生物技术制药-021.ppt

1、生物制药简介，第1节生物制药的来源、特性、分类和制备，第2节人体药物，第3节动物药物，第4节植物药物，第5节海洋生物制药，第1节生物制药的来源、特性、分类和制备。蛋白质、酶、核酸、激素、抗体和细胞因子等代谢物质可能成为药物。1.来源1。生物制药的定义：生物制药是指利用生物学、医学和生物化学的研究成果，综合利用生物、生物组织、细胞和体液的物理、化学、生物化学、生物技术和药学的原理和方法，制成的一种预防、治疗和诊断产品。生物制药的原料主要是天然生物材料，包括人体、动物、植物、微生物和各种海洋生物。随着生物技术的发展，有目的的人工生物原料已经成为生物制药原料的重要来源，如免疫法制备的动物原料、基因工

2、程技术制备的微生物或其他细胞原料等。2。生物制药的特点，1。药理特点(1)治疗针对性强，治疗的生理生化机制合理，疗效可靠。例如，细胞色素C是呼吸链的重要成员，它能有效治疗由组织缺氧引起的一系列疾病。(2)具有高药理活性的生物药物是精制的高活性物质，因此它们具有高药理活性。(3)毒副作用小，营养价值高。(4)生物副作用经常发生。(2)生物制药的特点。(2)生产和准备的特殊性。(1)原料中有效物质含量低：杂质种类和含量高，提取纯化过程复杂。(2)稳定性差：活性部位和空间构象的理化影响因素(3)易腐烂：由于生物制药原料都是高营养价值的物质，对活性和无菌操作有严格的要求；(2)生物制药的特点；(4)注

3、射用药的特殊要求：生物制药在胃肠道中容易被酶分解，因此主要给药途径是注射用药，因此药物制剂的均匀性、安全性、稳定性和安全性非常重要，同时对其理化性质、试验方法、剂型、剂量、处方和储存方法有明确的要求。2.生物制药的特点。由于生物制药具有特殊的生理功能，生物制药不仅要有理化检验指标，还要有生物活性检验指标。3.生物制药的分类生物制药有三种分类方法：1 .根据药物的化学性质和化学特性；2.按原料来源分类；3.根据生理功能和临床用途进行分类。根据药物的化学性质和化学特性进行分类；生物制药的大部分有效成分都很清楚，因此比较一类药物的结构与功能的关系、分离与制备方法的特点以及检测方法的统一是有益的。主要

4、有：(1)氨基酸及其衍生物；(2)多肽和蛋白质药物；(3)酶和辅酶类药物：酶分为消化酶、抗炎酶、心脑血管疾病治疗酶、抗肿瘤酶、氧化还原酶等。根据它们的功能，一些辅酶也属于核酸药物。(4)核酸及其降解产物和衍生物；(5)糖类药物：粘多糖是主要药物；(6)脂类药物：主要是脂肪和脂肪酸、磷脂、胆酸、甾醇、卟啉等；(7)细胞生长因子；(八)生物制品：直接从微生物、原生动物、动物或者人体材料中制备或者用现代生物技术和化学方法制备的用于预防、治疗和诊断特定传染病或者其他疾病的制剂，统称生物制品。2.按原料来源分类，按原料来源分类，有利于综合利用，d分类如下：(1)来自人体组织的生物药物：主要是人血制品、人

5、胎盘制品和人尿制品；(2)来自动物组织的生物药物：由动物器官和其他小动物制成的药物，如蛇毒和蜂毒。(3)植物组织中的生物药物：中草药和有效成分；(4)来自微生物的药物：抗生素、酶、氨基酸、维生素等。(5)源自海洋生物的药物；根据生理功能和用途，生物制药被广泛用作医疗用品，在医学、预防医学、保健医学等领域发挥着重要作用，大致可分为四类：(1)治疗药物：对肿瘤、艾滋病、免疫性疾病和内分泌失调等难治性疾病有特殊作用；(2)预防药物：预防传染病；(三)诊断药物：免疫诊断试剂、单克隆抗体诊断试剂、酶诊断试剂、放射性诊断药物和基因诊断药物；一些生物活性物质也是检测疾病的指标，如天冬氨酸转氨酶；(4)其他生

6、物医药用品：生物药品也广泛用于其他方面，如生化试剂、保健品、化妆品、食品、医用材料等。由于原料和药物的种类和性质不同，生物制药的制备、提取和分离方法也大不相同。这里有一个简单的介绍：1。生物制药原料的选择、预处理和保存方法；2.生物药物的提取；3.蛋白质药物的分离纯化方法；4.核酸药物的分离和纯化；5.糖类药物的分离纯化方法。脂类药物的分离纯化方法；7.氨基酸类药物的分离纯化方法。生物制药原料的选择、预处理和保存方法：(1)原料的选择原则是：活性成分含量高，原料来源丰富，易得；原料中杂质含量低；原材料成本低；此外，植物原料的收获是季节性的，微生物原料应注意微生物生长的对数期，动物原料应注意动物

7、的年龄和性别。(2)原料的预处理和保存：动物原料采集后应立即进行处理，去除结缔组织和脂肪组织，并迅速冷冻保存。植物原料确定后，未使用的部分应及时收集，有用的部分应保持新鲜。收集微生物时，应及时将细菌细胞从培养液中分离出来，以保持新鲜。1.生物制药原料的选择、预处理和保存方法。原料的保存方法主要有：(1)冷冻法，适用于所有生物原料。常用-40速冻。(2)有机溶剂脱水法。常用的有机溶剂是丙酮。该方法适用于原料少、价值高的原料，有机溶剂对垂体等活性物质无破坏作用。(3)防腐保存。常用的有乙醇、苯酚等。该方法适用于液体原料，如发酵液、提取液等。2.生物制药的提取(1)生物组织和细胞常用的粉碎方法是研磨

8、和切割，所用的设备是组织捣碎机、胶体磨、均质机、均质机、球磨机、研钵等；第二种是加压法，有两种：加压和减压；三是反复冻融法，设备简单，活性好，时间长；四是超声波振动破碎法，破碎效果好，无活性；第五种是自溶或酶水解，很少使用。2.生物制药的提取；(2)生物组织和细胞的提取应在粉碎后立即进行。提取时，首先要根据活性物质的性质选择提取试剂。提取试剂主要包括水、缓冲液、盐溶液、乙醇和其他有机溶剂(如氯仿、丙酮等)。)。其次，考察了提取溶剂用量、提取次数和提取时间。第三，注意提取温度、酸碱度、变性剂等因素。3.蛋白质药物包括蛋白质、多肽和酶的分离和纯化方法(2)有超滤和透析(膜分离)、凝胶色谱、超速离心

9、等。膜分离可用于生物大分子的浓缩、分类和脱盐。3。蛋白质药物的分离纯化方法，(3)分子电荷分离方法氨基酸、多肽、蛋白质和酶都是两性电解质。根据它们的等电点，调节酸碱度进行交换、电泳、等电聚焦等。(4)亲和层析法大多数生物活性物质都有其目标物质，如酶和底物(或抑制剂)、抗原和抗体、激素和受体等。书中提到的疏水作用色谱和书中没有提到的许多其他方法也可以用于蛋白质的分离和纯化。4.核酸药物的分离纯化方法。核酸药物的生产方法主要有提取法和发酵法。提取法生产脱氧核糖核酸和核糖核酸的主要技术是提取核酸和蛋白质的复合物，然后将核酸和蛋白质解离，再分离出核糖核酸和脱氧核糖核酸。发酵主要用于生产单核苷酸。5.糖

10、类药物的分离纯化方法(1)提取方法非降解法适用于从含有粘多糖的动物组织中提取粘多糖，提取所用的溶剂为水或盐溶液。降解法适用于从组织中提取结合力强的粘多糖。如果硫酸软骨素是从软骨中分离提取的，它会被碱处理降解。另一个例子是可以通过酶处理提取与蛋白质结合的多糖。5.糖类药物的分离纯化方法。(2)分离方法常用的分离方法有沉淀法和离子交换色谱法。乙醇沉淀法是从提取液中沉淀多糖最简单的方法，也适用于分馏。45倍体积的乙醇可以在任何结缔组织中完全沉淀粘多糖。粘多糖也可以用季铵化合物沉淀。粘多糖的聚阴离子可以与一些阳离子表面活性剂结合形成不溶性盐，如CTAB和其他离子交换层析方法。粘多糖的多阴离子可以被阴离

11、子交换剂快速吸附和分离，如Dowex I-X2离子交换树脂、DEAE离子交换纤维素等。洗脱可以用氯化钠溶液梯度洗脱。6.类脂药物的分离纯化方法。(1)提取方法：脂类在自然状态下以组合形式存在。非极性脂质与其他脂质分子或蛋白质分子的疏水区域结合。提取脂质药物时，需要选择合适的溶剂来破坏结合键，溶解脂质。常用的溶剂为混合溶剂，除氯仿、甲醇、水等外，主要成分为乙醇。6.类脂药物的分离纯化方法(2)纯化方法：沉淀法：由于不同类脂在丙酮中的溶解度不同，所以常用于沉淀；吸附色谱法：常用的吸附剂包括硅胶和氧化铝。它通过极性和离子力将各种化合物结合成固体吸附剂。洗脱通常用极性增大的洗脱液进行，非极性洗脱液先流

12、出；离子交换色谱：脂质分子以三种状态存在：非解离、两性离子和酸解离。根据它们在一定的酸碱度条件下的解离情况，可以通过选择合适的离子交换剂进行纯化。例如，TEAE纤维素在分离脂肪酸和胆汁酸方面特别有效。氨基酸类药物的分离纯化方法(1)氨基酸蛋白水解的生产方法：酸水解、碱水解和酶水解。盐酸水解是一种常用的方法，其优点是水解迅速、完全，所有产物均为L型氨基酸，缺点是色氨酸被完全破坏，丝氨酸等部分被破坏；碱水解容易产生外消旋，很少使用。酶水解不完全。发酵法：发酵法主要是选择特异性产生某些氨基酸的菌株，发酵后从培养液中纯化氨基酸。(1)氨基酸的生产方法，化学合成和酶促合成：DL型氨基酸一般通过化学合成获

13、得，异构体需要拆分；酶沉淀法；根据沉淀形成的原理，它可以分为两种类型：一种是根据不同氨基酸在水或其他溶剂中的溶解度差异来分离它们。另一种是用特殊试剂沉淀一些氨基酸，例如，用邻二甲苯-4-磺酸和亮氨酸沉淀不溶性盐，然后用氨水分解得到游离亮氨酸。吸附法；这是一种根据氨基酸吸附能力的不同，用吸附剂分离氨基酸的方法。苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的分离是基于活性炭的吸附原理。(2)氨基酸分离法、离子交换法：氨基酸是两性电解质。在一定的酸碱度条件下，不同的氨基酸具有不同的荷电性质和解离状态，因此在离子交换剂上的吸附强度不同。常用的离子交换剂是强酸阳离子交换树脂，洗脱主要通过酸碱度梯度进行。第2节：人类衍生药物

14、，1。人源性药物的特点及研究意义。人类衍生药物的类型和用途。人源性药物的制备实例，4。人类来源药物的研究前景，1。人体生物制药的特点和研究意义(1)安全性好：必须保证它们来自健康人群(2)药效高，疗效可靠；由于纯度高(3)稳定性好：可加工成冻干试剂，可在10以下储存2年以上，有利于运输、储存和使用。2)研究意义(1)资源有限：人力资源有限。(2)意义：从药学的角度研究人类来源的结构和功能，如胰岛素的生产，意义重大。2.人体药物的种类和用途；1.人血制品：全血制品、血液成分制品、血浆成分制品和体液细胞内成分制品。血液成分产品包括红细胞、白细胞、血小板和血浆。这些成分主要通过离心和过滤技术获得。(

15、1)红细胞制备：当需要提高血液携氧能力和补充血红蛋白，而不需要补充和维持血容量时，可使用红细胞制剂，如红细胞压积。血细胞比容，白细胞少的血细胞比容，冰冻红细胞。1。人血制品，(2)白细胞浓缩液：白细胞输注疗法，一般用于肿瘤患者经细胞药物和各种抗生素治疗无效后，在骨髓细胞抑制过程中感染，疗效显著。白细胞(粒细胞)应通过粒细胞收集技术从献血者的血液循环中收集。通过过滤或离心获得的细胞存活率低。改进的连续离心法可使粒细胞产量加倍。注意HLA组织抗原可溶性白细胞的输注和分离白细胞的保存，这是IFN的重要原料(一般先将抗凝后的全血离心，然后取出白细胞层)。1.人类血液制品。血小板制剂：血小板的分离和使用

16、在国外较为普遍，但在中国尚未普及。血小板制备的适应性疾病是由白血病、淋巴瘤和其他肿瘤治疗引起的骨髓抑制症状。应该注意的是，血小板输注通常会产生抗体和短期粒细胞减少症。使用单一血小板，最好是与人类白细胞抗原相容的单一血小板输注，可以延迟和减少这种破坏性影响。1.人类血液制品；4.新鲜冰冻血浆(FFP):新鲜冰冻血浆能有效保存血浆中各种生物活性成分的功能。FFP产品规定，从采血到血浆冷冻的时间不得超过8小时，并应储存在-30以下。FFP可用于许多临床疾病，包括先天性或获得性凝血因子缺乏症、免疫球蛋白缺乏症等。、2、血浆的综合利用，表2-1、项、含量(%)、人体血浆量、全血量、血浆水量、血浆蛋白量、血浆总蛋白中白蛋白IgG量、血浆总蛋白中其他微量蛋白成分量、血浆总蛋白中IgA IgM Fg Tr 1AT Hpx 1AG量92、65、67、25、10。从表2-1可以看出，Alb和IgG是血浆蛋白的主要成分，IgA、IgM、纤维蛋白原(Fg)、补体C3、转铁蛋白(Tr)、巨球蛋白(2M)、触珠蛋白是中等含量(即含量为1001000毫克/分升)的成分，此外，还有100多种微量蛋白和多肽。下面讨论几种具有不同生理功能的主要成分。2、血浆的综合利用，2、血浆的综合