生物藥物分離技術(shù)

前言

　　生物藥物分離技術(shù)是隨著生物技術(shù)在藥物研究實(shí)踐中的應(yīng)用而提出的新的研究方向，其隨著生物、化學(xué)、藥學(xué)及新藥篩選等技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，隨著人們對藥物品質(zhì)認(rèn)識的深化而發(fā)展。　　生物藥物分離技術(shù)的研究和應(yīng)用涉及對生物藥物來源的選擇與處理，對生物藥物來源的材料特性、生物藥物在其中的含量、生物藥物的生物學(xué)特性及化學(xué)特性等都需要進(jìn)行了解。對于在人體內(nèi)含量少而活性高的某些蛋白或細(xì)胞因子（如胰島素、干擾素、腫瘤壞死因子等），通過正常的生物體獲得它們將可能是一個步驟繁雜、產(chǎn)率低下、高成本的過程，工藝過程中使用的大量處理因素可能還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而通過基因工程手段，則可以大大減少對正常生物體的消耗，如胰島素等蛋白類藥物，可以通過基因工程菌或基因工程細(xì)胞的培養(yǎng)而大量生產(chǎn)。本書介紹的生物藥物分離純化方法及技術(shù)，可對正常生物體中的相關(guān)生物活性材料進(jìn)行分離純化，提供藥物活性篩選的樣本，同時也可對基因工程來源產(chǎn)品進(jìn)行處理，以獲得大量的生物活性藥物，以利于實(shí)驗(yàn)室規(guī)?；蚬I(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。例如，在蛋白類藥物的分離純化中，可利用基因工程技術(shù)使蛋白帶上相應(yīng)的標(biāo)簽，如在待分離蛋白的一端接上一段酶識別位點(diǎn)，將蛋白與酶融合表達(dá)后，再通過酶將待分離蛋白切割分離出來；將待分離蛋白接上組氨酸標(biāo)簽，再利用與組氨酸有特異相互作用的固定于樹脂或其他基質(zhì)上的金屬離子如Znz+、Cuz+、Ni。+等，通過適當(dāng)?shù)南疵搫?，可順利將該蛋白分離純化出來?！　”緯榻B了生化分離純化方法中的大部分技術(shù)，如萃取、鹽析、結(jié)晶、膜分離、各類色譜技術(shù)以及基因工程技術(shù)的應(yīng)用，是生物分離過程科學(xué)與化學(xué)、生物化學(xué)及分子生物學(xué)等理論的結(jié)合。本書對相關(guān)生物藥物的分離技術(shù)及其研究進(jìn)展進(jìn)行了較為詳盡的介紹，通過對本書的閱讀，讀者可以快速了解生物藥物的生化及藥理活性，掌握其常用的分離純化方法及相關(guān)材料，以及最新進(jìn)展。在色譜分離中新材料的使用方面，如色譜分離用膜、整體柱技術(shù)、氧化鋯基質(zhì)等，一些天然產(chǎn)物中常用的方法以及近年來使用的分子蒸餾等，都僅進(jìn)行了簡單介紹，因?yàn)檫@些技術(shù)從分離原理上，基本上還是基于傳統(tǒng)的分離技術(shù)。對于有新的分離機(jī)理的分離技術(shù)則都作了詳細(xì)的介紹，如納濾膜分離技術(shù)、色譜中運(yùn)用的基因工程標(biāo)簽技術(shù)等?！　≡谏锛夹g(shù)日益發(fā)展的今天，本書所涉及的生物藥物分離及使用材料，正在被有機(jī)結(jié)合起來用于開發(fā)成各種試劑盒，不僅讓從事生物分離的科研工作者，而且讓從事分子生物學(xué)等各個與分離科學(xué)相關(guān)的科技人員從煩瑣的分離理論中擺脫出來，只要按照各個kit提供的步驟操作就可得到目標(biāo)產(chǎn)品，如QiagenPlasmidMidiKit（25）就是為質(zhì)粒微量制備所開發(fā)的試劑盒，雖然每個生物實(shí)驗(yàn)室都可以自行配制相關(guān)的溶液以進(jìn)行質(zhì)粒制備，在通過PCR、GE確定插入堿基序列的分子量后，通常各個生物實(shí)驗(yàn)室在制備用于測序的質(zhì)粒DNA時，為了得到高度純化的DNA，普遍使用相應(yīng)的試劑盒，通常這樣的試劑盒提供從細(xì)菌或細(xì)胞培養(yǎng)開始，直到最終得到純化的質(zhì)粒DNA等全過程的操作及試劑使用方法。

內(nèi)容概要

　　本書介紹了生化分離純化方法中的大部分技術(shù)，如萃取、鹽析、結(jié)晶、膜分離、各類色譜技術(shù)以及基因工程技術(shù)的應(yīng)用，是生物分離過程科學(xué)與化學(xué)、生物化學(xué)及分子生物學(xué)等理論的結(jié)合。本書對相關(guān)生物藥物的分離技術(shù)及其研究進(jìn)展進(jìn)行了較為詳盡的介紹，通過對本書的閱讀，讀者可以快速了解生物藥物的生化及藥理活性，掌握其常用的分離純化方法及相關(guān)材料，以及最新進(jìn)展。在色譜分離中新材料的使用方面，如色譜分離用膜、整體柱技術(shù)、氧化鋯基質(zhì)等，一些天然產(chǎn)物中常用的方法以及近年來使用的分子蒸餾等，都僅進(jìn)行了簡單介紹，因?yàn)檫@些技術(shù)從分離原理上，基本上還是基于傳統(tǒng)的分離技術(shù)。對于有新的分離機(jī)理的分離技術(shù)則都作了詳細(xì)的介紹，如納濾膜分離技術(shù)、色譜中運(yùn)用的基因工程標(biāo)簽技術(shù)等?！　⊥ㄟ^對本書的閱讀，讀者可以了解各種生物藥物的性質(zhì)及以其性質(zhì)為基礎(chǔ)的分離純化技術(shù)、影響因素以及研究進(jìn)展，從而對于解決實(shí)踐中所遇到的問題是極為有利的。

書籍目錄

第1章  生物藥物材料的選擇和處理　1.1　材料的選擇與處理　　1.1.1　材料的選擇    1.1.2　材料的處理　1.2　細(xì)胞破碎  　1.2.1　化學(xué)破碎法  　1.2.2　物理破碎法　　1.2.3　其他細(xì)胞破碎方法  1.3  生物藥物等活性物質(zhì)分離純化工藝過程選擇    1.3.1　生物分離過程選擇    1.3.2  生物活性物質(zhì)分離工藝選擇舉例    1.3.3　小結(jié)第2章  生物活性物質(zhì)粗分的常用方法  2.1  萃取法    2.1.1　萃取分離原理    2.1.2　選擇萃取分離體系的注意事項(xiàng)    2.1.3　液一液萃取設(shè)備與流程    2.1.4　超臨界萃取    2.1.5　雙水相萃取    2.1.6　反相膠束萃取    2.1.7　液膜分離技術(shù)    2.1.8　反應(yīng)萃取法    2.1.9　凝膠萃取法　2.2　吸附分離法    2.2.1  吸附類型    2.2.2　常用吸附劑    2.2.3　吸附等溫線    2.2.4　影響吸附的因素    2.2.5  親和吸附  2.3  固相析出分離法    2.3.1  鹽析法    2.3.2　有機(jī)溶劑沉淀法    2.3.3　其他沉淀法　2.4　膜分離法 　 2.4.1  透析 　 2.4.2  超濾 　 2.4.3　微孔膜過濾技術(shù) 　 2.4.4  納濾　　2.4.5  以膜為基礎(chǔ)的色譜分離第3章  多肽與蛋白質(zhì)類藥物  3.1  多肽和蛋白質(zhì)類藥物基本知識    3.1.1　多肽和蛋白質(zhì)的種類    3.1.2　多肽和蛋白質(zhì)的物化性質(zhì)  3.2　多肽和蛋白質(zhì)類藥物的生產(chǎn)方法    3.2.1  用傳統(tǒng)的生化提取法生產(chǎn)    3.2.2  利用基因工程技術(shù)構(gòu)建工程菌(或細(xì)胞）進(jìn)行生產(chǎn)  3.3　多肽及蛋白質(zhì)類藥物的分離 　 3.3.1　反相高效液相色譜  　3.3.2　疏水作用色譜  　3.3.3　體積排阻色譜 　 3.3.4　離子交換色譜 　 3.3.5　膜蛋白色譜 　 3.3.6　高效置換色譜 　 3.3.7　貫流色譜 　 3.3.8　親和色譜  　3.3.9　蛋白質(zhì)和多肽色譜中的新材料  　3.3.10  電泳  　3.3.11  多肽蛋白質(zhì)分離工程的系統(tǒng)應(yīng)用　3.4　蛋白質(zhì)的分析鑒定    3.4.1  質(zhì)譜分析    3.4.2　核磁共振    3.4.3　其他  3.5　幾種蛋白質(zhì)或多肽的分離    3.5.1  粒/巨噬細(xì)胞集落刺激因子的分離純化    3.5.2　干擾素的分離純化    3.5.3  白細(xì)胞介素的分離純化第4章　氨基酸類藥物　4.1　氨基酸類藥物基本知識    4.1.1  氨基酸種類及物化性質(zhì)    4.1.2　氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用　4.2　氨基酸的分離　……第5章　核酸類藥物第6章　糖類藥物第7章　脂類藥物第8章　海洋生物藥物第9章　其他生物藥物的分離及相關(guān)材料簡介參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 生物藥物材料的選擇和處理 　　生物藥物是指運(yùn)用生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科的研究成果，利用生物體、生物組織、體液或其代謝產(chǎn)物（初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物），綜合應(yīng)用化學(xué)、生物技術(shù)、分離純化工程和藥學(xué)等學(xué)科的原理與方法進(jìn)行加工、制成的一類用于預(yù)防、治療和診斷疾病的物質(zhì)。因此生物藥物包括從動物、植物、海洋生物、微生物等生物原料制取的各種天然生物活性物質(zhì)及其人工合成的天然物質(zhì)類似物。現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為傳統(tǒng)的天然來源的生物藥物添加了新的概念，使生物藥物的用藥理論和制備技術(shù)也發(fā)生了一場革命，如抗生素的功能已不再局限于殺菌或抑菌、胰島素的生產(chǎn)不再依靠以動物臟器為原料、乙肝疫苗的生產(chǎn)不再需要用人血等。如今基因工程技術(shù)已經(jīng)貫穿于生物藥物的生產(chǎn)制備過程中，不僅如此，基因工程技術(shù)還被用于藥物發(fā)現(xiàn)、藥理研究等藥物研究的各個領(lǐng)域?！　‖F(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展，也促進(jìn)了生物活性物質(zhì)分離分析理念和技術(shù)的發(fā)展，新型生物分離所用材料也不斷被開發(fā)出來?，F(xiàn)代生物技術(shù)（如基因工程技術(shù)）在生物藥物制備中具有重要地位，很多生物藥物已經(jīng)可以通過基因工程技術(shù)獲得，如通過基因體外拼接（spli—cing）將表達(dá)某一種蛋白或多肽的基因構(gòu)建在某一表達(dá)載體（質(zhì)?；虿《荆┥希偻ㄟ^某一模式生物（構(gòu)建的工程菌或細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因動植物等）將該蛋白或多肽表達(dá)出來，這樣就使得目標(biāo)物質(zhì)的分離過程變得相對簡單，特別是在利用細(xì)胞培養(yǎng)、發(fā)酵等手段獲得某種生物活性物質(zhì)時，分離手段將相對簡單、明確。對于來源于動植物的某些多基因控制的生理活性物質(zhì)而言，由于構(gòu)建相應(yīng)工程菌（或細(xì)胞）的過程相當(dāng)復(fù)雜，仍然需要通過培養(yǎng)細(xì)胞提取或直接的分離提取手段由天然動植物（包括海洋生物、微生物等）中得到，當(dāng)然植物次生代謝產(chǎn)物的獲得，很大程度上仍然需要使用巧妙的分離純化手段才能得到滿意的結(jié)果。另一方面，中華醫(yī)藥的瑰寶——中草藥，其用藥理論和有效成分的研究已經(jīng)得到廣大科研工作者的重視，分離分析技術(shù)的發(fā)展正在改變著中草藥幾千年來老、大、黑、粗的傳統(tǒng)面貌。

編輯推薦

　　一本關(guān)于生物藥物原料的來源與選擇，生物藥物從生物體系中分離純化出來的技術(shù)方法、相關(guān)材料及其研究進(jìn)展的工具書。全書以目前常見的生物藥物為主，重點(diǎn)介紹了生物來源（包括基因工程來源）的蛋白質(zhì)和多肽類、氨基酸類、核酸類、糖類、脂類藥物的分離技術(shù)。《生物藥物分離技術(shù)》適于從事生物藥物研究的藥學(xué)及生物醫(yī)藥專業(yè)生員參考。

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