分离－制剂耦合过程的研究及其在中药二次开发中的应用.doc

ZJNSF 浙江省自然科学基金申请书( 2005版) 第3页同行评议组别生物化工项目编号Y405521浙江省自然科学基金申 请 书申报类别:一般项目项目名称:分离制剂耦合过程的研究及其在中药二次开发中的应用申 请 者:应国清电 话:057188320320依托单位:浙江工业大学/药学院通信地址:浙江工业大学药学院邮政编码:310014E-mail :申报日期:2005-5-27浙江省自然科学基金委员会二OO五年制基本信息申请者信息姓 名应国清性别男出生日期1965年06月21日最终学位硕士获学位年份1990职称教授主要研究领域生物制药、分离工程等E-电 话057188320320个人网页 依托单位浙江工业大学/药学院证件类型身份证证件号码330103650621161申请者是否近三年调入在浙单位工作否调入时间 申请者曾主持的浙江省自然科学基金资助项目编号: 申请者正在主持的国家和省部资助经费在20万元及以上的研究项目名称、来源和研究期限: 项目基本信息项目名称分离制剂耦合过程的研究及其在中药二次开发中的应用申报类别一般项目研究属性支撑性应用基础研究同行评议组别材料与化学科学/生物化工依托基地名称浙江省制药工程重点实验室 -浙江工业大学预计研究年限2006年01月2007年12月总经费预算8.0万元申请经费8.0万元项目研究目标、内容和意义简介(限400字) 中药成分复杂，杂质多，影响了制剂质量，因此，需对中药提取液进行精制。但一般纯化过程步骤较多，利用离子交换剂吸附分离方法还需洗脱、浓缩等过程，操作复杂，因此生产周期延长且成本高，产品得率低。因此，探索研究中药有效部位及成份的分离-制剂的耦合工艺过程，即筛选或制备出对中药有效成分吸附能力强、吸附选择性高的药用吸附剂，经吸附分离后，不通过洗脱就直接制剂压片，既能获得缓释功能的制剂产品，又能克服上述缺点。此技术在改造传统中药生产工艺，提升中药产业水平，具有重要现实意义。 探求分离制剂耦合机理及其耦合过程的量效关系，提出分离制剂耦合过程的数学模型；依据药用吸附剂载体与中药有效部位或成份发生选择性吸附或反应的原理，以获得一种新颖的中成药缓释制剂制备方法；以此为技术平台，开展对益心酮片及其它一些传统中药产品生产工艺改造及缓释制剂的研究，以期获得12种疗效更确切、成本更低的具有缓释能力的中药新品关键词（不超过4个）分离制剂耦合；中药二次开发；缓释制剂同行评议分组说明生化分离技术 重点资助方向医药资源研究与开发申请书版本号：79514156 项目组主要成员编号姓名出生日期性别职称学位单位名称电话项目分工每年工作时间（月）（(月)1应国清1965年06月21日男教授硕士浙江工业大学/药学院057188320320负责人92王鸿1972.03.2女副教授博士浙江工业大学057188320803耦合机理研究63易喻 1978.11.06男助教硕士浙江工业大学057188320803交换剂的制备94陈建澍1974.03.31男讲师硕士浙江工业大学057188320320缓释制剂的研究65石陆娥1979.09.20女博士生硕士浙江工业大学057188320803耦合工艺研究96王玉娇1981.07.24女硕士生学士浙江工业大学057188320803药理药效实验97 总人数高级中级初级博士后博士生硕士生参加单位数62110111说明：1.个人介绍部分申请者必须填写，其他人员可以不填写；2.高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生及参加单位数由申请者负责填报，总人数自动生成；3.第一人必须是申请者，信息从前面自动读入，但每年工作时间必须手工录入。ZJNSF 浙江省自然科学基金申请书（2005版） 第13页个人介绍：应国清： 1990年7月获大连理工大学生化工程专业硕士学位；1990.7至1993.12在浙江杭州药厂从事生物制药的研究与生产工作；1993.12至迄今，在浙江工业大学从事酶工程、生化分离等的教学与科研工作；2003.8至2005.9，在浙江省科技厅挂职锻炼（处长助理），同时兼任浙江省生物化学与分子生物学会理事。 主要研究方向为酶的固定化及修饰、生物制药、生物分离技术等。曾主持与参加了包括国家科技部863科技攻关项目、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重点攻关项目在内的科研课题二十余项。在全国性学术刊物上发表论文二十余篇。 其中4篇论文获浙江省及杭州市自然科学优秀论文二等奖、三等奖。发表的主要论文和论著目录:1.应国清、游文淑、孟优娣。离子交换法分离纯化玻璃酸的研究，中国生化药物杂志（ISSN 1005-1678），1998，19（5）：240-2432.应国清，杨汉强。胰蛋白酶的固定化及其在玻璃酸制备中的应用，中国医药工业杂志（ISSN1001-8255），1999，30（6）：243-2463.应国清、游文淑、孟优娣。大孔离子交换树脂分离纯化玻璃酸的研究，离子交换与吸附（ISSN 1001-5493），1999，15（3）：349-3534.应国清，王伟娜。FE漱口液中防腐剂的选择，中国药业（ISSN 1006-4931），1999，8（8）：125.应国清，王晓艳，沈寅初。高效液相色谱法分析检测虾青素，食品与发酵工业（ISSN0253-990X），2001，27（11）：436.应国清，王普，张锋，虞炳钧. 发酵法生产木糖醇的分离纯化工艺. 中国医药工业杂志（ISSN1001-8255），2002，33（3）：1177.应国清，王普，孙飞. 蚓激酶分子的化学修饰，精细与专用化学品（ISSN 1008-1100），2002，（6）：3708.王普，陈希杨，应国清，杨更生. 反胶束体系中青霉素酰化酶活性及稳定性研究，高校化学工程学报（ISSN 1003-9015），2002，16（4）9.应国清等.利用啤酒酵母生物合成胞苷三磷酸的研究，浙江工业大学学报，2004，32（4）10.应国清等.胞苷三磷酸的分离纯化，中国医药工业杂志，2004，5（8）主持过的主要科研项目目录:1.胰蛋白酶固定化及其在透明质酸制备中的应用（981094），0.6万，浙江省教育厅科研计划项目，1998.82000.122.抗血栓生物药物高纯度注射用蚓激酶（001103159），8.0万，省科技厅重点科研计划攻关项目，2000.12003.123.抗肿瘤植物的筛选及其有效成分的制备工艺产业化（2004C34001），15.0万，省科技厅科研计划攻关项目，2004.12005.124.注射用蚓激酶的研制（2002123C47），8.0万，杭州市科技局科研计划攻关项目，2001.12004.6王鸿： 1992年-2002年在兰州大学化学系分别获得理学学士学位、硕士学位和博士学位，师从中科院院士陈耀祖教授，主要从事生物有机及天然药物化学研究；1997年9月-1998年8月成都生物所访问研究；2002年7月-2004年6月浙江大学理学院生物有机与药物化学研究所博士后；2004年6月至今浙江工业大学药学院任教，副研究员。曾任浙江大学第一届博士后联谊会常务理事，现为浙江省药学会会员和浙江省生物化学与分子生物学学会会员。浙江大学博士后出站被评为特优。 主要致力于药用资源植物生物活性成分的研究，作为项目负责人及主研人员曾先后参与和完成了多项省市级、国家级项目。在国际知名杂志Helvetica Chimica Acta，Planta Medica，Pest Management Science, Journal of Chemical Research (S), Pharmazie等及国内学术杂志发表学术文章20多篇，授权专利一项。 发表的主要论文和论著目录:1.Du-Qiang Luo, Hong Wang, Xuan Tian , Hong-Jun Shao, Ji-Kai Liu，Antifungal properties of pristimerin and celastrol isolated from Celastrus hypoleucus，Pest Management Science, 2005，61，85(SCI) 2.Zhen-ling Liu, Zhong-jian Jia, Xuan Tian, Hong Wang, Six New Sesquiterpenes from Euonymus nanoides and Their Antitumor Effects，Planta Medica，2004,70(4), 353 (SCI)3.Zhen-ling Liu, Zhong-jian Jia, Xuan Tian, Hong Wang, Two new sesquiterpenes from Euonymus nanoides, Chinese Chemical Letters, 2004, 15(2), 197 (SCI)4.Hong Wang, Xuan Tian, Yuan-jiang Pan, Antitumor sesquiterpenes from Euonymus nanoides ，Helvetica Chimica Acta, 2003, 86 (10), 3320. (SCI) 5.Hong Wang, Xuan Tian, Yuan-jiang Pan, A new antitumor sesquiterpene from Euonymus nanoides ，Journal of Chemical Research (S), 2003, 8, 509. (SCI) 6.Hong Wang, Xuan Tian, Yuan-jiang Pan, A new antitumor -dihydroagaro -furan sesquiterpene polyol ester ，Bulletin of the Korean Chemical Society, 2003, 24， 541.(SCI) 7.Hong Wang, Xuan Tian, Yao Zu Chen , Two New Sesquiterpene from Euonymus nanoides ，Chinese Chemical Letters, 2002, 13, 1063. (SCI)8.Hong Wang, Xuan Tian, Yao-zu Chen, Chemical Constituents of the Aerial Part of Celastrus hypoleucus ，Journal of the Chinese Chemical Society（Taiwan）, 2002, 49, 433. (SCI)9.Hong Wang, Li Yang, Xuan Tian, Yao-zu Chen, Sesquiterpene Polyol Esters from Euonymus phellomana Loes， Pharmazie, 2001,11, 889. (SCI)10.Bin Sun, Hong Wang, Man Lu, Xuan Tian, Volatile Elements of Anaphalis Marguuritacea, a Chinese Medicinal Herb， Journal of Lanzhou University (Natural Sciences), 2001, 37, 66. 主要学术奖励目录：2001年获中国化学会第二界全国有机化学学术会议暨第一届全国化学生物学学术会议震元优秀论文奖：MDA Study on the Bio-Activity of Nortriterpene Quinone Methides（中国化学会有机化学委员会）。 主持过的主要科研项目目录:1. 天然醌甲基三萜衍生物的药理学研究，一万元，中国博士后基金会，2003/12-2004/12；2. 天然抗癌化合物的修饰及药理学研究，一万元，浙江省人事厅，2004/4-2005/4；3. 粉背南蛇藤化学成分的研究，三万元，浙江工业大学人事处，2004/11-2007/12。 申请经费预算 8.0 万元 计划开支项目名称计算根据及理由金额（万元）1信息费论文版面费、资料费、文件检索费、通讯费等1.02专题学术活动费会议调研费、科技成果鉴定费等0.43仪器和设备购置费层析柱等的购置1.84能源材料费生化试剂、化学试剂、玻璃仪器等费用3.25计划管理费依托单位管理费（按5%计算）0.46人员费劳务补助等（按15%计算）1.2注：开支范围和标准参见浙江省省级科技项目经费管理暂行办法（浙财教字200220号）。 申请者承诺：我保证： （1）申请书内容是真实的；（2）恪守科学道德，伦理道德的基本原则；（3）项目组成员知晓申请书内容，并自愿参与研究工作；（4）已如实填报申请者正在主持的国家和省部资助经费在20万元及以上的研究项目名称、来源和研究期限；（5）如果获得资助，我将履行项目负责人职责，严格遵守浙江省自然科学基金委员会的有关规定，切实保证研究工作时间，认真开展工作，按时报送有关材料。若填报失实或违反规定，本人将承担全部责任。 签字： 日期：项目依托单位承诺:已按规定对申请人的资格和申请书内容进行了审核。申请项目如获资助，我单位保证对计划实施所需要的人力、物力和工作时间等条件给予保障，严格遵守浙江省自然科学基金委员会有关规定，督促项目组遵守科学道德和伦理道德的基本原则，督促项目负责人和本单位项目管理部门按照规定及时报送有关材料。依托单位公章 日期 .分离制剂耦合过程的研究及其在中药二次开发中的应用1、 项目研究意义几千年来，中药方剂药效物质的提取用“水煎”工艺，从50年代后期起多数采用“水煎醇沉”工艺，这是根据多数药物成份在水和醇中的溶解度较大，水和醇价廉易得，使用安全而提出来的，提取物为“有效部位”，即混合物。但是，利用这种传统的浸出方法浸出的成分比较复杂，除有效成分外，杂质也较多，从而影响制剂的质量、稳定性和外观。近年来，随着大孔吸附树脂分离技术的发展，人们开始将其用于中药提取液的精制，与传统方法相比，它具有去除杂质、缩小剂量、减小产品的吸潮性等优点1-2。但是，经大孔树脂吸附处理后需用各种溶剂进行分级洗脱，操作麻烦，成本也高。而且，由于洗脱过程的存在，即延长了中药制剂的生产周期，又影响了产品的得率。因此，探讨中药制剂分离过程和制剂制备过程进行耦合的工艺，筛选或制备出一种吸附能力强、吸附选择性高的药用多糖类吸附剂，并不经洗脱直接制粒压片，其中含有条件释放功能的多糖类离子交换剂作为药用敷料（载体）制成片剂，可获得一种新颖的中成药缓释制剂方法，具有非常大的理论意义和现实意义。耦合技术是一种集成式单元操作的技术，在现今生物技术领域是一个研究热点，如将上下游技术结合在一起的新技术生物反应- 分离耦合技术以及下游技术中多种分离技术的高效集成化，近年来日益受到研究人员的重视3-5。生物反应- 分离耦合过程也称为原位产物分离过程，即在生物反应发生的同时,选择一种合适的分离方法及时地将对生物反应有抑制或毒害作用的产物或副产物选择性地从生产性细胞或生物催化剂周围原位移走。涉及的生物反应体系有生物转化、微生物反应和动植物细胞培养。生物分离过程的高效集成化技术的含义在于利用已有的和新近开发的生化分离技术, 将下游过程中的有关单元进行有效组合(集成) , 或者把两种以上的分离技术合成为一种更有效的分离技术, 达到提高产品收率、降低过程能耗和增加生产效益的目标。生物分离过程的高效集成化技术包括生化分离技术的集成化和生物分离过程的集成化两方面的内容。不管是上下游技术结合的生物反应- 分离耦合技术，还是下游技术中多种分离技术的高效集成化，总之，这种集成式单元操作方式简化了生产工艺，在一定程度上提高了产物产率和生产效率,降低了投资成本和操作费用，在工业应用方面具有很大的价值,此也成为了生物药品生产的一种发展趋势。 但是，将分离过程与制剂过程耦合在一起的研究国内外鲜见报道。另外，使药物具有缓释、控释功能，减少给药次数，避免普通制剂因频繁给药产生的血药浓度峰谷现象，从而提高药物的安全性和有效性，方便了患者，特别是需长期用药、频繁用药的病人，也越来越得到人们的重视。尽管对中药缓释制剂的报道少之又少，但分析现有的中药缓释制剂研究的文献6-7，从缓释制剂的选择病种来看，依次为抗肿瘤、抗茵、抗炎药物、心血管药物、胃药等，与西药相比无差异。从药物看，多选择中药中有效单体或有效部位或单味药。从应用技术看，已应用了微球技术等，不但达到了缓释效果，还起到了靶向的作用。虽然文献不多，但是可以感到中药缓释制剂己受到人们的重视。因此，我们通过探讨中药制剂分离过程和制剂制备过程进行耦合的工艺，选择或制备出一些吸附能力强、吸附选择性高的药用吸附剂，并不经洗脱直接制粒压片，通过有效成分与药用辅料（其中含有条件释放功能的多糖类离子交换剂）之间的特异吸附力，实现有条件的释放，由此可获得一种新颖的中成药缓释制剂方法。此技术在改造传统中药生产工艺，提升中药产业水平，具有重要理论意义和现实意义。2、 项目研究目标及与申请者研究工作长期目标的关系；本项目将通过分离过程和制剂制备过程耦合研究，探求分离制剂耦合机理及其耦合过程的量效关系，提出分离制剂耦合过程的数学模型；选择或制备合适的药用离子交换剂；对原益心酮片的生产工艺进行改造，采用更简便、快速、高效的分离制剂耦合工艺过程将原益心酮普通片剂改成益心酮缓释片剂，以获得疗效更确切、成本更低的具有缓释能力的新一代中药品种，以进一步满足临床用药的需要。并且，在此基础上可以建立分离-制剂过程耦合技术平台，开展对其它一些传统中药产品生产工艺改造及缓释制剂的研究。3、 项目研究内容，研究方案和进度安排研究内容：1） 探求分离制剂耦合机理及其耦合过程的量效关系；2） 分离制剂耦合过程的吸附机理的研究3） 选择或制备合适的药用离子交换剂；4） 分离制剂耦合工艺研究及条件优化；5） 缓释片剂的研究；6） 完成初步的药效学和稳定性的研究。研究方案：1） 探求分离制剂耦合过程的量效关系，提出分离制剂耦合过程的数学模型：以药物药效剂量为基准，确定分离过程工艺条件相关程度，并给出该过程的数学模型。2） 分离制剂耦合过程的吸附机理的研究:重点研究药用多糖类材料载体与黄酮类物质发生选择性吸附或反应的原理，如黄酮类物质上的羰基可与氨基发生氢键吸附，黄酮类物质上的羰基也可与含氨基（伯胺或仲胺）化合物易加成-脱水形成希夫碱。3） 选择或制备合适的药用离子交换剂：根据山楂叶中有效成分如黄酮类物质的结构、性质，以药用多糖类材料为载体（如纤维素、海藻酸、壳聚糖、淀粉衍生物等），经过局部的基团修饰，得到与黄酮类物质发生选择性吸附或反应的药用离子交换剂。4） 分离制剂耦合工艺研究及条件优化：研究PH，温度，时间，物质的量比等因素对分离过程及制剂过程的影响，得到最佳工艺条件及参数。5） 缓释片剂的研究：含有高含量山楂叶总黄酮的离子交换剂粉末，加入不同种类和数量的辅料，制粒压片，比较颗粒性状，确定辅料种类和配比，通过正交实验得到最佳制粒工艺参数。6） 完成初步的药效学和稳定性的研究：用制得的片剂进行药效学和稳定性的研究，测定崩解时间、缓释曲线等性质的研究。技术关键：1. 提出分离制剂耦合过程的数学模型；2. 选择或制备出合适的药用多糖类载体离子交换剂；3. 获得最优化的中药有效成份的分离与制剂耦合工艺条件以及工程技术参数；4 建立离子交换释放机理的缓释制剂的方法进度安排：2005年6月至2005年12月 项目调研，建立分析方法；探求分离制剂耦合机理及其耦合过程的量效关系；选择或制备合适的药用离子交换剂；2006年1月至2006年3月 分离制剂耦合过程的机理的研究；2006年4月至2006年10月 分离制剂耦合工艺研究及条件优化，找出最佳工艺及条件；2006年11月至2007年4月 缓释片剂的研究并完成初步的药效学和稳定性的研究2007年5月至2007年6月 补充、完善研究工作，写出总结报告，组织项目验收。4、 项目创新之处查阅国内外文献，虽然耦合技术在现今生物技术领域是一个研究热点，但一直关注在生物反应- 分离耦合技术，将分离过程与制剂过程耦合的研究国内外未见报道。本项目创新地将中药有效成份的分离过程和制剂过程进行耦合一起，利用制剂过程中的药用辅料对有效成分的选择性吸附，直接压片制剂。这样既省去了分离过程的后道工序如洗脱等过程，又可利用吸附剂对有效成分的吸附作用力，使获得的制剂具有一定缓释的作用。这对于改造传统中药生产工艺，以获得疗效更确切、成本更低并具有缓释能力的中药产品，具有重要的理论意义和经济价值。5、 工作基础与工作条件本课题组成员是由中药学、制药工程、药物分析、生化分离工程等专业的教授、副教授、讲师等专家所组成，是一支专业配置较合理的精干队伍。项目申请人及其主要合作者近十年来一直从事制药工程、中药分离、分析等方面的研究开发工作，制药工程及生化分离、等方面已有相当的科研积累。另外，我