《生物制药工艺学》课程的教学改革探索*

李登超

(淮阴师范学院生命科学学院，江苏 淮安 223300)

《生物制药工艺学》课程是生物制药、生物工程(生物制药)专业开设得一门主干课程，是一门涉及生物学、医学、药学、生物技术、化学和工程学等学科基本原理的综合性应用技术学科[1]。该课程要求通过各个教学环节，使学生了解生物药物的来源及其原料药物生产的重要途径和工艺过程，掌握生物药物的一般提取、分离纯化原理与方法，了解各类生物药物的结构、性质、用途和生产方法、生产工艺原理与过程。通过本课程的学习，学生应具备生物药物研究、生产、开发的基本知识、基本理论与基本技能，并且具有应用现代生物技术研究、开发生物药物的初步能力。为此，如何根据专业特点对课程教学不断探索，如何利用现代生物技术提升专业特色、适应社会需求是我校生物工程专业发展的主要方向。

1 选择合适教材、讲好精选内容

目前，《生物制药工艺学》的教材有不同的版本，内容测重点也有所不同，其中一些教材注重生物药物的提取分离技术，而我校生物工程专业培养计划中有《生物分离工程》专业核心课程，该课程重点介绍各种生物分离的单元操作。经过比较甄选，我们采用了吴晓英主编的《生物制药工艺学》为主要教材，参考教材有吴梧桐主编的《现代生物制药工艺学》和齐香君主编的《现代生物制药工艺学》等[2]。主要内容包括三部分，一、绪论：包括生物药物的概念、性质、分类、发展历程、研究内容、发展趋势；二、生物制药工艺技术基础：包括生化药物、微生物制药、基因工程制药、细胞工程制药、酶工程制药工艺技术基础；三、各类生物药物：包括氨基酸类、多肽与蛋白质类、酶类、核酸类、糖类、脂类、抗生素、生物制品、手性药物概述、性质、分类、一般制备方法以及各类药物中代表性药物的制备工艺过程。在选择内容讲解时，由于专业课程体系设置的不同和理论课时限制等原因，在内容安排上不可能面面俱到，要适当精选内容进行重点讲解。比如，我校生物工程专业人才培养方案的课程体系中，生物工程专业有基因工程、细胞工程、发酵工程等相关专业课程，所以生物制药工艺学课程中有关这部分基础内容的介绍可以不讲，避免知识的重复灌输，把重点内容放在其他知识的章节上。

2 适时补充内容，拓展知识层面

现代生物制药技术的发展日新月异，生物药物的种类和数量迅速增加，使得该领域的知识更新加快[3]。因此教学中需要不断补充新知识和新内容，让学生经常接触到学科的最前沿知识，从而拓宽学生的视野和知识面，养成学生关注该学科的最新发展，用现实的、发展的眼光理解书本知识。如酶类药物这一章，教材内容一个典型的案例是溶菌酶的生产工艺。溶菌酶广泛存在于鸟、家禽的蛋清，哺乳动物的泪液、唾液、血浆和组织细胞中，其中以鸡蛋清中含量最为丰富，国内外已经开始工业化生产的有利用动物的内脏、霉菌发酵生产溶菌酶等工艺路线。利用中国知网数据库可以查到一些溶菌酶分离纯化工艺的最新研究进展，选取好的研究论文适当讲解，可以拓展学生的视野和知识架构。

3 结合多种教学方式，提高教学效果

在讲授各类生化药物内容时，每一大类药物中都有典型药物的制造工艺流程的案例。因此特别适合案例式教学，但如果仅仅是按照生产流程来介绍每种药物的生产步骤，又显得过于单调、枯燥[4]。为此，采用启发式教学，在讲述工艺路线时，多问几个为什么？有没有其他更好的替代方法？不同方法之间有什么优缺点？等等，在课堂上实现了教与学的互动，从而活跃课堂气氛，充分调动学生的学习积极性。

教学手段上采用多媒体和flash教学相结合。为了提高学生对《生物制药工艺学》课程的理解，在课堂教学中，可根据实际教学需要，在PPT中多使用多媒体，添加图片、声音、动画、视频等，使生硬枯燥的讲解变得直观生动，便于学生对相关知识点的了解和掌握。如对蛋白质药物的分离纯化，我们要利用不同蛋白质之间诸如分子大小、带电荷数多少、疏水性强弱、亲和性能的差异分别采用凝胶过滤层析、离子交换层析、疏水层析、亲和层析等进行分离纯化。虽然柱层析操作过程大致相似，包括装柱、平衡和上样、洗脱和收集、再生等基本步骤，但分离的原理差别很大，我们可以采用色谱层析的flash动画演示，更直观、形象地解释了各种色谱层析的分离原理和操作步骤，从而加深学生对内容的理解和掌握。

4 开展综合性实验，提升实践技能

在实验项目设计上，摈弃传统的几个验证性小实验，设置综合性的大实验，注重培养学生的动手能力和创新能力。如综合实验麦麸中阿拉伯木聚糖提取及单糖组成分析包含了三个连续实验：(1)麦麸中阿拉伯木聚糖的提取；(2)阿拉伯木聚糖的分离纯化；(3)阿拉伯木聚糖及单糖组成的气相色谱分析；综合实验青霉素酰化酶制备光学纯L-氨基酸也包括了三个连续实验：(1)苯乙酰-(D,L)-氨基酸的合成；(2)酶的选择性催化反应及光学纯L-氨基酸的分离纯化；(3)光学纯L-氨基酸的分析检测。通过以上实验，学生先从生物原材料或反应体系中，利用分离纯化技术得到自己想要的产品，然后利用色谱技术(气相或液相)检测产品纯度是否合格。综合性实验因为前后内容紧密结合，一旦前面实验做不好，会大大影响后面实验的结果，所以学生在实验过程中都始终保持更认真的实验态度，各实验小组内成员之间也保持更密切的团队协作精神。

通过综合实验，学生将所学的理论知识用于实践，将知识点融会贯通，理解更为深刻。如果实验结果达不到预期结果，及时分析问题、寻找可能存在的原因，从而提高学生分析问题、解决问题的能力[5]。

5 结合认识实习，增强感性认知

带领学生走出课堂，参观与专业密切相关的生产企业，如生物制药厂、生物产品企业等等，并安排学生参加适当的生产实习，对培养学生的生产观念和学习兴趣都是十分必要的[6]。如淮安麦德森制药有限公司的硫酸软骨素、肝素钠等糖类药物生产线；江苏正大清江制药有限公司的头孢克洛片、头孢呋辛酯等抗生素药物生产线、江苏奕农生物工程有限公司植酸酶、木聚糖酶等酶制剂的生产等，都是和该专业紧密相关的生物制药或生物产品大公司，通过对公司工业化大生产的过程进行了解，进一步增强学生的感性认知，夯实专业基础知识是至关重要的。

6 结 语

生物制药工艺学是一门理论与实践紧密联系，知识性和实践性很强的课程。课程的特点、目的和要求决定着课程的教学内容和实践环节需要不断的实践和改革。与时俱进的教学内容、灵活的教学方法和手段，结合相关领域的最新科学研究成果，加上对生物药品企业工业化生产的实践认知，各个教环节的实施共同促使生物制药工艺学课程不断满足专业人才培养及学科发展的迫切需求。