第2章生物制药制备概述

第二章生物制备概述贡成良一、生物药物的提取生物药物的提取与分离方法因为原材料、药物的种类和性质不同而有很大差异。生物药物原料的选择、预处理与保存方法；生物药物的提取；蛋白质类药物的分离纯化方法；核酸类药物的分离纯化；糖类药物的分离纯化方法；脂类药物的分离纯化方法；氨基酸类药物的分离纯化方法。2009-03-30SuzhouUniversity1、生物药物原料的选择、预处理与保存方法（1）原料选择选择原则：有效成分含量高、原料来源丰富，易得；原料中杂质含量少；原料成本低等；植物原料采收具有季节性；微生物原料要注意微生物生长的对数期；动物原料有的要注意动物的年龄与性别。2009-03-30SuzhouUniversity1、生物药物原料的选择、预处理与保存方法（2）原料的预处理与保存：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。植物原料确定后，要择时采集并就地去除不用的的部分，有用部分保鲜处理，收集微生物时要及时将菌细胞与培养液分开，进行保鲜处理。2009-03-30SuzhouUniversity1、生物药物原料的选择、预处理与保存方法（3）原料的保存方法主要有：冷冻法：该法适用于所有生物原料。常用-40℃速冻。有机溶剂脱水法：常用的有机溶剂是丙酮。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。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。2009-03-30SuzhouUniversity2、生物药物的提取（1）破碎方法磨切法：使用的设备有组织捣碎机、胶体磨、匀浆器、匀质机、球磨机、乳钵等；压力法：有加压和减压两种；反复冻融法：设备简便，活性保持好，用时较长；超声波振荡破碎法：该法破碎效果较好，对活性有损失；自溶法或酶解法：用得较少。2009-03-30SuzhouUniversity2、生物药物的提取（2）提取方法（提取工艺）根据活性物质的性质，选择提取试剂。水、缓冲溶液、盐溶液、乙醇、其他有机溶剂（如氯仿、丙酮等）。提取溶剂的用量及提取次数、提取时间。提取的温度、pH、变性剂等因素。2009-03-30SuzhouUniversity3、蛋白质类药物的分离纯化方法（1）沉淀法：

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）、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。2009-03-30SuzhouUniversity3、蛋白质类药物的分离纯化方法（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。2009-03-30SuzhouUniversity4、核酸类药物的分离纯化方法（1）核酸类药物生产方法：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。发酵法：主要用于生产单核苷酸。2009-03-30SuzhouUniversity5、糖类药物的分离纯化方法（1）提取方法非降解法：适用于从含一种粘多糖的动物组织中提取粘多糖，提取采用的溶剂是水或盐溶液。降解法：适用于从组织中提取结合比较牢固的粘多糖。例：软骨中硫酸软骨素分离提取：碱处理法。蛋白多糖提取：酶处理法2009-03-30SuzhouUniversity5、糖类药物的分离纯化方法（2）分离方法乙醇沉淀法：是从提取液中沉淀多糖最简易方法，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。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DowexI-X2离子交换树脂、DEAE-离子交换纤维素等。洗脱可用NaCl溶液进行梯度洗脱。2009-03-30SuzhouUniversity6、脂类药物的分离纯化方法（1）提取方法：

存在方式：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。提取原则：选择适当的溶剂破坏结合键，将脂质溶解出来。常用的溶剂：为组合溶剂，醇是其中的主要成分，此外还有氯仿、甲醇、水等。2009-03-30SuzhouUniversity6、脂类药物的分离纯化方法（2）纯化方法：沉淀法：由于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。2009-03-30SuzhouUniversity7、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：产物是L-型氨基酸，色氨酸全部被破坏，丝氨酸等部分被破坏；碱水解：碱水解较容易产生消旋作用，较少应用。酶水解：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。2009-03-30SuzhouUniversity(1)氨基酸的生产方法＊化学合成与酶促合成法：化学合成法：产物是D、L-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。2009-03-30SuzhouUniversity（2）氨基酸的分离方法沉淀法：溶解度差异分离：依据不同氨基酸在水中或其他溶剂中的进行分离特殊试剂沉淀：如用邻二甲苯-4-磺酸与亮氨酸形成不溶性盐沉淀，再用氨水分解，使亮氨酸游离出来。吸附法：利用吸附剂根据氨基酸吸附力的差异进行氨基酸分离的方法。苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的分离就是利用活性碳对其吸附的原理。2009-03-30SuzhouUniversity（2）氨基酸的分离方法离子交换法：氨基酸是两性电解质，在一定pH条件下，不同氨基酸带电性质及解离状态是不同的，因此在离子交换剂上被吸附的强度不同。常用的离子交换剂为强酸型阳离子交换树脂，洗脱主要用pH梯度洗脱。2009-03-30SuzhouUniversity二、人体来源的药物2009-03-30SuzhouUniversity（一）人体来源药物的特点与研究意义1、人体来源的生物药物特点安全性好效价高，疗效可靠稳定性好：冻干试剂，10℃以下可保存2年以上。2009-03-30SuzhouUniversity2、研究意义资源的有限性：人体来源是有限的；意义：从药学角度研究清楚人体来源的结构和功能，对于利用现代生物技术生产药物具有重大意义，如胰岛素的生产。（一）人体来源药物的特点与研究意义2009-03-30SuzhouUniversity（二）人体来源药物的种类与用途1、人血液制品：全血制品血液成分制品红细胞白细胞血小板血浆血浆成分制品体液细胞内成分制品等。（一）人体来源药物的特点与研究意义2009-03-30SuzhouUniversity红细胞制剂：压积红细胞少含白细胞的压积红细胞冰冻贮藏红细胞用途：凡在需要提高血液携氧能力和补充血红蛋白，而又不需要补充维持血容量的场合（一）人体来源药物的特点与研究意义2009-03-30SuzhouUniversity（2）白细胞浓缩液：制法：用单采粒细胞技术自供血者血循环中采集。用过滤法或离心法得到的细胞存活率均较低。改进的连续离心法可将粒细胞得率提高一倍。用途：输注白细胞疗法，一般在肿瘤病人经细胞药物治疗后，处于骨髓细胞抑制期间遭受感染且各种抗菌素治疗无效情况下采用，疗效显著。

2009-03-30SuzhouUniversity（3）血小板制剂：制法：血小板的分离和使用在国外已经比较普遍，中国尚未推广使用。用途：血小板制剂的适应病症为白血病、淋巴瘤及其他肿瘤因治疗而导致的骨髓抑制症状。注意：人体输注血小板往往会产生抗体，还会引起短期的粒细胞减少。2009-03-30SuzhouUniversity（4）新鲜冰冻血浆（FFP）制法：FFP产品规定自采血到血浆冰冻的时间不超过8小时，在-30℃以下保存。优越性：有效地保存血浆中各种生物活性成分的功能。用途：FFP可在许多临床疾病中使用，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。2009-03-30SuzhouUniversity2、血浆的综合利用血浆基本情况项目含量（%）血浆占人体体重的量血浆占全血的量血浆中水分占血浆的量血浆中蛋白质占血浆的量白蛋白+IgG占血浆总蛋白的量其它百余种微量蛋白成分占血浆总蛋白的量IgA+IgM+Fg+Tr+1AT+Hpx+1AG占血浆总蛋白的量85092656~725102009-03-30SuzhouUniversity血浆蛋白成分：主要成分：Alb和IgG，含量中等的成分：有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（Hp）、1抗胰蛋白酶（1AT），血色素结合蛋白（HpX）和1-AGP等十种。小量和微量成份：百余种的蛋白质和多肽。2、血浆的综合利用2009-03-30SuzhouUniversity2、血浆的综合利用（1）转输蛋白类：对机体的营养物质、代谢产物、激素、药物等进行转输的血浆蛋白。白蛋白、前白蛋白、类脂蛋白、触珠蛋白、血红蛋白、转铁蛋白、铜蓝蛋白、转钴胺蛋白、GC蛋白。（2）免疫球蛋白（3）凝血系统蛋白：＊与凝血有关的蛋白质、酶或因子＊与溶纤有关的酶：如纤溶酶原，被尿激酶活化后成为具有酶活性的纤溶酶，具有溶栓作用。2009-03-30SuzhouUniversity2、血浆的综合利用（4）补体系统蛋白：补体系统：机体主要防御体系之一，在许多生物学反应中，如吞噬、调理、趋化和细胞溶解等，均起重要作用。补体在自身免疫性疾病及循环免疫复合物性疾病中，起着损伤机体的作用。（5）蛋白酶抑制物类：主要有1-抗胰蛋白酶、1抗糜蛋白酶（1X）、间胰酶抑制物、抗凝血酶III等。2009-03-30SuzhouUniversity3、人体液细胞中的活性物质人体液细胞：包括红细胞、白细胞、淋巴细胞、血小板、成纤维细胞等。细胞内的生物活性物质：用人体液细胞生产的活性物质主要有干扰素、白细胞介素、SOD等少数几个品种。2009-03-30SuzhouUniversity4、人类来源的其它原料的利用人胎盘的应用：人胎盘丙种球蛋白、人胎盘白蛋白、人胎盘RNA酶抑制剂、绒膜促性激素（HCG）和绒膜促乳激素（HCS）等。人尿的综合利用：男性尿液：制备尿激酶、激肽释放酶、尿抑胃素、蛋白酶抑制剂、睡眠因子、集落