中药新药开31制备工艺前处理提取纯化.ppt

,中药新药制备工艺研究,1,指导原则,中药、天然药物原料前处理技术指导原则中药、天然药物提取纯化技术指导原则中药、天然药物制剂研究技术指导原则中药、天然药物中试研究技术指导原则,2,内容,重要性特点、原则和程序前处理提取纯化制剂中试申报资料常见问题,3,制备工艺研究的重要性,中药新药研究的重要环节（新药成败和水平的关键）质标、药效、毒理、临床研究稳定样品的前提工艺不合理，会影响新药的疗效(有效性)工艺不稳定，会影响各项实验的结果(稳定性)工艺不成熟，会影响新药的正式投产(适用性、经济性)如解表药不提挥发油;小试工艺直接生产,收率不稳定,4,联结中医中药之桥梁,去粗取精增效减毒控速控量内服外用,5,社会效益和经济效益的保证,中成药生产水平,6,系统性：处方组成、原料质量、提取、纯化、浓缩、干燥、剂型、辅料、制剂、中试、报批临床、报批生成、试生产、生产筛选性：各环节从头至尾的筛选优化全面性：安全性、有效性，稳定性、可控性，原辅料溶剂的成本、生产工艺的繁简、产品生产成本等,制备工艺研究的特点,7,中医药特色原则保存各药的药性（与功能主治相关的成分）实现君药的特性（质量控制指标）临床需要之剂型功能与主治为主线贯穿研究过程时代特色原则新技术、新工艺、新辅料、新设备、新剂型评价指标和评价方法现代化和综合化,制备工艺研究的原则,8,1、处方筛选,药味药味比例口服剂量,制备工艺研究的一般程序,9,2、工艺筛选,工艺路线（根据剂型、处方、药味性质、工厂技术、设备）,工艺条件,成型,剂型：临床适应性、质量稳定行、生产可行性方法辅料的种类、用量、用法造型工艺条件,前处理,粉碎药物粉碎程度粉碎方法细粉收率,提取,提取药物提取方法提取溶媒种类、用量提取工艺条件,分离除杂浓缩干燥,方法设备工艺条件半成品质量标准及收率,鉴定与检验炮制与加工,提取纯化,10,3、包装选择,5、临床实验用药品的制备工艺（制备方法）,4、中试,6、生产用制备方法,内包装容器的材料、结构、形状、规格标签设计说明书拟订,制备临床实验用药及各种考核样品35批以上考核、修改工艺配套设备初步核算成本,11,中药新药制备工艺研究前处理,12,概念必要性原料的鉴定与检验药材的炮制与加工,原料的前处理,13,概念原料处方中的药材、中药饮片、提取物（包括有效部位）和有效成分。前处理仅指投料前原料的鉴定、检验、炮制与加工。强调鉴定与检验，是为了确保投料的准确。,14,含竹签虫草,必要性鉴定及检验是保证临床用药安全有效的前提。（大黄三基源、土大黄）炮制及加工是中药制剂特色，保证制剂质量及疗效。,15,原料的鉴定与检验1.目的：检验合格后方可投料，确保投料准确，制剂质量均一2.依据应为法定标准无法定标准，应明确药材基源，制定质标如有修订，应执行修订后标准。,16,1）药材、饮片法定标准国家药品标准（药典、部标）、地标、炮制规范中药大辞典、中药志、中草药汇编、收载于药典或部颁附录中只有药材来源的不能作为法定标准地标药材，建议提供复印件及检验报告药材自检时应全检仿制药所用药材标准问题,17,2）提取物和有效成分法定标准仅有国家药品标准附于制剂标准后的提取物标准只能作为该制剂使用应做有机溶剂残留的检查，因多数制备使用了有机溶剂,18,3）多来源中药材一般应固定品种，品种不同而质量差异较大的药材，必须固定品种，并提供品种选用依据。(大黄，芥子)4）药材质量随产地不同而有较大变化时，应固定产地。（中国和法国麻黄）,19,5）药材质量随采收期不同而明显变化时，（购买时）应注意采收期。6）质量标准过于简单，难以满足新药要求，应自选完善标准（多数为增加含测），作为企业内控标准。,20,7）毒性药材应提供自检报告国务院颁布的医疗用毒性药品管理办法28品种：砒石、砒霜、水银、生马钱子、生川乌、生草乌、生白附子、生附子、生半夏、生南星、生巴豆、斑蝥、青娘虫、红娘虫、生甘遂、生狼毒、生藤黄、生千金子、生天仙子、闹洋花、雪上一枝蒿、红升丹、白降丹、蟾酥、洋金花、红粉、轻粉、雄黄8）濒危物种药材应注意来源合法性、符合国家规定。说明购货途径，不须提供发票,21,国家重点保护野生药材物种名录收载野生药材物种76种，涉及中药材42种。虎骨、豹骨、羚羊角、鹿茸、麝香、熊胆、穿山甲、蟾酥、哈蟆油、金钱白花蛇、乌梢蛇、蕲蛇、蛤蚧、甘草、黄连、人参、杜仲、厚朴、黄柏、血竭、川贝母、伊贝母、刺五加、黄芩、天冬、猪苓、龙胆、防风、远志、胡黄连、肉苁蓉、秦艽、细辛、紫草、五味子、蔓荆子、诃子、山茱萸、石斛、阿魏、连翘、羌活。虎骨、豹骨已被禁用。,22,药材的炮制与加工依据：方剂对药性要求、药材质地和特性、不同提取方法净制：去除非药用杂质，“净药材”切制：鲜切、软化切（防成分损失）；片段丝块炮炙：国家标准或地方规范，水制、火制、水火共制粉碎：粉碎度及依据、出粉率,23,黄芪片,牛膝段,陈皮丝,大黄块,24,中药炮制特色1、降毒：乌头2、改变或缓和药性（寒热温凉，生地/熟地）3、增效。如延胡索醋炙，大大提高了镇痛效果。4、改变或增强药物作用趋向（升降沉浮，酒炙大黄升提）5、改变药物作用部位或增强对某一部位的作用（药物归经）如醋炙入肝、入盐走肾等。6、便于调剂和制剂，杏仁去皮7、确保药物洁净，有利于储存保管。8、有利于服用（矫味），醋炙或酒炙水蛭,25,粉碎确定粉碎药物龟板等质地坚硬者为提取而粉碎；西洋参等贵重药材为直接入药粉碎成细粉；山药等含淀粉量多者为直接入药粉碎成细粉，兼作赋形剂,26,确定粉碎程度提取药材一般粉碎成粗粉（过10目筛）眼用粉200目口服100-120目,27,确定粉碎方法(1)干法粉碎混合粉碎：含糖或胶质、粘性、油性或动物的皮、肉、骨等特殊药料的，须采用串料、串油、蒸罐等粉碎技术。单独粉碎：贵重细料、毒性药物、树脂、树胶类药物、质地坚硬药物、单独提取的药物等需单独粉碎。(2)湿法粉碎：水飞法和加液研磨法(3)低温粉碎：树脂、树胶类药物如乳香、没药等；糖分、粘液质、胶质含量较高的药物如玉竹、熟地等(4)超微粉碎,28,选择粉碎机械小型截切式磨粉机锤击式粉碎机（榔头机）柴田式粉碎机（万能粉碎机）万能磨粉机球磨机羚羊角粉碎机流能磨：即气流粉碎机超微粉碎机,29,计算细粉收率出粉率太低、导致处方比例变化者，应单独粉碎根、根茎、茎木类药材要求出粉率达95以上全草类、花类药材要求达到90以上,30,中药新药制备工艺研究提取纯化研究,31,目的及重要性工艺路线选择工艺条件选择评价指标确定实验设计方法,提取纯化工艺研究内容,32,目的：去粗取精保持或提高疗效、减小剂量、便于制剂。重要性：直接决定药物作用的物质基础：安全性、有效性、制剂质量。关系到药材资源能否充分利用，大生产可行性和经济效益。,目的及重要性,33,一般原则1、安全性和有效性为前提（特别是乌头等毒性有效成分的限度）2、综合性：处方特点（合提/分提）、药材性质（粉性/纤维性质）、大生产可行性和成本及环保（有机溶剂使用问题）3、科学性和先进性（大孔吸附树脂等现代分离技术）,工艺路线选择（提取纯化）,34,内容提取纯化浓缩干燥,人参,龟甲,黄芪、玉竹等五味,30蔗糖吐温801山梨酸2）,12倍水蒸馏6h,渗漉液,回收乙醇至1.18-1.22（60）,浓缩液,药渣,水提液,8倍70乙醇浸24h，渗漉,9倍水煮三次3h/次,石菖蒲等五味,药渣,浓缩液,药液,挥发油,药渣,10倍水煮2次2h/次,药渣,药液,浓缩至1.15-1.20（60）,60醇沉，回收乙醇至1.18-1.22（60）,浓缩液,枕中健脑液,配液灌封,浓缩至1.08-1.12（60）,35,分提实例,提取纯化工艺路线设计思路文献查阅：针对功能主治各药粗提物、部位、成分的研究现有制剂中工艺参考（五味子醇提物醇提工艺路线）依据：新药类别、剂型、给药途径、处方及成分性质等（1类成分90以上硅胶柱真空干燥）考察：各步骤合理性、成分转移率、纯化物含测及制订依据（工艺中含测，特别是新指标、新方法，应进行方法学考察，原料半成品成品、工艺筛选指标测定，如牛蒡苷元）,36,例：牛蒡苷元的含测方法学验证线性关系考察：A=1*107C-52628，R=0.9998稳定性考察：12h内稳定重现性、重复性：良好加样回收：100.6%有效部位含量测定：4.2%5.5%,37,不同制剂，考虑不同有效成分或有效部位制剂，应根据其性质设计提取路线（复方丹参脂溶性、水溶性-水醇法）复方制剂工艺路线设计的基础：临床剂型需要，处方君臣佐使、功能主治，药味传统用法、药物性质，成分与药效，单提混合、合提与分组提，混合物、部位与纯品。黄芩黄芩苷,38,39,不同提取方法均有其特点与使用范围，应根据成分理化性质（状态、极性、溶解性），或药效研究结果（青蒿鳖甲汤青蒿素有机溶剂提取或萃取）根据目标提取物的性质选择分离方法和条件（人参皂苷皂苷型大孔吸附树脂）根据无效或有害组分性质选择纯化方法和条件（无效蛋白质和多糖醇沉）,40,设计多条路线，通过预试验加以选择选择合适的溶媒：有效成分提取率高、安全、环保、价廉、易去除等。水和乙醇基本满足这些条件。尽量避免使用一、二类有机溶剂,41,中国药典二部附录VIIIP残留溶剂测定法表格有第一、二、三、四类溶剂分类苯等5种第一类溶剂“应该避免使用”氯仿等27种第二类溶剂“应该限制使用”醋酸、丙酮等27种第三类溶剂“药品GMP或其他质量要求限制使用”石油醚等10中第四类溶剂“尚无足够毒理学资料”,42,醇提法：全方饮片70乙醇回流3次，滤过，离心，回收乙醇并浓缩溶剂至11（生药g/体积mL），得供试液B，备用。水提法：全方饮片浸泡、水煎煮3次，滤过，离心，浓缩至11（生药g/体积mL），得供试液A，备用。水提醇沉法：全方饮片按水提法得11（生药g/体积mL）浓缩液，再加乙醇至含醇量为70，04冷藏过夜，滤过，回收乙醇并浓缩至11（生药g/体积mL），得供试液C，备用。醇水双提法：全方饮片用70醇回流1次，滤过，离心，回收乙醇至无醇味，备用；药渣加水煎煮2次，滤过，离心，加入醇提浓缩液，浓缩至11（生药g/体积mL），得供试液D，备用,例：复黄片工艺路线选择,43,44,例：清热解毒口服液工艺路线,处方：黄连15g黄芩10g大黄10g工艺路线：浸泡透心水煎煮放冷，滤过黄连、黄芩、大黄水煎液浓缩辅料灌装质检药液浓缩液药液成品,45,实例问题分析,1.黄芩的炮制问题：蒸、燀、沸水投料2.混合水煎问题：产生沉淀3.放冷过滤问题：黄芩苷大量损失4.剂型：液体制剂久置易产生黄芩苷沉淀，有效成分含量低,46,例：挥发油取舍问题,1、取其疗效：柴胡挥发油解热疏肝解郁当归挥发油：补血、活血、止痛、润肠2、舍其毒性：肉豆蔻挥发油（肉豆蔻醚）有肝脏毒性，未见心血管方面活性报道，因此，某复方制剂用于冠心病，提取肉豆蔻挥发油入药则欠妥。,47,3、含量：挥发油含量较多者，如中国药典有挥发油限量规定的，丁香、小茴香、姜黄、莪术等，需提取。含量较少者，大生产根本无法收集到者，或仅能收集芳香水者，可考虑不提取，如人参挥发油、大黄挥发油等。对于除挥发油外，其他成分也是有效成分，且挥发油热不稳定者，可考虑不提取挥发油，只提取其他成分入药，白芷等。,48,4、剂型：对于液体剂型，一般需提挥发油或者芳香水，经浓缩或在成型配液时加入，如酒剂、酊剂、醑剂、口服液、注射剂。对于固体剂型，若挥发油量太少，可不提取，防止工艺复杂化、生产成本大大提高。,49,5、挥发油的环糊精包合：指标的选择：挥发油包合率、挥发油在包合物中比例、包合物收率。生产可行性问题：磁力搅拌法、超声包合法、搅拌桨法、胶体磨法,50,浓缩与干燥工艺路线设计思路依据制剂要求（稠膏冲剂，浓缩液口服液）根据物料性质和影响因素（醇提物喷干困难）注意方法选择（喷干、冻干）注意保持成分的相对稳定（金荞麦花青素类成分）指标：浓缩或干燥物收率、指标成分或大类成分含量,51,一般原则工艺路线初步确定的基础上，进行科学、合理的试验设计，优化工艺条件；影响工艺的因素通常是多方面的，指标要合理、方法要可行，对多因素、多水平同时进行考察；应根据具体品种的情况选择合适的工艺及设备，并固定工艺流程及相应设备。,工艺条件选择,52,内容提取工艺条件选择纯化工艺条件选择浓缩干燥工艺条件选择,提取工艺条件选择可原粉入药者免提取（药材性质）：贵重药物；用量极少的药物；某些矿物药。提取方法：浸渍法、煎煮法、渗漉法、回流提取法、动态提取法、动态逆流提取法、水蒸汽蒸馏、超临界流体萃取,53,提取溶剂种类及用量水溶性和极性较大的成份常用水和不同浓度的乙醇；低极性成份可选用丙酮、乙醚、氯仿、乙酸乙酯、脂肪油、汽油等。溶媒用量，一般根、根茎、茎木类等比重较大的药材，水为药材量的610倍，全草类、花类等比重较小的药材，为药材量的812倍。有机溶剂为溶媒可适当减少。,54,全面考虑影响提取效果的因素和参数（工艺条件），进行科学、合理的选择。提取挥发油，优选提取时间、药材粒度、提取前浸泡时间等因素。醇提，优选醇浓度、用量、提取次数（包括时间）。水提，优选煎煮次数、煎煮时间、加水量等。渗漉，优选粒度、渗漉液收集量、渗漉速度等。常用正交试验或均匀设计等试验筛选最佳工艺,55,单因素试验设计(全面试验),试验次数：多，N=rqs次（s为因素个数，q为水平数，r为试验重复次数）。如有3个因素，每个因素有5个水平，不重复试验，试验次数最少为53=125。全面可靠：设计全面，数据可靠，结果可比性强应用条件：因素水平较少时才采用，只能有一个变量,56,五味子总酸提取时间单因素考察,57,五味子总酸提取加水量考察,58,含义：根椐组合理论，按一定规律构造正交表用来安排多因素试验的方法。试验次数：较全面试验需试验次数少得多，如三因素五水平只需做5=25次试验（全面试验为53=125）,正交试验设计,59,指标方法因素水平,表头安排,选表,按表试验,文献知识经验预试,因素和水平数目试验工作量L9（34）,安排因素（交互）,指标测定,直观分析方差分析,正交表分析,重复验证,三批,步骤,60,直观分析,方差分析,极差计算检验重要性确定水平确定组合,离差平方和计算检验显著性确定水平确定组合,61,多指标,单指标,综合评分,综合平衡,多指标加权综合单指标化,各指标分别直观/方差分析,直观/方差分析,各结论综合平衡,结论,直接分析,62,醇提君药黄连中盐酸小檗碱直观分析,63,L9（34）水提正交表头设计,64,L9（34）正交试验表设计,65,L18（37）正交表头设计,66,L18（37）正交试验表18次试验设计（含续表）,67,（续）,68,L9（34）正交表头错误举例,因素不整齐可比跨步骤设计,69,醇沉环节应单独设计,70,例:复方正交试验问题,处方:人参10g黄芪15g山药10g汉防己10g苍术10g猪苓20g操作：取人参1.0g、黄芪1.5g、山药1.0g、汉防己1.0g、苍术1.0g、猪苓2.0g，共9份，按表1、表2安排试验，提取次数按常规提取2次。测定水提干膏、醇沉干膏和水提液中人参皂苷Rg1和Re的含量，以水提干膏收率、“（人参皂苷Rg1+Re）/水提干膏”的百分率、醇沉干膏收率为指标,71,水提醇沉正交试验表头设计,72,水提醇沉正交试验表,73,实例问题分析,取样量过少，仅7.5g水提、醇沉不同工艺环节放在同一正交表中考察设计不合理：无空白项和重复试验评价指标：（人参皂苷Rg1+Re）/干膏（%）、醇沉干膏收率（%）不合理，应改为2阶段分别评价水提阶段：水提干膏收率（%）、（人参皂苷Rg1+Re）/100g药材（%）；醇沉阶段：人参皂苷Rg1+Re保留率（%）、醇沉干膏收率（%）、人参皂苷Rg1+Re）/醇沉干膏（%）,74,正交试验验证试验必要性及方法,正交试验虽具可比性，但一个正交试验作完，每个试验仅作一次，未能反映应出重现性，也就不知其可行性。对优选出来的方案必须进行验证试验：即同一方案作三次，看是否与原试验结果基本一致。,75,最佳与次佳的验证比较试验,验证试验,76,正交试验的常见问题总结,取样量过少：有的每份才1020g，试验误差对结果干扰大不同工艺放在同一正交表中考察，难以充分说明工艺的合理性：不同的工艺步骤，因各自的影响因素较多，安排在同一正交表中不能充分考察各影响因素的影响，如提取与醇沉、上柱吸附与洗脱。,77,因素水平设计不合理：因素水平的安排应在预试验或者文献资料的基础上选择，不能盲目选择因素的水平，否则，会使所选的因素为非主要因素，水平严重偏离最佳条件最优点分析：是在考察范围内的局部最优，非全局最优，在制剂研究工作中，只要达到期望的试验目的，试验即可中止。,78,试验安排不合理：正交表一般应设立空白项，无空白项应安排重复试验。一般需对结果做统计分析（正确认真，数据与结论应相符），不应直接以19号中的某个较好实验结果的条件作为最优条件。必要时，应注意验证试验：特别是未选用正交表中的最优条件，应进行验证试验，以说明工艺条件选择的合理性。同时，最好提供试验用药材的含测数据，以计算提取率。,79,评价指标不合理：选择主要有效成分或者理化性质与有效成分相近的指标性成分的提取量为主要考察指标，一般不能仅仅只以干浸膏收率为指标。其他合理指标：有机溶剂浸出物、大类成分（总多糖、总生物碱、总黄酮、总皂苷等）、TLC定量或半定量、生物学方法（微生物学的最小抑菌浓度、主要药效学、毒理学）,80,注意考察指标的可比性：如：以提取物中的有效成分含量为指标不妥，应以提取的有效成分量或者提取率为指标；醇提时不同乙醇浓度的醇浸膏不妥。应注意主要指标与次要指标的区别,81,特点：据统计理论设计，只考虑试验点在试验范围内充分“均匀分散”而忽略“整齐可比”性。次数少：为因素所取水平数，即Nrq，三因素五水平的试验，仅作5=5次试验即可。为多因素、多水平的试验提供了一种试验次数比较少的设计方法。,均匀试验设计,82,指标方法因素水平,选表,按表试验,文献知识经验预试,因素和水平数目试验工作量,指标测定,软件分析回归方程,分析,实践经验专业知识方程分析设计优化条件,步骤,83,重复验证,新清宁片的大黄提取工艺条件筛选试验,试验次数单因素94正交92均匀9,84,均匀设计U9（96）表试验安排及结果,85,多元回归处理，得回归方程：Y=0.4954+0.0025A-0.0031C+0.0579D复相关系数r0.9501剩余标准差S0.0708F=9.2685（P0.05），有显著性意义乙醇浓度和提取次数主要影响因素。大黄提取最佳工艺条件为：80乙醇每次5倍量回流提取3次，每次30分钟。根据此工艺验证三批，得游离蒽醌平均提取率为0.8394%，与均匀设计试验结果无显著性差异，说明工艺稳定可行。,86,处方、前处理、提取纯化、浓缩干燥、成型、质量标准样品提取方法、稳定性影响因素等环节均可应用,87,纯化工艺条件优选根据纯化的目的、方法的原理和影响因素，选择适宜的纯化方法。应考虑拟制成的剂型与服用量、有效成分与去除成分的性质、后续制剂成型工艺的需要、生产的可行性等固液分离方法：沉降法、滤过法（板框压滤法、微孔滤膜滤过法和超滤法)、离心分离法（篮式离心机、蝶片式离心机和高速管式离心机）。常用的分离纯化方法：溶剂萃取法、沉淀法、大孔树脂吸附法、离子交换树脂法、聚酰胺法、葡聚糖凝胶色谱法、膜分离技术、超速离心法,88,例：大孔树脂吸附树脂前处理、型号选择、用量、洗脱溶媒种类及用量的选择、再生、更新。针对苯乙烯类大孔吸附树脂，残留溶剂检查（苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、二乙烯基苯、烷烃类）苯2ppm;其他20ppm,89,影响大孔吸附树脂吸附作用的因素,树脂化学结构成分性质：极性与非极性、分子大小、类别上样溶剂性质：溶解性、pH上样溶液浓度上样溶液速度：吸附流速洗脱剂性质：种类、pH洗脱流速,90,脂种类选择选择常用吸附剂D101皂苷吸附树脂吸附容量测定,例：三七总皂苷树脂纯化,91,洗脱剂种类选择,92,洗脱曲线,取三七，粉碎成最粗粉，用80乙醇回流二次，每次加醇8倍量、回流1.5h，滤过，减压回收乙醇，浓缩至0.2g/ml时上D101皂苷吸附树脂柱，水洗，70乙醇洗脱，减压回收乙醇近干，真空干燥，即得。,93,浓缩与干燥工艺条件具有相应生产设备的条件下进行。结合制剂的要求对其进行研究和筛选。（稠膏冲剂，浓缩液口服液）通过浓缩或干燥前后指标比较确定合理性（固形物、成分）,94,方法选择依据、种类、条件。浓缩方法：蒸发法、减压浓缩、薄膜浓缩(离心式、外循环式、强制循环式等)注意在浓缩中要规定温度、时间、测定比重或总固体量或某指标性成份的含量。干燥方法：烘干法、真空干燥法、喷雾干燥法、冷冻干燥法在工艺研究中应考察干燥的方法、温度及干燥程度。,95,浓缩干燥注意问题,部分申报资料中应提供相关研究资料浓缩干燥工艺虽简单，但对有效成分保留有重要影响常压干燥、减压干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等，不同的方法和条件对热敏性成分的破坏程度相差很大，应比较,96,实验室和大生产的浓缩干燥工艺方法和条件大不一样，对有效成分（特别是热不稳定性成分）的破坏程度大不一样。实验室条件不具备，应在中试或者大生产时补充或者修改。对制定质量标准的含量测定限度有直接关系。对药效、毒理和临床疗效也有影响。,97,现状原则有效成分和有效部位制剂的评价指标单味或复方制剂的评价指标,评价指标确定,98,现状（化学、生物或药效）成分:以方中某一药材的某一成分或有效部位的提取转移率为指标，可以是有效成分或指示性成分；浸出物:以水浸出物或有机溶剂浸出物为指标；综合:以某一成分的转移率、浸出物的量等几个指标综合评分，以其