《生药分析》课程实施大纲.docx
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1、生药分析本科课程实施大纲推荐参考版,2020 说明本生物药物分析教学实施大纲包括基本信息、课程描述、教学理念、教师 简介、先修课程、课程目标、课程教学实施、课程要求、课程考核、学术诚信、 课堂规范、课程资源、教学合同等13部分内容。其中课程教学实施是本大纲的 主要阐述内容:在主要参考的生物药物分析教材自然章节的基础上分20个讲授 单元,总计46学时,(不包含生药分析实验部分)。每一授课单元教学时间依据 章节内容分为2课时、4课时不等。以教材自然章节为撰写单元,撰写内容包括 教学目标,教学重难点,教学内容,教学过程等。其中教学过程以每一节(90 分钟)为单位依次进行撰写,包括具体的课堂设计,采用
2、的教学方法、授课过程, 课堂讨论的主题、相关阅读材料、作业内容、课前准备情况、课后反思内容等方 面,个别章节依据授课内容做细微调节。本大纲以白秀峰编写的生物药物分析 为主要讲课参考教材,同时参考何华编写的生物药物分析及孙莹和吕洁编写 的药物分析。课时安排如下:章次教学内容授课学时绪论、生物药物的杂质及安全性检查8生物药物的微生物限度检查法2一生物药物的酶学分析法2四抗生素类药物的分析4五维生素及辅酶类药物的分析2八核昔与核甘酸类药物的分析2七氨基酸、多肽与蛋白质类药物的分析2八多糖类药物的分析2九醒类药物的分析21-抗体、疫苗与血液制品类药物的分析6合计32一、课程性质与任务生物药物分析(Bi
3、opharmaceutical Analysis)是生物工程制药专业设置的 一门专业课。生物药物分析学是一门研究生物药品及其制剂的组成、理化性质、 真伪鉴定、纯度检查及其有效成份的含量测定的一门科学。生物药物分析学是整 个药学领域中一个重要的组成部分。目的是为了保证人们用药安全、合理、有效, 在药品的生产、供应、贮藏、调配以及临床使用过程中都必须经过严格的分析检 验。也就是必须运用各种有效的方法(包括物理学、化学、物理化学、生物学和 微生物学等方法),在各个环节,控制药品质量。通过学习使学生对药物分析学 知识尤其是各种分析方法基本掌握;对各种成分的分析思路清晰;进而理解各种 药物进入体内,吸收
4、、分布、代谢、消除等动力学过程。授课题目第一章绪论、生物药物的杂质及安全性检查授课日期2020年3月16日授课班级化工学院生药2017 本科班授课时数4授课方式理论课【教学目标】4、了解生物药物分析的性质和任务5、了解各国药典和生物药物的质量标准6、熟悉生物药物的科学管理规范4、掌握生物药物检验工作的基本程序及内容。【教学重难点】1 .生物药物的性质与任务2 .药典与生物药物的质量标准3 .生物药物的质量科学管理【教学内容】一. 药物分析的性质1 .药学的分支学科,是药学和分析学的交叉学科2 .包括药物的检验、药物稳定性、生物利用度、药物临床监测和生物药物检定等多方面的定 性定量分析二.药物质
5、量标准1 .药典是国家对药物质量标准及其检验方法所做的技术规定,是药物生产、监控、供应、使 用及管理部门共同遵循的法令。2药典一般包括凡例、正文、附录、索引四部分三.药典(药物质量标准、分析方法)2 .药典是国家对药物质量标准及其检验方法所做的技术规定,是药物生产、监控、供应、使 用及管理部门共同遵循的法令。3 .药典与分析方法【教学过程】教学方法:多媒体教学、重点难点案例教学教学具体过程(90分钟,学生出勤登记册下发签到作为平时上课考勤,下同不再列出):本课程的开始首先出示生物药物分析相关教学幻灯片,展示具体的生产生活中的生物药 物分析现象,气相色谱仪框图Mol-Se%c rixcdImps
6、Rcsiriclocs气源(钢瓶)VPC7.H气相色谱仪通常由五部分组成:I载气系统:气源、气体净化器、供气控 制阀门和仪表。II进样系统:进样器、汽化室。III分离系统:色谱柱、控温柱箱。IV检测系统:检测器、检测室。V记录系统:放大器、记录仪、 色谱工作站。气路系统载气:气相色谱中常用的载气有氢气,氮 气,氧气和氨气。气路结构:主要有两种气路形式 单柱单气路,适用于恒温分析; 双柱双气路,适用于程序升温,并能补偿固定液的流失使其基线稳定。净化器:主要用来提高载气纯度。稳压恒流装置:稳定载气流速。进样系统Dissolved in an organic solvent.Injected int
7、o the carrier gas flow by syringe or valve.气相色谱的分离系统 是色谱柱,常用的色谱柱有填充柱和毛细管柱两 种:填充柱是以固体吸附剂或涂渍了固定 液的载体颗粒填充到柱管内形成的柱子;毛细管柱内没有填充颗粒,是将固定相涂渍或者以 化学键合方式附着到管内壁上。由于混合物各组分的分离在这里完成,所以它是色谱仪中最 重要的部件之一。气液色谱填充柱的固定相通常由一种惰性多孔固体(称为担体)及在其表面上涂渍一层较薄的高沸点有机物(称为固定液)液膜构成。热导池检测器(thermal conductivity detector, TCD)氢火焰离子化检测器(flame
8、 ionization detector, FID)电子捕获检测器(electron-capture detector, ECD)热离子化检测器(thermionic detector, TID)火焰光度检测器(flame photometric detector, FPD)热导池检测器(TCD)氢火焰离子化检测器(FID)峰高h (peak hight ):峰的顶点到峰底之间的垂直距离。峰面积A (peak area):峰与峰底之间的面积。色谱分析的实验依据:1、根据色谱峰的位置(保留时间)可以进行定性分析。2、根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析。3、根据色谱峰的展宽程度,可以对某物质在
9、实验条件下的分离特性进行评价。(3)、柱温的确定程序升温(1)、色谱定性鉴定方法c.与其他分析仪器联用的定性方法A.外标法将待测组分的纯物质配成不同浓度的标准溶液,使浓度与待测组分接近,然后取固定量 的上述溶液进行色谱分析,得到各标准样品的对应色谱图。外标法(续)再在同样的条件下(同样的色谱操作条件和进同样的体积),分析待测试样, 得到色谱图。外标法(续)以标准样品的色谱峰面积作图,得到一条标准曲线,再在标准曲线上根据待测样品的峰面积查出待测组分的浓度。B.内标法内标法特点液相色谱仪高效液相色谱法的特点一、HPLC与GC差别1 .分析对象的区别GC:适于能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品;但
10、对高沸点、挥发性差、热稳定性差、离子型及高聚物的样品,尤其对大多数生化样品不可检测 占有机物的20%。HPLC:适于溶解后能制成溶液的样品(包括有机介质溶液),不受样品挥发性和热稳 定性的限制,对分子量大、难气化、热稳定性差的生化样品及高分子和离子型样品均可检测 用途广泛,占有机物的80%。2 .流动相差别的区别GC:流动相为惰性,气体组分与流动相无亲合作用力,只与固定相有相互作用。HPLC:流动相为液体,流动相与组分间有亲合作用力,能提高柱的选择性、改善分离度, 对分离起正向作用。且流动相种类较多,选择余地广,改变流动相极性和pH值也对分离起 到调控作用,当选用不同比例的两种或两种以上液体作
11、为流动相也可以增大分离选择性。 3.操作条件差别GC:加温操作HPLC:室温;高压(液体粘度大,峰展宽小).3.2流程及主要部件3 .主要部件(2)梯度淋洗装置(3)进样装置(4)高效分离柱(5)高效液相色谱检测器HPLC的特点和实际应用1 .固定相与装柱方法的选择:选粒径小的、分布均匀的球形固定相(dp10|im)首选化学键合相,匀浆法装柱.流动相及其流速的选择:选粘度小、低流速的流动相甲醇,约 Iml/min.柱温的选择:选室温25C左右2 .固定相及分离柱.流动相及流动相的极性选择流动相时应注意的几个问题:一种新型的液体色谱,1964年,J.C. Moore首先研究成功。不仅可用于小分子
12、物质的分离与鉴定,而且可作为用来分析化学性质相同但分子体积不同的 高分子同系物。现阶段,已经成为最为重要的测定聚合物的分子量与分子量分布的方法。(1)测定原理淋出体积:自试样进入色谱柱到淋洗出来,所接收到的淋出液的体积,称为该试样的淋出体 积Ve。当仪器与实验条件确定后,溶质的淋出体积与其分子量有关,分子量越大,其淋出体积越小。(2)体积排除机理溶质分子的体积越小,其淋出体积越大.这种解释不考虑溶质与载体间的吸附效应以及溶质 在流动相和固定相中的分配效应,其淋出体积仅仅由溶质分子的尺寸和载体的孔径尺寸决 定,分离完全是由于体积排除效应所致,所以GPC又被称为体积排除色谱(SEC, Size E
13、xclusion Chromatography)GPC曲线(3)级分分子量的确定直接法:在测定淋出液浓度的同时测定其粘度或光散射。间接法:采用一组分子量不等、单分散的样品(标样),分别测定其淋出体积与分子量,从 而标定色谱柱分离的分子量与其淋出体积间的关系-一分子量-淋出体积标定曲线。分子量-淋出体积标定曲线普适校正原理由于GPC对聚合物的分离是基于分子流体力学体积,即对于相同的分子流体力学体积, 在同一个保留时间流出,即流体力学体积相同。两种柔性链的流体力学体积相同:2M2kiMiai+,=kiM2a2+1两边取对数:lgki+(ai+l)lgMi=lgk2+(a2+1 )lgM2即如果已知
14、标准样和被测高聚物的k、a值,就可以由已知相对分子质量的标准样品 Mi标定待测样品的相对分子质量M2o实验部分GPC仪的组成:泵系统、(自动)进样系统、凝胶色谱柱、检测系统和数据采集与处理系统。泵系统:包括一个溶剂储存器、一套脱气装置和一个高压泵。它的工作是使流动相(溶剂)以恒 定的流速流入色谱柱。泵的工作状况好坏直接影响着最终数据的准确性。越是精密的仪器, 要求泵的工作状态越稳定。要求流量的误差应该低于O.OlmL/mino色谱柱:GPC仪分离的核心部件。是在一根不锈钢空心细管中加入孔径不同的微粒作为填料。填料(根据所使用的溶剂选择填料,对填料最基本的要求是填料不能被溶剂溶解):交 联聚苯乙
15、烯凝胶(适用于有机溶剂,可耐高温)、交联聚乙酸乙烯酯凝胶(最高100,适 用于乙醇、丙酮一类极性溶剂)多孔硅球(适用于水和有机溶剂)、多孔玻璃、多孔氧化铝 (适用于水和有机溶剂)柱子:玻璃、不锈钢检测系统:通用型检测器:适用于所有高聚物和有机化合物的检测。有示差折光仪检测器、紫外吸收检测器、粘度检测器。示差折光仪检测器:溶剂的折光指数与被测样品的折光指数有尽可能大的区别紫外吸收检测器:在溶质的特征吸波长附近溶剂没有强烈的吸收。选择型检测器:适用于对该检测器有特殊响应的高聚物和有机化合物。有紫外、红外、荧 光、电导检测器等。实验部分影响因素:色谱柱、溶剂的选择色谱柱:每根色谱柱都有一定的相对分子
16、质量分离范围和渗透极限,色谱柱有使用的上限和下限。色谱柱的使用上限是当聚合物最小的分子的尺寸比色谱柱中最大的凝胶的尺寸还大,这时高聚物进入不 了凝胶颗粒孔径,全部从凝胶颗粒外部流过,这就没有达到分离不同相对分子质量的高聚物 的目的。而且还有堵塞凝胶孔的可能,影响色谱柱的分离效果,降低其使用寿命。色谱柱的 使用下限就是当聚合物中最大尺寸的分子链比凝胶孔的最小孔径还要小,这时也没有达到分 离不同相对分子质量的目的。所以在使用凝胶色谱仪测定相对分子质量时,必须首先选择好 与聚合物相对分子质量范围相配的色谱柱。实验部分溶剂的选择:能溶解多种聚合物不能腐蚀仪器部件与检测器相匹配实验部分色谱柱对于多分散聚
17、合物的分离作用是基于体积排除机理,与分子量没有直接联系。 把激光光散射与凝胶色谱仪联用,在得到浓度谱图的同时,还可得到散射光强对淋出体积的 谱图,从而计算出分子量分布曲线和整个试样的各种平均分子量。实验部分激光光散射实验中必须对样品严格除尘,溶液中的灰尘会产生强烈的光散射,严重干扰 聚合物溶液光散射的测量。溶液除尘是光散射成败的关键。首先是溶剂除尘,配置测试样品 的溶剂应进行精储,并经过0.2Nm超滤膜过滤后方可使用。配好的溶液也要用0.2pm的超 滤膜过滤。另外,测试中所用的器械,如:注射器等,使用前要用洗液浸泡,清水强力冲洗。(到此课程进行85分钟)(结合图片讲解)作业:1、高效液相色谱的
18、基本原理。2、高效气相色谱法参考书:1 .生物药物分析白秀峰2 .生物药物分析何华3 .药物分析孙莹吕洁中国医药科技出版社化学工业出版社人民卫生出版社这些现象的发生是因为药物生产和销售等领域监管不达到所致。由此引出本科讲述的内容: 药物质量标准:药典是国家对药物质量标准及其检验方法所做的技术规定,是药物生产、监控、供应、 使用及管理部门共同遵循的法令。药典一般包括凡例、正文、附录、索引四部分。以乙酸乙酯为例讲述药物的分析方法和步骤:乙酸乙酯YisiianyizhiEthyl AcetateC4 HlO? 88.11本品含CH/h不得少于99.5%(g/g)o【性状】 本品为无色黯微体;具挥发性
19、,易燃烧,铢果香味。本品琳中溶解,能与乙醇、乙龈丙的或氯甲烷任意昆溶。相对密度 本品的相对密度(附录VIA)为0.8980.902。【鉴别】 本品燃烧时产生黄色火焰和醋酸味。哈查】 酸度取本品2.0ml,置锥形瓶中,加中性乙醇10ml与酚儆指襁2滴,摇匀,滴加巨氧化钠滴殿(O.lmol/L)至显粉红色。消化钠滴遍(0111101/10不得过0101111。易发化物不挥发物【含量测定】取本品1.5g,精密称定,置250ml锥形瓶中,精密 氧化钠滴定8 (0.5mol/L) 50ml,加热顿1小时,放冷,加甜瞅指獭1滴,用盐酸滴定夜(0.5mol/L)滴定至无色,并将滴定的结 果用空内试验校正,每
20、1ml氢氧化钠滴澈(0.5md/L)相当于44.05mg 的 C4Hge2。【类别】药用辅料,楠。【贮藏】密封保存。结合ppt讲述生物药物的科学管理:GLP良好药物实验研究规范GMP良好药品生产规范GSP良好药品供应规范GCP良好药品临床试验规范及生物药物检验工作的基本程序及内容.生物药物的分析检验1 .药物的取样药物的鉴别药物的杂质检查药物的安全性检查药物的含量(效价)测定检查报告的书写.结合具体的事例介绍检查报告的书写。2 .药物的鉴别药鉴别目的判断药物的真伪药物鉴别的特点药物分析的首要任务为已知药物的确证试验个别分析化学鉴别试验要有明确的现象鉴别试验条件要准确在对生物药物分析主要内容进行
21、讲解的过程中需要根据讲课的进度来调控多媒体课件 的出示快慢和节奏,引入的日常生活现象须紧密贴近课堂的内容,尤其要为突破重难点服务, 分别从微观到宏观,从理论到具体,从静态到动态多个角度分析和解释生物药物分析研究的 主要内容。(到此课程进行90分钟)【教学目标】一 生物药物的杂质及其来源1、理解药物杂质的概念2、了解药物杂质的来源二 生物药物中杂质检查的要求及限量计算1、掌握杂质限量的概念2、了解杂质限量检查的要求及特点三生物药物中杂质检查的原理理解生物药物与杂质在理化生方面的差异进行检查的原理四一般杂质检查1、掌握一般杂质检查的规则2、熟悉氯化物、硫酸盐、铁盐、重金属盐、碑盐等检查方法3、了解
22、酸碱度、澄清度、易炭化物等检查方法4、理解费休法测水分的原理。五特殊杂质检查及安全性检查了解异常毒性、热源、升、降压物质、致敏物质的方法【教学重难点】重点:1)生物药物杂质及其来源2) 一般杂质检查:氯化物检查法;溶液澄清度检查法;3)特殊杂质检查及安全性质检查:异常毒性检查法;难点:1)生物药物杂质检查的要求及限量计算2)生物药物杂质的检查原理【教学内容】1、生物药物的杂质及其来源2、生物药物中杂质检查的要求及限量计算3、生物药物中杂质检查的原理:(1)利用生物药物和杂质在物理性质的差异;(2)利 用生物药物和杂质在化学性质的差异;4、一般杂质检查:(1)氯化物检查法;(2)硫酸盐检查法;(
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