生物技术药物的特征(收集5篇)
生物技术药物的特征篇1
1.1实物标本的选择
选择实物标本依托中国药典,以教材中收载的常用药材为主。然而,将教材中的药材品种一一收录既不现实、也不必要,应根据教学大纲的要求和教学实际,选择具有代表性的药材标本。在品种的选择上要力争具有代表性,如根和根茎类、茎木类、皮类、花类、果实种子类、全草类、其它类、动物和矿物类药材等都要涉及;且应根据分类学涉及代表科属的药材,如毛茛科选取了黄连、乌头、白芍、威灵仙等,分别涉及了黄连属、乌头属、芍药属和铁线莲属等;同时,根据地方使用习惯的不同,有意识收集本地习用品种,如紫萁贯众、断血流等;道地药材是中药鉴定技术中最具特色的,收集实物标本还应对道地药材有所侧重,如安徽的凤丹皮、宣木瓜、贡菊等。基于以上思路,我们根据课程教学的需要,编写《中药鉴定技术》教学实物标本目录,加大收集工作,并应用于教学实践中。
1.2实物标本的制作
《中药鉴定技术》教学用实物标本编写目录后,根据目录进行收集和制作工作,主要有三种方法:⑴从市场采购。利用去药材市场参观学习的机会,从市场采购典型的药材标本,主要是一些本地不产的药材,如人参、大黄等,且经过不同批次的采购能得到不同等级和规格的药材。⑵与兄弟院校和同行之间交换、交流。通过与同行之间进行教学标本的交换和交流,可以扩大药材标本的种类,减少收集标本花费的精力,有利于建立整套标本。⑶实地采集和制作。这是最重要的方法,将收集实物标本与药用植物学采药实习等结合起来,通过实地采集收集本地地产药材和习用品种。例如,我校每年会到南陵丫山进行药用植物学采药实习,可收集到牡丹皮、半夏、鱼腥草、金荞麦、桔梗等地产药材。同时,还可以利用野外资源调查的机会,搜集各地药材标本,如岳西的茯苓、僵蚕、灵芝,霍山的霍山石斛、天麻,滁州的和全蝎等。通过野外采集,可以准确鉴定药材的来源,从而做到在课堂上教授给学生科学、准确的药材知识。
1.3影像标本的制作
收集的药材标本有时个体较小,如冬虫夏草、半夏、太子参等,使用时难以满足教学需要,还有一些标本容易变色变质,如党参、大黄等。如何能给予学生最真实的药材特征,就需要通过制作影像标本来完成。颜色是标本最重要的特征,在制作影像标本时也容易失真,为此,我们引入了专业的摄影设备,同时邀请专业的摄影和计算机老师,协助影像标本的制作,专业教师则根据药材的鉴别要点提出拍摄意见,如大黄要拍摄断面的“星点”特征、黄连要拍摄“过桥”特征、冬虫夏草要特写头部特征等。为了增加药材照片的立体感,还须对药材的不同面进行拍摄,以期得到最完整的药材性状特征。同时,利用野外资源调查的机会,拍摄新鲜药材的照片,并制作了产地采集、加工等的视频短片,后期利用专业软件制作了《黄山采药录》等视屏资料,作为对理论课的补充,在课堂上也收到了较好效果。
2体会
2.1理论教学和实践教学应选用不同的标本理论教学
一般是大班教学,对实物标本的需求量较多,标本数量少时难以顾及到所有同学,此时配合影像标本的使用,才能取得较好的效果;而像苏子、菟丝子这些较小的药材,可以给每位学生准备一份标本,看着标本学习和讲解才能取得最佳的效果。实践教学一般是小班教学,学生和教师互动交流的机会较多,一般选用实物标本,对于人参、冬虫夏草等贵重药材标本,也可让学生有充分的观察机会。另外,还可以根据药材的性质制作不同的药材标本,展示于实践教学场所。比如全草类药材可以制作成腊叶标本和彩色照片,悬挂于实验室墙上,让学生在日常学习中受到潜移默化的影响。
2.2注意标本和影像资料的积累
生物技术药物的特征篇2
[关键词]中药;组分;缓释制剂;体内外评价
对于一些药物而言,其本身就有一定长效性,仅需每日给药1次就能维持有效血药浓度,达到理想的治疗效果,这类药物通常制成传统速释制剂(及常规制剂)。然而对于那些本身并不具有长效性的药物,要求多剂量给药以达到理想的治疗效果。多剂量给药不但给患者带来不便,也会对身体造成一定的伤害。而缓释药物制剂的持续释放为这些问题的解决提供了可能。
目前国内更多的是以中药提取分离的单体成分作为中药缓释制剂的中间体,由于其纯度高、结晶性好、物化比较清楚,易于筛选出适宜的缓释辅料和设计出合理的制剂处方制成理想的缓释制剂,其制备时成型工艺也比较容易。然而,大多数中药或中药复方很难以1个或几个单体成分作为几个中间体原料,而是一个多组分的整体。鉴于此,笔者认为在设计口服中药现代缓释制剂时,应紧密联系中医组方原则,最终提出中药多组分释放的“程序性”,即中药多组分的释放应该讲究“有序性”,口服药物经过胃肠道吸收转运,有序地释放到靶部位,同时保证其吸收,从而使各释药单元在靶部位发挥最优的整合效应。因此口服中药现代缓释制剂的“程序释放”,既符合了中医药理论,又兼顾到了各组分释药单元的释放量、释放速度以及吸收量。
1中药缓释制剂的起源及发展
中医药在中国已有上千年的历史,是我国多年传承下来的瑰宝。而中药制剂的发展主要经历了3个阶段:传统的以中药饮片直接粉碎、或简单地以部分药材经提取为特征的制剂,如丸散膏丹等传统剂型,为第一代中药剂型;第二代中药剂型基本包括了现代剂型如片剂、胶囊、颗粒剂、软胶囊、注射剂等,其药材的前处理特征是药材或饮片基本经提取、或经初步的除杂浓缩使服用量减小,并取得了一定的成果;然而中药及复方是由多种成分组成的复杂体系,物质基础尚不明确,限制了中药制剂的发展,随着中药物质基础和中药现代化的深入,中药制剂的发展进入第三代剂型发展阶段,其特征是以中医方药经过精制纯化得到的组分为研制剂型的前提,剂型的设计必须符合中医复方(多组分)用药特点,并体现中医药整体观,因此设计基于组分层次的多单元释药系统是一重要的、科学的选择,而口服中药现代缓释制剂与技术是重要的研究方向之一。
口服缓释制剂可按需要在预定时间内向体内提供适宜的血药浓度、较少服药次数和不良反应,从而取得良好的治疗效果。实际上中药缓释思想在古医书中早有记载,追溯到西汉末年和东汉初年,《神农本草经》序例指出,“药性有宜丸者”;汉晋以来提出,“丸药以舒缓为治”、“丸者缓也”,宋代《苏沈良方》也记载“大毒者须用丸”等。这些都是早期中药缓释制剂的雏形,但其缓释行为具有模糊性和随机性,不是现代意义上的缓释制剂。国外对口服缓释制剂的研究始于20世纪50年代,到了70年代被医学界认可上市的缓释制剂品种逐年增多。而我国于20世纪70年代末至80年代初期才开始研制缓释制剂,但现代中药缓释制剂的研究是近几年才逐渐开展的,中药缓释制剂的研究较为薄弱,与西药缓释制剂的研究相比已滞后很多[1-2]。
2中药现代缓释制剂设计原理研究必要性及其科学意义
从中药制剂学本身发展的需要,现在迫切要求吸取现代科学技术的成果来发展中药的缓释理论与技术。中药的发展需要结合中医临床用药特点,从临床环节研究来提高疗效,而用于中医临床防治的中药制剂就显得很重要,而普通的中药缓释制剂无法兼顾到这一点。随着中药的发展,不再是简单的提取物而是到达了组分的层面,因此基于组分层次来研究口服中药现代缓释制剂的设计原理、设计技术是迫切需要解决的关键的、重要的科学问题。这个问题的研究解决,将提升中药制剂学理论研究水平,阐明中药现代缓释制剂研究技术方法,是中医药原创思维与现代制剂技术的有机融合,为中药制剂特别是中药现代缓释制剂的创新研究奠定理论与技术基础,对中药制剂学科发展和中医临床疗效提升起关键、重要的作用。
3中药现代缓释剂研制的基础——方药物质基础的组分结构
中药及复方物质基础是多成分构成的,多种成分并不是简单的堆积,而是一个有序的整体,单体成分是其最基本的单元,相似的单体成分按照一定的比例构成了组分,不同的组分又按照一定的比例构成了中药复方的整体。组分与组分之间,组分内部成分与成分之间的这种量的比例也是一种“结构”,这就是人们所提出的基于中医药整体观的方药物质基础“组分结构理论”假说[3]。因此,中药缓释制剂的研究应该基于物质基础的“组分”基础之上,研究组分的理化性质及生物药剂学性质,根据组分的性质特点,针对性的进行组分释药单元的设计[4-5]。
4中药现代缓释制剂指导思想的建立及研究思路
近些年来,我国在中药缓释制剂领域的研究中,虽然取得了可喜的成果,但是其研究的广度、深度和速度均显滞后,同时也不可避免的出现了一些问题。一是忽视中药及复方的多组分特点,而一味的追求中药单体化合物,忽略了中医药的整体性;其次是考虑到中药化学成分复杂,药效物质基础尚不清楚,提取分离的对象不明确,因此难以获得中药缓释制剂设计所需的药物动力学参数,从理论上难以指导中药缓释制剂的设计,同时也难以建立中药缓释制剂质量监控的指标和方法。鉴于此,适应中药现代化的缓释制剂的发展应该加强基础研究,特别是要确立中药现代缓释制剂的研究指导思想:基于中医药理论基础,从临床需要及中药药性出发,以方药物质基础组分为基本对象,充分考虑其多成分的作用特点,结合组分的生物药剂学分类性质及ADME性质,采用多元化的缓释制剂技术,整合制备成具有程序释放特征的中药缓释制剂,最终改善组分的生物利用度,达到提高中医药临床疗效的目的[6-7],具体研究思路见图1。
5中药多组分现代缓释制剂的“程序释放”
在以往中药复方制剂的研究中,学者更多的会提及各组分或成分的同步释放,同步释放旨在使中药多组分同时达到吸收部位,发挥其整体协同作用,虽然这种整体协调作用围绕中医药整体观,考虑到了释放量和释放速度,但是忽略了中药各组分同一时刻的吸收量。鉴于此,本课题组在建立中药多组分现代缓释制剂体系时,提出中药多组分现代缓释制剂的“程序释放”,即中药多组分的释放应该讲究“有序性”,
口服药物经过胃肠道吸收代谢,有序平稳的释放到靶部位,从而使各组分在靶位得到很好地吸收。中药多组分缓释制剂程序释放的提出,既符合了中医药整体观,又兼顾了各组分的释放量、释放速率以及吸收量。本实验室黄洋等[8]制备的通脉微丸缓释释药系统,采用固体分散体技术和多种缓释技术重点解决难溶性组分葛根黄酮和丹参酮组分的释药问题,改善各个组分的性质,增加其吸收利用,以期提高其生物利用度,同时根据中医治病法则,将主要用于疏通血管的葛根黄酮组分、丹参酚酸组分和川芎酚酸组分设计成速释单元,使能够快速释放并迅速疏通血管,达到指标的目的,将用于保护心肌细胞的丹参酮组分设计成缓释单元,使其能够缓慢释放持久保护心肌细胞,两者速效与长效结合达到标本兼治的目的,并将不同的释药单元按一定的比例混合,最终形成含有速释部分的缓释制剂。同时郁丹红等[9]通过紫外分光光度和HPLC测定,表明该释药系统中葛根黄酮组分、丹酚酸组分、川芎酚酸组分和丹参酮组分释药单元的溶出度曲线具有相似性,并且各释药特性表明各单元无相互影响。结果表明,初步构建的通脉微丸释药系统改善了难溶性组分的溶出,整体上表现出速释和缓释结合的特征,符合设计的要求。
6中药多组分缓释制剂技术
对于口服制剂,药物的长效作用主要是通过药物制剂的释放速率实现的。用于改变药物释放速率的缓释技术主要包括以下2点:通过包衣控制消化液的渗透以及对药物的溶解,进而控制药物分子的扩散速率;通过药物本身或其“制剂屏障”与特定部位消化液之间的化学反应或相互作用控制。口服缓控制剂主要有骨架型片剂、微丸包衣膜缓释片、胃内滞留片等。根据生物药剂学性质,本实验室尝试将中药组分分为4类:I类组分(高溶解性,高渗透性);II类组分(高溶解性,低渗透性);III类组分(低溶解性,高渗透性);IV类组分(低溶解度,低渗透性)。目前实验室主要通过脂质分散技术平台来研究I类组分,采用固体分散缓释技术平台进行研究II类组分,采用磷脂复合物技术和纳米吸附缓释技术平台相结合来研究III,IV类组分,且重点研究基于纳米羟基磷灰石的吸附技术,在各组分经过技术设计后,再将各组分进行适当的整合并最终形成中药现代缓释制剂。常见的中药口服剂型的缓释技术见表1。
7中药多组分缓释制剂的体内外评价
化学缓释制剂包括化学复方制剂,其成分明确,制剂的评价相对已形成体系,通过对其生物利用度的研究可以评价其设计的合理性和科学性。由于中药缓释制剂是多成分的复杂体系,物质基础不明确,其释药特性评价和生物利用度的评价刚刚起步,仍然缺少系统性的评价技术体系。
7.1体外释药特性评价中药缓释制剂的体外评价主要针对药物体外释药性的评价,是筛选制剂处方和控制质量的重要手段,对于体外释放度的研究目前可参考的方法主要有指标性成分法和药理效应法,而结合中药整体性的口服中药现代缓释制剂越来越多的关注中药多组分的同步释放和程序释放[26]。杨冬丽等[27]以丹参酚酸类成分迷迭香酸和人参皂苷Rg1为指标对复方丹参pH依赖型延迟释药微丸的体外释放进行评价,再用血清药理学方法对药效动力学进行研究;宋洪涛等[28]以冰片和水溶性成分人参总皂苷为测定指标,过用γ-闪烁显像示踪技术考察康香保心pH依赖型梯度释药微丸的体外释放度;张伟等[29]采用指纹图谱评价雷公藤胃漂浮缓释制剂的体外释放度。此外,最近有学者提出“总量释放动力学”和“多组分谱特征”等新的中药及复方缓释制剂的体外释放评价模式[30-32],但均未形成完整的科学体系。由于现有条件的限制,目前的缓释制剂多采用指标性成分方法来研究体外释放度,这方面的研究报道也比较多。
7.2体内生物利用度评价到目前为止,释放度试验只是缓释制剂处方筛选、质量控制的重要工具,还不能完全替代体内试验对缓释制剂进行评价。因此,目前口服缓释制剂还必须进行体内评价即生物利用度评价。口服中药现代缓释制剂体外评价主要是针对中药多组分的生物利用度/生物等效性进行评价,目前常用的生物利用度研究方法主要有血药浓度法、血清药理学方法、生理效应法等[33-34]。其中适宜中药多组分缓释制剂的主要有基于多成分整合药-时曲线下面积的药动学评价方法、基于统计矩总量的药动学评价方法和基于多组分多维向量归一的“总量”药动学评价方法等[35]。此外,药动学-药效学(PK-PD)模型[36]是评价生物利用度的重要方法之一,它是研究体内药物动力学过程与药效量化指标的动力学过程,能够有效的了解复方中各味药的主要有效成分及成分的化学群与药理效应的关系。目前,“中药血液指纹图谱药动学”、“中药谱效学”、“血清药物化学指纹图谱”等从整体的角度将指纹图谱与药动学、药效学相结合,预测中药及复方的整体疗效[37]。药动学及整体药效-毒理学评价是从药动学和药理学的角度辅助评价制剂设计的合理性,为临床试验提供依据,并最终指导临床应用[38]。
7.3体内外相关性评价体内外相关性是建立数学模型用以描述药物体外释放特性和体内药代动力学的关系,是缓释制剂要求评价的试验之一,其主要目的在于通过药物体外释放特征预测药物在体内的作用特征,从而指导和优化处方设计,合理调整和选择制剂和工艺,加速产品的开发。《中国药典》(2010年版)二部“缓控释制剂指导原则”规定,只有当体内外具有相关性时,才能通过体外释放曲线预测体内作用特征的情况。目前可参考的评价方法有“体外溶出度与体内生物利用度参数回归法”、“模型依赖法”、“人工神经网络”和“统计矩分析法”等[39-41]。目前以数学模型为基础的体内外相关性评价方法较多,对于寻找适合绝大部分药物的试验方法、试验条件等方面的缓控释制剂体内外相关性研究有待于进一步深入。现代口服中药缓释制剂体内外及其相关性评价见图2。
8结语
中药及复方是一多组分,成分复杂、性质多样、物质基础尚不明确,且具有多组分协同作用,多环节或多靶点发挥疗效的特点。中医药的用药特点决定了中药缓释制剂不能单纯延用化学药物的研究方法。由于中药缓释制剂的研究起步晚,发展相对滞后,加之中药及复方的复杂性特点,缺少大量临床疗效或生物效应研究资料的支持。要加快中药缓释制剂的研究开发,实现中药缓释制剂现代化、科学化的发展,就必须开展中药现代缓释作用机制及技术的研究。这是中药药剂学学科发展的需要,是临床应用的需要,更是中药在现代条件下寻求发展的需要。因此,将中医药原创思维与现代制剂技术有机融合,在传统剂型的基础上,以组分缓释剂型作为基本单元,针对其物质基础的生物药剂学和ADME性质,在组分缓释单元中融合各种适合组分性质的现代制剂技术,并最终将各组分内整合为程序释放的口服中药现代缓释制剂。
目前,我国中药缓释制剂发展虽然滞后,但也欣喜地看到了它进入临床的希望。如抗癌中药复合5-Fu磁性靶向微球制剂、白芨微球等已用于临床;又如用于心血管疾病的盐酸川芎嗪缓释胶囊及用于治疗类风湿性关节炎的雷公藤缓释片等药也已进入临床试验阶段。特别是近几年来,我国研制的超临界流体萃取法、超声提取法及薄膜蒸发、沸腾干燥等关键技术和提取工艺的出现,为中药缓释制剂的发展创造了良好的条件。现代缓释制剂尽管取得了一定的进展,但仍处于不断发展和探索阶段,寻求一种经济实用的现代中药缓释制剂技术,建立科学完善的体内外评价体系,研究口服中药现代缓释制剂体内外相关性及药效学和药动学,并揭露中药及复方药效物质基础是今后现代中药缓释制剂的研究重点,也是仍需解决的难题。
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Establishmentofmodernmulti-componentsustained-releasepreparationsof
oraltraditionalChinesemedicines
XIAHai-jian1,2,ZHANGZhen-hai1,LIUDan1,YUDan-hong1,JIAXiao-bin1,2*
(1.KeyLaboratoryofNewDrugDeliverySystemofChineseMateriaMedica,JiangsuProvincialAcademyof
ChineseMedicine,Nanjing210028,China;
2.NanjingUniversityofChineseMedicine,Nanjing210046,China)
[Abstract]TraditionalChinesemedicineshavealonghistory,withalargequantityofefficienttraditionalChinesemedicinesandprescriptions.However,thevastmajorityofpharmaceuticaldoseformsremaincommonpreparations,withveryfewefficient,long-lastingandlow-dosepreparations.Thesustain-releasepreparationallowssustaineddrugreleaseinalongerperiodoftime,maintainsblooddrugconcentration,reducesthetoxiceffectandmedicationfrequency,andimprovesmedicationcompliance.Unlikemonomerdrugs,thematerialbaseoftraditionalChinesemedicineandcompoundsismulti-component,insteadofsingleorseveralactivemonomers.Therefore,undertheguidanceoftheChinesemedicinetheories,modernmulti-componentsustained-releasepreparationsweredevelopedfororaltraditionalChinesemedicines,withtheaimoffinallyimprovingtheclinicalefficacyoftraditionalChinesemedicines.
生物技术药物的特征篇3
关键词:中药,鉴定技术,进展
我国地大物博,蕴藏着极为丰富的中药资源,据统计有12000种之多。但药材种类繁多,来源复杂,既有同名异物、同物异名、一药多名等普遍现象;又有来源不同、地区习惯用药有别的客观事实。不但贵重稀有药材的伪劣品屡屡被发现,一些常用普通中药也会有混淆品出现,并且同一药材又有数种不同的等级规格;即使用同一药材其活性成分含量也有波动。。因此以现代分析技术对中药及其制品进行真伪鉴定、质量控制,对于中药的经营、生产、质量监督和控制及临床用药都有重要的意义和实用价值。本文从各鉴定技术的原理、特性及其应用展开综述。
1.显微鉴定
显微鉴定适用于含中药粉末的制剂,是鉴别药材真伪的最有效的手段之一,具有简便、快速、准确的优点。
由于中药的内部组织构造、细胞形态、内含物特征等,在不同的种群中是不同的,而在相同种群中则是一定的、固有的、比较稳定的,它不受外界因素的影响,因此常作为植物分类的依据。木质部的构造,导管的有无是区别被子植物及裸子植物的分界线,药物粉末中的细胞形态、大小,所含内含物的种类、特征等可以用来区别不同的品种,所以该项技术可用来鉴定所用药物的真伪。
另外,中成药组成药物多,中药间的粉末显微特征互相干扰,其鉴别远比单味生药粉末困难得多。通常根据处方,对各组成生药的粉末显微特征进行分析、比较,排除某些类似的细胞、组织及内含物等的干扰,选取各生药在该成药中较具专属性的纤维特征,作为显微鉴别依据。因此,单一粉末生药的主要特征在制剂中有时不一定作为鉴别依据,而有些次要的特征反而起鉴别作用。王世清、郑芸[1]对妇科再造丸的研究表明,当归、三七等的分泌细胞作为的显微鉴定的特征而其鉴别作用。
2.色谱鉴定
2.1.薄层色谱法
薄层色谱法是将固定相载体均匀涂布在具有光洁表面的玻璃板或其他支持物上,用毛细管或适当点样器将样品液滴加薄层的起始线上待溶剂挥散后,置于展开槽内,用一定的溶剂展开,取出干燥,检出或定量。在此过程中,不同的物质可以得到分离,但分离原理随所用的固定相不同而异[2]。
TLC是一种快速、灵敏、高效地分离微量物质的方法,是最简单的色谱技术之一,它具有操作方便、设备简单、分离效率高、专属性好、分离速度快、色谱参数易调整等特点,因而在中药鉴定中的应用广泛[3]。黄玉清[4]采用TLC鉴别牡丹皮及其伪品芍药根皮,结果显示,牡丹皮供试液与丹皮酚对照液位置上显相同的紫色斑点,芍药根皮供试液与芍药苷对照液相应的位置上显相同的蓝色斑点。赵志军[5]建立了益康胶囊的TLC鉴别方法,对方中组成药物人参、黄芪、何首乌、丹参及甲基橙皮苷进行鉴别。结果斑点清晰,分离效果好,专属性强,阳性对照无干扰。
2.2.气相色谱法
气相色谱是一种以气体为流动相,液体或固体作为固定相的分离分析技术。具有高效、快速、灵敏、微量的特点,唯一局限之处在于所分析样品应具有挥发性。气相色谱技术已广泛应用于中药材挥发油分析[6-8]。
由于中药挥发油成分复杂、种类繁多,气相色谱技术作为挥发油分离分析的有力手段,可以用来建立中药材挥发油及其成方制剂的指纹图谱库,为药材鉴别、质量评价及成方制剂和生产过程中半成品的质量控制提供检测方法。。王玉萍[9]以紫苏叶中紫苏醛为指标成分,采用内标法测定了不同产地、不同采收时间、不同放置时间紫苏叶中紫苏醛的含量,对紫苏叶的质量进行了评价。
2.3.高效液相色谱法
高效液相色谱法是在经典的液相色谱法的基础上,于20世纪60年代后期引入了气相色谱法的理论,迅速发展起来的一种色谱分离技术。由于高效液相色谱法具有用量少、分离效能高、专属性强、检测灵敏度高、分析速度快、适用范围广(样品不需气化,只需制成溶液即可)、色谱柱可反复使用的特点,因而在重要鉴别与鉴定方面的应用广泛。朱华等[10]采用高效液相色谱法对各种不同蛤蚧进行了鉴别,以防止以伪乱真现象。沙明[11]等利用高效液相色谱法的相对保留时间来鉴别地榆的真伪,还用峰面积比值来衡量该药材的品质优劣,为地榆提供一种客观、直观的质量评价方法。张思巨等[12]利用高效液相色谱法确认了三种胶之间的内在差异,简便、可靠地鉴别了阿胶、鹿角胶和龟甲胶,保证成品中所用阿胶的正源性。
3.红外光谱鉴定
在药物分析中,以红外光谱具有的“指纹特性作为药物鉴定的依据,是各国药典共同采用的方法。但通常仅限于西药等单组分、单纯化合物的鉴定。由于中药材、中药饮片和成药本身都是远比西药复杂得多的混合物体系,它们的红外光谱是组成它们的所有化合物的红外光谱的叠加。因此对谱图如何进行整体解析以及如何设法消除中药主体成分的干扰等复杂而棘手的问题使得常规的红外光谱法在相当长时期内令人望而却步,从而未能在中药质量控制和管理中发挥其应有的作用。
然而,将红外光谱与计算机辅助解析技术(二维相关中外光谱法、模式识别和人工神经网络等)有机地结合应用于中药鉴定的若干报道,一系列的成果令人信服地向世人展示。这种将中药学、数学、分析化学相结合,实现优势互补的现代红外光谱技术,无疑会在中药的质量控制中扮演一个重要的角色[13]。刘小平[14]利用红外光谱的测定数据进行分析,将相同波数的数值归在一起,明显得到六味地黄丸及其缺不同药材后的红外光谱的数据存在一定的差异。
4.DNA分子鉴定
DNA分子作为遗传信息的直接载体,信息含量大,在同种或同品种内具有高度的遗传稳定性,且不受外界环境因素和生物体发育阶段及器官组织差异的影响,因此用DNA分子特征作为遗传标记进行中药鉴别更为准确可靠[15][16]。Shaw[17][18]等用AP-PCR对人参属3种药材人参、西洋参与三七及4种伪品桔梗、紫茉莉、土人参和商陆进行了鉴别研究,得到了能区别三种人参属药材与伪品的指纹图谱。
5.联用技术
5.1.气相-质谱联用技术
气相-质谱联用技术是将在标准电离条件下得到的大量已知纯化合物的标准质谱图存储在计算机的磁盘里,作为已知化合物的标准质谱谱库。然后将在标准电离条件下得到的、已被分离成纯化合物的未知化合物质谱图与计算机内存储的质谱谱库内的质谱图按一定的程序进行比较,根据匹配度程度检出这些化合物的名称、相对分子质量、分子式、结构式和相似度,从而对未知化合物进行定性分析。
气相-质谱联用技术适宜分析小分子、易挥发、热稳定、能气化的化合物;用电子轰击方式(EI)得到的谱图,可与标准谱库对比。马松涛[19]等人利用气相-质谱联用方法分析了香紫苏油的化学成分,为香紫苏油的应用提供了依据。。
5.2.液相-质谱联用技术
液相-质谱联用技术自Horning于20世纪70年代进行开创性研究以来,经过20多年的发展已趋向成熟,各种商品化仪器相继问世,而且应用日益广泛,它集液相色谱的高分离效能与质谱的强鉴定能力于一体,对研究对象不仅具有足够的灵敏度、选择性,同时还能够给出一定的结构信息,分析快速而且方便,具有其他分析方法所不能比拟的优点[20]。黎先春[21]等人采用HPLC-ESI-MS分析方法能很好的分离和鉴别穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯。
除以上常用方法外,还有差热分析法[22]、X-射线衍射法[23]、生物芯片法[24]、电镜扫描法[25]、核磁共振波谱法[26]、示波极谱法[27]等新技术。
结语中药鉴定技术的迅速发展,对中药的真伪鉴别、质量控制有着重要的意义,它正向着标准化、科学化和信息化的方向发展。
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生物技术药物的特征篇4
关键词:生物技术制药;教学改革
中图分类号:文献标识码;文章编号
在现代生物技术、现代信息技术、新材料技术等发展腾飞的新世纪里,在我国的生物制药领域发生了巨大变化,有了长足的发展。目前,面对日新月异的生物技术制药的发展态势,使得《生物技术制药》这门课程的内容和扩展也很快,传统的教学形式已经不能满足高校创新型人才的培养要求,生物技术制药教育体系必须实时改革[1]。本文作者根据这几年来的从教经验,谈谈几点看法。
一、生物技术制药课程特征分析
1.1优化教学体系,避免教学内容重复
生物技术制药课程作为生物技术专业的一门必修课,内容涵盖了生物化学、细胞生物学、分子生物学、药理学、细胞工程、生物材料以及化学工程等相关学科,内容较多,学科相互交叉,讲授难度较大。生物技术专业的学生在学习本课程之前已经学过了生物化学、细胞生物学、分子生物学、药理学等基础课程。但是,对于生物材料和化学工程方面的知识了解较少,而这方面知识对于整个生物制藥来讲极为重要。根据过去几年的经验,在教学过程中,我们在保证基础知识掌握的前提下,增加了生物材料和化学工程方面的内容。并及时更新教学内容,以科研带动指导教学,重视开拓学生科学视野,提高学生的科学创新意识[2]。
1.2突出学科特色,调动学生积极性
生物技术制药课程是一门综合性学科,以实验为基础,具有很强的实践性和应用性。生物技术制药领域发展迅猛,新材料和新技术的结合不断应用于这里,共同推动了生物技术制药科学理论技术的持续创新。如用于水处理的高分子树脂材料,后来却可以用于分离纯化糖类、蛋白质类等药物。近年来,许多新型药物如缓释剂、微胶囊等使用了可以生物降解的生物材料如聚乙二醇、聚乳酸、聚羟基乙酸等。这些生物材料的使用丰富了生物技术制药的内容。在通过不断介绍新的生物材料的基础上,并结合新技术在制药领域的应用,极大的激发了学生的学习兴趣。
二、生物技术制药课程教学改革分析
教学是一种艺术活动,生物技术制药课程教师应有扎实的生物科学、药物科学、化学工程等理论基础、丰富的实践经验和宽广的人文知识底蕴、熟练掌握教学基本技能,讲起课来才能收放自如,能引人入胜,获得良好的课堂教学效果。
2.1运用交叉学科分析研究问题,拓展学生科学视野
在进行《生物技术制药》教学时,既强调对基本概念的解释、理论的归纳,同时应注重各个学科之间的紧密联系,从分子生物学、药学、医学、生物材料学以及化学工程等多角度进行理论研究与分析,教授学生以生物技术制药历史发展的观点、从不同学科认识问题,使学生真正明白其中的科学道理。如在酶工程制药中对于酶的固定化教学中,笔者就融合了生物材料、分子生物学和药学等知识。酶是一大类具有特殊结构的蛋白质生物大分子,可以通过分子生物学和药学两种角度来讲授;而对于固定酶所用的明胶、聚乙烯醇等材料是生物材料课程学习的重点内容部分,如材料的理化性质、结构特征、制备、应用等。通过对酶及其负载生物材料的结构特征进行分析,从多学科角度讲授酶制药过程,加深了学生对酶工程制药的理解。
2.2充分利用多媒体教学和现代信息化技术
多媒体教学可以使抽象、枯燥的理论通过图文并茂生动地表达出来。通过部分动画演示和观看教学录像即能引起学生兴趣,又能快速理解接受理论知识。笔者在备课时访问各种电子化的课程资源库,获得直接相关的资料;课堂上给学生提供生物技术相关的学习网站如小木虫、丁香园等网站,引导学生不断学习的兴趣。充分利用现代信息化技术和多媒体教学,提高了学生教学效率[3,4]。
2.3课堂教学与实验教学相结合,激发学生学习兴趣
为了使学生充分掌握《生物技术制药》这门课程,更好地为今后的生产实践服务,为科研服务。生物技术制药实验课程设置了基础实验和综合实验[5]。与理论课同步开设了DNA的提取;细胞融合;细胞转染等实验,作为课程实验的基本环节。综合实验是为了提高学生兴趣和科学素质设置。实验过程中我们进行了生物材料壳聚糖的制备,生物酶的制备;开展了以壳聚糖负载生物酶的实验。这些实验引起了学生极大兴趣,使得在课堂上讲授的枯燥的理论在实验中变得生动而具体了,充分调动了学生的积极性,取得了较好的教学效果。
三、结语
通过上述对《生物技术制药》课程教学改革的探索,激发了学生对本门课程的学习兴趣和积极性,对于教学效果有极大的帮助。期望培养出具有视野开阔、专业素质优良、有较强实验操作能力,可以将专业理论和技术运用到实际工作中的创新性和竞争性人才,实现现代教育目标。
参考文献
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生物技术药物的特征篇5
创新研究者在研究不同产业之间的创新时,发现不同产业的技术创新模式存在较大差异。为了对不同产业间创新差异的成因进行更深入的分析,Nelson和Winter(1982)首先引入了技术体系概念,以解释跨产业的不同创新过程,他们将技术体系分为科学型技术体系和累积型技术体系两种。企业技术创新因不同产业的技术机会、创新可能性、市场结构等因素的影响(Breschi等,2000)而呈现出差异性,产业创新模式是技术的某些结构特征的函数,或者说是学习过程特征的函数。Malerba(2004)在牛津创新手册中,对产业创新系统进行了全面分析,并对相关文献进行了回顾。他指出,已有文献基于不同维度提出了不同产业在创新中的特征,例如熊彼特I型产业和熊彼特n型产业,前者是具有创造性毁灭特性的产业,企业家和新企业的创新在其中扮演主要作用,后者则具有创造性积累特征,大企业占据主导。另一个产业间创新差异由技术范式(regime)解释。创新来源和专有机制的不同也决定了产业创新的差异,Pavitt(1984)提出了四类产业创新模式,供应商主导产业、规模密集型产业、专业化供应商产业、以科学知识为基础的产业。Malerba(2004)一从知识和技术领域、行为者和网络、制度三个维度对产业创新系统进行了解构。
Breschi等(2000)从产业角度研究了技术体系,认为一个产业组织技术创新活动的特定方式可以解释为是受技术性质决定的不同技术体系影响的结果,并进一步从后发国家后发企业技术追赶的角度将技术体系定义为四个要素的组合,分别是技术机会、创新的独占性、技术进步的累积性以及知识基础的特征。Park&Lee(2006)M在以上四要素的基础上,补充了对后发国家技术追赶非常重要的四个新要素,分别为外部知识的可获得性、技术轨迹的不确定性(或流动性)、知识的初始存量以及技术生命周期。
研究后发企业技术追赶的学者很快就将技术体系用于考察发展中国家后发企业技术追赶将后发企业的技术追赶分为三种模式,路径跟随型追赶、阶段跃进型追赶和路径创造型追赶,他们认为路径跟随型追赶更可能出现在技术体系特征为低频度创新和发展轨迹稳定型技术;路径创造型追赶则更可能出现在技术体系属于更不确定、高风险型技术。Park&Lee(2006)进一步研究了技术体系和技术追赶的发生、技术追赶速度的关系,认为技术体系的不同要素对技术追赶和技术能力构建产生不同作用,Fulvio等为技术体系和创新的关系提供进一步的证据。
产业创新系统以创新系统和演化理论为基础。Malerba和SunilMani(2009,P.5)M指出了产业创新系统的构成要素:1)产业中的企业,2)企业之外的其他行为人,3)网络,4)需求,5)制度,6)知识,7)互动过程与演化等。因此关注的边界和重点不同,区别于国家创新系统、区域创新系统、技术创新系统等。国内学者中,唐春晖、唐要家(2006)^分析了我国的汽车、家电、半导体、计算机、通讯和机械工具六个典型产业技术模式特征,认为我国技术追赶也要根据技术体系差异进行差别化的模式选择。
1.2分析框架
综合已有文献资料,我们以Malerba(2004)M和Malerba和SunilMani(2009)M的概括为分析框架,以产业创新系统的三个维度及主要指标分析中国通信和医药产业创新系统,寻找中国通信设备制造业和医药制造业创新绩效差异的根源。2中国通信设备产业和医药产业创新系统的比较分析。
2.1知识和技术领域
通信设备产业技术复杂程度高,具有累积性特征。生产通信设备产品需要涉及大量的专利发明技术,因而大部分单个通信技术专利在通信设备产品生产中所起的作用相对医药技术中的医药专利而言没有那么突出,这种累积性、高度碎片化、编码化的知识为企业的技术学习提供了便利。虽然早期中国在通信设备产业的知识基础并不雄厚,但是随着1990年代计算机和通信专业在大学、社会上的热门化,大量的研究机构、研究人员开展相关的研究和学习,促进了相关的知识基础积累,为通信设备产业发展打下基础。
医药制造产业技术与通信设备产业有鲜明的差异,单个医药产品的生产一般只涉及个别的专利技术,而且受到非常严格的专利保护,已有调查研究中发现,专利对于医药创新成果保护相对其他产业而言其重要性最突出。此外,虽然医药知识编码程度较高,但是医药创新需要更多基于科学,需要更大的依赖大量的新实验、统计、观察等,经验积累也十分重要。另外,医药创新需要经历多个阶段,耗时更长,成本很高。
从产业内企业的研发投入角度看,首先,在研发人员投入上,1998年之后通信设备制造业超过医药制造业。2008年,医药制造业R&D活动人员折合全时当量为40192人年,通信设备制造业为92972人年;医药制造业科学家和工程师人数为59711人,通信设备制造业则有110118人。其次,在经费投入上,通信设备产业与医药制造产业在产出上的差异迥然,中国医药制造企业R&D经费及新产品开发经费投不及通信设备制造的1/2,中国医药制造企业的研发强度上,也只有通信设备制造企业的1/2左右。2008年,医药制造业新产品开发经费87.2亿元,通信设备制造业新产品开发投入经费228亿元;医药制造业R&D内部支出经费79亿元,通信设备制造业R&D内部支出经费202亿元(如图3所示)。在技术引进、技术改造、消化吸收经费上,通信设备制造业技术引进经费历年高于医药制造业,而医药制造业的技术改造经费支出高于通信设备制造业在研发上的投入直接体现在研发成果上。2008年,医药制造业和通信设备制造业专利申请量分别为3917和16159件;发明专利拥有量分别为3170和10222件。WIPO公布的PCT专利申请也表明通信设备产业的专利申请增长率明显高于医药产业。从产业内企业角度看,通信设备产业与医药制造产业的企业规模差异逐渐加大,前者企业平均规模明显扩大,而后者却几乎没有扩大。前者的部分企业收入和利润率较高,并通过维持高研发投入而形成良性发展态势,后者则规模有限并难以提高利润率,无法维持医药创新所需的高研发投入,无法进入“高研发投入-高收益”模式。
从市场需求角度看,通信设备产业与医药制造产业在我国均有巨大的市场空间,需求增长很快。数据表明,1995年中国只有移动用户362万,2004年3.3亿,2006年4.61亿,2009年全行业手机用户数共达到7.26亿户;1995年固定电话用户数量4071万,2006年是3.67亿。本土固定电话交换机在1995年只有7204万门,2006年是5.02亿,无线交换机容量在1995年为797万门,2006年达到6.1亿门。中国医药市场规模占全球的10%以上,且增长迅速。在1995年至2001年之间,医药制造总产值增长率甚至不到通信设备制造总产值增长率的一半,但是在2002年之后,医药产业总产值增长率开始高于通信设备制造业,达到20%以上。这表明在市场需求规模上两个行业的差异已经变小,医药制造业的快速增长期相对通信设备制造业来的较晚。
从行为人网络角度看,首先,医药业的产学研联盟也不及通信业。产学研联盟是医药企业成功的关键,比通信设备产业可能更加重要。但是,中国生物医药产业缺乏有效的与跨国公司的互动学习(柳卸林,2008,103)M。大学和研究机构与企业之间缺乏足够的联系,研究成果转化成产品的能力较弱,也缺乏足够的风险投资,在新企业的融资中,投资者投资企业但不投资创新(柳卸林。2008,106)M。而美国的经验表明美国垄断世界生物制药产业的主要因素有:美国政府对生物领域基础研究的长期支持,知识产权的有效保护,丰富的风险投资,学术界与产业界之间的紧密联系等(Pisano,2002128;柳卸林,2008,91M)。其次,政府在通信设备和医药制造产业发展中发挥重要作用。柳卸林(2008,67)M在总结通信设备产业发展中指出,政府在产业发展早期通过有效的产学研合作,一定的市场份额保证,帮助企业积累了技术能力。虽然在通信设备产业政府作用明显,但是创新仍以企业为主体,而且日益明显。但是我国医药产业创新体系的政府特色明显,而且企业的主体作用没有显著体现,企业研发投入不足,大学和科研机构为医药创新主体(沈阳药科大学、上海医药工业研究院、中国科学院上海药物研究所、中国医学科学院药物研究所、中国药科大学等),但其创新成果的商业化缺乏充分支持对产业创新体系发挥显著作用的制度是知识产权制度。改革开放早期我国较弱的知识产权体系对通信设备和医药制造业创新产生的作用不同。弱知识产权体系促进了医药新技术扩散但阻碍了创新(柳卸林,008,105)16,医药企业倾向于选择仿制药物。对于通信设备产业,较弱的知识产权体系促进了新技术扩散,加之通信设备的技术特征,促进了通信设备的创新投入和产出,所以通信设备产业的创新没有受到大的阻碍。
在制药业中,国家卫生系统和规制在影响技术方向的变化上发挥了重要作用,在某些情况下甚至阻碍或延缓了创新(法格博格等,2009)M。我国的医药市场竞争并不充分,药品定价通过政府定价和市场调节方式,药品招标是省级政府主导的网上集中采购,基本药物目录和医保目录的制定由政府主导(医药行业各种管制如我国的基本药物制度、医保体制改革、公立医院改革、药价、招标和药监政策等),非市场化竞争导致医药行业对重大创新的重视程度不够或是信心不足,许多医药企业甚至‘‘非常厌恶行业里的一些作风,但是又不得不跟着做”。而通信设备业虽然是受到政府严格管制的行业,但相对医药业的市场化程度要好很多。
结论与启示
为什么中国通信产业比医药产业更创新?两个产业在创新系统中的差异能够提供解释。通信设备产业发展的更好,实现比较有效的技术追赶,原因在于:我国通信设备产业巨大的市场规模和快速的增长速度,为本土企业提供了大量市场机会,产业内也存在一定的技术机会,本土企业及研究机构则在政府支持及自身大量研发投入基础上逐步形成技术能力,从较低端市场逐渐进入并发展到较高端层次,部分企业实力不断增强,并通过进一步的研发投入,实现了从追随式追赶向蛙跳式追赶的转变,整个产业形成了良性的循环,使得产业在国际上具备较强的竞争力。反观我国医药产业虽然也拥有庞大的国内市场,但是国内医药企业规模偏小,难以支撑医药原始创新的时间和财务成本,偏向于相对容易的仿制药物的研制生产,医药市场的非市场化竞争特征也降低了企业创新动机,国际医药公司高利润率高研发投入的良性循环使得国内医药企业的差距更加明显,国内医药企业因利润率相对较低等在研发投入上的不足使得国内他们只能坚持在缺乏原始创新、维持仿制从而继续保持利润率水平较低、继续维持较低的研发投入的劣势轨道上运行。虽然医药领域最新的生物医药分支中因技术特征的不同,技术机会较多,我国企业具备一定的技术追赶机会,但是我国医药企业在传统医药领域的被动局面必须经过更长的时间才能实现根本改变。
结论与启示
我国通信设备产业较医药产业具备较强的创新能力,无论是企业竞争力还是企业创新成果都从最初的毫无国际影响发展到处于国际领先水平;但是医药产业中企业的国际竞争力和创新能力都与国际领先企业存在很大的差距。本文运用产业创新系统框架,对两个产业进行了比较分析。研究认为,产业知识基础(如技术机会)、行为人和网络(如市场需求、研发合作、政府支持等)和制度基础(如知识产权制度)三个方面能够一定程度的说明两个产业创新能力产生差异的原因。