生物药物概述.ppt

1、第二章 生物药物概论,An Introduction to Biopharmacon,第一节 生物药物的来源、特性、分类与制备 第二节 人体来源的药物 第三节 动物来源的药物 第四节 植物来源的药物 第五节 海洋生物药物,第一节 生物药物的来源、特性、分类与制备,1 定义：生物药物是指运用生物学、医学、生物化学等的 研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。,2 来源 天然的生物材料：人体、动物、植物、微生物和各种海洋生物等。 人工生物材料：如用免疫法制得的动物原料、用基因工程技术制得的微生

2、物或其他细胞原料等。,二、生物药物的特性,1 药理学特性 （1）治疗的针对性强。 治疗的生理、生化机制合理，疗效可靠。 如细胞色素c为呼吸链的一个重要成员，用它治疗因组织缺氧所引起的一系列疾病，效果显著。,（2）药理活性高。 精制出来的高活性物质，具有高效的 药理活性。如ATP直接功能，效果显著 （3）毒副作用小，营养价值高。 蛋白质，核酸，糖类，脂类 （4）生物副作用常有发生。 免疫反应，过敏反应。,2 在生产、制备中的特殊性 （1）原料中的有效物质含量低：杂质种类、含量高，提取、纯化工艺复杂。 （2）稳定性差：活性部位与空间构象的理化影响因素 （3）易腐败：由于生物药物原料都是营养价值高的

3、物质，因此对活性及无菌操作等要求严格,（4）注射用药有特殊要求 生物药物由于易被胃肠道中的酶所分解，所以给药途径主要是注射用药，因此对药品制剂的均一性、安全性、稳定性、有效性等都有严格要求。同时对其理化性质、检验方法、剂型、剂量、处方、贮存方式等亦有明确的要求。,3 检验上的特殊性 理化检验指标， 更要有生物活性检验指标。（常用MTT法）,三 生物药物的分类,生物药物的分类方法有三种： 1 .按药物的化学本质和化学特性来分； 2. 按原料来源来分类； 3. 按生理功能和临床用途来分类。,1.按药物的化学本质和化学特性来分,（1）氨基酸及其衍生物类药物； （2）多肽和蛋白质类药物； （3）酶和辅

4、酶类药物： 酶类按其功能分为消化酶类、消炎酶类、心脑血管疾病治疗酶类、抗肿瘤酶类、氧化还原酶类等，一部分辅酶亦属于核酸类药物；,(4)核酸及其降解物和衍生物类药物； (5)糖类药物：以粘多糖为主； (6)脂类药物：主要有脂肪和脂肪 酸类、磷,脂类、胆酸类、固醇类、卟啉类等； （7）细胞生长因子类；,（8）生物制品类： 从微生物、原虫、动物或人体材料直接制备或用现代生物技术、化学方法制成作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他疾病的制剂，统称为生物制品,2 按原料的来源分类,（1）人体组织来源的生物药物： 人血液制品类、人胎盘制品类、人尿制品类； （2）动物组织来源的生物药物： 动物的脏器、其他小动

5、物制得的药物如蛇毒、蜂毒等。,（3）植物组织来源的生物药物： 中草药、有效成分； （4）微生物来源的药物： 抗生素、酶、氨基酸、维生素等； （5）海洋生物来源的药物；,3 按生理功能和用途分类,（1）治疗药物： 对疑难杂症如肿瘤、爱滋病、免 疫性疾病、内分泌障碍等具有特殊的作用； （2）预防药物： 对传染病的预防；,（3）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等；某些生物活性物质亦是检测疾病的指标，如谷丙转氨酶等；,（4）其它生物医药用品： 生物药物在其他方面应用也很广泛：如生化试剂、保健品、化妆品、食品、医用材料等。,四 生物药物的制备,1.原

6、料的选择，预处理和保存方法 （1）原料的选择 有效成分含量高，新鲜,产量丰富，杂质少，产地远近等,（2）原料的预处理与保存 预处理 动物原料：采集后要立即处理，去除结缔组织、脂肪组织等，并迅速冷冻贮存。 植物原料：要择时采集并就地去除不用的的部分，有用部分保鲜处理，收集。 微生物：要及时将菌细胞与培养液分开，进行保鲜处理。,保存 （1）冷冻法 该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：丙酮。该法适用于原料少而价值高、有机溶剂对活性物质没有破坏作用的原料，如脑垂体等。 （3）防腐剂保鲜。 常用乙醇、苯酚等。该法适用于液体原料，如发酵液、提取液等。,2 生物药物的提取,

7、（1）生物组织和细胞的破碎 破碎方法： 磨切法，压力法，反复冻融法， 超声震荡法，自溶法，酶解法。,（2）提取 破碎后要立即进行提取。根据活性物质的性质，选择提取试剂种类，用量，提取次数，提取时间。 提取试剂主要有：水、缓冲溶液、盐溶液、乙醇、其他有机溶剂（如氯仿、丙酮等）。 注意提取的温度、pH、变性剂等因素。,3 蛋白质类药物的分离纯化方法,（1）沉淀法 蛋白质、酶的初步纯化往往用沉淀法。其原理是使蛋白质胶体颗粒表面水化膜或电荷破坏，从而沉淀蛋白质。 常用的有盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、与靶物质结合沉淀法（如抗原抗体）等。,（2）按分子大小分离的方法 有超滤法和透析法（即膜分离法

8、）、凝胶层析法、超速离心法等。其中膜分离法可用于生物大分子的浓缩、分级和脱盐。,（3）按分子所带电荷进行分离的方法 氨基酸、多肽、蛋白质、酶均为两性电解质。根据它们的等电点不同，调节pH值进行交换、电泳、等电聚焦法等。,（4）亲和层析法 大部分生物活性物质都有其作用的靶物质，如酶与底物（或抑制剂）、抗原与抗体、激素与受体等。这种作用叫做亲和作用。利用亲和作用的层析，专一性强。,4 核酸类药物的分离纯化方法,提取法和发酵法： （1）提取法生产DNA和RNA的主要技术是，先提取核酸和蛋白质复合物，再解离核酸与蛋白质，然后分离RNA与DNA。 （2）发酵法主要用于生产单核苷酸。,5 糖类药物的分离纯

9、化方法,（1）提取方法 非降解法：从含一种粘多糖的动物组织中提取粘多糖，提取溶剂是水或盐溶液。 降解法：从组织中提取结合比较牢固的粘多糖。如从软骨中分离提取硫酸软骨素，就是用碱处理进行降解。又如用酶处理法可提取与蛋白质结合的多糖。,（2）分离方法 沉淀法和离子交换层析法。 乙醇沉淀法：最简易方法，也适用于分级分离。4-5倍体积的乙醇可以使任何结缔组织中的粘多糖完全沉淀。用季铵化合物也可沉淀粘多糖。粘多糖的聚阴离子能与某些阳离子表面活性剂结合成不溶于水的盐，如CTAB等,离子交换层析法 粘多糖的聚阴离子能够很快地被阴离子交换剂吸附和分离，如离子交换树脂，洗脱可用NaCl溶液进行梯度洗脱。,6 脂

10、类药物的分离纯化方法,（1）提取方法： 脂类自然状态下是以结合形式存在的。非极性脂是与其他脂质分子或蛋白分子的疏水区相结合的。提取脂质药物就是要选择适当的溶剂来破坏这种结合键，将脂质溶解出来。常用的溶剂：组合溶剂（醇是其中的主要成分），氯仿、甲醇、水等。,（2）纯化方法： 沉淀法：不同脂质在丙酮中溶解度不同，故常用它进行沉淀。 吸附层析法：常用吸附剂有硅胶、氧化铝等。它是通过极性和离子力等把各种化合物结合到固体吸附剂上。洗脱一般用极性逐渐增大的洗脱液来进行，非极性的先流出；,离子交换层析法：脂质分子的存在有非解离、两性离子和酸式解离三种状态，根据它们在一定pH条件下解离情况，选择适当的离子交换

11、剂可将它们提纯，如TEAE-纤维素对分离脂肪酸和胆汁酸等特别有效。,7 氨基酸类药物的分离纯化方法,(1) 氨基酸的生产方法 蛋白质水解法：酸水解、碱水解和酶水解三种。 盐酸水解为常用方法，其优点是水解迅速完全，产物全部是L-型氨基酸，缺点是色氨酸全部被破坏，丝氨酸等部分被破坏； 碱水解较容易产生消旋作用，较少应用。酶水解法水解不够完全。,发酵法：发酵法主要是选育特异产生某种氨基酸的菌株，经过发酵后，从培养液中提纯氨基酸。,化学合成与酶促合成法：化学合成法一般得到的是DL-型氨基酸，尚需要对异构体拆分； 酶促合成法也是酶工程在医药工业上应用的一个内容，优点是技术工艺简单，转化率高，副产物少，容易提纯等。,（2）氨基酸的分离方法,沉淀法 一种是依据不同氨基酸在水中或其他溶剂中的溶解度差异进行分离。 一种用特殊试剂沉淀某种氨基酸，如用邻二甲苯-4-磺酸与亮氨酸形成不溶性盐