生物技术制药02

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¨ 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。
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(1) 氨基酸的生产方法
¨ 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。
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1、按药物的化学本质和化学特性来分；
¨ 生物药物的有效成分多数是比较清楚的， 因此有利于比较一类药物的结构和功能的
关系、分离制备方法的特点和检测方法的 统一等。主要有：
¨ （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
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5、糖类药物的分离纯化方法
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¨ （2）分离方法
¨ 常用的分离方法是沉淀法和离子交换层析法。
¨ 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。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
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3、蛋白质类药物的分离纯化方法
¨ 所说的蛋白质类药物包括蛋白质、多肽和 酶类等药物。分离纯化方法主要有：
¨ （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破
碎，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。
¨ 蛋白质、酶、核酸、激素、抗体、细胞因 子等与代谢相关的物质都可能成为药物。
¨ 一、 来源 ¨ 1、生物药物的定义：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。
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（2）氨基酸的分离方法
¨ 常用的氨基酸分离提纯方法有沉淀法、吸 附法和离子交换法。
¨ 沉淀法；根据形成沉淀的原理不同分为两 种：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。另一是用 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沉淀，再用 氨水分解，使亮氨酸游离出来。
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二、生物药物的特性
¨ 3、检验上的特殊性 ¨ 由于生物药物具有特殊的生理功能，因
此生物药物不仅要有理化检验指标，更 要有生物活性检验指标。
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三、生物药物的分类
¨ 生物药物的分类方法有以下三种： ¨ 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
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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。用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。
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2、按原料的来源分类
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¨ 按原料来源分类，有利于对不同原料进行综合 利用、开发研究。对于生物技术药物来说，不 同原料来源的生物药物对生物技术的要求有所 不同。分类如下：
¨ （1）人体组织来源的生物药物：主要有人血液 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、 其他小动物制得的药物如蛇毒、蜂毒等。
¨ （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。
¨ 书中提到的疏水相互作用层析方法以及很 多其它书中未提到的方法也可以进行蛋白 质分离和纯化。
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4、核酸类药物的分离纯化方法
¨ 核酸类药物生产方法主要有提取法和发酵 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。
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பைடு நூலகம்、生物药物的提取
¨ （1）生物组织和细胞的破碎 常用的破碎 方法一是磨切法，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；二是压力法，有加压和减 压两种；三是反复冻融法，该方法设备 简便，活性保持好，用时较长；四是超 声波振荡破碎法，该法破碎效果较好， 对活性有损失；五是自溶法或酶解法， 用得较少。
¨ 6、脂类药物的分离纯化方法； ¨ 7、氨基酸类药物的分离纯化方法
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1、生物药物原料的选择、预处理与保存方法
¨ （1）原料选择 选择原则主要为：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；另外植物原 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。
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6、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。
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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 生物药物是精制出来的 高活性物质，因此具有高效的药理活性 ¨ （3）毒副作用小，营养价值高 ¨ （4）生物副作用常有发生
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2020/11/26
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第二章 生物药物概论
¨ 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
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第一节 生物药物的来源、特性、分类与制备
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2、生物药物的提取
¨ （2）提取 生物组织与细胞破碎后要立即 进行提取。提取时，首先要根据活性物 质的性质，选择提取试剂。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）。其 次是考虑提取溶剂的用量及提取次数、 提取时间。三是注意提取的温度、pH、 变性剂等因素。
¨ （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；
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3、按生理功能和用途分类
¨ 生物药物广泛用作医疗用品，在医学、预防医学、 保健医学等领域都发挥着重要作用，大致分四类：
¨ （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；
四、生物药物的制备
¨ 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。这 里作简要介绍：
¨ 1、生物药物原料的选择、预处理与保存 方法；
¨ 2、生物药物的提取；
¨ 3、蛋白质类药物的分离纯化方法；
¨ 4、核酸类药物的分离纯化；
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¨ 5、糖类药物的分离纯化方法
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5、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。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
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¨ （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。
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3、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。
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二、生物药物的特性
¨ （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。
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一、 来源
¨ 2、生物药物的原料来源 ¨ 生物药物原料以天然的生物材料为主，
包括人体、动物、植物、微生物和各种 海洋生物等。随着生物技术的发展，有 目的人工制得的生物原料成为当前生物 制药原料的重要来源，如用免疫法制得 的动物原料、用基因工程技术制得的微 生物或其他细胞原料等。
¨ （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。
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1、生物药物原料的选择、预处理与保存方法
¨ 原料的保存方法主要有：（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。（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。
¨ 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Dowex I-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。
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6、脂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 的溶剂有组合溶剂，醇是其中的主要成 分，此外还有氯仿、甲醇、水等。
¨ （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，如谷草转氨酶等；
¨ （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。
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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；
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¨ （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
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二、生物药物的特性
¨ 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
养价值高的物质，因此对活性及无菌操 作等要求严格
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¨ 吸附法；这是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
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（2）氨基酸的分离方法