何文

(河南護(hù)理職業(yè)學(xué)院 河南安陽(yáng) 455001)

1 前言

隨著生命信息科學(xué)的迅猛發(fā)展和學(xué)科間知識(shí)技術(shù)的相互滲透,大大推動(dòng)了生物技術(shù)藥物的發(fā)展與進(jìn)步。生物技術(shù)藥物(biophar maceutics):是指所有以生物質(zhì)(生物體、生物組織、細(xì)胞及其成分等)為原料制取的各種生物活性物質(zhì)和人工合成類似物或通過現(xiàn)代生物技術(shù)(生物學(xué)、化學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和DNA重組技術(shù))制成的藥物和保健品(蛋白質(zhì)或核苷類)。例如:重組血漿因子、融合蛋白、疫苗和單抗等,主要用于防治心腦血管疾病、腫瘤、糖尿病和遺傳病等疑難病癥,在臨床上已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用。

生物技術(shù)藥物量微而活性強(qiáng),副作用較小、安全性較高。但由于生物技術(shù)藥物中復(fù)雜的蛋白質(zhì)或多肽大分子結(jié)構(gòu),因此在分析檢測(cè)的過程中要注意藥物內(nèi)部反應(yīng)機(jī)制是大分子與大分子或大分子與小分子間的反應(yīng),不同于小分子的簡(jiǎn)單快速反應(yīng)。因此,在對(duì)生物技術(shù)藥物進(jìn)行定性和定量檢測(cè)時(shí),除了采用一些常規(guī)的化學(xué)儀器分析方法外,還需要建立專門的生物技術(shù)藥物分析檢測(cè)方法。

2 生物技術(shù)藥物分析檢測(cè)方法

2.1 化學(xué)儀器分析法

在化學(xué)儀器分析中主要用到的方法有色譜法、光譜法、電泳法、質(zhì)譜法和核磁共振法等。對(duì)于生物技術(shù)藥物中蛋白質(zhì)含量的分析測(cè)定普遍使用的方法是高效液相色譜法,該方法根據(jù)蛋白質(zhì)多肽的分子質(zhì)量大小、極性等特征使樣品獲得分離,分辨率及特異性高。例如:采用高效液相色譜法可準(zhǔn)確檢測(cè)出生物樣品中兒茶酚胺的含量。在蛋白質(zhì)分析中普遍使用的技術(shù)還有毛細(xì)管電泳法,該技術(shù)由于分辨率高、樣品量少、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單省時(shí)等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于氨基酸、多肽、核苷酸的分離分析。與色譜法分析原理不同,光譜法則是利用生物技術(shù)藥物中蛋白質(zhì)、多肽和核酸對(duì)光譜的吸收特性對(duì)蛋白質(zhì)、多肽和核酸進(jìn)行定性或定量分析。常用光譜法有紫外光譜法、熒光光譜法、紅外光譜法等。例如,臨床上已廣泛采用熒光法對(duì)微生物病毒進(jìn)行定量檢測(cè)。隨著軟電離技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)于一些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大分子生物聚合物,質(zhì)譜法可將其進(jìn)行電離分解后在電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下進(jìn)行離子質(zhì)量分析,從而獲得有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)信息,方法高效、快速準(zhǔn)確。將色譜法與質(zhì)譜聯(lián)用可形成更強(qiáng)有力的聯(lián)用分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)極低濃度的生物樣品的含量測(cè)定和蛋白質(zhì)多肽類藥物的代謝動(dòng)力學(xué)研究。核磁共振是一種吸收光譜(1HNMR和13C-NMR應(yīng)用廣泛)。1H-NMR可以提供分子中氫原子所處的化學(xué)環(huán)境、相對(duì)數(shù)目以及分子構(gòu)型等有關(guān)信息,13C-NMR直接提供有關(guān)分子骨架的結(jié)構(gòu)信息。光譜攜帶大分子生物聚合物結(jié)構(gòu)信息經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理,可確定氨基酸序列、核酸的分析和定量混合物中的各組分含量分析等。將核磁共振技術(shù)與高效液相色譜法或毛細(xì)管電泳法聯(lián)用,分析能力強(qiáng)大并能拓展其在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。但質(zhì)譜,核磁共振儀器精密昂貴,工作環(huán)境操作技術(shù)要求高,普及性受限。

2.2 生物技術(shù)分析法

生物技術(shù)分析法主要包括:免疫學(xué)法、放射性同位素示蹤法、生物鑒定法和量熱法等。免疫學(xué)法是利用蛋白質(zhì)多肽抗原與相應(yīng)抗體(單克隆或多克隆抗體)可以特異性識(shí)別結(jié)合的特點(diǎn)(結(jié)合比色法),借助顯微鏡觀察定位,對(duì)蛋白質(zhì)多肽進(jìn)行定性定量分析。常用免疫學(xué)方法有免疫熒光法和酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定法。免疫熒光法:是將目標(biāo)抗體標(biāo)上熒光素,借助熒光顯微鏡進(jìn)行抗原示蹤定位的檢測(cè)技術(shù);酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定法:又稱酶聯(lián)免疫法,或ELISA法,是在酶免疫技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新興的免疫檢測(cè)方法,該方法是將可以催化底物發(fā)生顯色反應(yīng)的酶進(jìn)行標(biāo)記,然后通過顯色進(jìn)行分析檢測(cè)的一種前沿特殊試劑檢測(cè)方法。例如,動(dòng)物血清蛋白藥物或動(dòng)物性食品中農(nóng)藥殘留的ELISA法建立等。而放射性同位素示蹤法則是將目標(biāo)性分子或產(chǎn)物用放射性同位素標(biāo)記(與內(nèi)源物質(zhì)區(qū)別),以研究目標(biāo)分子或產(chǎn)物的體內(nèi)分布、代謝行為。放射性同位素示蹤法和免疫學(xué)方法雖然能夠描述蛋白質(zhì)多肽類藥物的體內(nèi)動(dòng)力學(xué)行為,但不能夠直接反映出蛋白質(zhì)多肽類藥物的生物活性和穩(wěn)定性。

生物鑒定法和量熱法則分別依據(jù)生物藥物的特異性反應(yīng)原理和放熱吸熱原理對(duì)藥物的生物活性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究。例如,生物鑒定法利用組織或細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)多肽類藥物的某種特異反應(yīng),界定藥物是否具有生物活性,根據(jù)制劑-效應(yīng)曲線對(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)多肽類藥物進(jìn)行定性定量分析。量熱法則是通過測(cè)定樣品在受熱過程中的放熱和吸熱行為來(lái)研究樣品中各組分相互作用及狀態(tài)變化的一種方法,該方法多用于多肽的熱穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)分析。

在對(duì)生物技術(shù)藥物的生物活性,穩(wěn)定性和代謝動(dòng)力學(xué)研究中,通常將化學(xué)儀器分析方法與生物技術(shù)分析方法聯(lián)合應(yīng)用。例如,將高效液相色譜與同位素、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)聯(lián)用;熒光光譜法與免疫檢測(cè)技術(shù)聯(lián)用;質(zhì)譜與核磁共振技術(shù)與免疫、生物鑒定法聯(lián)用等。分析聯(lián)用技術(shù)的迅速發(fā)展,為生物技術(shù)藥物的檢測(cè)提供了更為寬闊的發(fā)展前景。

[1]馬大龍.生物技術(shù)藥物.北京:科學(xué)出版社,2001.

[2]葉婷,梁文權(quán).生物技術(shù)制劑的發(fā)展?fàn)顩r.醫(yī)學(xué)導(dǎo)報(bào),2000,19(3):265.