第十一章抗生素类药物分析

1、第十一章 抗生素类药物的分析,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,在低微浓度下即可对某些生物（病原微生物）的生命活动有特异抑制作用的化学物质的总称,内酰胺类 (介绍） 四环素类 （介绍） 大环内酯类 多烯大环类 多肽类 氨基糖苷类,1. 抗生素（antibiotics）,2. 分 类,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,一、概 述,化学纯度较低 活性组分易发生变异 稳定性差,3. 来 源,4. 抗生素的特点,生产工艺复杂 发酵过程不易控制，易受污染,原因,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分

2、教 研 室,一、概 述,抗生素的种类,1. 青霉素 又被称为青霉素G、peillin G、 盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾一，以及头孢类、非典型类-内酰胺类中一大类抗生素。青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是-内酰胺类中一大类抗生素的总称。 2. 红霉素、麦迪霉素、螺旋霉素、乙酰螺旋霉素、交沙霉素、柱晶白霉素等大环内酯的一类抗生素。,抗生素的种类,3. 金霉素（chlotetracycline)、土霉素（oxytetrac

3、ycline）、四环素（tetracycline）及半合成衍生物甲烯土霉素、强力霉素、二甲胺基四环素等由放线菌产生的四环素类广谱抗生素 4. 链霉素，是一种从链霉菌(灰色链丝菌)培养液中提取出来的抗生素。链霉素的硫酸盐是白色或微黄色的粉末或结晶，易溶于水，比较稳定，对某些杆菌，特别是结核杆菌，具有显著的抑菌乃至杀菌作用。链霉素主要用于治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾和泌尿道感染等。 5. 氯霉素，是从委内瑞拉链霉菌(Streptomyces venezuela)中分离提取的广谱抗生素。,抗生素使用历史,1877年，Pasteur和Joubert首先认识到微生物产品有可能成为治疗药物，他们发

4、表了实验观察，即普通的微生物能抑制尿中炭疽杆菌的生长。 1928年，弗莱明爵士发现了能杀死致命细菌的青霉菌。青霉素治愈了梅毒和淋病，而且在当时没有任何明显的副作用。 1936年，磺胺的临床应用开创了现代抗微生物化疗的新纪元。 1944年在新泽西大学分离出来第二种抗生素链霉素，它有效治愈了另一种可怕的传染病：结核病。 1947年出现氯霉素，它主要针对痢疾、炭疽病菌，治疗轻度感染。,抗生素使用历史,1948年四环素出现，这是最早的广谱抗生素。在当时看来，它能够在还未确诊的情况下有效地使用。今天四环素基本上只被用于家畜饲养。 1956年礼来公司发明了万古霉素被称为抗生素的最后武器。因为它对G+细菌细

5、胞壁、细胞膜和RNA有三重杀菌机制，不易诱导细菌对其产生耐药。 1980年代喹诺酮类药物出现。和其他抗菌药不同，它们破坏细菌染色体，不受基因交换耐药性的影响。 1992年，这类药物中的一个变体因为造成肝肾功能紊乱被美国取缔，但在发展中国家仍有使用。,中国是抗生素使用大国，也是抗生素生产大国：年产抗生素原料大约21万吨，出口3万吨，其余自用（包括医疗与农业使用)，人均年消费量138克左右(美国仅13克)。 据20062007年度卫生部全国细菌耐药监测结果显示，全国医院抗菌药物年使用率高达74%。而世界上没有哪个国家如此大规模地使用抗生素，在美英等发达国家，医院的抗生素使用率仅为22%25%。,中

6、国是世界上滥用抗生素问题最严重的国家之一,中国的妇产科长期以来都是抗生素滥用的重灾区，上海市长宁区中心医院妇产科多年的统计显示，目前青霉素的耐药性几乎达到100%。 中国的住院患者中，抗生素的使用率则高达70%，其中外科患者几乎人人都用抗生素，比例高达97%。 另据19952007年疾病分类调查，中国感染性疾病占全部疾病总发病数的49%，其中细菌感染性占全部疾病的18%21%，也就是说80%以上属于滥用抗生素，每年有8万人因此死亡。,阿齐红霉素,头孢呋辛,氧氟沙星,红霉素,青霉素 Penicillin,采用生物学法与物理化学法 鉴别：理化方法、微生物法 检查：水分、异常毒性、热原、细菌内毒素、

7、降压物质等 含量/效价测定： 微生物法 ： 与临床疗效吻合，灵敏度高，但操作复杂费时； 理化方法： 准确度与专属性较高，且操作简便，但与临床疗效有偏差,5. 抗生素质量分析,一、概 述,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,1. 化学结构,包括青霉素类和头孢菌素类,青霉素类：6-APA为母核 头孢菌素类：7-ACA为母核,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,二、内酰胺类,酸性较强（pKa 2.5-2.8） 临床常用其碱金属盐 （水溶性好）,酸性(羧基),有多个手性碳,旋光性,青霉素类：苯环取代基 头孢菌素类：母核有共轭结构,UV（共轭）,干燥条件较稳定，溶

8、液不稳定,稳定性(内酰胺),2、主要 理化性质,降解 失效,氧化剂、酸、碱 酶、金属离子、,青霉素,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,二、内酰胺类,2、主要理化性质,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,二、内酰胺类,1）羟肟酸铁反应： 内酰胺类 羟肟酸 显色 2）茚三酮反应 -氨基 蓝紫色 3）双缩脲反应 内酰胺类 紫色 4）光谱法（紫外光谱UV、核磁共振NMR） 5）色谱法（高效液相色谱HPLC、薄层色谱TLC）,NH2OHHCl NaOH,茚三酮 ,碱性酒石酸铜,呈色反应,3、鉴 别,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,二、内酰

9、胺类,头孢利定 别名，先锋瑞丁、头孢拉丁、头孢握定、头孢雷定、己环胺菌素、头孢环己烯、环己烯胺头孢菌素、环烯头孢菌素，该品为白色或类白色结晶性粉末；微臭。该品在水中略溶，在乙醇、氯仿、乙醚中几乎不溶。 适用症 适用于敏感菌所致的急性咽炎、扁桃体炎、中耳炎、支气管炎和肺炎等呼吸道感染、泌尿生殖道感染及皮肤软组织感染等，为口服制剂，不宜用于严重感染。 药理作用 该品为广谱、高效、低毒抗生素，对革兰氏阳性及阴性菌均有杀菌作用。该品不受青毒素酶的影响，对大多数产生青霉素酶的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌亦有显著活性。 副作用 该品的副反应与其他头孢菌素相似，偶可见胃肠道功能紊乱、舌炎、胃灼热、恶心、呕吐、腹

10、泻、荨麻疹、关节痛和轻微嗜酸性粒细胞增多，个别病人出现乳酸脱氢酶，血清转氯酶暂性升高。,二、内酰胺类,3、鉴 别-头孢利定的NMR鉴别法 (JP14),NMR鉴别法,单峰信号,取本品50mg溶于0.5ml重水中，测定NMR光谱时，应显示,多重峰信号,多重峰信号,= 3.8 附近,= 6.97.5,= 7.99.0,2,3,5,强度比,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,二、内酰胺类,头孢氨苄 物化特性：该品为白色或乳黄色结晶性粉末；微臭。该品在水中微溶，在乙醇、氯仿或乙醚中不溶。 主要成分 （6R，7R）-3-甲基-7-（R）-2-氨基-2-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-

11、1-氮杂双环4.2.0辛-2-烯-2-甲酸水合物 药理作用：该品通过抑制细胞壁的合成，使细胞内容物膨胀至破裂溶解，从而达到杀菌作用。该品为广谱抗生素。对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌作用，注射后吸收迅速而完全，生物利用率高。特别加入增效抗炎因子，使该品具有标本兼治得效果，其杀菌能力比青霉素类大20倍，比磺胺类大10倍、比喹诺酮类大5倍。,二、内酰胺类,二、内酰胺类,适用症 广谱抗菌素类药。主用于革兰氏阳性菌和阴性菌感染，如：流行性感冒，出血性败血症、链球菌病、猪丹毒、炭疽、气肿疽、恶性水肿、放线菌病、坏死杆菌病、钩端螺旋体病等所引起的败血性高热（4143）或持续低温（37以下）、消化不良、

12、喜喝冷水、无神嗜睡、行走拐跛、耳部变蓝、流泪等。同时用于治疗各种炎症疾患，如：传染性胸膜肺炎、肺疫肺炎、萎缩性鼻炎、蓝耳病、乳腺炎、子宫炎、口腔炎、尿道炎等引起的咳嗽气喘、呼吸困难、怀孕低、死胎多或仔猪出生7-10天后死亡，乳房红肿、乳汁变坏、产乳下降、口蹄溃烂、流涎不止、生疮化脓等。 副作用 1、恶心、呕吐、腹泻和腹部不适较为多见。 2、皮疹、药物热等过敏反应，偶可发生过敏性休克。 3、头晕、复视、耳鸣、抽搐等神经系统反应。 4、应用该品期间偶可出现一过性肾损害。 5、偶有患者出现血清氨基转移酶升高、Coombs试验阳性。溶血性贫血罕见，中性粒细胞减少和伪膜性结肠炎也有报告。,3、头孢氨苄鉴

13、别的TLC条件,CHP（2000）,5mg/ml 2l 硅胶G 0.1mol/L枸橼酸液-0.2mol/LNa2HPO4-丙酮 (120:80:3) 0.1% 茚三酮溶液显色,USP（24）,25mg/ml 5l 硅胶 醋酸乙酯-水-乙腈-冰HAc (48:18:14:14) 短波长UV光检出,BP（1999）,0.4%(W/V) 1l 硅烷化硅胶HF254 15.4% NH4Ac(pH6.2)-丙酮(85:15) 254nm 检出,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,二、内酰胺类,英国药典,美国药典,中国药典,4、特殊杂质检查-聚合物、有关物质、异构体等,色谱条件与系统适

14、用性试验,测定法,头孢他啶中聚合物测定,头孢呋辛酯中 有关物质和异构体的检查,色谱条件与系统适用性试验,异构体和有关物质,举 例：,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,二、内酰胺类,头孢他啶中聚合物测定-色谱条件与系统适用性试验,葡聚糖凝胶G-10,理论板数应不低于900， 拖尾因子在0.751.5,254nm 检 测,流动相A： 含3.5%硫酸铵 的0.01mol/L 磷酸盐缓冲液,蓝色葡聚糖 2000,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,头孢他啶中聚合物测定-色谱条件与系统适用性试验,葡聚糖凝胶G-10,峰面积的RSD应小于5.0%,254nm 检

15、测,流动相B： 0.01%十二烷基 硫酸钠溶液,头孢他啶 对照品溶液,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,头孢他啶中聚合物测定-测定法,葡聚糖凝胶G-10,254nm 检 测,流动相A： 含3.5%硫酸铵 的0.01mol/L 磷酸盐缓冲液,头孢他啶样品 （20mg/ml）,外标法计算，本品含头孢他啶聚合物以头孢他啶计不得超过0.3%,AS,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,头孢他啶中聚合物测定-测定法,葡聚糖凝胶G-10,254nm 检 测,流动相B： 0.01%十二烷基 硫酸钠溶液,头孢他啶 对照品溶液,AR,外标法计算，本品含头孢他啶聚合物以头孢

16、他啶计不得超过0.3%,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,头孢呋辛酯 理化特性：非处方药，白色或类白色粉末；几乎无臭，味苦。本品在丙酮中易溶，在氯仿中溶解，在甲醇或乙醇中略溶，在乙醚中微溶，在水中不溶。 主要成分 （6R，7R)-7-2-呋喃基（甲氧亚氨基)乙酰氨基-3-氨基甲酰氧甲基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环4.2.0辛-2-烯-2-羧酸，1-乙酰氧基乙酯 适用症：该品适用于溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌（耐甲氧西林株除外）及流感嗜血杆菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杆菌等肠杆菌科细菌敏感菌株所致成人急性咽炎或扁桃体炎、急性中耳炎、上颌窦炎、慢性支气管炎急性

17、发作、急性支气管炎、单纯性尿路感染、皮肤软组织感染及无并发症淋病奈瑟菌性尿道炎和宫颈炎。儿童咽炎或扁桃体炎、急性中耳炎及脓疱病等。 不良反应：1、常见腹泻、恶心和呕吐等胃肠反应。 2、少见皮疹、药物热等过敏反应。 3、偶见假膜性肠炎、嗜酸粒细胞增多、血胆红素升高、血红蛋白降低、肾功能改变、Coombs试验阳性和一过性肝酶升高。,头孢呋辛酯中有关物质和异构体的检查,头孢呋辛酯A，B异构体之间、头孢呋辛酯A异构体与头孢呋辛酯2-异构体之间的分离度应大于1.5；,色谱条件：,ODS分析柱； 0.2mol/L磷酸二氢铵-甲醇（62:38）为流动相； 流速1ml/min； 检测波长278 nm。,系统适

18、用性试验：,理论板数按头孢呋辛酯A异构体峰计算，应不低于1500。,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,B异构体峰的相对保留时间约为0.85， A异构体峰的相对保留时间为1.0。 供试品色谱图中, A异构体峰的面积与A、B异构体峰的面积和之比应为0.480.55。,头孢呋辛酯中有关物质和异构体的检查,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,异构体,供试品溶液：0.2mg/ml(流动相溶） 对照溶液:供试品溶液，加流动相稀释成6g/ml 对照溶液进样20l ，调节仪器灵敏度，使主成分峰高约为记录仪满量程的10% 取供试品溶液和对照品溶液各20l，分别注入液相色

19、谱仪，记录色谱图至主峰保留时间的2.5倍 供试品溶液如显杂质峰，量取各杂质峰面积的和，不得大于对照溶液主峰的面积,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,头孢呋辛酯中有关物质和异构体的检查,有关物质,5、含量测定-碘量法（ChP2000）,二、 内酰胺类,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,原理：青霉素与头孢菌素本身不与碘反应，但其碱性降解产物可消耗碘,青霉素族 头孢菌素族,NaOH 水解,4I2H +,8I-,I2+2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6,定量过量,剩 余,5、含量测定-碘量法（ChP2000）,中 国 药 科 大 学 药 学 院

20、药 分 教 研 室,反应分两步进行：,水解反应 (按化学计算量进行),氧化-还原反应 (无定量关系，受温度、pH值和时间等因素影响， 应严格控制反应条件并采用标准品平行对照测定),5、含量测定,-碘量法（ChP2000）,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,因样品中杂质会消耗碘，故应作空白试验。,加入样品，不加碱； 其余试剂（醋酸盐缓冲液，碘液，硫代硫酸钠）都要加碱。,空白试验:,空白试验与经典空白试验不同：,5、含量测定-碘量法（ChP2000）,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,试验条件:（I2氧化）,弱酸性（pH4.5）,20分钟后，耗碘量随时间

21、的变化较小,碱 I2 IO3- + I- 酸 某些药物与碘生成复盐沉淀,温度（2426）,温度38 时未水解的供试品亦消耗碘,反应时间：（ 20分钟）,5、含量测定-碘量法（ChP2000）,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,含量 对照品,V样空 - V样 W对 V对空 - V对 W样,灵敏度高：样品 : 碘 = 1 : 8 反应条件、实验操作要求高,1份含量,V对、V对空 V样、V样空,加试剂次序、反应时间、滴定速度相同,特 点：,5、含量测定-电位配位滴定法（汞量法）,中 国 药 科 大 学 药 学 院 药 分 教 研 室,原理：青霉素不与汞盐反应，其碱性降解产物可与

22、Hg2+络和。,Hg+ + 2R-SH (RS)2Hg + 2H+,方法说明： a、空白试验与碘量法类似，加样品，不加NaOH b、与碘量法相比，汞量法不需对照试验,三、四环素类（包括土霉素和金霉素）,土霉素 ，盐酸地霉素，氧四环，为淡黄色片或糖衣片，属于四环素类 适用症 1、该品可作为下列疾病的选取用药物：立克次体病，包括流 行性斑疹伤寒、地方性斑疹伤寒、落基山热、恙虫病和Q热。 支原体属感染。 衣原体属感染，包括鹦鹉热、性病、淋巴肉牙肿、非特异性尿道炎、输卵管炎、宫颈炎及沙眼。 回归热。布鲁菌病。霍乱。兔热病。鼠疫。 2、该品可用于对青霉素类过敏的沙眼 红眼病 破伤风、气性坏疽、雅司、梅毒、淋病和钩端螺旋体病以及放线菌属、李斯特菌感染的患者。 3、可用于急性肠道阿米巴病和中、重度痤疮患者作为辅助治疗。,金霉素：又称氯四环素，其抗菌谱与四环素相似，对革兰氏阳性球菌，特别是葡萄球菌、肺炎球菌有效。 适应症 于敏感金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌等革兰阳性菌及流感嗜血杆菌等敏感革兰阴性菌所致浅表眼部感染的治疗；也可用于沙眼衣原体所致沙眼的