個製藥生産鏈有一個完整的概念。這種工程化的視角，讓我覺得這本書非常實用，不僅僅是學術研究人員，就連工藝工程師、設備工程師也能從中獲益良多。
評分讀這本書，我最大的感受就是，它不像很多教科書那樣枯燥乏味，而是充滿瞭“故事感”。每一個技術點，每一個理論模型，它都能通過大量的案例研究和實際應用來生動地展現齣來。比如，在講到抗生素的微生物發酵生産時，書中詳細描述瞭從早期發酵工程師們通過“試錯法”尋找高産菌株，到後來運用分子生物學技術進行基因工程改造，再到如今利用閤成生物學構建新型産抗生素的微生物細胞工廠的整個發展曆程。它不僅僅是告訴你“如何做”，更是告訴你“為什麼這麼做”，以及“在這個過程中，前人經曆瞭怎樣的探索和突破”。我記得其中一個關於青黴素發酵的案例，書中詳細列舉瞭不同時期菌株選育、培養基優化、發酵工藝改進等關鍵技術的演變，以及這些改進是如何一步步推動産量從最初的微剋級彆提升到剋、甚至公斤級彆的。這種“曆史感”和“故事性”，讓我在學習枯燥的科學知識的同時，也能感受到生物工程領域的魅力和進步。此外，書中對於一些“黑科技”的介紹，比如利用噬菌體展示技術篩選具有特定功能的酶，或者利用CRISPR/Cas9技術對發酵菌株進行精確基因編輯，也讓我大開眼界，感覺自己正在接觸到最前沿的科技動態。
評分這本書在介紹微生物發酵生産藥物的過程中，讓我對“代謝工程”這個概念有瞭更深刻的理解。它不僅僅是簡單的基因改造，而是通過對微生物細胞內部復雜的代謝網絡進行係統性的設計、重構和優化，以實現目標産物的最大化生産。書中詳細介紹瞭代謝工程的幾種主要策略，例如：敲除競爭性代謝途徑、增強關鍵酶的活性、引入新的代謝途徑、以及調控基因錶達的水平等。它通過大量的實例，展示瞭如何利用這些策略來提高抗生素、氨基酸、維生素、甚至是生物燃料等産品的産量。我尤其對書中關於“通量分析”和“組學技術”在代謝工程中的應用印象深刻。通量分析可以幫助我們識彆代謝網絡中的限速步驟，從而為改造提供方嚮；而基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學等組學技術，則能夠提供微生物的全局信息，幫助我們更全麵地理解代謝網絡的運行機製，並進行更精準的調控。書中甚至還探討瞭如何利用計算生物學和生物信息學工具，來模擬和預測代謝網絡的行為，從而加速代謝工程的設計和優化過程。這種基於係統生物學的方法，讓我看到瞭微生物發酵生産藥物的巨大潛力。
評分這本書的視角非常獨特，它在探討動物細胞和微生物發酵在製藥領域的應用時，並不是將兩者割裂開來，而是巧妙地將它們融閤在一起，展現齣一種相互促進、協同發展的趨勢。我之前讀過的很多書，要麼專注於動物細胞培養，要麼側重於微生物發酵，很少有能將兩者如此有機地結閤起來討論。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅分彆詳細介紹瞭動物細胞在生産重組蛋白、單剋隆抗體、疫苗等方麵的優勢和挑戰，也深入剖析瞭微生物發酵在生産抗生素、酶製劑、氨基酸、維生素等方麵的技術進展。更重要的是，它開始探討如何利用微生物發酵技術來製備動物細胞培養所需的關鍵組分，例如特殊的生長因子、信號分子，甚至是基因工程改造的微生物作為“細胞工廠”來生産這些高價值的添加物。反之，它也討論瞭動物細胞在篩選和優化微生物發酵菌株方麵可能扮演的角色，比如利用動物細胞作為“模型係統”來評估微生物發酵産物的生物活性和安全性。這種跨學科的視角，讓我看到瞭製藥工程未來的發展方嚮，即更加集成化、係統化的生物製造模式。書中對於兩種技術結閤的潛在瓶頸和解決方案的討論，也相當深刻，例如如何剋服不同技術平颱的兼容性問題，如何建立統一的質量控製標準等。讀完這一部分，我感覺自己的知識視野被極大地拓寬瞭。
評分這本書在探討微生物發酵過程的“過程控製與自動化”方麵，簡直是將“工業4.0”的概念融入到瞭生物製藥領域。它不僅僅是告訴你需要監測哪些參數，而是詳細闡述瞭如何利用先進的傳感器技術、數據采集係統、以及先進控製算法，來實現發酵過程的智能化、精細化調控。書中詳細介紹瞭各種在綫和離綫監測技術，包括pH、溫度、溶解氧、CO2/O2、生物量、底物濃度、産物濃度、以及細胞活力等。它還深入探討瞭“模型預測控製”（MPC）等先進的控製策略，如何利用發酵動力學模型，結閤實時監測數據，來預測未來的發酵趨勢，並提前調整控製參數，以實現最佳的生産效率和産品質量。書中還提及瞭“近紅外光譜”（NIR）等非侵入式傳感技術在發酵過程監測中的應用，以及如何利用“大數據分析”和“機器學習”來優化發酵工藝，甚至實現“自適應發酵”（Adaptive fermentation）。這種將信息技術與生物工程深度融閤的理念，讓我看到瞭生物製藥生産的未來方嚮，即更加智能化、柔性化、和高效化的生産模式。這本書讓我認識到，未來的生物製藥工程，不僅僅是生物學傢和化學傢的領域，更是需要信息技術、自動化控製、以及數據科學等跨學科人纔的共同參與。
評分這本書在描述動物細胞培養和微生物發酵過程時，非常強調“質量控製”的重要性。它不僅僅是告訴你如何生産，更重要的是如何確保生産齣來的産品是安全、有效、且質量穩定的。書中對於“GMP”（Good Manufacturing Practice）在生物製藥領域的應用進行瞭詳盡的闡述，包括從原輔料的采購、生産過程的驗證、中間産品的檢測、到最終産品的放行，每一個環節都有嚴格的規定和要求。我印象最深刻的是關於“工藝驗證”的部分，書中詳細解釋瞭什麼是工藝驗證，為什麼需要進行工藝驗證，以及如何設計和執行工藝驗證方案，以證明生産工藝能夠持續穩定地生産齣符閤質量標準的産品。此外，書中還介紹瞭各種質量控製的分析方法，例如HPLC（高效液相色譜法）、GC（氣相色譜法）、ELISA（酶聯免疫吸附測定法）、SDS-PAGE（十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳）、質譜分析等，以及它們在檢測産品純度、含量、活性、雜質等方麵的應用。這種對質量的嚴苛要求，讓我深刻理解到，生物製藥是一個高度管製的行業，每一個環節都必須做到精益求精，纔能保障公眾的健康和安全。
評分這本書對於“生物反應器設計”的論述，簡直是工程界的“百科全書”！它不僅僅是泛泛地介紹瞭幾種常見的反應器類型，而是深入到每一個細節，包括材質的選擇（不銹鋼、玻璃、一次性生物反應器）、攪拌器的設計（槳葉類型、轉速、功率輸入）、通氣係統的優化（氣泡尺寸、氣速、氧傳遞係數）、溫度和pH的控製策略、以及進料和排料係統的設計。書中會告訴你，為什麼在處理高粘度液體時需要特殊的攪拌器，為什麼氣泡尺寸對細胞的損傷至關重要，以及如何根據不同的發酵工藝需求來動態調整通氣和攪拌參數。例如，在描述哺乳動物細胞培養時，書中會詳細分析不同類型的生物反應器如何影響剪切力，以及如何選擇低剪切力設計的反應器來保護脆弱的細胞。對於微生物發酵，它會討論如何優化溶解氧傳遞效率，以及如何通過數值模擬（CFD）來預測反應器內的流場和傳質情況。書中還提及瞭“一次性生物反應器”（Single-use bioreactors）的興起，分析瞭它們的優勢（如減少清洗和滅菌時間、降低交叉汙染風險）和局限性，以及在製藥行業的應用前景。這種對工程細節的深入探討，讓我覺得這本書不僅僅是學術理論的堆砌，更是一本指導實際生産的“工具書”。
評分這本書的章節安排，尤其是關於微生物發酵的部分，讓我對整個發酵過程的控製和優化有瞭前所未有的宏觀和微觀認識。它不像我之前看過的那些泛泛而談的書籍，僅僅介紹發酵的幾個關鍵步驟，而是深入到每一個環節的細節。比如，在菌種選育和改良這一塊，書中詳細介紹瞭誘變育種、基因工程改造、以及代謝工程等多種手段，並且給齣瞭具體的案例分析，說明如何通過這些技術來提高目標産物的産量、降低副産物生成，甚至改善發酵的穩定性。我印象最深的是關於發酵動力學模型的部分，書中不僅介紹瞭經典的Monod模型，還詳細闡述瞭更復雜的模型，例如Luedeking-Piret模型、以及考慮産物降解的模型，並且解釋瞭如何利用這些模型來預測和控製發酵過程。讀到這裏，我纔明白，原來發酵生産並非是簡單的“種好菌，給它喂食”的過程，而是需要精確的數學模型來指導，纔能達到最佳的經濟效益和生産效率。書中對於發酵過程中的關鍵參數，如溫度、pH、溶解氧、底物濃度、産物濃度等，如何進行在綫監測和調控，也進行瞭非常詳盡的描述，甚至包括瞭不同類型發酵罐的結構特點、攪拌方式、通氣方式對氧傳遞效率的影響，以及如何根據工藝需求選擇閤適的設備。這讓我感覺，這本書不僅是理論知識的寶庫，更是一本實踐操作的指南，每一個細節都透露齣作者深厚的學術功底和豐富的實踐經驗。
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