生物技術(shù)制藥-021.ppt

1、生物制藥簡(jiǎn)介，第1節(jié)生物制藥的來(lái)源、特性、分類和制備，第2節(jié)人體藥物，第3節(jié)動(dòng)物藥物，第4節(jié)植物藥物，第5節(jié)海洋生物制藥，第1節(jié)生物制藥的來(lái)源、特性、分類和制備。蛋白質(zhì)、酶、核酸、激素、抗體和細(xì)胞因子等代謝物質(zhì)可能成為藥物。1.來(lái)源1。生物制藥的定義：生物制藥是指利用生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)的研究成果，綜合利用生物、生物組織、細(xì)胞和體液的物理、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)和藥學(xué)的原理和方法，制成的一種預(yù)防、治療和診斷產(chǎn)品。生物制藥的原料主要是天然生物材料，包括人體、動(dòng)物、植物、微生物和各種海洋生物。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，有目的的人工生物原料已經(jīng)成為生物制藥原料的重要來(lái)源，如免疫法制備的動(dòng)物原料、基因工

2、程技術(shù)制備的微生物或其他細(xì)胞原料等。2。生物制藥的特點(diǎn)，1。藥理特點(diǎn)(1)治療針對(duì)性強(qiáng)，治療的生理生化機(jī)制合理，療效可靠。例如，細(xì)胞色素C是呼吸鏈的重要成員，它能有效治療由組織缺氧引起的一系列疾病。(2)具有高藥理活性的生物藥物是精制的高活性物質(zhì)，因此它們具有高藥理活性。(3)毒副作用小，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。(4)生物副作用經(jīng)常發(fā)生。(2)生物制藥的特點(diǎn)。(2)生產(chǎn)和準(zhǔn)備的特殊性。(1)原料中有效物質(zhì)含量低：雜質(zhì)種類和含量高，提取純化過(guò)程復(fù)雜。(2)穩(wěn)定性差：活性部位和空間構(gòu)象的理化影響因素(3)易腐爛：由于生物制藥原料都是高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的物質(zhì)，對(duì)活性和無(wú)菌操作有嚴(yán)格的要求；(2)生物制藥的特點(diǎn)；(4)注

3、射用藥的特殊要求：生物制藥在胃腸道中容易被酶分解，因此主要給藥途徑是注射用藥，因此藥物制劑的均勻性、安全性、穩(wěn)定性和安全性非常重要，同時(shí)對(duì)其理化性質(zhì)、試驗(yàn)方法、劑型、劑量、處方和儲(chǔ)存方法有明確的要求。2.生物制藥的特點(diǎn)。由于生物制藥具有特殊的生理功能，生物制藥不僅要有理化檢驗(yàn)指標(biāo)，還要有生物活性檢驗(yàn)指標(biāo)。3.生物制藥的分類生物制藥有三種分類方法：1 .根據(jù)藥物的化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)特性；2.按原料來(lái)源分類；3.根據(jù)生理功能和臨床用途進(jìn)行分類。根據(jù)藥物的化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)特性進(jìn)行分類；生物制藥的大部分有效成分都很清楚，因此比較一類藥物的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、分離與制備方法的特點(diǎn)以及檢測(cè)方法的統(tǒng)一是有益的。主要

4、有：(1)氨基酸及其衍生物；(2)多肽和蛋白質(zhì)藥物；(3)酶和輔酶類藥物：酶分為消化酶、抗炎酶、心腦血管疾病治療酶、抗腫瘤酶、氧化還原酶等。根據(jù)它們的功能，一些輔酶也屬于核酸藥物。(4)核酸及其降解產(chǎn)物和衍生物；(5)糖類藥物：粘多糖是主要藥物；(6)脂類藥物：主要是脂肪和脂肪酸、磷脂、膽酸、甾醇、卟啉等；(7)細(xì)胞生長(zhǎng)因子；(八)生物制品：直接從微生物、原生動(dòng)物、動(dòng)物或者人體材料中制備或者用現(xiàn)代生物技術(shù)和化學(xué)方法制備的用于預(yù)防、治療和診斷特定傳染病或者其他疾病的制劑，統(tǒng)稱生物制品。2.按原料來(lái)源分類，按原料來(lái)源分類，有利于綜合利用，d分類如下：(1)來(lái)自人體組織的生物藥物：主要是人血制品、人

5、胎盤制品和人尿制品；(2)來(lái)自動(dòng)物組織的生物藥物：由動(dòng)物器官和其他小動(dòng)物制成的藥物，如蛇毒和蜂毒。(3)植物組織中的生物藥物：中草藥和有效成分；(4)來(lái)自微生物的藥物：抗生素、酶、氨基酸、維生素等。(5)源自海洋生物的藥物；根據(jù)生理功能和用途，生物制藥被廣泛用作醫(yī)療用品，在醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、保健醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，大致可分為四類：(1)治療藥物：對(duì)腫瘤、艾滋病、免疫性疾病和內(nèi)分泌失調(diào)等難治性疾病有特殊作用；(2)預(yù)防藥物：預(yù)防傳染?。?三)診斷藥物：免疫診斷試劑、單克隆抗體診斷試劑、酶診斷試劑、放射性診斷藥物和基因診斷藥物；一些生物活性物質(zhì)也是檢測(cè)疾病的指標(biāo)，如天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶；(4)其他生

6、物醫(yī)藥用品：生物藥品也廣泛用于其他方面，如生化試劑、保健品、化妝品、食品、醫(yī)用材料等。由于原料和藥物的種類和性質(zhì)不同，生物制藥的制備、提取和分離方法也大不相同。這里有一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹：1。生物制藥原料的選擇、預(yù)處理和保存方法；2.生物藥物的提?。?.蛋白質(zhì)藥物的分離純化方法；4.核酸藥物的分離和純化；5.糖類藥物的分離純化方法。脂類藥物的分離純化方法；7.氨基酸類藥物的分離純化方法。生物制藥原料的選擇、預(yù)處理和保存方法：(1)原料的選擇原則是：活性成分含量高，原料來(lái)源豐富，易得；原料中雜質(zhì)含量低；原材料成本低；此外，植物原料的收獲是季節(jié)性的，微生物原料應(yīng)注意微生物生長(zhǎng)的對(duì)數(shù)期，動(dòng)物原料應(yīng)注意動(dòng)物

7、的年齡和性別。(2)原料的預(yù)處理和保存：動(dòng)物原料采集后應(yīng)立即進(jìn)行處理，去除結(jié)締組織和脂肪組織，并迅速冷凍保存。植物原料確定后，未使用的部分應(yīng)及時(shí)收集，有用的部分應(yīng)保持新鮮。收集微生物時(shí)，應(yīng)及時(shí)將細(xì)菌細(xì)胞從培養(yǎng)液中分離出來(lái)，以保持新鮮。1.生物制藥原料的選擇、預(yù)處理和保存方法。原料的保存方法主要有：(1)冷凍法，適用于所有生物原料。常用-40速凍。(2)有機(jī)溶劑脫水法。常用的有機(jī)溶劑是丙酮。該方法適用于原料少、價(jià)值高的原料，有機(jī)溶劑對(duì)垂體等活性物質(zhì)無(wú)破壞作用。(3)防腐保存。常用的有乙醇、苯酚等。該方法適用于液體原料，如發(fā)酵液、提取液等。2.生物制藥的提取(1)生物組織和細(xì)胞常用的粉碎方法是研磨

8、和切割，所用的設(shè)備是組織搗碎機(jī)、膠體磨、均質(zhì)機(jī)、均質(zhì)機(jī)、球磨機(jī)、研缽等；第二種是加壓法，有兩種：加壓和減壓；三是反復(fù)凍融法，設(shè)備簡(jiǎn)單，活性好，時(shí)間長(zhǎng)；四是超聲波振動(dòng)破碎法，破碎效果好，無(wú)活性；第五種是自溶或酶水解，很少使用。2.生物制藥的提?。?2)生物組織和細(xì)胞的提取應(yīng)在粉碎后立即進(jìn)行。提取時(shí)，首先要根據(jù)活性物質(zhì)的性質(zhì)選擇提取試劑。提取試劑主要包括水、緩沖液、鹽溶液、乙醇和其他有機(jī)溶劑(如氯仿、丙酮等)。)。其次，考察了提取溶劑用量、提取次數(shù)和提取時(shí)間。第三，注意提取溫度、酸堿度、變性劑等因素。3.蛋白質(zhì)藥物包括蛋白質(zhì)、多肽和酶的分離和純化方法(2)有超濾和透析(膜分離)、凝膠色譜、超速離心

9、等。膜分離可用于生物大分子的濃縮、分類和脫鹽。3。蛋白質(zhì)藥物的分離純化方法，(3)分子電荷分離方法氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)和酶都是兩性電解質(zhì)。根據(jù)它們的等電點(diǎn)，調(diào)節(jié)酸堿度進(jìn)行交換、電泳、等電聚焦等。(4)親和層析法大多數(shù)生物活性物質(zhì)都有其目標(biāo)物質(zhì)，如酶和底物(或抑制劑)、抗原和抗體、激素和受體等。書(shū)中提到的疏水作用色譜和書(shū)中沒(méi)有提到的許多其他方法也可以用于蛋白質(zhì)的分離和純化。4.核酸藥物的分離純化方法。核酸藥物的生產(chǎn)方法主要有提取法和發(fā)酵法。提取法生產(chǎn)脫氧核糖核酸和核糖核酸的主要技術(shù)是提取核酸和蛋白質(zhì)的復(fù)合物，然后將核酸和蛋白質(zhì)解離，再分離出核糖核酸和脫氧核糖核酸。發(fā)酵主要用于生產(chǎn)單核苷酸。5.糖

10、類藥物的分離純化方法(1)提取方法非降解法適用于從含有粘多糖的動(dòng)物組織中提取粘多糖，提取所用的溶劑為水或鹽溶液。降解法適用于從組織中提取結(jié)合力強(qiáng)的粘多糖。如果硫酸軟骨素是從軟骨中分離提取的，它會(huì)被堿處理降解。另一個(gè)例子是可以通過(guò)酶處理提取與蛋白質(zhì)結(jié)合的多糖。5.糖類藥物的分離純化方法。(2)分離方法常用的分離方法有沉淀法和離子交換色譜法。乙醇沉淀法是從提取液中沉淀多糖最簡(jiǎn)單的方法，也適用于分餾。45倍體積的乙醇可以在任何結(jié)締組織中完全沉淀粘多糖。粘多糖也可以用季銨化合物沉淀。粘多糖的聚陰離子可以與一些陽(yáng)離子表面活性劑結(jié)合形成不溶性鹽，如CTAB和其他離子交換層析方法。粘多糖的多陰離子可以被陰離

11、子交換劑快速吸附和分離，如Dowex I-X2離子交換樹(shù)脂、DEAE離子交換纖維素等。洗脫可以用氯化鈉溶液梯度洗脫。6.類脂藥物的分離純化方法。(1)提取方法：脂類在自然狀態(tài)下以組合形式存在。非極性脂質(zhì)與其他脂質(zhì)分子或蛋白質(zhì)分子的疏水區(qū)域結(jié)合。提取脂質(zhì)藥物時(shí)，需要選擇合適的溶劑來(lái)破壞結(jié)合鍵，溶解脂質(zhì)。常用的溶劑為混合溶劑，除氯仿、甲醇、水等外，主要成分為乙醇。6.類脂藥物的分離純化方法(2)純化方法：沉淀法：由于不同類脂在丙酮中的溶解度不同，所以常用于沉淀；吸附色譜法：常用的吸附劑包括硅膠和氧化鋁。它通過(guò)極性和離子力將各種化合物結(jié)合成固體吸附劑。洗脫通常用極性增大的洗脫液進(jìn)行，非極性洗脫液先流

12、出；離子交換色譜：脂質(zhì)分子以三種狀態(tài)存在：非解離、兩性離子和酸解離。根據(jù)它們?cè)谝欢ǖ乃釅A度條件下的解離情況，可以通過(guò)選擇合適的離子交換劑進(jìn)行純化。例如，TEAE纖維素在分離脂肪酸和膽汁酸方面特別有效。氨基酸類藥物的分離純化方法(1)氨基酸蛋白水解的生產(chǎn)方法：酸水解、堿水解和酶水解。鹽酸水解是一種常用的方法，其優(yōu)點(diǎn)是水解迅速、完全，所有產(chǎn)物均為L(zhǎng)型氨基酸，缺點(diǎn)是色氨酸被完全破壞，絲氨酸等部分被破壞；堿水解容易產(chǎn)生外消旋，很少使用。酶水解不完全。發(fā)酵法：發(fā)酵法主要是選擇特異性產(chǎn)生某些氨基酸的菌株，發(fā)酵后從培養(yǎng)液中純化氨基酸。(1)氨基酸的生產(chǎn)方法，化學(xué)合成和酶促合成：DL型氨基酸一般通過(guò)化學(xué)合成獲

13、得，異構(gòu)體需要拆分；酶沉淀法；根據(jù)沉淀形成的原理，它可以分為兩種類型：一種是根據(jù)不同氨基酸在水或其他溶劑中的溶解度差異來(lái)分離它們。另一種是用特殊試劑沉淀一些氨基酸，例如，用鄰二甲苯-4-磺酸和亮氨酸沉淀不溶性鹽，然后用氨水分解得到游離亮氨酸。吸附法；這是一種根據(jù)氨基酸吸附能力的不同，用吸附劑分離氨基酸的方法。苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的分離是基于活性炭的吸附原理。(2)氨基酸分離法、離子交換法：氨基酸是兩性電解質(zhì)。在一定的酸堿度條件下，不同的氨基酸具有不同的荷電性質(zhì)和解離狀態(tài)，因此在離子交換劑上的吸附強(qiáng)度不同。常用的離子交換劑是強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，洗脫主要通過(guò)酸堿度梯度進(jìn)行。第2節(jié)：人類衍生藥物

14、，1。人源性藥物的特點(diǎn)及研究意義。人類衍生藥物的類型和用途。人源性藥物的制備實(shí)例，4。人類來(lái)源藥物的研究前景，1。人體生物制藥的特點(diǎn)和研究意義(1)安全性好：必須保證它們來(lái)自健康人群(2)藥效高，療效可靠；由于純度高(3)穩(wěn)定性好：可加工成凍干試劑，可在10以下儲(chǔ)存2年以上，有利于運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用。2)研究意義(1)資源有限：人力資源有限。(2)意義：從藥學(xué)的角度研究人類來(lái)源的結(jié)構(gòu)和功能，如胰島素的生產(chǎn)，意義重大。2.人體藥物的種類和用途；1.人血制品：全血制品、血液成分制品、血漿成分制品和體液細(xì)胞內(nèi)成分制品。血液成分產(chǎn)品包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血漿。這些成分主要通過(guò)離心和過(guò)濾技術(shù)獲得。(

15、1)紅細(xì)胞制備：當(dāng)需要提高血液攜氧能力和補(bǔ)充血紅蛋白，而不需要補(bǔ)充和維持血容量時(shí)，可使用紅細(xì)胞制劑，如紅細(xì)胞壓積。血細(xì)胞比容，白細(xì)胞少的血細(xì)胞比容，冰凍紅細(xì)胞。1。人血制品，(2)白細(xì)胞濃縮液：白細(xì)胞輸注療法，一般用于腫瘤患者經(jīng)細(xì)胞藥物和各種抗生素治療無(wú)效后，在骨髓細(xì)胞抑制過(guò)程中感染，療效顯著。白細(xì)胞(粒細(xì)胞)應(yīng)通過(guò)粒細(xì)胞收集技術(shù)從獻(xiàn)血者的血液循環(huán)中收集。通過(guò)過(guò)濾或離心獲得的細(xì)胞存活率低。改進(jìn)的連續(xù)離心法可使粒細(xì)胞產(chǎn)量加倍。注意HLA組織抗原可溶性白細(xì)胞的輸注和分離白細(xì)胞的保存，這是IFN的重要原料(一般先將抗凝后的全血離心，然后取出白細(xì)胞層)。1.人類血液制品。血小板制劑：血小板的分離和使用

16、在國(guó)外較為普遍，但在中國(guó)尚未普及。血小板制備的適應(yīng)性疾病是由白血病、淋巴瘤和其他腫瘤治療引起的骨髓抑制癥狀。應(yīng)該注意的是，血小板輸注通常會(huì)產(chǎn)生抗體和短期粒細(xì)胞減少癥。使用單一血小板，最好是與人類白細(xì)胞抗原相容的單一血小板輸注，可以延遲和減少這種破壞性影響。1.人類血液制品；4.新鮮冰凍血漿(FFP):新鮮冰凍血漿能有效保存血漿中各種生物活性成分的功能。FFP產(chǎn)品規(guī)定，從采血到血漿冷凍的時(shí)間不得超過(guò)8小時(shí)，并應(yīng)儲(chǔ)存在-30以下。FFP可用于許多臨床疾病，包括先天性或獲得性凝血因子缺乏癥、免疫球蛋白缺乏癥等。、2、血漿的綜合利用，表2-1、項(xiàng)、含量(%)、人體血漿量、全血量、血漿水量、血漿蛋白量、血漿總蛋白中白蛋白IgG量、血漿總蛋白中其他微量蛋白成分量、血漿總蛋白中IgA IgM Fg Tr 1AT Hpx 1AG量92、65、67、25、10。從表2-1可以看出，Alb和IgG是血漿蛋白的主要成分，IgA、IgM、纖維蛋白原(Fg)、補(bǔ)體C3、轉(zhuǎn)鐵蛋白(Tr)、巨球蛋白(2M)、觸珠蛋白是中等含量(即含量為1001000毫克/分升)的成分，此外，還有100多種微量蛋白和多肽。下面討論幾種具有不同生理功能的主要成分。2、血漿的綜合利用，2、血漿的綜合