生化药物和基因工程药物分析概念.ppt

1、第十三章生化药物和基因工程药物的概念分析。第1节概述了生物制药(生物制药或生物制药)是天然生物活性物质和人工或半合成的天然物质类似物，利用生物学、生物化学和其他学科的原理和方法制成。生物药物主要包括生化药物、生物技术药物和生物制品等。生化药物是从动物、植物、微生物和其他生物中分离纯化的生化基本物质，也是生物基本物质及其衍生物、降解物和结构修饰的大分子，如氨基酸、皮肤、蛋白质、酶、多糖、脂类、核酸等。生物技术是一种利用有机体或其组成部分来开发产品的技术系统。用现代生物技术开发的药物被称为生物技术药物(或生物工程药物)。基因工程药物：首先确定对某种疾病具有预防和治疗作用的蛋白质，然后分离、纯化或人

2、工合成控制该蛋白质合成过程的基因，用重组DNA技术进行修饰，最后将该基因放入受体细胞中，可大量生产用于连续繁殖，可大规模生产对该疾病具有预防和治疗作用的蛋白质。用这种方法生产的新药被称为基因工程药物。生物制品是用于预防、治疗和诊断人类疾病的药物，其由普通或生物材料制成，例如各种动物和人类来源的微生物、细胞、组织和体液，其通过生物技术获得，例如基因工程、细胞工程、蛋白质工程和发酵工程。1.生化药物和基因工程药物的定义。生化药物2。基因工程药物的类型。生化药物和基因工程药物。生化药物的种类。氨基酸、多肽和蛋白质：单一氨基酸、氨基酸衍生物和复合氨基酸、消化道多肽、下丘脑多肽、脑多肽、激肽等。动植物蛋

3、白质。2.酶和辅酶药物：蛋白水解酶、凝血酶和抗血栓酶、辅酶Q10等。3.多糖药物：肝素、硫酸软骨素A和C；灵芝多糖、人参多糖、海藻多糖、多糖和其他肝素。4.类脂药物：多不饱和脂肪酸(PUFA)、磷脂、甾醇等。5.核酸及其降解产物和衍生物，如：核糖核酸、脱氧核糖核酸、多胞体、琉球多胞体、三磷酸腺苷和环磷酸腺苷等。基因工程药物的种类基因工程重组药物的主要成分是多种皮肤或蛋白质，大致可分为以下三类：1。激素和神经递质：人生长激素，人胰岛素，人生长激素，2。细胞因子药物：人干扰素，人白细胞介素a，集落刺激因子，促红细胞生成素，3。酶和凝血因子药物：单克隆抗体、疫苗、基因治疗药物、白细胞介素第三、生化药

4、物和基因工程药物的特点1。基因工程药物具有细胞和组织特异性，并形成受体-配体复合物；大多数细胞因子是多功能的，具有广泛的药理活性。细胞因子之间存在复杂的相互作用，有时临床需要几种生长因子。免疫活性低。许多基因工程药物都是参与人体某些生理功能的必需蛋白质，并且以很小的量产生显著的效果。2.大分子量的化合物大多是蛋白质、皮肤、多糖、核酸等大分子化合物，其中一些化学结构不确定，因此在分析中应进行纯度检查和分子量测定。对于大分子药物，即使成分相同，由于分子量不同，其生理活性也不同。3.很难确定结构。4.全过程的质量控制。原材料、生产过程和产品的质量控制。5。生物活性测试生物分析方法6。安全性试验，如热

5、原试验、过敏试验、异常毒性试验、致突变试验和生殖毒性试验。7.滴定度(含量)的测定通过物理和化学分析来确定含量，但酶的滴定度或活性应能显示其活性成分的生物活性。8。生化药物与基因工程药物生物活性的质量控制特点。生化药物与工程药物生物活性质量控制的比较，第二节质量检验的基本程序和方法1。鉴定试验(1)物理和化学鉴定方法1。化学鉴定法是利用药物与某些试剂在一定条件下发生显色反应和沉淀反应，生成有色产物或沉淀进行鉴定。2.紫外分光光度法利用药物中的共轭体系在紫外区具有特征吸收来进行鉴别。蛋白质或多肽分子的最大吸收波长是固定的。3.高效液相色谱利用参比溶液和供试品溶液色谱的保留时间和肽图谱的一致性进行

6、鉴别。所有具有紫外吸收的物质都可以显示在地图上，纯度一般要求在95%以上。肽图谱分析、氨基酸组成和序列分析的结合可以用作对天然产物如蛋白质进行精确比较的手段。(2)生化鉴定法酶法，电泳法，样品脱盐后用等电聚焦法测定(3)生物鉴定法用生物体鉴定药物，兔惊厥试验， 2)杂质检查(1)一般杂质检查(2)特殊杂质检查(1)原料多糖和酶类药物的纯度分析(2)生产过程中的杂质检查基因工程药物的生产过程比较复杂，质量必须进行安全检查(1)热原检查和细菌内毒素检查(2)异常毒性试验异常毒性试验是指按照规定的操作方法和给药途径，给一定重量的实验动物一定剂量的药物，观察其急性毒性反应。 判断反应的终点是试验动物是

7、否死亡。这是极限测试。(3)过敏试验过敏试验是检查外来蛋白质的试验。(4)降压物质试验是指某些药物中含有的能引起血压降低的杂质，包括组胺、类组胺物质或其它能引起血压降低的物质。中国药典采用猫(或狗)血压法检查药物中所含的抗高血压物质。(5)无菌检查无菌检查是检查药物和敷料是否被活菌污染的方法。(六)基因工程药物中可能杂质和污染物基因工程药物中可能的杂质包括残留的脱氧核糖核酸、宿主细胞蛋白质、内毒素、蛋白质突变体和蛋白质裂解物等。主要污染物是微生物、热原和病毒。主要检查项目包括外源性脱氧核糖核酸、宿主细胞蛋白、其他相关杂质和细菌内毒素检查。(7)致突变试验(8)生殖毒性试验(4)含量(效价)的测

8、定生化药物和基因工程药物的含量通常有两种表达方式。一种以百分比表示，适用于结构清晰的小分子药物或水解后变成小分子的药物。另一种是用生物效价或酶活性单位来表示，适用于酶和蛋白质的测定。(1)含量测定：高效液相色谱法、聚丙烯酰胺凝胶电泳法；(2)效价测定：使用国际或国家标准物质或国家检定机构认可的标准物质进行效价测定，通过体内或体外(细胞法)测定其生物活性，并注明其活性单位。一般来说，免疫学方法测定的效价不能代替生物效价，只能作为中间产品的质量控制。在测定效价的同时，应测定蛋白质含量并计算比活性，活性以蛋白质单位毫克数(国际单位/毫克)表示。第三节定量分析方法及其应用1。理化分析方法包括化学分析(

9、重量法和滴定法)、电化学分析、光谱分析(比色法、紫外分光光度法和荧光分光光度法)和色谱法(高效液相色谱法、灌注色谱法和高效毛细管电泳法)。(1)化学分析方法1。重量分析法根据从样品中分离出的简单物质或化合物的重量来确定成分的含量。根据分离方法的不同，组分可分为萃取法、挥发法和沉淀法。2.滴定分析(2)电化学分析(3)光谱分析、比色法、紫外分光光度法、荧光分光光度法，(4)色谱分析(1)高效液相色谱具有在分离过程中不破坏样品的特点，特别适用于高沸点、高分子、强极性、热稳定性差的生化药物的分析。(1)反相高效液相色谱固定相：C8，C18烷基硅烷键合相；流动相：甲醇、水或乙腈；紫外线和荧光检测器。(

10、2)高效离子交换色谱具有以下特点：1)根据蛋白质和多肽的电离程度对其进行分离；2)盐浓度的梯度洗脱；3)中等的柱效和高质量的活性恢复；3)高效凝胶过滤色谱可用于多肽和蛋白质等生物药物的分离和分子量的测定。高效绿色荧光蛋白具有以下特点：1)活性蛋白可回收；2)在固定比例的水溶液中分离；3)根据溶液中蛋白质或多肽的相应有效粒径进行分离。当蛋白质具有相同的形状(如球形或纤维状)时，组分的洗脱顺序通常可以根据分子量来预测，因此可以用来确定蛋白质药物的分子量。2.灌注色谱1。基础理论2。灌注色谱主要用于基因工程药物和其他大分子药物的分离、纯化和分析。3.高效毛细管电泳(HPCE)毛细管电泳是基于管中带电

11、成分的分离，这是因为它们的电荷和分子量不同，即电荷质量比不同。2.酶法包括两种类型：“酶活性测定法”；“酶分析”。尽管它们的检测对象不同，但它们的原理和方法都是基于这样一个事实，即酶可以特异而有效地催化某些化学反应，并通过测量酶的反应速度或产物的浓度来检测相应物质的含量。1.基本概念所谓的酶活性是指酶催化某些化学反应的能力。酶活性的测定实质上是测量酶催化的化学反应的速度。酶反应速度可以用单位时间内反应底物的减少或产物的增加来表示。酶反应速度越快，酶活性越高。国际理论化学与应用化学协会(IUPAC)和国际生物化学协会(IBU)推荐的酶单位定义：任何一种酶都是指在最适宜的底物浓度、最适宜的缓冲离子

12、强度和最适宜的酸碱度等条件下，在25下每分钟能转化1微摩尔底物的酶量。它被确定为活动单位(国际单位，国际单位)。酶活性可通过物理方法、化学方法或酶分析法测定。常用的方法有终点法、动力学法或反应速率法。酶促反应的条件和影响因素选择反应条件的基本要求是所有被测酶分子都要正常发挥作用。在确定反应条件时，应考虑底物浓度、酸碱度、温度、辅因子、空白和对照试验等因素，使它们都处于最适合酶发挥催化作用的水平。3.测量方法测量方法包括抽样测量和连续测量。检测方法：常用紫外-可见分光光度法、荧光分光光度法、旋转分光光度法和酶偶联法。(2)作业3.电泳(1)电泳的基本原理和分类在电解质溶液中，带电粒子或离子在电场作用下以不同速度向相反方向迁移的现象称为电泳。电泳分离是一种基于电场中溶质不同迁移速度的分析方法。根据电泳的分离特性，电泳可分为三类：自由界面电泳、区域电泳和高效毛细管电泳(HPCE)。常用电泳方法的类型及其应用纸电泳、醋酸纤维素膜电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳