本書圍繞微生物藥物、基因工程藥物、動植物細胞組織提取的藥物等生物藥物的質量研究、監(jiān)控等編寫。以各種生物學檢測方法的原理、基本知識和操作技術為主,同時介紹多種物理化學的分析方法。
本書系統(tǒng)總結了當前各種生物藥物分析方法的原理、技術及應用進展,內容包括生物藥物分析的信息獲取,藥物分析方法的選擇、建立和認證,光譜技術,酶法分析,電泳法分析,免疫分析法,高效液相色譜法,生物質譜法,生物核磁共振法,氨基酸、多肽和蛋白質類藥品檢驗,酶類藥品檢驗,糖類、脂類和核酸類藥品檢驗,基因工程藥物質量控制,生物藥物研發(fā)和藥物分析,生物藥物分析進展和動態(tài)。
本書內容全面、新穎,注重反映現(xiàn)代生物藥物分析與檢驗的新技術和新進展,力求體現(xiàn)科學性、先進性和實用性,可供從事生物藥物生產、研究和分析檢驗的技術人員參考,同時可作為制藥工程、生物工程、藥學等專業(yè)的本科學生的專業(yè)教材,也可作為研究生、高職學生的參考教材,可滿足生物藥物分析各教學環(huán)節(jié)及不同層次的需求。
《生物藥物分析》第一版是過去10年最暢銷的生物藥物分析圖書之一,被許多院校選作藥物化學、藥物分析等專業(yè)的教材,也被制藥公司及藥品檢驗機構選作培訓教材,給讀者提供了實用的專業(yè)知識和方法指導!渡锼幬锓治觥返诙姹3至说谝话鎯热萑、與藥檢工作實踐結合緊密的特色,根據最新的標準、規(guī)范及2010年版藥典修訂,內容緊貼學科前沿,可以給讀者帶來廣闊的視野、最新的方法進展、實用的工作和學習指導。因此,編輯強烈推薦開設制藥工程、生物工程、藥學及相關專業(yè)和課程的高等院校的師生以及制藥公司、藥品檢驗和臨床藥學部門或從事生物藥物分析的科技人員參考閱讀。
第一章生物藥物分析學概述
第一節(jié)藥物分析的性質和任務001
一、藥物分析的性質001
二、藥物分析的任務001
第二節(jié)藥物的質量控制002
一、藥物質量的評價002
二、藥物的質量標準002
三、藥典與分析方法002
四、藥物分析與生物藥物分析的
關系002
第三節(jié)生物藥物概述003
一、生物藥物的范圍003
二、生物藥物的研制發(fā)展過程004
三、生物藥物的分類004
四、生物藥物的性質006 第一章生物藥物分析學概述
第一節(jié)藥物分析的性質和任務001
一、藥物分析的性質001
二、藥物分析的任務001
第二節(jié)藥物的質量控制002
一、藥物質量的評價002
二、藥物的質量標準002
三、藥典與分析方法002
四、藥物分析與生物藥物分析的
關系002
第三節(jié)生物藥物概述003
一、生物藥物的范圍003
二、生物藥物的研制發(fā)展過程004
三、生物藥物的分類004
四、生物藥物的性質006
五、生物藥物檢測的特點007
第四節(jié)生物藥物的科學管理008
一、藥品質量和藥品質量標準008
二、生物制品的標準化008
三、生物藥物的科學管理010
第五節(jié)生物藥物的分析檢驗012
一、生物藥物質量檢驗的程序與
方法012
二、生物制品的質量檢定013
三、生物藥物常用的定量分析法015
第六節(jié)藥物代謝與藥物動力學中的分析
方法015
一、藥物代謝與藥物動力學的研究015
二、生物技術藥物的藥物動力學
特點016
三、藥物代謝動力學研究的常用分析
方法016
四、我國生物大分子藥物的代謝與動
力學研究018
第七節(jié)生物藥物(分析)信息的
獲取019
一、常用傳統(tǒng)文獻信息源019
二、電子型文獻信息源023
三、 檢索實例與分析028
第二章藥物分析方法的選擇、建立和認證
第一節(jié)分析質量控制032
一、分析質量保證032
二、標準物質和標準分析方法032
三、分析質量控制033
第二節(jié)計量認證035
一、計量認證概述035
二、常用術語035
三、計量認證的主要內容035
四、計量認證的實施步驟036
五、質量管理手冊036
第三節(jié)藥物分析方法的選擇和建立036
一、藥物分析方法的選擇036
二、藥物分析方法的建立和論文
發(fā)表037
第四節(jié)藥物分析方法的驗證與質量
控制038
一、藥物分析方法的驗證039
二、不同分析類型對驗證參數(shù)的
要求043
三、分析方法驗證的資料要求043
四、藥物分析的質量控制043
五、質量源于設計044
第三章光譜技術
第一節(jié)紫外?可見分光光度法045
一、電子躍遷的分類045
二、Lambert?Beer定律048
三、定性和定量分析048
四、紫外?可見分光光度法在氨基酸、
多肽、蛋白質和核酸研究等方面的
應用050
五、紫外?可見分光光度法在脂類和糖
類方面的應用051
第二節(jié)分子熒光和磷光分析051
一、基本原理052
二、定量分析方法059
三、熒光分析技術及應用060
第三節(jié)圓二色光譜法065
一、旋光譜066
二、圓二色光譜066
三、CD、ORD以及UV的關系066
四、圓二色光譜法的應用067第四章酶法分析
第一節(jié)酶法分析的原理069
一、酶的定義和性質069
二、酶法測定的原則070
三、酶反應動力學070
第二節(jié)酶試劑的動力學原理071
一、單酶試劑的動力學071
二、酶偶聯(lián)測定法的動力學073
第三節(jié)酶法分析的檢測方法073
一、紫外?可見分光光度法073
二、熒光光度法076
三、氧電極法076
四、固定化酶和酶電極法077
五、放射性同位素測定法077
第四節(jié)終點測定法077
—、終點法條件078
二、終點法種類079
三、藥物分析實例——酶法測定乳酸
中L?乳酸的含量081
第五節(jié)反應速率法081
一、利用待測物質作底物的測定法082
二、利用待測物質作輔酶或抑制劑的
測定方法082
三、特殊的反應速率測定法083
四、藥物分析實例——酶法測定肝素083
第六節(jié)酶循環(huán)放大分析法084
一、酶循環(huán)法的原理084
二、酶循環(huán)反應的靈敏度084
三、酶循環(huán)反應的類型084
四、酶循環(huán)法的特征和應用前景086
五、酶循環(huán)法推廣應用尚需克服的
難題086
第七節(jié)生物傳感器與酶傳感器087
一、生物傳感器087
二、酶傳感器088
第五章電泳分析法
第一節(jié)概述094
一、電泳094
二、電泳技術分類094
第二節(jié)基本理論095
第三節(jié)紙電泳法096
第四節(jié)瓊脂糖凝膠電泳法097
第五節(jié)醋酸纖維素薄膜電泳法098
第六節(jié)聚丙烯酰胺凝膠電泳法099
第七節(jié)SDS?聚丙烯酰胺凝膠電泳法102
第八節(jié)等電聚焦103
一、基本原理103
二、載體兩性電解質104
三、密度梯度等電點聚焦104
第九節(jié)高效毛細管電泳105
一、毛細管電泳分離模式105
二、毛細管電泳的特點106
三、毛細管電泳法的基本裝置107
四、毛細管電泳法的應用110
第六章免疫分析法
第一節(jié)概述112
第二節(jié)抗原113
一、全抗原和半抗原113
二、人工抗原的合成114
第三節(jié)抗體119
一、抗體的制備120
二、抗體的純化122
三、特異性抗體的篩選與效價測定124
第四節(jié)抗原?抗體的相互作用124
一、抗體親和力124
二、親和力的測定方法125
第五節(jié)免疫分析方法及其應用125
一、放射免疫分析法(RIA)126
二、熒光免疫分析法(FIA)127
三、克隆酶給予體免疫分析法
(CEDIA)129
四、酶聯(lián)免疫分析法(ELISA)130
五、蛋白質芯片分析法133
六、免疫分析方法的應用135
第七章高效液相色譜法
第一節(jié)概述137
第二節(jié)高效液相色譜的分離模式138
第三節(jié)液?固色譜法139
第四節(jié)鍵合相色譜法140
一、正相色譜法140
二、反相色譜法140
第五節(jié)離子交換色譜150
一、離子交換色譜的分離機理151
二、離子交換色譜的固定相152
三、離子交換色譜的流動相152
四、離子交換色譜的影響因素153
五、離子交換色譜法應用示例154
第六節(jié)體積排阻色譜法157
一、體積排阻色譜法的分離機理157
二、體積排阻色譜法的特點158
三、體積排阻色譜的固定相159
四、體積排阻色譜的流動相161
五、體積排阻色譜的影響因素162
六、凝膠滲透色譜法測定聚合物分子
量分布164
七、體積排阻色譜應用示例166
第七節(jié)親和色譜法167
一、親和色譜的分離機理168
二、親和色譜的固定相169
三、親和色譜的影響因素169
四、親和色譜法應用示例170
第八節(jié)色譜分離方法的選擇173
第八章生物質譜法
第一節(jié)概述174
第二節(jié)激光解吸離子化質譜法175
一、概述175
二、實驗技術175
三、激光解吸離子化質譜的特征176
第三節(jié)電噴霧離子化質譜法177
一、概述177
二、電噴霧離子化(ESI)原理177
三、生物分子的ESI/MS177
第四節(jié)串聯(lián)質譜179
一、概述179
二、蛋白質方面的應用179
三、糖方面的應用179
第五節(jié)多肽和蛋白質分析180
一、概述180
二、分子量的測定180
三、肽圖譜及氨基酸序列分析182
四、蛋白質的非共價復合物研究184
第六節(jié)糖蛋白和寡糖分析186
一、概述186
二、EPO分子量測定186
三、EPO寡糖的分析186
四、寡糖的序列分析187
第七節(jié)核苷酸分析189
一、概述189
二、分子量測定190
三、蛋白和低聚核苷酸之間的作用191
第九章生物核磁共振法
第一節(jié)基本原理192
一、核磁共振的產生192
二、弛豫過程193
第二節(jié)核磁共振波譜儀和試樣的
制備193
一、核磁共振譜儀193
二、試樣的制備194
第三節(jié)化學位移和核磁共振譜194
一、化學位移及其影響因素194
二、核磁共振光譜198
第四節(jié)簡單自旋偶合和自旋分裂198
一、自旋偶合與自旋分裂現(xiàn)象198
二、偶合常數(shù)198
三、核的等價198
四、自旋體系的分類200
五、一級圖譜200
第五節(jié)其他核磁共振技術201
一、13C?核磁共振技術201
二、固體高分辨率核磁共技術203
三、多維核磁共技術204
四、核磁共振成像及活體核磁共振205
第六節(jié)生物核磁共振譜的應用205
一、蛋白質的核磁共振研究205
二、核酸的核磁共振研究206
三、糖的核磁共振研究207
四、膜和膜蛋白的核磁共振研究207
第十章氨基酸、多肽和蛋白質類藥品檢驗
第一節(jié)氨基酸類藥品檢驗208
一、氨基酸的定性鑒別208
二、氨基酸特殊雜質及安全性檢查211
三、氨基酸含量測定211
第二節(jié)蛋白質、多肽類藥品檢驗216
一、定性鑒別216
二、特殊雜質及安全性檢查216
三、效價測定216
第十一章酶類藥品檢驗
第一節(jié)酶的分離純化223
一、常用的方法與技術223
二、酶制備方案的設計230
第二節(jié)酶活力測定230
一、酶活力測定的作用和意義230
二、酶的活力單位(U)和比活力230
三、酶活力測定的一般方法231
四、影響酶活力的因素233
五、酶活力的計算235
六、應用示例235
第三節(jié)酶活力測定法設計236
一、酶促反應的條件236
二、酶反應的分析方法237
三、測定條件設計實例238
第四節(jié)藥用酶的活力測定240
一、糜蛋白酶241
二、彈性酶242
三、胃蛋白酶243
四、胰酶243
五、溶菌酶245
六、降纖酶246
七、門冬酰胺酶246
八、纖維素酶247
九、菠蘿蛋白酶248
十、凝血酶248
十一、玻璃酸酶249
十二、超氧歧化酶(SOD)250
第十二章糖類、脂類和核酸類藥品檢驗
第一節(jié)多糖類藥物的結構分析研究251
一、多糖中單糖的組成分析251
二、分子量測定252
三、糖苷鍵連接方式的測定252
四、糖苷鍵連接位置的測定253
第二節(jié)多糖類新藥的理化特性分析253
一、物理常數(shù)測定253
二、純度分析254
三、含量測定254
第三節(jié)糖類藥品檢驗254
一、硫酸軟骨素254
二、香菇多糖256
三、靈孢多糖256
四、絨促性素256
五、肝素257
六、肝素鈉258
七、低分子肝素258
第四節(jié)脂類藥品檢驗260
一、熊去氧膽酸260
二、谷固醇260
三、大豆磷脂260
四、輔酶Q10260
五、亞油酸乙酯261
六、膽紅素261
七、多烯酸乙酯263
第五節(jié)核酸和核苷酸類藥品檢驗263
一、定性鑒別263
二、特殊雜質檢查263
三、含量測定263
第十三章基因工程藥物質量控制
第一節(jié)基因工程藥物概述267
一、基因工程與制藥267
二、主要的基因工程藥物269
三、基因工程藥物的特點275
第二節(jié)基因工程藥物質量控制276
一、基因工程藥物質量要求276
二、重組DNA藥物質量控制要點276
三、基因工程藥物的開發(fā)研制280
四、基因工程藥物的制造和檢定規(guī)程282
第三節(jié)基因工程藥物的檢驗282
一、蛋白質含量283
二、蛋白質的純度283
三、蛋白質的分子量測定287
四、蛋白質等電點的測定287
五、氨基酸組成分析287
六、部分氨基酸序列分析289
七、肽圖分析289
八、雙相電泳技術290
九、核磁共振技術291
十、蛋白質的二硫鍵分析291
第四節(jié)基因工程藥物的臨床前安全性
評價291
一、臨床前安全性試驗的一般指導
原則292
二、安全性試驗的要求293
三、各類基因工程藥物的安全性評價294
第十四章生物藥物研發(fā)與藥物分析
第一節(jié)藥物分析與新藥創(chuàng)制296
第二節(jié)國內外生物藥物的發(fā)展現(xiàn)狀297
一、我國生物藥物的發(fā)展狀況297
二、我國生物制藥產業(yè)的發(fā)展趨勢297
三、國外生物技術藥物研究開發(fā)現(xiàn)狀
與趨勢299
第三節(jié)生物制藥創(chuàng)新研究和開發(fā)300
一、生物藥物研發(fā)的主要過程300
二、生物制藥研發(fā)的熱點304
三、創(chuàng)新生物藥物的立題307
四、我國生物藥物研發(fā)存在的不足308
五、生物醫(yī)藥行業(yè)特征309
六、我國生物技術藥物研發(fā)的重點309
七、我國生物制藥產業(yè)發(fā)展面臨的關
鍵問題310
八、我國生物藥物產業(yè)發(fā)展方向310
九、值得關注的十大新一代生物技術
平臺311
第四節(jié)生物仿制藥研究313
一、生物仿制藥的定義313
二、生物仿制藥的特點313
三、生物仿制藥的發(fā)展歷程、研究狀
況和前景314
四、生物仿制藥藥學研究317
五、生物仿制藥與生物藥物的表征322
第五節(jié)一般生化藥物結構和組分的
確證326
一、多肽及蛋白質類326
二、酶類327
三、多糖327
四、核苷酸及核酸類328
五、不飽和脂肪酸328
第六節(jié)生物藥物產品的質量控制328
一、生物藥物產品的質量研究328
二、生物藥物制劑研究與穩(wěn)定產品質
量的關系329
三、穩(wěn)定性研究有待改進329
四、完善質量標準329
五、細胞庫的建立和生產穩(wěn)定的
關系330
六、生產工藝的驗證331
第七節(jié)質量控制體系建立過程中的
問題331
第十五章生化藥物分析進展和動態(tài)
第一節(jié)生物藥物分析基礎研究334
一、國外發(fā)展趨勢334
二、國內發(fā)展現(xiàn)狀334
第二節(jié)生物藥物分析研究現(xiàn)狀335
一、氨基酸類藥物分析336
二、酶類藥物分析336
三、蛋白質多肽類藥物分析337
四、嘌呤類藥物分析338
五、糖類藥物分析339
六、結語339
第三節(jié)生物藥物分析進展和動態(tài)340
一、高效毛細管電泳341
二、生物傳感器在生化藥物分析中的
應用345
三、二維核磁共振譜(2D?NMR)在
生化藥物中的應用346
四、基質輔助激光解吸離子化質譜法
在生化藥物分析中的應用346
五、酶法分析新技術的發(fā)展347
六、新色譜分析法及有關技術的
應用348
七、《中國藥典》2010年版三部對生
物制品質量的控制351
第四節(jié)多肽和蛋白質類藥物分析方法
和藥物動力學研究進展352
一、多肽和蛋白質藥物的分析方法353
二、藥物動力學機理358
三、藥代動力學研究的實驗設計應注
意的問題360
參考文獻
附錄
《生物藥物分析》一書自2003年在化學工業(yè)出版社出版以來,受到了讀者的歡迎,取得了很好的影響,至今已經歷時10年。在這10年間,生物藥物的品種不斷增多,有關的分析技術、分析儀器等也有了較大發(fā)展;有關的法律、法規(guī)相繼出臺或完善,有關的標準也有不同程度的更新;《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)2010年版已實施。為了使本書能更好地為藥物分析行業(yè)的從業(yè)者服務,我們對本書進行再版修訂。
此次修訂,保持了本書第一版內容全面、與藥檢工作實踐結合緊密的特色,依據本學科現(xiàn)在的發(fā)展態(tài)勢,對內容進行吐故納新,增補近年來新發(fā)展的分析技術手段以及新生物藥品的分析方法,將原書中目前已不常用或應用面不大的分析方法進行精簡或刪除。另外,根據《中國藥典》2010年版及最新的標準,對書中涉及的有關術語、推薦方法、檢測限量等進行更新。
本書可供藥物分析、藥品及生物制品檢定等領域的技術人員參考,也可作為高等院!八幬锓治觥闭n程的教材,所以在編寫過程中注重突出以下幾個特色:
(1)努力使本書適應我國高等院校培養(yǎng)目標的要求;
(2)注重圖書內容的先進性和實用性;
(3)便于學生自學,且有利于學有余力的學生在藥物分析課程上的進一步提高;
(4)內容體系和結構安排盡量符合教學規(guī)律,以利于教師組織教學。
再版時將第一版的第二章經縮減、修訂后并入第一章,第三章修訂后作為第二章;本版增加光譜技術為第三章?紤]到《中國藥典》2010年版附錄已收載生物檢定法有關內容,因此刪除第一版的第九章,增加生物核磁共振法為本版第九章。其他章節(jié)也進行了修訂,修訂后全書仍為15章。本書由何華、焦慶才、戚雪勇、張冬梅、錢愛民、紀宇、王羚酈、劉楊、李潔、徐禮生、湯瑤等11位編者通力合作完成編寫任務,在編寫過程中得到化學工業(yè)出版社的大力支持,在此表示感謝。
由于時間和水平所限,書中疏漏在所難免,歡迎廣大讀者提出寶貴意見。
編者2013年9月
第一版前言
生物藥物分析是藥物分析學的一個分支;瘜W在過去較長的時間里,對小分子之間的反應研究得很多,這些反應都是一些相對比較快的反應和比較簡單的體系。而生命科學的進展帶給化學家的問題都是大分子與大分子或者大分子與小分子之間的反應。這些都是一些相對比較慢的過程和比較復雜的體系。作用的形式也不僅僅只是化學鍵的斷裂、組合或重排,而是包含了很多的弱相互作用(氫鍵、偶極作用、范德華力等等)。大分子與大分子的相互作用以及大分子與小分子的相互作用又聯(lián)系到復雜的結構層次上的變化,大分子可能通過有序的高級結構重組,其中的能量傳遞、信號分子的傳遞又會產生新的變化;瘜W家對小分子之間的相互作用已經有了一系列的監(jiān)測、跟蹤、定性、定量以及理論計算等方法,而對大分子與大分子、大分子與小分子相互作用的復雜體系的慢過程卻缺乏相應的方法和工具。生物藥物與化學藥物相比,其質量控制的方法有很多不同,如生物藥物多數(shù)為大分子藥物,有的化學結構不明確,有的分子量不是定值,這給質量控制帶來了一定的困難;在檢查項目上生物藥物與化學藥物也有不同。例如,生化藥物均需做熱原檢查、過敏試驗、異常毒性等試驗;對生物藥物有效成分的檢測,除應用一般化學方法外,更應根據制品的特異生理效應或專一生化反應擬定其生物活性檢測方法。所以,生物藥物的定量方法,除了重量法、滴定法、比色法及HPLC法等理論分析法外,還有電泳法、酶法、免疫法和生物檢定法等生物測定法;大多數(shù)生物是生物活性分子,對人體往往是異源物質,其化學性質與生物學性質都很不穩(wěn)定,對熱、酸、堿、重金屬等敏感,易引起變性和失活。從生物原料中分離生物藥物,通常比較困難,易受到微生物污染變質。因此,在原料貯存、生產加工和成品保存及臨床應用過程中,對制品的均一性、有效性、安全性和穩(wěn)定性等應有嚴格要求,其制造工藝設計與質量標準的制定也應與一般化學藥物有較多區(qū)別。目前,生物藥物分析方面的參考書較少,為此,我們編寫了《生物藥物分析》。
全書共15章,闡述各種分析方法的基本原理、基礎理論與基本技術,力求簡明扼要。在闡明方法基本理論的基礎上,著重編寫了應用部分,包括示例和測定的藥物等。因此本書具有相當強的實用性,既能夠為讀者日常工作提供方便,又能為讀者從事科研提供思路與指導,鑒于近年來儀器分析的飛速發(fā)展,在我國及其他國家藥典中,儀器分析的應用占有越來越大的比例,本書以較多的篇幅進行了闡述。
《生物藥物分析》考慮到高校各層次的培養(yǎng)規(guī)格、特別是突出“制藥類”的特點,而編寫的內容體現(xiàn)了科學性、先進性和適用性,本書可以作為高等醫(yī)藥院校高年級選修課和研究生教材及其他有關專業(yè)的教學參考書,也可供制藥公司、藥品檢驗和臨床藥學部門或從事生物藥物分析的科技人員參考。
本書在編寫過程中,江蘇省藥品檢驗所徐連連主任藥師和南京大學孫成教授于百忙之中承擔了部分審閱,得益于書中所引用有關書籍和期刊的編著者,并得到了中國藥科大學領導和專家們的關心支持,在此一并謹致謝意。
為了使本書適應我國醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展的需要,我們參考了大量國內外有關書籍和文獻,并結合我國國情而進行編撰工作,但限于水平和時間倉促,難免會有錯誤和不足之處,祈盼專家、同仁及廣大讀者批評指正,與我們共同來豐富生物藥物分析學科的內容。
中國藥科大學何華
2002年10月于南京