专题五生化药品概论-专题五生化药品概论

1、第九章第九章 生化药品概述生化药品概述概概 述述生化药物：生化药物：从从生物体生物体分离、纯化所得的一类结构分离、纯化所得的一类结构上十分上十分接近于接近于人体内的正常生理活性物质，具有人体内的正常生理活性物质，具有调节调节人体生理功能，达到人体生理功能，达到预防和治疗预防和治疗疾病目的的疾病目的的物质。物质。特点特点来源于生物体来源于生物体人体的基本生化成分人体的基本生化成分一、生化药品的分类一、生化药品的分类 药物的化学本质药物的化学本质 和化学特性分类和化学特性分类核酸及其降解物和衍生物类药物核酸及其降解物和衍生物类药物酶类药物酶类药物多肽和蛋白质类药物多肽和蛋白质类药物氨基酸及其衍生物

2、类药物氨基酸及其衍生物类药物糖类药物糖类药物脂类药物脂类药物二、生化药物的特点二、生化药物的特点11、原材料复杂、原材料复杂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物质及结构相似物质23胰岛素：猪、牛、人；胰岛素：猪、牛、人；菘蓝：板蓝根、大青叶；菘蓝：板蓝根、大青叶；微生物：抗生素、蛋白质、酶等微生物：抗生素、蛋白质、酶等；2、种类多、含量低、种类多、含量低3、种属特性、种属特性猪胰岛素猪

3、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、活性与空间构象有关、活性与空间构象有关5、制备要求高、制备要求高高营养、低含量、特殊生物活性等决定高营养、低含量、特殊生物活性等决定三、传统生化制药的一般工艺过程三、传统生化制药的一般工艺过程生物材料的选取与预处理生物材料的选取与预处理提取有活性部分提取有活性部分有效成分的分离与纯化有效成分的分离与纯化制剂制剂1、材料的选择与保存、材料的选择与保存原则：原则：选择选择富含富含所需目的物、所需目的物、易于易于获得、提取的获得、提取的 无害无害生物材料生物材料1、材料的选择与保存、材料的选

4、择与保存一、材料的选择一、材料的选择1、来源：、来源：来源丰富、尽量不与其他产品争原料、来源丰富、尽量不与其他产品争原料、 最好能一物多用，综合利用。最好能一物多用，综合利用。2、杂质：、杂质：难于分离的杂质会增加工艺的复杂性难于分离的杂质会增加工艺的复杂性 严重影响收率、质量和经济效益严重影响收率、质量和经济效益 。SOD植物植物血液血液一、材料的选择一、材料的选择3、有效成分的含量、有效成分的含量（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

5、期：胸腺素，幼龄动物（4）合适的种属：人，猪）合适的种属：人，猪（5）合适的生理状态：胰岛素，饭后）合适的生理状态：胰岛素，饭后二、材料的采集与保存二、材料的采集与保存 生理活性物质生理活性物质易失活与降解易失活与降解，采集时必须保，采集时必须保持材料的新鲜、防止腐败、变质与微生物污染。持材料的新鲜、防止腐败、变质与微生物污染。采摘必须新鲜、快速、及时速采摘必须新鲜、快速、及时速冻、低温冻、低温保存保存速冻、冻干、有机溶剂脱水等速冻、冻干、有机溶剂脱水等1、天然生物材料的保存、天然生物材料的保存2、动物细胞的保存方法及影响保存质量的因素、动物细胞的保存方法及影响保存质量的因素保存方法保存方法组

6、织块保存法组织块保存法细胞悬液保存法细胞悬液保存法单层细胞保存法单层细胞保存法低温冷冻保存低温冷冻保存影响保存质量的因素：影响保存质量的因素：a、冻存速度：、冻存速度：缓慢降温、加速融化缓慢降温、加速融化b、保护剂：、保护剂：甘油甘油/二甲亚砜二甲亚砜c、冻结方法：、冻结方法：收集细胞收集细胞+保护剂保护剂+低温低温d、细胞复苏：、细胞复苏：融化融化+培养液培养液2、生物材料的预处理、生物材料的预处理一、组织与细胞的破碎一、组织与细胞的破碎物理法物理法化学法化学法生物法生物法磨切法磨切法压力法压力法震荡法震荡法冻融法冻融法组织自溶法组织自溶法酶解法酶解法噬菌体法噬菌体法渗透压法渗透压法高压法高

7、压法减压法减压法二、细胞器的分离二、细胞器的分离 为获得结合在细胞器上的一些生化成分或酶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有效成分。系，常常要先得到细胞器再进一步分离有效成分。方法：方法：匀浆破碎细胞，离心分离（差速匀浆破碎细胞，离心分离（差速/密度梯度）密度梯度）3、生物活性物质的提取、生物活性物质的提取 提取提取是利用制备目的物的是利用制备目的物的溶解特性溶解特性，将目的物，将目的物与细胞的固形物成分或其它结合成分与细胞的固形物成分或其它结合成分分离分离，使其由，使其由固相转入液相固相转入液相或从细胞或从细胞生理状态转入特定溶液生理状态转入特定溶液环境

8、环境的过程。的过程。浸渍法：浸渍法：用用冷冷溶剂溶出固体材料中的物质溶剂溶出固体材料中的物质浸煮法：浸煮法：用用热热溶剂溶出目的物溶剂溶出目的物一、提取方法的选择一、提取方法的选择目的物与杂质在溶解度与稳定性方面的差异目的物与杂质在溶解度与稳定性方面的差异选择合适的溶剂系统与提取条件选择合适的溶剂系统与提取条件除去与目的产物性质差异较大的杂质、浓缩目的物除去与目的产物性质差异较大的杂质、浓缩目的物注意事项：注意事项：酶类酶类 辅酶丢失和其他失活因素辅酶丢失和其他失活因素 蛋白质类蛋白质类 高级结构的破坏高级结构的破坏 多肽及核酸类多肽及核酸类 酶水解、酶水解、抑制剂抑制剂 脂类脂类 氧化氧化二

9、、生物活性的保护措施二、生物活性的保护措施采用缓冲系统：采用缓冲系统：防止防止pH变化带来失活、提取效率下降变化带来失活、提取效率下降 磷酸盐缓冲液磷酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液柠檬酸盐缓冲液等等添加保护剂：添加保护剂：保护酶活性中心及某些活性基团保护酶活性中心及某些活性基团 还原剂还原剂、金属螯合剂金属螯合剂、适量底物适量底物等等抑制水解酶的作用：抑制水解酶的作用：ETDA、热变性、热变性、pH值、抑制剂值、抑制剂其他保护措施：其他保护措施：根据目的物不同性质具体对待根据目的物不同性质具体对待 温度、紫外线、强酸碱、氧化剂等温度、紫外线、强酸碱、氧化剂等三、影响提取的因素三、影响提取的因素1、

10、温度、温度提取温度提取温度 溶解度溶解度 温度温度 物料的粘度物料的粘度，有利于有利于分子扩散和机械搅拌分子扩散和机械搅拌 对对不耐热不耐热的生物活性物质的提取，一般在的生物活性物质的提取，一般在010有机溶剂提取一般在有机溶剂提取一般在较低温度较低温度下进行下进行2、酸碱度：、酸碱度：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，提高收率中性：中性：避免过酸或过碱及等电点，避免过酸或过碱及等电点，pH49酸性：酸性：偏酸性介质（胰岛素等），破坏细胞偏酸性介质（胰岛素等），破坏细胞碱性：碱性：碱性系统提取（多糖类等）碱性系统提取（多糖类等）3、盐浓度、盐

11、浓度盐溶作用：盐溶作用：盐离子作用于生物大分子表面，增加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，水合作用增强，促了表面电荷，使之极性增加，水合作用增强，促使其形成稳定的双电层，此现象为盐溶作用。使其形成稳定的双电层，此现象为盐溶作用。与浓度和离子强度有关与浓度和离子强度有关，高价酸盐作用，高价酸盐作用单价酸盐单价酸盐四、常用的提取方法四、常用的提取方法提取方法提取方法用酸、碱、盐水溶液提取用酸、碱、盐水溶液提取用表面活性剂提取用表面活性剂提取用有机溶剂提取用有机溶剂提取离子型离子型非离子型非离子型在适当的在适当的pH和低离子强度条件下，与脂蛋和低离子强度条件下，与脂蛋白形成微

12、泡，使膜渗透性改变或使之溶解白形成微泡，使膜渗透性改变或使之溶解固液提取固液提取液液提取液液提取相似相溶原理相似相溶原理溶解度差异溶解度差异分配系数与溶剂的用量分配系数与溶剂的用量双水相萃取法双水相萃取法超临界流体萃取法超临界流体萃取法Xn = X0 KmKm + Vn(1) 分配系数分配系数，残留物质，残留物质(2) 溶剂溶剂 ，残留量，残留量(3) 提取次数提取次数 ，残留量，残留量提取次数提取次数 生产设备负担生产设备负担 能耗能耗 周期周期 劳动生产率劳动生产率 产品失活产品失活生产上一般提取生产上一般提取23次，溶剂为次，溶剂为25倍材料倍材料4、生物活性物质的浓缩与干燥、生物活性物

13、质的浓缩与干燥盐析浓缩：盐析浓缩：添加中性盐使添加中性盐使Pr沉淀，沉淀，(NH4)2SO4有机溶剂沉淀浓缩：有机溶剂沉淀浓缩：易于回收、不必除盐、低温易于回收、不必除盐、低温葡聚糖凝胶浓缩：葡聚糖凝胶浓缩：葡聚糖凝胶吸收膨胀葡聚糖凝胶吸收膨胀聚乙二醇浓缩：聚乙二醇浓缩：透析、吸水、效率高透析、吸水、效率高超滤浓缩：超滤浓缩：根据分子量不同而截留根据分子量不同而截留真空减压浓缩与薄膜浓缩：真空减压浓缩与薄膜浓缩：温度低、温度低、 速度快速度快一、浓缩一、浓缩二、干燥二、干燥 干燥：干燥：使物质从固体或半固体状经出去存在的使物质从固体或半固体状经出去存在的水分或其他溶剂，从而获得干燥物品的过程。

14、水分或其他溶剂，从而获得干燥物品的过程。干燥的干燥的目的：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；达到规格标准； 便于进一步处理。便于进一步处理。干燥干燥方法：方法：减压干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等。减压干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等。 分离范围分离范围分离动力分离动力一般过滤一般过滤1m压力差压力差微孔过滤微孔过滤0.01 1 m压力差压力差透析透析5100分子扩散分子扩散超级过滤超级过滤5100压力差压力差反反渗透渗透5压力差压力差电渗析电渗析5电能电能应用：应用：海水脱盐淡化；海水脱盐淡化； 医药工业的纯化水、注射用水医药工业的纯化水、注射用水 生物大分子物质的浓缩与纯化生物大分子物质的浓缩与纯化 人工肾透析；过滤除菌（溶液、空气）人工肾透析；过滤除菌（溶液、空气）VC大分子小分子 它是将样品化合物通过一定孔径的凝胶固定相它是将样品化合物通过一定孔径的凝胶固定相用于流经体积的差异，使不同分子量的组成得以分用于流经体积的差异，使不同分子量的组成得以分离的层析。离的层析。LSLS配基配基样品样品1)配基固定化配基固定化 选择合适的配基与不溶性的支撑载体偶联，或选择合适的配基与不溶性的支撑载体偶联，