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【摘要】随着我国经济的发展,相应的科学技术也得到了快速发展,尤其是生物制药领域的发展尤为引人注目。为了保证药物制剂鉴别的有效率,引用相应的技术手段提高鉴别率是推动生物制药技术的必要手段,采用红外光谱法是更加有效的手段,本文以此为基础探讨红外光谱法在药物制剂鉴别中的应用研究。
关键词红外光谱法;药物制剂鉴别;生物制药
红外光谱法是建立在红外区域内,借助电子波连续光谱直接照射药品,并采用专业的手段来记录样品中所吸收的曲线,它是一种有机化合物分析方法。采用红外光谱法进行鉴别样品,样品的纯度的要求较高,一般不能低于标准的90%以下,在各国进行药物原料药的鉴别时,一般都采用红外光谱法。为了最大程度的推动我国药品标准国际化的进程,红外光谱方法对药物制剂进行鉴别是推动我国未来生物制药工程的重要手段之一。
1红外光谱法的概述
红外光谱法是一种被应用在有机化合物分析中的常用方法,其专属性较高。红外光谱作为一种物理常数,本身具有较高的准确性,比一般性的物理常数都更可靠,与标准的图谱比较,具有可验证性。在未知成份的化学结构体系研究当中,根据不同的分子在红外光谱中的特点,可以完成初步的吸收光谱位置,检验光谱的强度,从而判定基本的形状,通过上述步骤可以判定分子内部的官能团,推断其中的结构细节。借助该方法可以断定分子的整体骨架结构,实现药物的鉴别[1]。
红外光谱包括近红外区、中红外区与外红外区。因为大多数生物界中的有机化合物的基团转动频率主要集中在中红外区域,因此,该领域中的应用也是最广泛的。有机化合物的重要特征表现为红外光谱具有明显的复杂性,并与化合物的内部基本结构是一一对应的,具有一定高度的专属性和特征性。
不同的化合物都有自身特点的红外光谱,尤其在指纹区,两个化学结构即使相近,只要有着细小的差异,都会表现出明显的区别。此外,红外光谱在对固体样品的晶形进行界定时,起着非常重要的作用,药物会因晶体的不同,表现出不同的药理,因此,对晶形进行红外光谱界定可以有效地鉴别药物。
2红外光谱法在药物制剂鉴别中的应用
红外光谱特征性较强,除了光学的异构体与长键烷烃的同系物以外,基本上没有两类化合物含有同种红外吸收的光谱。对其进行定性鉴别时重点关注供试品的光谱和对照光谱的全谱谱形的比照分析。我国对此还颁布了一条法律条令《药品红外光谱集》,为红外鉴别比对之用。红外光谱法被应用到原料药的鉴别时对供试品采取直接制样、检测与对比的办法。在对制剂进行甄别时,要把供试品或是供试品和对照品共同做重结晶处理,用相应溶剂进行提取与分离,干燥,筛选,制样,检测与比对,然后就基本完成了[2]。
2.1情况不同下比照图谱
对样品做图谱比对,应当考虑辅料干扰测定与待测成分的晶型变化情况。
第一,样品进行重结晶以后辅料对测定不会造成干扰。样品经提取与重结晶处理以后,它的红外图谱可以直接和对照图谱做比对。
第二,样品进行重结晶以后等待测试的成分的晶型会发生一系列的变化。样品经提取与重结晶以后,视辅料对测定不造成干扰,但是待测成分晶型产生变化的时候,采取对照品被相同方法处理以后的图谱进行比对。
第三,样品做重结晶处理以后辅料对测定造成干扰。样品经提取与重结晶以后,待测成分晶型不发生转变,此时辅料会分层次的造成干扰,可以将原料药对照图谱视为参照对象,指纹区里面选取三到五个受干扰程度几乎为零待测成分的特征谱带做判别依据。
2.2对测定结果产生影响的因素分析
第一,样品的重结晶对于测定结果造成影响的程度。红外光谱法对药物制剂进行测定的时候,为了尽最大限度排除辅料干扰,一般将样品进行重结晶处理。我们发现部分药物制剂如果没有重结晶处理,辅料对测定也不造成干扰。
第二,重结晶的样品干燥情况对于测定结果造成的影响程度。非挥发性与熔点较高样品,在进行压片前都应该做干燥处理。有研究学者发现部分药物制剂在重结晶以后即使不干燥处理对测定也不会造成影响[3]。
第三,温度对于样品的重结晶造成的影响程度。待测成分提取溶液被过滤处理以后,要做进一步析晶,蒸干与挥干等处理对待测成分进行获取,如果需要可以通过洗涤与重结晶这些方式做纯化处理。通过测试研究学者发现温度会对样品的结晶析出造成影响。
2.3红外光谱法对假药成分的鉴定当中的应用
药品的制假与贩假,是种严重犯罪行为,对人民的安全用药也造成严重损害。刘斐等利用红外光谱法对假的多潘立酮片成分进行鉴定,用乙醇对特定样品做重结晶处理,对红外图谱进行测定,结果它的红外图谱和对乙酰氨基酚的红外图谱是一样的,经过对元素进行分析我们发现假的多潘立酮片主要组成部分是乙酰氨基酚。通过此我们可以看出,红外光谱法对于假药成分的鉴定意义是至关重要的。
3结论
红外光谱法应用在药物鉴别领域中,可以推动我国生物制药技术的发展,实现该项技术在生物制药中的应用是未来推动医疗技术发展的必要手段之一,因此,对红外光谱法在药品鉴别中的应用进行分析具有重要的社会意义。
参考文献
[1]刘国林,蔡金娜,李伟.近红外光谱技术在中药蛇床子分类中的应用[J].计算机与应用与应用化学,2011,17(22):121-123.
【摘要】总结了生物制药产业的发展现状,并在此基础上分析了生物制药产业的发展趋势,为生物制药产业的发展提供参考。
【关键词】生物制药技术
生物制药产业为高新技术产业,对医药的发展具有重要的推动作用。生物制药从最初出现到现在的蓬勃发展,已经经历了40余年的发展。在此过程中,生物制药经历了包括政治、经济等各种因素的影响,使其获得了快速的发展。
一、生物制药技术发展现状
生物制药产业的发展是随着生物技术的发展而发展的,自从美国发明了生物技术以后,该技术就迅速被应用到新型药物的研制上,并取得了极大的成功。自1971年世界上第1家生物制药公司诞生以来,世界上很多国家都在发展生物制药产业,并将此作为国民经济的重要内容。从当前实际情况来看,生物制药产业市场广阔,但是主要集中于美国、日本和欧洲。
作为现代生物技术的发源地,又是首次应用该技术的国家,美国在生物制药产业发展方面领先于世界各国。美国目前已有超过1000家的生物技术企业,约占世界总量的2/3;生物技术市场资本总额超过了400亿美元,每年的科研经费超过了50亿美元;已经成功研发出30多个重要的治疗药物,正式投放市场的生物工程药物也达到了40多个。这些药物广泛应用于癌症、糖尿病、肝炎等疾病的治疗方面,给社会创造了极大的价值。
欧洲在生物制药方面整体落后于美国,但是发展迅猛。英、法、德、俄等国在开发研制和生产生物药品方面成绩斐然,在生物技术的某些领域甚至赶上并超过美国。如俄罗斯科学院分子生物学研究所、莫斯科大学生物系、莫斯科妇产科研究所及俄罗斯医学遗传研究中心等多个科研机构近年来在研究和应用基因治疗方面都取得了重大进展。
日本在生物制药产业上也发展较快,并将生命科学相关的产业作为21世纪重点扶植培养的产业,从而能够增加同美国和欧盟等的竞争力;同时重点展开生物信息技术及纳米生物技术等的基础研究、疾病相关遗传基因及其产生的蛋白质结构研究等,以“基因新药”为目标来推动日本的生物技术产业。目前,日本已有65%的生物技术公司从事于生物医药研究,部分公司的技术实力已经跻身世界前列。
日本之外的其他亚太国家在生物制药产业方面也发展较快,尤其是澳大利亚、中国、印度等国家在政策引导下,不断吸纳世界范围内的投资,在世界范围的市场正不断拓展壮大。
二、我国生物制药技术
我国生物制药产业起步比较晚,经过了将近20年的发展,以基因工程药物为核心的研制、开发和产业化已经颇具规模。目前,全国注册的生物技术公司超过了200家,主要分布于环渤海、长三角、珠三角等经济发达的地区。近10年来,我国开发出了一大批新的特效药物,解决了过去用常规方法不能生产或者生产成本特别昂贵的药品的生产技术问题,这些药品对肿瘤、心脑肺血管、免疫性、内分泌等严重威胁人类健康的疑难病症起到了较好的治疗效果,且副作用明显低于传统药品。
与世界先进国家的生物医药产业相比,我国生物医药产业还处于比较落后的状态,但是国家和地方政府都在不断加大对该产业的发展力度,从政策和资金等各方面不断加大投入。当前,我国已将生物制药作为经济发展的重点建设行业和高新技术的支柱产业来发展。当前一些科技发达或经济发达地区正在不断建立部级生物制药产业基地,并初步形成了初具规模的生物医药产业集群,这对我国的生物医药产业发展起到了很好的带动作用。总体而言,中国生物制药产业未来充满希望,前景看好,中国的生物制药产业将呈继续增长态势。
三、生物制药技术发展分析
1、生物制药产业呈现集群式发展
产业集群发展具有明显的发展优势,能够极大地促进产业的快速发展。生物制药产业作为高科技产业,不仅需要在基础设施、上下游配套产业等方面的支持,还需要同教育培训、专业服务、技术转移中心等相关服务组合在一起,方能发挥高效作用优势。当前,我国在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下,经过多年的发展和市场竞争,加上政府不失时机地加以引导,我国生物技术、人才、资金密集的区域,已逐步形成了生物医药产业聚集区,由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。这些产业集群对于促进生物制药产业的发展具有重要的作用,使得生物制药整体产业链得到优化,在生产效率方面得到大幅提升。我国生物制药产业以后仍会朝着这一方面快速发展,政府也将会加大投资力度、重点建设产业集群区,在基础设施、配套服务业、研究开发、服务创新、教育培训和风险投资等方面进行发展和创新,为生物制药产业集群发展提供良好的发展环境。
2、生物医药技术向产业化推进
将生物医药技术从科研转向产业化生产是科研的重要目的,只有将技术转化为生产力,才能使得社会生活水平得到提升。我国生物医药技术当前很大一部分还停留在科研方面,并没有有效地转换为生产力,这不仅浪费了很多的资源,也使得我国的生产实践跟不上研发,造成了生产的滞后状况。生物医药技术向产业化推进要求企业通过委托外包策略,建立技术同盟,形成优势互补,使得自身能够专注于自身专长方面,从而能够降低生产成本、提高竞争优势。我国生物制药公司在未来发展过程中,势必会朝这一趋势发展,通过外包方式进行新药开发,将技术较强的研发内容分包给具备研究实力的小型公司来完成,充分发挥小公司在某些领域的技术优势,共同开发新药,大大提高新药开发效率,使新药研发周期缩短,实现技术与资金互补。
3、生物制药新兴技术将不断应用于产业发展
生物制药产业作为高新技术产业,需要不断进行技术创新,才能不断解决产业发展中存在的问题,并不断满足医药水平提升的要求。我国通过不断参与国际前沿生物发展课题来提升科研水平,如在人类基因组和功能基因方面参与到国际化发展研究中,并取得了很好的成绩;药物相关基因药理学的研究也取得了很大的发展,对于提高我国基因治疗水平具有重要的推动作用。生物制药新兴技术的发展将会不断应用到产业发展当中来,从而促进产业技术水平和社会医疗水平的提升。
参考文献:
1、文淑美.全球生物制药产业发展态势[J].中国生物工程杂志,2006(1):92-96.
2、胡显文,马清钧.生物制药产业发展现状与趋势分析[J].生物技术产业,2007(1):16-31.
【关键词】分子生物技术;基因技术;中药鉴定
近年来分子生物技术与植物学、动物学研究的结合,使中药品种研究进入了一个新的高度。中药材(不含矿物药)所依赖的生物资源的多样性是基于其基因的多态性结果,而基因多态性可在分子水平上检测,它是比在形态、组织、化学水平上的检测更能代表其变异类型的遗传标记。目前,用于中药鉴别的分子生物学方法主要有:随机扩增多态性DNA、DNA直接测序法、限制性片断长度多态性分析技术、多聚酶链反应测序技术、生物芯片技术、DNA指纹技术等。
1基因技术
1.1DNA分子遗传标记技术[1]
这是一种根据不同生物个体遗传物质DNA的差异来鉴别生物物种的方法。生物的外观性状、细胞形态、组织结构、化学成分、蛋白质等不仅受遗传因素的影响,还与生物的生长环境、发育阶段、生理状态有关。而DNA作为遗传信息的直接载体,不受上述因素的影响,因此DNA分子遗传标记鉴别药材的方法具有高度的准确性与可靠性。(1)限制性片段多态性(RFLP)是依据不同植物个体来源的DNA所形成的不同的谱带模型与低拷贝的DNA探针杂交得到DNA的限制性片段多态性,它代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生的片段在长度上的差异。(2)随机扩增多态性DNA(RAPD)原理是根据DNA聚合酶链反应技术(PCR),采用人工合成的随机引物,以植物组织分离的基因组DNA为模板,进行多态性DNA片段的随机合成反应,从而根据DNA片段,将植物不同基因组予以区别。(3)扩增片段长度多态性(AFLP)是RFLP和RAPD两种技术相结合的一种分子标记技术,既有RFLP的专一性、可靠性,又有RAPD技术的随机性、方便性。如:用AFLP技术构建人参和西洋参的指纹图谱,具有丰富的多态性,对鉴别真假人参、人参品种提供了非常有效的工具。用AFLP技术对石斛属植物进行了鉴定,具有快捷、准确、可信度高的特点。(4)DNA测序法以PCR扩增产物作为测序引物,提高了DNA序列分析的效率。直接对某基因片段PCR扩增产物测序,找出其种属特异性来鉴别中药其中常用的基因片段包括线粒体细胞色素和rRNA基因等。如龟甲的鉴定[2]。
1.2mRNA差异显示技术
该法旨在找出不同组织或细胞在基因表达上的差异,是通过将RNA反转录成单链cDNA,然后PCR扩增,最后分离不同分子大小的DNA,挑选出有差异表达的基因进行序列分析,这样既可以制备探针用于稳定灵敏的检测实验,亦可制备其蛋白产物及其抗体进行免疫检测[3]。借助该技术可以将种植与野生的植物药、道地药材与普通药材之间的差异鉴别出来。
2DNA序列标记技术
基于PCR的DNA直接测序技术是以PCR扩增产物作为测序引物,极大地提高了DNA序列分析的效率。目前用于DNA测序的基因,主要有植物类叶绿体基因组的rbcL,matKy与核基因组的rRNA,ITS等,动物类线粒体基因组的cytb[13]。利用特异性引物对当归、大黄种子中rRNA基因内转录间隔区进行套式PCR扩增,并将其碱基序列测定,结果显示当归、大黄种子rRNA基因内转录间隔区的碱基序列具有明显的差异和可对比性,不同植物中药材种子rRNA基因内转录间隔区碱基序列可作为从分子水平进行鉴定的标记。如测定分析了8种24个麻黄样品的ITS序列,8个种被分成3个群体,分类结果与地理关系相一致,显示出了地理差异性,同时依此结果设计了一套引物用于不同产地麻黄的鉴别[3]。但常规PCR所需的引物对必须是在已知靶DNA序列的前提下才能设计、合成,这大大限制了未知序列的基因组DNA扩增的应用范围。
3生物芯片技术
基因芯片技术是指采用原位合成或显微打印手段,将数以万计的DNA探针固定于支持物表面上,产生二维DNA探针阵列,然后与标记样本杂交,通过检测杂交信号来实现对生物样品的快速、并行、高效检测或医学检测。基因芯片鉴别中药材这一技术的前提是获取不同的中药样本的特异性基因序列,即基因分型。研究者找出某种中药品种的特定基因或DNA序列后,将这些特定序列作为探针固定于玻片上制成基因芯。当一个来自植物或动物的中药样本中含有与之互补的特定基因片段时,基因芯片可将其测试出来,由单片芯片就可用于多种中药样品鉴别[4]。生物芯片在中药研究中的应用,目前还处在摸索阶段,其理论与方法还不成熟。随着生物芯片技术研发的进行,生物芯片技术在药物研究与开发领域的应用也将更广泛更深入。
总之,利用分子生物技术鉴别中药的方法与传统的中药鉴别方法相比具有准确性高、重现性好、真实、稳定、可靠的优点。分子生物技术在中药鉴定实践中的不断应用和日臻完善,利用现代化分析技术鉴别中药的真伪,创建更为先进的中药质量评价体系,发展现代中药质量控制技术,已经成为保证中药安全、有效、可控,实现中药现代化的关键。
参考文献
[1]方和桂.基因技术在中药鉴定中的应用[J].中草药,2006,37(2):315.
[2]StudyonPCRidentificationoftheChinesecrudedrOviductusRanae[J].ApplEnvironmBiol,2000,6(2):166167.