生物制品分析

生物制品分析
041410230刘乐
随着科学技术的不断进步，生物制品作为药物在日常生活中扮演这越来越重要的作用，生物制品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂，包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品（DNA重组产品、体外诊断试剂）等。

人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品，根据其用途不同可分为三大类：基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。

这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病，保护人类健康中，发挥着越来越重要的作用。

1.生物制品概述
1.1定义
生物制品是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞及各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备的，用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。

生物制品不同于一般医用药品，它是通过刺激机体免疫系统,产生免疫物质（如抗体）才发挥其功效，在人体内出现体液免疫、细胞免疫或细胞介导免疫。

生物制品是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料，应用传统技术或现代生物技术制成，用于人类疾病的预防、治疗和诊断。

人用生物制品包括：细菌类疫苗（含类毒素）、病毒类疫苗、抗毒素及抗血清、血液制品、细胞因子、生长因子、酶、体内及体外诊断制品，以及其他生物活性制剂，如毒素、抗原、变态反应原、单克隆抗体、抗原抗体复合物、免疫调节及微生态制剂等。

[1]
1.2治疗作用
生物制品的用途可分为预防用生物制品、治疗用生物制品和诊断用生物制品三大类。

预防用生物制品均用于传染病的预防。

包括疫苗、类毒素和γ-球蛋白三类。

治疗用生物制品包括各种血液制剂、免疫制剂如干扰素。

按治疗作用机理可分为特异的（如抗毒素和γ-球蛋白）和非特异的（如干扰素和人白蛋白等）。

诊断用生物制品大都用于检测相应抗原、抗体或机体免疫状态，属于免疫学方法诊断。

随着免疫学技术的发展，诊断用生物制品的种类不断增多，不仅用于传染病，也用于其他疾病。

1.3作用原理
一般为补充内源性物质不足或者缺失部分替代人体组织或者细胞功能增强人体免疫力或者作为一种诊断试剂等等
2.生物制品的检查与分析
2.1生物制品的合成提取分离方法
生物制品的合成方法很多一般采用微生物发酵的方法居多还有细胞组织培养，杂交瘤细胞等等。

2.2生物制品的分析及杂质检查
生物药物中一般杂质为氯化物、硫酸盐、铁盐四、重金属、砷盐通过测定溶
液酸碱度及观察溶液的透明度判别药物是否遭受污染等等。

一般用电泳法、酶法、免疫法一般检查还包括相对分子量的测定、生物活性检查、安全性检查、效价评定、确认结构。

一般有下列几种方法：
2.2.1终点法(总变量法) 测定原理：先借助酶反应（单个酶反应或几种酶构成的偶联酶反应）使被测物定量的进行转变，然后在转变完成后，测定底物，产物或辅酶物质的变化量，因此称为终点法。

终点法的条件：1.必须有专一地作用该被测物质的酶，并能得到它的制品；2能够确定使这种酶反应接近进行完全的条件；
3.反应中底物的减少或产物的增加或辅酶物质的改变等可以借助某种简单的方
法进行测定；4.在能满足这些条件的情况下，最好是采用单一酶反应就能进行定量检测。

使用终点法测定应注意的问题：酶的底物的专一性（最好是绝对专一性）；反应的平衡；反应液中的酶量；反应产物的抑制。

2.2.2电泳：利用带电粒子在电场中的定向移动，在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的现象，称之为电泳。

由于不同离子所带电荷及性质的不同，迁移速率不同，可实现分离。

电泳法:指带电微粒如蛋白质、核苷酸、其他微粒分子或离子在电场的作用下，向其对应的电极方向按各自的速度泳动而使组分分离，再进行检测或计算百分含量的方法。

2.2.3分子筛：凝胶层析操作简便，所需设备简单、分离效果较好，重复性高。

最突出的是样品回收率高，接近100％、分离条件缓和、应用广泛。

适用于各种生化物质，如肽类、激素、蛋白质、多糖、核酸的分离纯化、脱盐、浓缩以及分析测定等、分离的分子量范围也很宽、分辨率不高，分离操作较慢。

对于分子量相差不多的物质难以达到很好的分离。

此外，凝胶层析要求样品粘度不宜太高。

凝胶颗粒有时还有非特异吸附现象。

2.2.4检测器检测：紫外检测器；荧光检测器；示差折光检测器；蒸发光散射检测器；质谱检测器；电导检测器；PH检测器。

蒸发散射质量检测器的优缺点：
1与示差折光检测器相比：灵敏度高; 对流动相系统温度变化不敏感; 可进行梯度洗脱.
2 与光吸收检测器相比：能解决最困难的HPLC检测问题。

如磷脂、皂甙、糖类、聚合物、树脂等无紫外吸收或紫外吸收系数很小的化合物的检测; 减低流动相溶剂的纯度要求; 无需测定定量校正因子.
2.3生物学测定
（1）鉴别试验应用免疫印迹法（2）效价测定（3）特异比活性测定（4）热原质试验（5）无菌试验（6）抗原性物质检查（7）异常毒性试验
氨基酸定量法：茚三酮法，三硝基苯磺酸法，铜复合物紫外吸收法，甲醛滴定法，非水溶液滴定法，双波长分光光度法，导数分光光度法，HPLC。

茚三酮法：茚三酮在酸性条件下和氨基酸反应，氨基酸被氧化分解生成醛，放出氨和二氧化碳，还原型茚三酮。

还原型茚三酮与氨及另一分子茚三酮缩合生成蓝紫色的物质。

最大吸收值波长570nm。

甲醛滴定法：在PH中性下，甲醛迅速与氨基酸上的氨基结合，使平衡向右移动，促使氢离子释放，使溶液酸度增加。

每释放出一个氢离子，相当有一个氨基酸。

(成品测定)非水溶液滴定法：是氨基酸在冰醋酸中用高氯酸的标准溶液滴定其含量。

适合成品测定)，有直接滴定法和回滴法。

底物与产物的测定方法（酶反应的检测方法）1、化学方法：用化学法测定其中某一底
物或产物的变化值。

2、分光光度法：常用的有比色法和紫外分光光度法3、荧光测定法：简单、灵敏、快速。

4、电化学分析法（1）离子选择性电极分析法（2）微电流法5、其他方法：如测定气体的测压法，测定产物旋光度变化值的旋光测定法。

酶活力测定方法（固定时间法，连续监测法，固定浓度法）固定时间法在适宜的条件下，使酶和底物共同保温一定时间，然后测定产物生成的量或底物消耗的量，从而计算出酶的含量（或活力）等等。

2.3生物制品其他检查
杂质：任何影响药物纯度的物质统称为杂质。

（有机杂质，无机杂质，残留溶剂）
安全性检查：痕量地存在于生物药物中，对生物体产生特殊的生理作用，严重影响用药安全的杂质，因此对这类特殊杂质的检查又称安全性检查。

包括：异常毒性检查，热原质检查，升压物质检查，降压物质检查，致敏物质检查。

微生物限度检查法：非规定灭菌制剂及其原料，辅料受到微生物污染程度的一种检查方法。

包括染菌量和控制菌（致病菌）的检查。

控制菌：法规中规定不得在药物中检出的条件致病菌和致病菌。

大肠杆菌，沙门菌，铜绿单假胞菌，金黄色葡萄球菌，破伤风梭菌，痢疾杆菌。

无菌检查：是检查要求无菌的药品，医疗器具，原料，辅料及要求无菌的其他物品是否染有活菌的一种方法。

如合格，仅表明供试品在该检验条件下未发现微生物污染。

有直接接种法，薄膜过滤法。

3生物技术发展展望
生物医药。

这是生物技术最重要的应用领域了，相对也比较成熟。

比如利用基因工程开发的DNA分子探针来检测疾病，单克隆抗体、生物农业。

例如有转基因食品等。

生物能源。

应该说这个领域还没有取得突破性进展，但是也很热门了，例如人工模拟光合作用、生物电池等。

生物计算机：这个研究的人相对较少，国内好像也就上海交大和生物物理所在研究。

但是我很看好。

与此相关的还有生物传感器、生物电路、分子马达等。

基础理论的研究。

现在DNA剪切、细胞融合、PCR、色谱、核磁共振、质谱、电泳、层析柱等技术都已经成为生命科学研究的重要手段。

可以说，现在生命科学的研究已经“科学”和“技术”不分家了。

总之，生物技术的发展前景还是很美好的。

当然，国内目前的生物产业确实还不够发达，许多生物技术公司都缺乏自己独立的科技研发能力，需要依托高校和科研院所。

但是目前已经出现了像华大基因这样的领头羊，相信国内的生物技术产业会有光明的未来。

参考文献
[1].杨晓明.生物制品的现状和发展前景.上海预防医学杂志,2009,Vol 21 NO 7。