芜湖职业技术学院毕业设计报告书层析技术在生物制药产业上的应用生物工程系制药技术专业08制药班学生贺行涛系主任杨靖东指导教师曹侃2010 年12月1日芜湖职业技术学院毕业设计任务书2008——2011学年生物工程系制药技术专业编号批准日期学生贺行涛系主任Ⅰ设计题目：层析技术在生物制药产业上的应用Ⅱ原始资料：[1] 梁荣梯. 层析技术介绍[J]. 动物学杂志, 1983,(01)[2] 焦今召. 几种层析液分离色素的效果比较[J]. 生物学教学, 2000, (06)[3] 张守本. 电阻率层析技术的一些新进展[J]. 世界核地质科学, 1998, (01)[4] 张善法. 桩基检测中跨孔电磁层析技术的应用[J]. 地球物理学进展, 2005, (01)[5] 江玉姬, 邓优锦, 刘新锐, 胡方平, 谢宝贵, 刘福阳, 黎志银. JS018菌有机磷农药降解酶的纯化[J]. 江西农业大学学报, 2006, (03)[6] 江玉姬, 邓优锦, 刘新锐, 胡方平, 谢宝贵, 刘福阳, 黎志银. Roseomonas JS018有机磷农药降解酶的纯化[J]. 福建农林大学学报(自然科学版), 2006, (04) [7] 贾敏. 对比讨论常用三种静校正方法的优劣[J]. 知识经济, 2010, (14)[8] 高友红. 层析液的配制[J]. 生物学通报, 1998,(08)[9] 齐翔林, 汪云九. 生物组织X光照片圆层析合成法的研究——Ⅰ、优化断层片的数学方法[J]. 生物物理学报, 1990, (04)[10] 韩亮, 刘淑玲, 赵丽欣, 张秀霞, 杨桂云, 张志, 曾国华. 抗基因工程干扰素单克隆抗体的纯化[J]. 中国生物制品学杂志, 1993, (02)[11] 刘程. 层析技术成为生物制药得力工具[N]. 中国医药报, 2007, (2007-04-26)[12] 本报记者邢佰英俞叶峰. 安科生物争做生物制药先锋[N]. 中国证券报, 2009, (2009-09-23) [13] 记者卢志民特约通讯员李波. 投资6亿打造一流生物制药基地[N]. 湛江日报, 2009, (2009-12-30)[14] 本报记者熊光明. 生物制药,打开医药产业新天地[N]. 中国医药报, 2010, (2010-04-15)[15] 九鼎德盛. 生物制药多重利多因素提升市场机会[N]. 证券日报, 2010, (2010-11-13)[16] 姜小莉. 现代“找药人”[N]. 常州日报, 2009, (2009-11-23)[17] 记者杨俊坚. 民企发力生物制药[N]. 医药经济报, 2010, (2010-05-10)[18] 本报记者陈术培. 奋力抢占全国生物制药“制高点”[N]. 成都日报, 2010, (2010-01-20)[19] 本报记者黄捷文. 生物制药前景广阔[N]. 韶关日报, 2010, (2010-11-11)[20] 王丹红. 冰岛著名生物制药公司申请破产保护[N]. 科学时报, 2009, (2009-12-02)目录摘要 (4)关键词 (4)正文…………………………………………………………6—201.层析定义与原理 (6)2.分析工作范围 (6)3.平面层析 (7)4.薄层层析 (7)5.气相色谱 (8)6.高效薄层层析 (9)7.吸附层析法 (10)8.定制个性化层析 (12)9.层析柱装填自动化 (12)10.膜层析应用优势明显 (13)11.层析技术在生物中的应用实例 (14)12.国外生物制药现状 (16)13.国内生物制药现状 (17)14.我国生物制药产业的发展 (19)层析的简单定义为:层析是一种差速迁移过程, 样品组分在其固定相与流动相间的分取决于组分对其中一相或二相的亲和力, 迁移的速率从零至流动相速度而不同刀。
流动相可以是液体或气体；固定相可以是固体或是一些吸附于适当支持介质上与流动相不相混合的其它相。
液相层析(lc)指除气相层析(GC)以外的各种层析技术,包括纸层析(PC)、柱层析(CC)、薄层和高效薄层层析(TLC和HPTLC)以及高效液相层析(HPLC)。
层析过程是基于样品组分在互不相溶的两“相”溶剂之间的分配系数之差( 分配层析),组分对吸附剂吸附能力不同(吸附层析),和寓子交换, 分子的大小( 排阻层析) 而分离。
层析技术是功能最强大的纯化工具之一，广泛应用于多种行业。
尤其在生物制药工业领域，不断改进完善的层析技术正在帮助制药厂家应对不断出现的产能挑战。
近年来，为了满足对无杂质的蛋白质、病毒、核酸、酶和酶抑制物不断增长的需求，生产厂家不断增加层析技术在药物纯化方面的应用，随着应用的增加，层析工艺技术也出现了很多新的趋势。
在药物的开发、配方、销售和药物代谢动力学的评价中, 分析工作的范围包括如下几方面:1 药物生产原料的鉴定和纯度测定;2 药物的鉴定和纯度检查;3药物中微量杂质的分离和鉴定;4药物的降解率和降解产物的测定;5制剂中药物的鉴定及其含量测定;6制剂中降解产物的测定, 分离供毒性试验的物质;7对小剂量处方中药物, 检测含量的均匀性;8分析药物及其制剂中的其它物质(如水份, 残留溶剂,重金属, 防腐剂和特异的杂质);9 测定体液中药物和代谢物的浓度, 以便确定药物在体内的吸收, 生物利用度和消除。
许多方法都可用来获得上述信息。
包括颜色反应、熔点测定、分光光度法(UV,IR,NMR和MS)旋光度折射率和微生物学测定.在一特定时间内, 层析法一般是能提供最多信息的技术。
在某些情况下, 亦可将一种非专一一性的定量测定法(如分光光度法)与一种简单的定性层析试验(如TLC) 联用, 由于TLC可表明干扰杂质不存在, 因而这二种方法的联用可以提供GC或HPLC 分析同样多的信息, 而且较有经济效益1、平面层析(planar chromatography)平面或平板层一析包括纸层析(pc) 和薄层层析(tlc)技术。
1、1薄层层析（TLC）薄层层析是一种简便、快速、微量的层析方法。
一般将柱层析用的吸附剂撒布到平面如玻璃片上, 形成一薄层进行层析时一即称薄层层析。
其原理与柱层析基本相似。
由于TLC具有较高的分辨率和能出现更多致密的色斑, 可用肉眼看出低浓度杂质的存在, 因而在各国药典中,TLC已逐渐取代PC.TLC 的主要优点是经济和简便, 主要缺点则是, 尽管足以胜任许多限量试验的要求, 但由目测测量不免带有很高的主观性而且这种方法至多不过是半定量。
在药典的不同标题项下(例如有关化合物分解产物,有关物质,外来物质等)均列有使用TLC的限量试验。
限量试验中, 使用TLC的最常用方法是以物质的二种浓度水平进行检测。
较稀的溶液代表允许杂质的最大浓度, 因而, 不需要参照样品。
在显色后, 较稀溶液的层析图谱中应仅出现主要组分的一个斑点。
Fairbroth(1984)综述了TLC在药学中的应用技术和应用范围, 后者包括药物鉴别, 杂质检查, 药物稳定性, 制剂分析, 体液中的药物,抗生素, 天然产物, 表面活化剂, 化妆品, 类脂物和添加剂等。
毒物中或无标记白色片剂的活性成分的未知药物鉴别, 在无整套标准对照品存在下是完全不可能的。
但是, 尽管由于实验条件不同, 实一验室间Rf 值有差异, 而TLC确实能提供一种简便和快速的鉴别方法。
Dhont报道了一种简单校正Rf值的方法以沟通实验室间的相互关系。
对特定实验条件仅使用二个参考物质(高Rf 值和低Rf值), 就可计算出校正因素数。
因此, 这种方法可用于与其它实验室(例如文献报道值)的实验结果进行比较。
该法与Moffatt 等由8个TLC 系统794个药物所得出的HRF值一起, 可用以抗组织胺类、局部麻醉剂、中枢神经兴奋剂、磺胺类和苯二氮杂覃等类药物的鉴定1、2高效薄层层析（HPTLC）高效薄层层析定量分析可能比HPLC昂贵, 然而却有许多优点, 包括操作简便和样品通过速度快, 从而使得分析每个样品非常经济有效1985 年的国际会议指出, 就方法的准确度、多功能性、精密性和灵敏度方面,TLC 和HPTLC 都相当于或超过GC和HPLC例如用TLC和HPTLC作沙丁胺醇的药代动力学研究, 可以测至1ug/ml 水平,而且测定比GC/MS快。
一种用于控制抗生素生产发酵过程的单一半自动TLC系统可提供相当于8个HPLC系统所得等量的数据。
用定量HPTLC分析体液中的药物和代谢产物已由Ritter综述。
用液一液提取和tlc相结合的方法已用于药物制剂和生物体中药物的快速鉴别。
柱层析在法定分析中, 常规的柱层析(用玻璃柱)常用在另一种分析方法(如分光光度法)之前作为一种纯化预处理操作。
对痕量污染物的检测和测定, GC和HPLC往往优于其它方法, 但如果这些化合物不能从柱上洗脱, 则GC和HPLC显然不如TLC。
因此GC或HPLC的选择取决于分析化合物的理化性质,样品的种类以及所要求的检测浓度。
对药物分析的应用, 一般采用HPLC多于GC, 这是因为:1,HPLC的大多数分离都在室温进行,不易发生热分解;2与GC分析所用的固定相相比HPLC仅需较少的层析柱就可进行一系列的分离;3,HPLC 通常无需进行衍化操作ΗΕ , 混合基质（如油膏、霜剂万栓剂）中的药物, 毋需进行预提取步骤, 而可溶于适当溶剂中直接进样。
另一方面, GC则不存在HPLC的溶剂浪费间题。
因此, 对每件检样的总耗费较低, 而且GC尤以毛细管柱对复杂组分(如挥发油类)的分辨率较HPLC好。
1、3气相层析在药物分析中,GC 的应用研究有三个主要方面?? 原料测定Η不同处方中药物的含量测定Η药物中存在的杂质和溶剂的测定。
多数的分析, 尤在法定分析中,’是利用1-3米长的填充柱, 并用火焰离子化检测器检测分离的化合物。
该法已应用于许多药物, 包括抗组胺类, 抗惊厥药, 镇痛药, 三环类抗抑制剂, 苯二氮草类, 中枢神经兴奋剂, 抗肿瘤剂, 抗生素和利尿剂等的定性和定量分析。
GC与作为检测器的质谱联用, 又可获得用其它技术所未能取得的定性和定量信息。
热解气相层析(PGC) 是将被分离物质先进热分解成更易挥发的成分然后再通过层析柱的一种气相层析法。
此法主要应用于常规GC不能达到足够挥发性以进行分析的物质的检测。
PGC在药物领域的应用很有意义且广泛,现已应用于微生物和真菌的鉴别、临床分析(对某些代谢失调, PGC/MS可提供一特有的线索)、毒物和药物分析(如巴比士酸盐类、吗啡、吩唾嗓类、磺胺类,青霉素和头抱菌素类等)。
1、4高效液相层析HPLC是在药物分析中应用最为广泛的分析方法。
该技术本身有助于自动化。
最佳系列型号仪器包括自动进样器、三元或四元梯度溶剂系统, 柱转换装置和二极管阵列或快扫描UV检测器, 全部电子计算机化,对特殊的测定用数据处理设备计算结果并打印报告。