第九章 生化药品概述完整版

1、生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 1 抗生素抗生素 -内酰胺类内酰胺类抗生素抗生素 大环内酯大环内酯 四环类抗生素四环类抗生素 氨基糖苷类抗生素氨基糖苷类抗生素 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 2 -内酰胺类内酰胺类抗生素抗生素 结构特性结构特性 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 3 大环内酯大环内酯MLS 结构特点结构特点 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 4 四环类抗生素四环

2、类抗生素 一类具有一类具有并四苯结构并四苯结构的广谱抗生素。的广谱抗生素。 OHO OH NR1 O CONH2 OH R4 R3R2 OH HH 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 5 氨基糖苷类抗生素氨基糖苷类抗生素 结构特点：结构特点： 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 6 作用机理 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 7 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 8 生物制药工艺学生物

3、制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 9 生化药物是运用生理学和生物化学的理论、生化药物是运用生理学和生物化学的理论、 方法及研究成果方法及研究成果直接从生物体分离直接从生物体分离或或用微用微 生物合成生物合成，或，或用现代生物技术制备用现代生物技术制备的一类的一类 用于预防、治疗、诊断疾病，用于预防、治疗、诊断疾病，有目的地调有目的地调 节人体生理机能的生化物质节人体生理机能的生化物质。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 10 氨基酸及其衍生物类氨基酸及其衍生物类 多肽及蛋白质类多肽及蛋白质类 酶类酶类 核

4、酸及其降解物和衍生物核酸及其降解物和衍生物 糖类糖类 脂类脂类 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 11 1、生物原材料的复杂性：、生物原材料的复杂性： 同一种生化物质的原料可来源于不同生物体；同一种生化物质的原料可来源于不同生物体； 同一种物质也可由同种生物体不同部位产生；同一种物质也可由同种生物体不同部位产生； 同一种生物体或组织可产生结构完全不同的物质及同一种生物体或组织可产生结构完全不同的物质及 结构相似物质。结构相似物质。 2、生化物质种类多、有效成分含量低、生化物质种类多、有效成分含量低 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院

5、周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 12 3、种属特性、种属特性 猪胰岛素猪胰岛素牛胰岛素牛胰岛素 活性活性低低高高 抗原性抗原性低低高高 与人胰岛素结构相似性与人胰岛素结构相似性大大小小 4、活性与结构相关，、活性与结构相关，对生产、制剂、贮存、 运输等过程条件有较高要求； 5、制备要求高、制备要求高 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 13 u 1)生物材料的选取与保存；生物材料的选取与保存； u 2)生物材料预处理生物材料预处理 u 3)从生物材料中提取有效活性物质；从生物材料中提取有效活性物质； u 4)生物活性物质的浓缩与

6、干燥生物活性物质的浓缩与干燥 u 5)有效成分的分离，纯化有效成分的分离，纯化 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 14 1.来源来源 应选用来源丰富的材料，尽量不与其他产品争应选用来源丰富的材料，尽量不与其他产品争 原料，最好能一物多用，综合利用。原料，最好能一物多用，综合利用。 肺表面活性物质肺表面活性物质pulmonary surfactant，PS 牛肺叶用来提取抑肽酶牛肺叶用来提取抑肽酶 牛肺也是提取肝素的原料牛肺也是提取肝素的原料 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 15 2.与

7、有效成分的含量有关的因素与有效成分的含量有关的因素 （1）合适的生物品种：催乳素，哺乳动物）合适的生物品种：催乳素，哺乳动物 （2）合适的组织器官）合适的组织器官 ：（胃蛋白酶，胃）：（胃蛋白酶，胃） （3）生物的生长期：胸腺素，幼龄动物）生物的生长期：胸腺素，幼龄动物 （4）合适的种属：）合适的种属： （5）合适的生理状态：胰岛素，饭后）合适的生理状态：胰岛素，饭后 人和猿的人和猿的IL-2，几乎可以作用于所有哺乳动物的细，几乎可以作用于所有哺乳动物的细 胞；但其它哺乳动物的胞；但其它哺乳动物的IL-2很少可以作用于人很少可以作用于人 。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学

8、院 第九章第九章 生化药物生化药物 16 生理活性物质采集时必须保持材料的新鲜。生理活性物质采集时必须保持材料的新鲜。 防止腐败、变质与微生物污染。防止腐败、变质与微生物污染。 保存生物材料的主要方法有保存生物材料的主要方法有速冻速冻、冻干冻干、 有机溶剂脱水有机溶剂脱水(制成丙酮粉，或浸存于丙酮与制成丙酮粉，或浸存于丙酮与 甘油中等甘油中等)。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 17 物理法物理法 化学法化学法 生物法生物法 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 18 1.物理法物理法 （

9、1）磨切法）磨切法 工业工业 ：绞肉机，刨胰机，球磨机、磨粉机。：绞肉机，刨胰机，球磨机、磨粉机。 实验室实验室 ：匀浆机，研钵，高速组织捣碎机。：匀浆机，研钵，高速组织捣碎机。 （2）压力法）压力法 有高压法和减压法，渗透压法。有高压法和减压法，渗透压法。 （3）超声波法）超声波法 （4）反复冻融法）反复冻融法 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 19 2.化学法化学法 用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面活性剂用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面活性剂 处理细胞，可破坏细胞结构释放出内容物处理细胞，可破坏细胞结构释放出内容物。 生物制药工艺学

10、生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 20 （1）组织自溶法）组织自溶法 利用组织中自身溶解酶的作用改变、破坏细胞结利用组织中自身溶解酶的作用改变、破坏细胞结 构，释放出目的物称为组织自溶法。构，释放出目的物称为组织自溶法。 (2) 酶解法酶解法 用外来酶处理生物材料，用外来酶处理生物材料， 如用溶菌酶处理某些细菌；蜗牛酶等可专一性分解如用溶菌酶处理某些细菌；蜗牛酶等可专一性分解 细胞壁。细胞壁。 3.生物法生物法 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 21 （3）噬菌体法）噬菌体法 用噬菌体感染细胞、裂解细

11、胞，释放出内容物。用噬菌体感染细胞、裂解细胞，释放出内容物。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 22 为获得结合在细胞器上的一些生化成分为获得结合在细胞器上的一些生化成分 或酶系，常常要先得到细胞器再进一步分离或酶系，常常要先得到细胞器再进一步分离 有效成分。方法是匀浆破碎细胞，差速离心有效成分。方法是匀浆破碎细胞，差速离心。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 23 （三）制备丙酮粉（三）制备丙酮粉 亦称丙酮干制剂。是微生物或生物组织，亦称丙酮干制剂。是微生物或生物组织， 有时是有时是蛋

12、白质蛋白质，酶的提取物用丙酮脱水的，酶的提取物用丙酮脱水的 干制品。干制品。 1这是防止生物物质在水的存在下发生破坏这是防止生物物质在水的存在下发生破坏 变质的一种保存方法，变质的一种保存方法， 2由于脂类物质的溶解作用，难以从生物材由于脂类物质的溶解作用，难以从生物材 料中溶解分离的物质，也可以从这个制品料中溶解分离的物质，也可以从这个制品 中获得其溶液状态的产品，因此常常被应中获得其溶液状态的产品，因此常常被应 用于酶化学等方面。用于酶化学等方面。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 24 提取是利用所制备目的物的溶解特性，将目的提取是利

13、用所制备目的物的溶解特性，将目的 物与细胞的固形物成分或其它结合成分分离，物与细胞的固形物成分或其它结合成分分离， 使其由固相转入液相，从细胞生理状态转入使其由固相转入液相，从细胞生理状态转入 特定溶液环境的过程。特定溶液环境的过程。 细胞生理状态细胞生理状态 目的物目的物 溶液环境溶液环境 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 25 1、要取得好的提取效果，最重要的是要针要取得好的提取效果，最重要的是要针 对对生物材料和目的物生物材料和目的物的性质选择合适的溶剂的性质选择合适的溶剂 系统与提取条件。系统与提取条件。 2、其中最主要的是其中最主

14、要的是目的物目的物与主要杂质它们与主要杂质它们 在溶解度方面的差异以及它们的稳定性。在溶解度方面的差异以及它们的稳定性。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 26 （1）采用缓冲盐系统）采用缓冲盐系统 在生物药物制备中，常用的缓冲盐有磷酸在生物药物制备中，常用的缓冲盐有磷酸 缓冲盐，柠檬酸缓冲盐，缓冲盐，柠檬酸缓冲盐，Tris盐酸缓冲液，醋盐酸缓冲液，醋 酸缓冲盐，碳酸缓冲盐，硼酸缓冲盐和巴比妥酸缓冲盐，碳酸缓冲盐，硼酸缓冲盐和巴比妥 缓冲盐等。缓冲盐等。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物

15、 27 （2）添加保护剂）添加保护剂 防止某些生理活性物质的活性基团及酶的活性防止某些生理活性物质的活性基团及酶的活性 中心受到破坏：中心受到破坏： 巯基巯基 ，极易被氧化，故提取时，常添加某些，极易被氧化，故提取时，常添加某些 还原剂如半胱氨酸，还原剂如半胱氨酸， 巯基乙醇。巯基乙醇。 对易受重金属影响的，可添加对易受重金属影响的，可添加EDTA等螯合剂。等螯合剂。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 28 （3）抑制水解酶的作用：抑制剂、热等。抑制水解酶的作用：抑制剂、热等。 （4）其它保护措施：冷、热、酸、碱）其它保护措施：冷、热、酸、

16、碱 紫外线紫外线 酸、碱酸、碱 最适合最适合pH 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 29 、温度、温度 提取温度提取温度 溶解度溶解度 ， 物料的粘度物料的粘度 ，有，有 利于分子扩散和机械搅拌，利于分子扩散和机械搅拌， 对不耐热的生物活性物质的提取，一般对不耐热的生物活性物质的提取，一般 在在010进行提取。进行提取。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 30 、酸碱度、酸碱度 多数生化物质在中性条件下较稳定，多数生化物质在中性条件下较稳定，pH值值 一般应控制在一般应控制在49范围内，

17、范围内， 避免目的物的避免目的物的 等电点等电点 。 抑制有害酶类的水解破坏作用，防止降抑制有害酶类的水解破坏作用，防止降 解，提高收率。解，提高收率。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 31 盐溶作用：盐溶作用： 盐离子作用于生物大分子表面，增加了盐离子作用于生物大分子表面，增加了 表面电荷，使之极性增加，水合作用增表面电荷，使之极性增加，水合作用增 强，促使其形成稳定的双电层，此现象强，促使其形成稳定的双电层，此现象 为盐溶作用。为盐溶作用。 盐析作用：盐析作用： 指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶 解

18、度降低而析出的过程解度降低而析出的过程 、盐浓度、盐浓度 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 32 、用酸、碱、盐水溶液提取用酸、碱、盐水溶液提取 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 33 、表面活性剂提取、表面活性剂提取 表面活性剂分子兼有亲水与疏水基团，表面活性剂分子兼有亲水与疏水基团， 分布于油水界面时，有分散、乳化和增溶分布于油水界面时，有分散、乳化和增溶 作用。作用。 表面活性剂表面活性剂 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 34

19、 .固液提取固液提取 丙酮从动物脑中提取胆固醇：丙酮从动物脑中提取胆固醇： 溶剂分级提取：如先用溶剂分级提取：如先用丙酮丙酮，再用，再用乙醇乙醇，最后，最后 用用乙醚乙醚提取。提取。 石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇，甲醇石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇，甲醇 .液液萃取液液萃取 液液萃取是利用溶质在两个互不混溶的溶剂液液萃取是利用溶质在两个互不混溶的溶剂 中溶解度的差异，将溶质从一个溶剂相向另中溶解度的差异，将溶质从一个溶剂相向另 一个溶剂相转移的操作。一个溶剂相转移的操作。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 35 （一）盐析浓缩：硫酸铵沉淀

20、蛋白质（一）盐析浓缩：硫酸铵沉淀蛋白质 （二）有机溶剂沉淀浓缩（二）有机溶剂沉淀浓缩 在生物大分子的水溶液中，逐渐加入乙在生物大分子的水溶液中，逐渐加入乙 醇，丙酮等有机溶剂，可以使生化物质醇，丙酮等有机溶剂，可以使生化物质 的溶解度明显降低，从溶液中沉淀出来的溶解度明显降低，从溶液中沉淀出来。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 36 （三）用葡聚糖凝胶（三）用葡聚糖凝胶（Sephadex）浓缩）浓缩 （四）用聚乙二醇透析浓缩（四）用聚乙二醇透析浓缩 （五）超滤浓缩（五）超滤浓缩 （六）真空减压浓缩与薄膜浓缩（六）真空减压浓缩与薄膜浓缩 真

21、空减压浓缩在药物生产中使用较为普遍，具有生产真空减压浓缩在药物生产中使用较为普遍，具有生产 规模较大，蒸发温度较低，蒸发速度较快等优点。规模较大，蒸发温度较低，蒸发速度较快等优点。 薄膜浓缩器的加速蒸发的原理是增加汽化表面积。薄膜浓缩器的加速蒸发的原理是增加汽化表面积。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 37 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 38 （七）干燥的目的：（七）干燥的目的： 提高药物或药剂的稳定性，以利于保存和运输；提高药物或药剂的稳定性，以利于保存和运输； 达到规格标准；达

22、到规格标准； 便于进一步处理。便于进一步处理。 （八）干燥方法：减压干燥、（八）干燥方法：减压干燥、 喷雾干燥、喷雾干燥、 冷冻干燥等。冷冻干燥等。 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 39 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 40 冷冻干燥机 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 41 生物制药工艺学生物制药工艺学 周口师范学院周口师范学院 第九章第九章 生化药物生化药物 分离纯化的基本原理： 根据分子形状和大小不同分子形状和大小不同进行分离。如差速离 心与超速离心、膜分离（透析，电渗析）与超 滤法、凝胶过滤法等。 根据分子荷电性质（带电性）差异分子荷电性质（带电性）差异进行分离。 如离子交换法、电泳法、等电聚焦法等。 42 生物制药工