具体描述
内容简介
细胞作为生物体的基本结构单位和功能单位，决定了生物体生长、分化、遗传、变异、衰老和死亡等生命活动。在研究生物生命活动的机制和控制中，必然需要对细胞这个基本单位进行研究。随着细胞生物学和分子生物学等学科的发展，在细胞整体水平或细胞器水平上的研究、开发和利用越来越深入，已使细胞工程成为一门独立的、成熟的生物工程技术。随着生物工程的发展，尤其是细胞工程和基因工程技术的发展，使得微生物发酵工程制药所用的微生物菌种不仅仅局限于天然微生物的范围，已建立起来的新型工程菌株，可以生产天然菌株所不能产生或产量很低的生物活性物质，拓宽了微生物发酵工程制药的研究范围。
《动物细胞与微生物发酵工程制药》内容共分为两篇。上篇为动物细胞工程制药，由山西农业大学袁建琴根据近年来从事动物细胞工程制药的教学和研究工作，总结所取得的科研成果，并参考和吸收国内外最新的文献资料编写而成。主要阐述了动物细胞的形态、生理及培养特性、制药用动物细胞与细胞凋亡、动物细胞的培养条件和培养基、动物细胞的培养方法和操作方式、动物细胞培养反应器及其检测系统、动物细胞制药工艺、动细胞制药质量控制、动物细胞产品的制备与研究实例，并对动物细胞制药的前景进行了展望。下篇为微生物发酵工程制药，由山西省生物制品厂高斌战根据近年来从事微生物发酵工程制药的企业工作经验，总结所取得的科研成果，并参考和吸收国内外最新的文献资料编写而成。主要阐述了微生物发酵工程在制药工业中的应用5、微生物发酵工程制药基础、微生物发酵工艺与设备以及微生物发酵工程严品的制备实例。
《动物细胞与微生物发酵工程制药》理论联系实际，深人浅出，内容丰富，重点突出，通俗易懂，融科学性、使用性和可读性于一体，可供从事动物细胞工程制药、微生物发酵工程制药和其他生物技术研究和生产的相关技术和管理人员，以及生物技术相关学科（生物科学、生物工程和生物技术等）的科技人员、大专院校师生使用和参考。
作者简介
袁建琴，女，山西太谷人，讲师。1994年7月毕业于山西农业大学兽医系。2004年7月获山西农业大学动物科技学院预防兽医学士学位。主要从事生物制药、分子生物学及转基因生物安全性的教学与研究。曾在《激光生物学报》、《棉花学报》等杂志发表学术论文10余篇，参编十一五规划教材《蛋白质工程》、《生物制药技术》、参加国家级及省部级课6项、主持1项校青年科技创新基金项目。 高斌战，男，山西阳城人，兽医师。1993年7月毕业于山西农业大学兽医系。主要从事兽用生物制品的研究与生产。曾在《激光生物学报》、《棉花学报》等杂志发表学术论文l0余篇，参加国家级及省部级课题5项。目录
上篇 动物细胞工程制药第一章 绪论
第二章 动物细胞的形态、生理及培养特性
第一节 动物细胞的化学组成和代谢
第二节 动物细胞的结构及培养时的形态
第三节 动物细胞的生理及培养特性
第三章 制药用动物细胞与细胞凋亡
第一节 制药用动物细胞的要求和获得
第二节 细胞的衰老和凋亡
第四章 动物细胞的培养条件和培养基
第一节 动物细胞的培养条件
第二节 动物细胞培养基的种类、组成与制备
第五章 动物细胞的培养方法和操作方式
第一节 动物细胞培养的一般过程
第二节 动物细胞的培养方法
第三节 动物细胞培养的操作方式
第六章 动物细胞培养反应器及其检测系统
第一节 导论
第二节 动物细胞培养反应器的类型及其基本结构
第三节 动物细胞培养反应器的检测控制系统
第七章 动物细胞制药工艺
第一节 对厂房的要求
第二节 动物细胞的种子保存、运输和鉴定
第三节 动物细胞制药产物的分离纯化
第四节 制剂分装、保存和运输
第八章 动物细胞制药质量控制
第九章 动物细胞产品的制备与研究实例
第一节 组织纤溶酶原激活剂生产工艺【郭勇等，2006】
第二节 不同接毒方法培养鸡痘细胞苗维持液与细胞内病毒含量的研究
第十章 动物细胞制药的前景和展望
参考文献
下篇 微生物发酵工程制药
第十一章 微生物发酵工程在制药工业中的应用
第一节 微生物发酵工程制药的发展历程
第二节 微生物发酵工程在制药工业中的作用
第三节 国内外微生物发酵工程制药行业现状和发展前景
第十二章 微生物发酵工程制药基础
第一节 微生物基础知识
第二节 微生物纯培养技术
第三节 微生物代谢调控
第十三章 微生物发酵工艺与设备
第十四章 微生物发酵工程产品的制备实例
参考文献
前言/序言
用户评价
这本书，我断断续续地读了有些日子了，实在是被它的内容深深吸引，又有点……嗯，怎么说呢？感觉好像打开了一个全新的世界，但同时又有很多地方让我产生了一种“啊，原来是这样！”的恍然大悟。比如，书中对动物细胞培养基的组成成分进行了极其详尽的论述，从最初的基础培养基，到各种添加物的选择，以及它们各自在维持细胞活性、促进生长、甚至影响产品合成中的作用，都分析得鞭辟入里。我尤其对其中关于血清替代物和化学成分限定培养基的部分印象深刻。过去我总觉得细胞培养就是把细胞放进营养液里，然后等着就行了，但这本书让我意识到，这背后蕴含着多么精密的科学。它详细解释了不同细胞系对培养基的需求差异，以及如何根据实验目的（比如大规模生产抗体、生产重组蛋白，或者进行基因工程改造）来优化培养基配方。书中列举了大量的实例，例如，针对CHO细胞生产单克隆抗体，它会详细说明如何调整氨基酸、维生素、生长因子以及微量元素的比例，以最大化产量并保证产品质量。此外，关于培养基的无菌操作、储存条件、pH值和渗透压的控制，甚至是培养基批次间的差异性分析，书中也都有提及，这对于真正从事相关领域研究或生产的人来说，简直是福音。我发现，书中不仅仅是罗列知识点，更多的是在讲解“为什么”和“如何做”，这种深入的分析让我对培养基的作用有了颠覆性的认识，仿佛每一瓶培养液背后都隐藏着无数科学家的智慧结晶。
评分这本书在探讨微生物发酵过程的“过程控制与自动化”方面，简直是将“工业4.0”的概念融入到了生物制药领域。它不仅仅是告诉你需要监测哪些参数，而是详细阐述了如何利用先进的传感器技术、数据采集系统、以及先进控制算法，来实现发酵过程的智能化、精细化调控。书中详细介绍了各种在线和离线监测技术，包括pH、温度、溶解氧、CO2/O2、生物量、底物浓度、产物浓度、以及细胞活力等。它还深入探讨了“模型预测控制”（MPC）等先进的控制策略，如何利用发酵动力学模型，结合实时监测数据，来预测未来的发酵趋势，并提前调整控制参数，以实现最佳的生产效率和产品质量。书中还提及了“近红外光谱”（NIR）等非侵入式传感技术在发酵过程监测中的应用，以及如何利用“大数据分析”和“机器学习”来优化发酵工艺，甚至实现“自适应发酵”（Adaptive fermentation）。这种将信息技术与生物工程深度融合的理念，让我看到了生物制药生产的未来方向，即更加智能化、柔性化、和高效化的生产模式。这本书让我认识到，未来的生物制药工程，不仅仅是生物学家和化学家的领域，更是需要信息技术、自动化控制、以及数据科学等跨学科人才的共同参与。
评分这本书在探讨动物细胞培养生产生物药物时，让我对“下游处理”（Downstream Processing）有了全新的认识。过去我总觉得，只要细胞能好好生长，产物出来了就行，但这本书让我意识到，从细胞培养液中高效、经济地分离和纯化目标产物，同样是一门精深的科学。书中详细介绍了各种下游处理的技术，包括细胞收集（离心、过滤）、产物提取（破胞、溶解）、分离（层析、膜分离）、纯化（亲和层析、离子交换层析、尺寸排阻层析、疏水层析等）、以及浓缩和配制。它不仅介绍了每种技术的原理，还分析了它们在不同类型产物（如蛋白质、抗体、核酸、小分子化合物等）和不同规模生产中的适用性。我印象特别深刻的是关于“层析技术”的部分，书中详细讲解了不同类型层析柱的填料、流动相、以及洗脱条件的选择，如何根据产物的理化性质来设计高效的分离方案。此外，书中还探讨了如何优化下游处理工艺，以降低成本、提高收率，并确保产品的活性和稳定性。例如，如何通过联用不同的分离技术来获得高纯度的目标产物，如何在大规模生产中实现连续化和自动化操作，以及如何最大限度地减少产物损失和降解。
评分这本书在探讨动物细胞和微生物发酵在制药领域的应用时，给我最大的启示是，它不仅仅是停留在理论层面，而是非常注重实际操作和工程化应用。书中对于发酵罐的设计、材质选择、灭菌方式、以及搅拌和通气系统的优化，都进行了非常细致的讨论。它会告诉你，为什么不同的发酵产物需要不同类型的发酵罐，为什么搅拌速度和通气量对溶解氧的维持至关重要，以及如何根据发酵体积和工艺特点来选择合适的设备。例如，在描述大规模细胞培养时，书中会详细介绍生物反应器（bioreactor）的设计原则，包括流体力学、传质、传热等方面的考虑，以及不同类型的生物反应器，如搅拌罐式、气升式、波纹板式等，各自的优缺点和适用范围。对于微生物发酵，它也会深入到发酵基质的预处理、灭菌方法（如高温灭菌、过滤灭菌、辐照灭菌等）、以及发酵过程中在线监测和控制技术的应用，包括各种传感器（如pH传感器、溶解氧传感器、温度传感器、CO2/O2分析仪等）的工作原理和安装要点。书中甚至还会提及一些后处理的工艺，如细胞分离、产物提取、纯化等，虽然不是本书的重点，但能让你对整个制药生产链有一个完整的概念。这种工程化的视角，让我觉得这本书非常实用，不仅仅是学术研究人员，就连工艺工程师、设备工程师也能从中获益良多。
评分读这本书，我最大的感受就是，它不像很多教科书那样枯燥乏味，而是充满了“故事感”。每一个技术点，每一个理论模型，它都能通过大量的案例研究和实际应用来生动地展现出来。比如，在讲到抗生素的微生物发酵生产时，书中详细描述了从早期发酵工程师们通过“试错法”寻找高产菌株，到后来运用分子生物学技术进行基因工程改造，再到如今利用合成生物学构建新型产抗生素的微生物细胞工厂的整个发展历程。它不仅仅是告诉你“如何做”，更是告诉你“为什么这么做”，以及“在这个过程中，前人经历了怎样的探索和突破”。我记得其中一个关于青霉素发酵的案例，书中详细列举了不同时期菌株选育、培养基优化、发酵工艺改进等关键技术的演变，以及这些改进是如何一步步推动产量从最初的微克级别提升到克、甚至公斤级别的。这种“历史感”和“故事性”，让我在学习枯燥的科学知识的同时，也能感受到生物工程领域的魅力和进步。此外，书中对于一些“黑科技”的介绍，比如利用噬菌体展示技术筛选具有特定功能的酶，或者利用CRISPR/Cas9技术对发酵菌株进行精确基因编辑，也让我大开眼界，感觉自己正在接触到最前沿的科技动态。
评分这本书在介绍微生物发酵生产药物的过程中，让我对“代谢工程”这个概念有了更深刻的理解。它不仅仅是简单的基因改造，而是通过对微生物细胞内部复杂的代谢网络进行系统性的设计、重构和优化，以实现目标产物的最大化生产。书中详细介绍了代谢工程的几种主要策略，例如：敲除竞争性代谢途径、增强关键酶的活性、引入新的代谢途径、以及调控基因表达的水平等。它通过大量的实例，展示了如何利用这些策略来提高抗生素、氨基酸、维生素、甚至是生物燃料等产品的产量。我尤其对书中关于“通量分析”和“组学技术”在代谢工程中的应用印象深刻。通量分析可以帮助我们识别代谢网络中的限速步骤，从而为改造提供方向；而基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等组学技术，则能够提供微生物的全局信息，帮助我们更全面地理解代谢网络的运行机制，并进行更精准的调控。书中甚至还探讨了如何利用计算生物学和生物信息学工具，来模拟和预测代谢网络的行为，从而加速代谢工程的设计和优化过程。这种基于系统生物学的方法，让我看到了微生物发酵生产药物的巨大潜力。
评分这本书的视角非常独特，它在探讨动物细胞和微生物发酵在制药领域的应用时，并不是将两者割裂开来，而是巧妙地将它们融合在一起，展现出一种相互促进、协同发展的趋势。我之前读过的很多书，要么专注于动物细胞培养，要么侧重于微生物发酵，很少有能将两者如此有机地结合起来讨论。这本书在这方面做得非常出色。它不仅分别详细介绍了动物细胞在生产重组蛋白、单克隆抗体、疫苗等方面的优势和挑战，也深入剖析了微生物发酵在生产抗生素、酶制剂、氨基酸、维生素等方面的技术进展。更重要的是，它开始探讨如何利用微生物发酵技术来制备动物细胞培养所需的关键组分，例如特殊的生长因子、信号分子，甚至是基因工程改造的微生物作为“细胞工厂”来生产这些高价值的添加物。反之，它也讨论了动物细胞在筛选和优化微生物发酵菌株方面可能扮演的角色，比如利用动物细胞作为“模型系统”来评估微生物发酵产物的生物活性和安全性。这种跨学科的视角，让我看到了制药工程未来的发展方向，即更加集成化、系统化的生物制造模式。书中对于两种技术结合的潜在瓶颈和解决方案的讨论，也相当深刻，例如如何克服不同技术平台的兼容性问题，如何建立统一的质量控制标准等。读完这一部分，我感觉自己的知识视野被极大地拓宽了。
评分这本书的章节安排，尤其是关于微生物发酵的部分，让我对整个发酵过程的控制和优化有了前所未有的宏观和微观认识。它不像我之前看过的那些泛泛而谈的书籍，仅仅介绍发酵的几个关键步骤，而是深入到每一个环节的细节。比如，在菌种选育和改良这一块，书中详细介绍了诱变育种、基因工程改造、以及代谢工程等多种手段，并且给出了具体的案例分析，说明如何通过这些技术来提高目标产物的产量、降低副产物生成，甚至改善发酵的稳定性。我印象最深的是关于发酵动力学模型的部分，书中不仅介绍了经典的Monod模型，还详细阐述了更复杂的模型，例如Luedeking-Piret模型、以及考虑产物降解的模型，并且解释了如何利用这些模型来预测和控制发酵过程。读到这里，我才明白，原来发酵生产并非是简单的“种好菌，给它喂食”的过程，而是需要精确的数学模型来指导，才能达到最佳的经济效益和生产效率。书中对于发酵过程中的关键参数，如温度、pH、溶解氧、底物浓度、产物浓度等，如何进行在线监测和调控，也进行了非常详尽的描述，甚至包括了不同类型发酵罐的结构特点、搅拌方式、通气方式对氧传递效率的影响，以及如何根据工艺需求选择合适的设备。这让我感觉，这本书不仅是理论知识的宝库，更是一本实践操作的指南，每一个细节都透露出作者深厚的学术功底和丰富的实践经验。
评分这本书在描述动物细胞培养和微生物发酵过程时，非常强调“质量控制”的重要性。它不仅仅是告诉你如何生产，更重要的是如何确保生产出来的产品是安全、有效、且质量稳定的。书中对于“GMP”（Good Manufacturing Practice）在生物制药领域的应用进行了详尽的阐述，包括从原辅料的采购、生产过程的验证、中间产品的检测、到最终产品的放行，每一个环节都有严格的规定和要求。我印象最深刻的是关于“工艺验证”的部分，书中详细解释了什么是工艺验证，为什么需要进行工艺验证，以及如何设计和执行工艺验证方案，以证明生产工艺能够持续稳定地生产出符合质量标准的产品。此外，书中还介绍了各种质量控制的分析方法，例如HPLC（高效液相色谱法）、GC（气相色谱法）、ELISA（酶联免疫吸附测定法）、SDS-PAGE（十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳）、质谱分析等，以及它们在检测产品纯度、含量、活性、杂质等方面的应用。这种对质量的严苛要求，让我深刻理解到，生物制药是一个高度管制的行业，每一个环节都必须做到精益求精，才能保障公众的健康和安全。
评分这本书对于“生物反应器设计”的论述，简直是工程界的“百科全书”！它不仅仅是泛泛地介绍了几种常见的反应器类型，而是深入到每一个细节，包括材质的选择（不锈钢、玻璃、一次性生物反应器）、搅拌器的设计（桨叶类型、转速、功率输入）、通气系统的优化（气泡尺寸、气速、氧传递系数）、温度和pH的控制策略、以及进料和排料系统的设计。书中会告诉你，为什么在处理高粘度液体时需要特殊的搅拌器，为什么气泡尺寸对细胞的损伤至关重要，以及如何根据不同的发酵工艺需求来动态调整通气和搅拌参数。例如，在描述哺乳动物细胞培养时，书中会详细分析不同类型的生物反应器如何影响剪切力，以及如何选择低剪切力设计的反应器来保护脆弱的细胞。对于微生物发酵，它会讨论如何优化溶解氧传递效率，以及如何通过数值模拟（CFD）来预测反应器内的流场和传质情况。书中还提及了“一次性生物反应器”（Single-use bioreactors）的兴起，分析了它们的优势（如减少清洗和灭菌时间、降低交叉污染风险）和局限性，以及在制药行业的应用前景。这种对工程细节的深入探讨，让我觉得这本书不仅仅是学术理论的堆砌，更是一本指导实际生产的“工具书”。
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