药动学实验讲义

《药物动力学》实验教学大纲（供药剂专业使用）一、制定实验教学大纲的依据全国高等学校教材《生物药剂学与药物动力学》教学要求。

二、地位和作用《药物动力学》是应用动力学原理与数学处理方法，定量描述药物在体内动态变化规律的学科。

是全国高等教育药学类专业一门专业课；培养学生掌握如何正确评价药剂质量，设计合理的剂型、处方及生产工艺，进行治疗药物监测和合理用药。

为学生今后从事新药研制及临床药学工作奠定基础。

三、实验目的与应达到的实验能力标准1、使学生在实践中进一步学习、掌握和运用学过的理论知识。

2、运用学过的基本理论，分析实验过程中的各种现象和问题，培养训练学生分析问题、解决问题的能力。

3、通过实验操作，训练学生的实验技能，使学生掌握生物样品分析的基本操作方法和注意事项，了解药物动力学实验常用仪器的使用。

4、通过实验数据的分析处理，书写报告，培养学生的分析能力和总结能力。

5、通过实验培养学生良好的学风和工作作风，以严谨、求实的精神对待科学实验与开发研究工作。

四、教学文件及教学形式教学文件：《药物动力学实验讲义》自编教学形式：由指导教师讲授实验的目的、原理、操作和有关注意事项，然后指导学生进行实验操作。

五、本实验需要的主要仪器、设备及器材（一）主要设备高效液相色谱仪；振荡器；离心机；氮吹仪；微量移液器。

（二）材料氨茶碱注射液；氨茶碱对照品；溶剂等低值易耗品。

（三）动物家兔六、实验成绩评定1、侧重平时实验要求，结合实验报告及各部分实验结果评分。

2、实验成绩按二十分给出。

理论课总分折合80%加上实验课总分为学生生物药剂学课总成绩。

总计100分。

七、实验教学项目表。

生物药剂学与药物动力学实验讲义湖南中医药大学药学技能教学实验中心二O一O年五月目录1．前言---------------------------------------------------------------2页2. 实验一固体制剂体外溶出度测定------------------3～4页3. 实验二血药浓度法测定对乙酰氨基酚片的生物利用度等药动学参数-----------------------------------------5～7页前言生物药剂学与药代动力学是药学专业的一门专业课程，主要研究药物制剂的评价方法及药物的体内过程。

生物药剂学与药代动力学实验是本课程的重要组成部分，实验中不仅将应用到本课程的理论知识，而且将贯通药动学、药剂学、分析化学、体内药物分析等课程，并使用UV、HPLC等现代分析仪器。

为了达到本实验教学目的，要求学生上实验课前，必须认真预习，明确实验目的，了解实验内容和方法，并结合课堂教学明白实验的基本原理。

实验中要有严谨的科学态度和实事求是的作风，严格操作，正确使用仪器，详细做好实验记录。

实验数据不得任意涂改，实验报告要求书写正确整洁。

实验中严格遵守实验室规章制度，注意安全，保持实验台面整洁及室内卫生。

本实验讲义主要参考华西医科大学《临床药代动力学实验讲义》、中南大学湘雅医学院药学系《生物药剂学与药物动力学实验讲义》及北京医科大学《生物药剂与药物动力学实验讲义》编写，在此对两所学校的老师们表示感谢。

由于时间仓促，错误及遗漏之处在所难免敬请批评指正。

实验一固体制剂体外溶出度测定一．目的要求1．掌握固体制剂（片剂丸剂胶囊剂等）溶出度的测定原理、方法与数据处理。

2．熟悉溶出度测定的意义，溶出度测定仪的使用方法。

3．了解溶出仪的基本构造与性能。

二．实验提要1．溶出度系指在规定介质中药物从片剂或胶囊等固体制剂中溶出的速度和程度。

崩解（或溶散）度无法反映崩散后微细颗粒的再分散和溶解过程。

实验三 尿药法测定核黄素片剂消除速度常数【实验目的】1、 熟悉尿药法在生物药剂实验中的应用2、 掌握尿药法计算消除速度常数等动力学参数的方法【实验原理】药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程既有区别，又有联系，观察一个方面的变化，常可间接地认识到另一方面的情况，所以药物在体内的速度过程变化规律，既可用血药法来估算，也可用尿药法来估算。

在多数情况下，尿药浓度高于血药浓度，定量分析精密度好，测定方法较易建立，而且取样方便，受试者可免收多次抽血的痛苦。

因此，在体内药物大部分以原形从尿中排除条件下，通常可用尿药法估算消除速度常数、生物半衰期等动力学参数。

尿中原形药物的瞬时排泄速度，可用下列微分式表示：X K dtdX e u= （1） Ke 为表观一级排泄速度速度，Xu 为t 时间尿中原形药物的累计排泄量，X 为t 时间体内存有的药量。

在静脉给药时，体内药量的经时过程可由下式表示：kt o e X X -= （2）Xo 为给药剂量，K 为表观一级消除速度常数。

将（2）式中X 值代入（1）式后得：kt o e e X K dtdXu-= （3） 两边取对数得：303.2log logKtX K dt dX o e u -= （4） 由（4）式可见，原形药物排泄速度得对数对时间作图为一直线，其斜率为-K/2.303，与血药浓度的对数对时间作图所求的斜率相同。

（4）式适用于静脉给药后求算消除速度常数。

若口服给药，则体内药量经时过程可由下式表示：)(t K Kta o a a e e KK F X K X ----=（5）Ka 为表观一级吸收速度常数。

尿中原形药物的瞬时排泄速度可由（5）式代入（1）式得：)(t K Kta o a e u a e e KK FX K K dt dX ----= （6） 当Ka>K ，t 充分大时，则e -Kat →0，（5）式简化为：Kta o a e u e KK FX K K dt dX --= （7） 两边取对数得：303.2log logKtK K FX K K dt dX a o a e u --= （8） 由上述关系式可见，若以logXu/dt 对t 作图，可得到一条二项指数曲线，从其后段直线得斜率可求出一级消除速度常数K 。

实验一阿斯匹林片体外溶出速度的测定一、目的要求：通过阿斯匹林片体外溶出速度的测定，了解制剂生物制度的体外测定方法。

二、实验指导：片剂服用后，在消化道中需要经过崩解和淀解两个过程，然后才为机体所吸收，崩解后的粒子还不能直接被机体吸收。

故崩解时限的检查只能控制整个释放过程的最初阶段。

特别在加入挡板的情况下测得的崩解度，不太符合实际的生理现象。

故对难溶性药物只用崩解度作为片剂吸收性能的指标就不能完全反映制剂的内在质量。

为了更有效地控制固体制剂的内在质量，除了测定体内血液或药浓度（最能真实反映吸收情况外，目前一些国家的药典收载了一种与体内结果相关的体外测定方法—溶出速度测定）。

片剂溶出速度测定是指药片在适当的介质中崩解后，主药的溶出速度和程度，近代生物药剂学研究指出，一般溶解度小于0.1—1mg/100 mＬ的药物，其体内吸收受溶出速度的控制。

故目前都用溶出速度来控制难溶性药物固体制剂的质量。

本实验测定阿斯匹林片的溶出速度。

乙酰水杨酸微溶于水（25℃时溶解度为0.33g/100mL ）。

测定溶出速度的仪器种类较多，本实验采用转蓝法。

（参看美国药典19版，20版和NF14版）。

三、实验内容：1、测定比较值E：取样品20片，精密称定，计算平均片重W将片研细，再精密称取相当于W的量，置于1000mL定量瓶中，加入人工胃液（1：100HCL）适量，37℃水溶上使全溶，冷至室温加人工胃液至刻度，摇匀。

过滤，取滤液5mL至50mL容量瓶中，加蒸馏水25mL用0.1moL/LNaOH 调PH9-10,沸水浴中煮沸5’,取出放冷,用0.1 moL/LNaOH调PH3-5,加硫酸铁铵指示剂5滴,蒸馏水稀释至刻度,于540nm处测定吸收值(E).2、样品测定:最取1000mL人工胃液为释放介质,调节恒温水浴温度为37℃±0.5℃，转兰转速100r/min。

取样品一片称量后放入转兰中，从溶媒接触药片开始计时，定时取样测定含量。

【疑问回答】1.血浆样品中加入甲醇的作用是什么？用HPLC法测定药物浓度时，蛋白质会沉积在色谱柱上发生堵塞，严重影响分离效果。

因此为了防止分析仪器的污染、劣化，提高测定灵敏度、准确度、精密度和选择性，必须进行除蛋白等前处理。

常用的预处理方法有有机破坏法、盐析、加热、加酸等。

本次实验加入甲醇的目的是将药物与蛋白质分离开以避免损坏色谱柱。

2.若实验过程中产生溶血会对实验结果有影响吗？不影响。

与药物结合的血浆蛋白主要有三种：白蛋白主要与血浆中的弱酸性药物结合，α1-酸性糖蛋白主要与血浆中的弱碱性药物结合，脂蛋白主要与血浆中的脂溶性药物结合。

此外β、γ球蛋白主要与内源性生物活性物质结合。

对乙酰氨基酚为弱酸性、脂溶性药物，主要与白蛋白和脂蛋白结合。

溶血使血红蛋白释放，不与对乙酰氨基酚结合。

故溶血不会影响实验结果。

【思考题】1.简述血药法在药动学研究中的意义。

药物的药理效应往往与到达作用部位的药物浓度及维持时间密切相关，又因为绝大多数药物需经血液循环达到作用部位，而药物在血液和组织中往往保持着动态平衡和定量关系，所以血药浓度与药理作用有密切的相关性。

如果想按照作用部位药物浓度水平定量设计给药方案，必须掌握药物在ADME过程中血药浓度的变化规律。

药物动力学就是运用数学原理，研究体内药量（主要是血中药量）的经时变化规律，并用数学语言加以描述，即用一定的数学公式或坐标图象，来表示体内药量（或血药浓度）和时间之间的函数关系。

这种函数图线称之为血药浓度时间曲线，简称药-时曲线。

药物动力学中常用的基本概念如房室模型、速率常数、生物利用度、表观分布容积、生物半衰期等均是建立在血药法下。

2.血浆样品处理方法有哪些？(1)去除蛋白质在测定血样时，首先应去除蛋白质。

去除蛋白质可使结合型的药物分离出来，以便测定药物的总浓度；去除蛋白质也可预防提取过程中蛋白质发泡，减少乳化的形成，以及可以保护仪器性能（如保护HPLC柱不被污染），延长使用期限。

药动学讲义：要求：掌握药物在体内跨膜转运规律和影响因素吸收、首关消除、肝药酶及肝肠循环、生物利用度；熟悉主动转运、易化扩散分布：血浆蛋白结合率、药物与血浆蛋白结合的特点、再分布、血脑屏障、胎盘屏障、生物转化了解一级消除动力学的概念、特点、基本公式半衰期、表观分布容积、稳态血药浓度：药酶抑制剂、药酶诱导剂零级消除动力学的概念、特点、基本公式消除速率常数、血浆清除率、负荷剂量药物主要内容：物代谢动力学( pharmacokinetics) Pharmacokinetics基本概念：简称药动学主要研究药物的体内过及体内药物浓度随时间变化的规律第一节药物的体内过程Process of Drug in the Body 药物经过给药部位进入直至排出机体的过程。

药物体内过程包括药物的吸收( absorption)、分布( distribution)、代谢( metabolism) 和排泄( excretion)，即ADME 四个基本过程。

代谢和排泄都是药物在体内逐渐消失的过程，统称为消除( elimination)。

一、药物的转运转运的类型主动转运Active Transport 简单扩散易化扩散Simple diffusion 主要影响因素为体内大多数药物的转运方式主要受到药物的溶解性和解离性等理化特性的影响，脂溶性强的药物容易跨膜转运水溶性强的药物难于跨膜转运。

离子障ion trapping 离子型药物被限制在使其变成离子膜的那一侧，不可自由穿透；即非离子型即分子型脂溶性好，可自由穿透。

许多药物是弱酸或弱碱性的弱酸性或弱碱性药物的离子化程度由其pKa 及其所在溶液的pH 而定。

pKa: 药物在溶液中50 ％离子化时的pH。

二、吸收Absorption药物自给药部位经细胞组成的屏蔽膜进入血液循环的过程药物作用的快慢与其吸收速度相关（一）胃肠道给药方式：口服（per os ）小肠粘膜舌下（sublingual ）颊粘膜直肠（per rectum ）直肠粘膜首关消除first pass elimination First Pass Elimination 药物在肠道吸收后，通过门脉进入肝脏，部分药物在通过肠黏膜及肝脏时被灭活代谢，使进入体循环的药量减少，药效也随之下降的现象。

实验一 药物动力学单隔室模型模拟实验【实验目的】1 掌握单隔室模拟的试验方法。

2 掌握用“血药浓度”、“尿排泄数据”计算药物动力学参数的方法。

【实验指导】1 血药浓度法若药物在体内的分布符合单室模型特征，且按表观一级动力学从体内消除，则快速静脉注射时，药物从体内消除的速度为：KX dtdX-= （1） 式中X 为静注后t 时刻体内药量，K 为该药的表观一级消除速度常数，将（1）式积分得：Kt o e X X -= （2）用血药浓度表示为：Kt o e C C -= （3）（3）式边取常用对数，表达式为：303.2log log ktC C o -= （4） 式中Co 为静注后最初的血药浓度。

以logC 对t 作图应为一直线。

消除速度常数K 可由该直线的斜率等于303.2k-的关系而求出。

Co 可以从这条直线外推得到，用这个截距Co 可算出表观分布容积：ooC X V =（Xo ：静注剂量） （5） 2 尿排泄数据药物消除速度常数有时也可以从尿排泄数据来求算。

为此，要求至少有部分药物以原形排泄，考虑到药物从体内消除的途径，有一部分采取肾排泄，另一部分以生物转化或胆汁排泄等非肾的途径消除。

设Xu 为原形消除于尿中的药物量；Ke 、Kur 分别为肾排泄和非肾途径消除的表观一级速度常数。

于是消除速度常数K=Ke ＋Kur （6） 则原形药物的排泄速度X K dtdX e u= （7） 式中X 为t 时间的体内药量。

将（2）式中X 值代入（7）式后得kt o e ue X K dtdX -= （8） 于是303.2log logktX K dt dX o e u -= （9） 由于用实验方法求出的尿药排泄速度显然不是瞬时速度（dtdX u），而是一段有限时间内的平均速度t X u ∆∆。

这样用tX u∆∆和t 中分别代替（9）式中的dt dX u 和t ，以t X u ∆∆log 对t 中作图为一条直线，其斜率为－k/2.303，与血药浓度法所求的斜率相同。

动物药理实验实训指导书试行金华职业技术学院农业与生物工程学院二00九年十月前言药理学实验课是药理教学的一个重要组成部分，通过实验可使学生熟悉药理实验的基本操作方法，掌握药理实验的基本技能，验证药理学的基本理论，加强对理论知识的理解，体验科学研究的基本程序。

本实验指导选择的实验内容实用，做到既与理论课有密切联系，又有实验课的独特体系；既有整体动物（包括清醒动物和麻醉动物）实验，又有器官水平实验；既有验证性实验，又有设计性实验,还有综合性实验。

在实验课的全过程中培养与提高学生独立思考、独立操作以及科学严谨的工作作风和严密的工作方法，使学生初步具备对客观事物进行观察、比较、分析、综合和解决问题的能力，并验证、巩固和加深理解基本理论，从而初步掌握药理学实验的基本方法。

为了达到上述目的，要求同学们做到下列事项：1．预习仔细阅读所进行的实验内容，结合所学理论，认真领会实验目的和原理，熟悉操作方法与步骤，并对实验结果进行理论推测，做到心中有数，以便在实验结果不理想时能及时纠正操作上的错误。

2．清点药品器材实验操作前要对照实验讲义检查药品名称和浓度、器材的数量和性能，以防错拿错放。

3．正确操作包括调试仪器、动物手术、药量换算、给药方法等都应做到准确无误。

4．认真观察和记录实验时要仔细观察实验现象，如动物用药前后的反应差异、反应持续时间及转归，并如实记录在原始记录本上，不许随意涂改。

5．遵守实验室规则、注意作风培养要安全操作，防止触电、药物中毒、动物咬伤等事故。

必须保持实验室的整洁与安静。

实验结束后，要将所用器材擦洗干净，放回指定位置；检查仪器性能，填写使用单，如有损坏要报告带教老师。

实验死亡动物放于指定处，存活动物送回动物室或兽医院。

6．整理实验资料、书写实验报告药理实验资料可分为量反应资料(如血压、心率、平滑肌收缩幅度等)和质反应资料(如动物死亡与存活数)。

将实验资料加以整理，如设计表格进行比较分析或统计学处理(必要时，综合全实验室的实验资料)，按要求写出实验报告，交带教老师评阅。

实验四体液pH对水杨酸钠排泄的影响【实验目的】1．学习尿液中水杨酸的检测方法，掌握体液pH对药物排泄的影响及其临床意义。

2．熟悉大鼠代谢笼的使用，巩固大鼠的各种给药方法。

【实验原理】水杨酸钠经肾脏排泄物为水杨酸，尿液pH对水杨酸排泄影响非常大，当尿液呈酸性时仅排泄5%而尿液呈碱性时则排泄大约85%。

尿液中的水杨酸遇到三氯化铁后可生成紫色络合物，根据反应后溶液紫色深浅可以定性分析水杨酸钠排泄量的多少。

【实验材料】1．动物大白鼠，雌雄不限，200～300g。

2．器材大白鼠代谢笼两个，天平一个，棉手套一只，大鼠灌胃器两个，5毫升注射器两个，6号针头两个，30ml量筒1个，50ml注射器2个。

3．药品5%碳酸氢钠溶液，15%氯化氨溶液，（单盲法配制并编号为A、B），2%水杨酸钠溶液，1%三氯化铁溶液，5%葡萄糖生理盐水，蒸馏水，苦味酸，1%速尿。

【实验方法】1．取大白鼠两只称重并编号。

2．给其中一只按0.5ml/100g灌胃A药液，给另一只以同样剂量灌胃B药液。

3．30分钟后给两只大鼠灌胃5%葡萄糖生理盐水2ml/100g。

4．30分钟后，分别给两只大鼠腹腔注射2%水杨酸钠溶液1ml/100g及1%速尿0.2ml/100g。

5．收集各鼠30分钟尿液，将收集的尿液分别用蒸馏水稀释到30ml，加1%三氯化铁5ml，比较紫色深浅。

【实验结果】表2-1 体液pH值对水杨酸钠排泄的影响鼠号体重(g) 药物尿液反应后颜色结果分析1 2 A B【注意事项】1．实验步骤进行到4后，再将集尿笼插入代谢笼中，以免收集尿液前将集尿笼污染。

2．实验用烧杯、量筒、注射器、集尿笼应清洗干净，否则影响反应pH，导致实验结果不准确。

【思考题】1. 药物的排泄途径有哪些？影响药物排泄的因素有哪些？2. 体液pH还对药物的哪些体内过程有影响？有何临床意义？3. 实验中给予碳酸氢钠、氯化氨、葡萄糖生理盐水、速尿等药物的目的各是什么？4. 根据反应后溶液紫色深浅为什么可以定性分析水杨酸钠排泄量的多少？写出水杨酸与三氯化铁的反应式。