抗生素药物的分析 PPT课件.ppt
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1、抗生素药物的分析抗生素药物的分析第一节第一节 概概 述述概念概念:具有抑具有抑制或杀灭微生制或杀灭微生物的一类物质物的一类物质抗生素药物抗生素药物特征:特征:生生物物体体在在生生命命活活动动过过程程中中合合成成的的次次级级代代谢谢产物产物。性性质质不不稳稳定定,易易降降解、聚合解、聚合纯度一般较低纯度一般较低临临床床上上会会引引起起不不良良反应反应临临床床应应用用广广泛泛,影影响大响大p159抗生素抗生素药品质药品质量研究量研究的项目的项目性状及鉴别试验性状及鉴别试验,含量测定或效价测定含量测定或效价测定,酸碱度测定,澄明度,水分或干燥失重,酸碱度测定,澄明度,水分或干燥失重,安安全全试试验验
2、(异异常常毒毒性性),热热原原,降降压压物物质质,无无菌。菌。其其他他检检查查:组组分分、杂杂质质、晶晶型型、比比旋旋度度、灰灰分分、重金属、熔点等。重金属、熔点等。抗生素抗生素药品分药品分析常用析常用的方法的方法物理方法物理方法:旋光法、紫外、红外、色谱等旋光法、紫外、红外、色谱等化化学学方方法法(专专属属性性不不强强):功功能能团团反反应应,鉴鉴别别和和含含量量的的测测定定。容容量量分分析析法法:酸酸碱碱滴滴定定(青青霉霉素素含含量测定)和碘量法。量测定)和碘量法。生物学方法生物学方法:酶反应、微生物法测定效价:酶反应、微生物法测定效价生物学法和化学及物理化学法生物学法和化学及物理化学法生
3、物学方法:生物学方法:是是以抗生素对细菌的效应(抑制细菌生长或杀菌以抗生素对细菌的效应(抑制细菌生长或杀菌力)作为衡量效价的标准。力)作为衡量效价的标准。优点优点:更能够确定抗生素的:更能够确定抗生素的医疗价值医疗价值。缺点:操作步骤多、测定时间长。缺点:操作步骤多、测定时间长。化学及物理化学法化学及物理化学法:是利用其特有的化学和物理化学性质及反:是利用其特有的化学和物理化学性质及反应而进行测定。应而进行测定。优点优点:适用于化学结构确定的抗生素,迅速、准确、专属:适用于化学结构确定的抗生素,迅速、准确、专属性强。性强。缺点:杂质往往有相同的结构。缺点:杂质往往有相同的结构。第四节第四节 抗
4、生素效价微生物检定法抗生素效价微生物检定法 一、一、微生物检定法定义:微生物检定法定义:是是利利用用微微生生物物发发育育时时对对某某些些物物质质的的特特殊殊依依赖赖性性,按按这这些些物物质质对对微微生生物物生生长长的的影影响响,对对他他们们作作出出定定量量检定检定的方法。的方法。微生物检定法可分为三类:微生物检定法可分为三类:P194 dilute method turbid compare method diffuse method比浊法比浊法琼脂琼脂扩散扩散法法稀释法稀释法第四节第四节 抗生素效价微生物检定法抗生素效价微生物检定法 一、一、微生物检定法定义:微生物检定法定义:是是利利用用微
5、微生生物物发发育育时时对对某某些些物物质质的的特特殊殊依依赖赖性性,按按这这些些物物质质对对微微生生物物生生长长的的影影响响,对对他他们们作作出出定定量量检定检定的方法。的方法。微生物检定法可分为三类:微生物检定法可分为三类:P194 dilute method turbid compare method diffuse method比浊法比浊法琼脂琼脂扩散扩散法法稀释法稀释法优点优点1 1、原理与医疗要求基本一致、原理与医疗要求基本一致2 2、对微生物作用、对微生物作用直接反映其抗菌活性直接反映其抗菌活性缺点缺点1 1、结果是总效价,无法区分多组分、结果是总效价,无法区分多组分2 2、时间长
6、,有一定误差,操作繁杂、时间长,有一定误差,操作繁杂与化学方法相比与化学方法相比:二、抗生素标准效价(二、抗生素标准效价(potency)potency)单位单位牛牛津津单单位位:抑抑制制5050毫毫升升肉肉汤汤培培养养基基中中金金黄黄色色葡葡萄萄球球菌生长的青霉素的最低含量菌生长的青霉素的最低含量为一个牛津单位为一个牛津单位.一一个个牛牛津津单单位位相相当当于于0.6ug0.6ug的的青青霉霉素素钠钠盐盐所所具具有有的的抗抗生生活活力力,1mg1mg青青霉霉素素G G钠钠盐盐含含有有16671667个个牛牛津津单单位位,(IU),(IU)(一)(一)稀释单位稀释单位 (u/ml(u/ml,u
7、/mg)u/mg)将将1mg1mg抗抗生生素素配配成成溶溶液液,在在一一定定条条件件下下进进行行稀稀释释,对对某某一一细细菌菌能能抑抑制制其其生生长长的的最最高高稀稀释释度度,即即为为1mg1mg抗生素中可含有的单位。抗生素中可含有的单位。P159(二)(二)重量单位重量单位 (u/mg)(u/mg)以以抗抗生生物物有有效效成成分分(即即生生理理活活性性部部分分)的的重重量量作为抗生素的单位作为抗生素的单位,称重量单位。称重量单位。如如一一个个链链霉霉素素碱碱单单位位的的重重量量为为1 1微微克克,一一个个青青霉霉素素G G钠钠盐盐单单位位的的重重量量为为0.60.6微微克克。同同一一种种抗抗
8、生生素素的的各各种种盐盐的的效效价价可可根根据据其其分分子子量量与与标标准准盐盐类类进进行换算而得。行换算而得。青霉素G钾盐的理论效价(U/mg)=(U/mg)1 1类似重量单位类似重量单位:以以抗抗生生素素盐盐类类纯纯品品的的重重量量为为单单位位。包包括括无无生生物物活性的酸根和金属离子。活性的酸根和金属离子。2 2重量折算单位重量折算单位 以以与与原原始始的的生生物物活活性性相相当当的的纯纯抗抗生生素素实实际际重重量量为一个单位。为一个单位。3 3特定单位特定单位 以以特特定定抗抗生生素素某某一一批批产产品品的的某某一一重重量量为为一一个个单单位,经有关国家权威机构认可而定位,经有关国家权
9、威机构认可而定.效价测定的方法效价测定的方法:一、稀释法(一、稀释法(dilute method)二、比浊法二、比浊法(turbid compare method)三、琼脂扩散法(三、琼脂扩散法(diffuse method)一、一、稀释法稀释法原理:用液体培养基逐级原理:用液体培养基逐级将抗生素稀释将抗生素稀释,在各管中加,在各管中加入等量的入等量的试验菌液试验菌液,进行培养,观察抑制细菌生长的,进行培养,观察抑制细菌生长的最低抗生素浓度最低抗生素浓度,再与同法测定的标准品终点作比较,再与同法测定的标准品终点作比较,从而求得被测抗生素的效价。,从而求得被测抗生素的效价。nX=(T/S)*CX
10、=(T/S)*CnX X样品效价样品效价(U/ml)(U/ml)nT T检品液最大稀释倍数检品液最大稀释倍数nS S标准品液最大稀释倍数标准品液最大稀释倍数nC C标准品液效价标准品液效价(U/ml)(U/ml)试管编号试管编号1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010稀释倍数稀释倍数标准品标准品供试品供试品2 2-4 4-8 8-1616-3232-+6464+128128+256256+512512+10241024+-:细菌被抑制 +:细菌生长X=(T/S)*C=X=(T/S)*C=(16/3216/32)*40=20 40=20(U/ml)U/ml)检测终点判断:检
11、测终点判断:1、试验菌生长完全抑制试验菌生长完全抑制2、生长、生长50%抑制抑制3、指示剂变色、指示剂变色4、电位差的改变、电位差的改变5、菌种的溶血现象等、菌种的溶血现象等二、二、比浊法比浊法原理:将原理:将一定量的抗生素一定量的抗生素加至接种有加至接种有试验微生试验微生物的液体培养基物的液体培养基内,混匀后,经短期培养内,混匀后,经短期培养(约(约3-4h3-4h),测量),测量培养基浊度培养基浊度,其浊度与细,其浊度与细菌数、细菌群体质量存在直接关系,在一定菌数、细菌群体质量存在直接关系,在一定的范围内符合比耳定律。的范围内符合比耳定律。细细菌菌数数、细细菌菌群群体体质质量量又又直直接接
12、受受抗抗生生素素效效价价的影响。的影响。操作流程如图:操作流程如图:影响因素:影响因素:一、影响比浊法的物理因素一、影响比浊法的物理因素 1 1、散射现象、散射现象 2 2、菌液浓度:、菌液浓度:3 3、细菌体大小的变化、细菌体大小的变化二二、培培养养基基:成成分分、酸酸度度、培培养养温温度度、通通气气等等条条件件影影响响。金黄色葡萄球菌,。金黄色葡萄球菌,pHpH在在6.8-7.86.8-7.8。三、培养:温度、振摇。三、培养:温度、振摇。基本要点:基本要点:1 1 培培养养条条件件的的控控制制:试试管管规规格格均均一一 水水浴浴箱箱水水温温均均匀匀,试试管管按拉丁方排列。按拉丁方排列。2
13、2 细菌生长误差的控制:细菌生长误差的控制:3 3 测测量量时时间间的的控控制制:各各管管应应先先充充分分混混匀匀,将将菌菌液液移移入入比比色色皿后静止皿后静止2 2分钟后测定。分钟后测定。三、琼脂扩散法(三、琼脂扩散法(diffuse method)即管碟法即管碟法管碟法原理管碟法原理:抗生素在涂布特定菌的琼脂培养基内扩散,形成抗生素在涂布特定菌的琼脂培养基内扩散,形成一定浓度抗生素的一定浓度抗生素的球型区球型区,抑制试验菌生长,通过透,抑制试验菌生长,通过透明培养基观察抑菌圈,明培养基观察抑菌圈,抗生素剂量的对数与抑菌圈面抗生素剂量的对数与抑菌圈面积或直径成正比积或直径成正比。在同样条件下
14、将已知效价的标准品。在同样条件下将已知效价的标准品溶液与未知效价的供试品溶液的剂量反应溶液与未知效价的供试品溶液的剂量反应(抑菌圈抑菌圈)进进行比较;行比较;当当标准品和供试品是属于同一性质的抗生素时标准品和供试品是属于同一性质的抗生素时,标准品溶液和供试品溶液对一定试验菌所得的剂量标准品溶液和供试品溶液对一定试验菌所得的剂量反应曲线,在一定剂量范围内应互相平行。反应曲线,在一定剂量范围内应互相平行。根据以上原理,可设计为根据以上原理,可设计为一剂量法、二剂量法及一剂量法、二剂量法及三剂量三剂量法。从而可以较为准确地测定供试品的效价。法。从而可以较为准确地测定供试品的效价。P196抑菌圈的形成
15、抑菌圈的形成P197(1)D的影响因素:的影响因素:抗生素本身结构、分子量等抗生素本身结构、分子量等 杂质:杂质:琼脂含量:琼脂含量:菌种对抗生素的吸附作用:菌种对抗生素的吸附作用:pH影响分子的形式、影响分子的形式、温度影响扩散温度影响扩散 D增大,增大,r也增大也增大影响抑菌圈半径的因素:影响抑菌圈半径的因素:n(2)T的影响:的影响:n 一般一般T增加,增加,r增大。增大。n(3)M的影响:在一定的范围内,小管内的影响:在一定的范围内,小管内M越大,越大,抑菌圈直径越大。抑菌圈直径越大。n(4)C的影响:的影响:C越小,抑菌圈直径越大越小,抑菌圈直径越大n(5)H的影响:培养基增厚,则抑
16、菌圈减小。的影响:培养基增厚,则抑菌圈减小。操作中要注意:操作中要注意:n1试试验验菌菌种种:挑挑选选合合适适的的敏敏感感菌菌;用用适适宜宜的的菌菌种种保保存存方方法法;定定期期对对菌菌种种分分离离纯纯化化;控控制制菌菌龄龄菌量。菌量。n2培培养养基基:培培养养基基的的成成分分影影响响抑抑菌菌圈圈的的大大小小和和清晰度,清晰度,pH。一剂量法(标准曲线法)一剂量法(标准曲线法)n一剂量法(标准曲线法)原理:在一定范围一剂量法(标准曲线法)原理:在一定范围内,内,抑菌圈的直径抑菌圈的直径随随抗生素浓度的增减而增抗生素浓度的增减而增减减。n抑菌圈的直径与抗生素的对数剂量成线性关抑菌圈的直径与抗生素
17、的对数剂量成线性关系,据此测定抗生素效价。系,据此测定抗生素效价。Y=a+bXY=a+bXY:Y:抑菌圈直径抑菌圈直径A A:截距:截距B B:斜率:斜率X X:抗生素浓度的对数。:抗生素浓度的对数。方方法法:为为了了消消除除平平板板间间的的差差异异,在在每每一一平平板板的的含含菌菌培培养养基基上上放放置置6 6个个小小钢钢管管,相相间间的的3 3个个小小管管内内加加入入抗抗生生素素标标准准品品的的某某一一浓浓度度(CkCk),产产生生的的抑抑菌菌圈圈直直径径平平均均值值为为 .另另外外3 3个个小小管管内内加加入入标标准准品品的的中中心心浓浓度度(CoCo),所产生的抑菌圈直径平均值为所产生
18、的抑菌圈直径平均值为 。令令f fk k=f=a+bX f=a+bX标标准准曲曲线线的的制制备备:做做8 8个个浓浓度度,取取2424个个平平皿皿,分分8 8组组,每组每组3 3个取平均值。个取平均值。fkfk对对X X作图。作图。-一剂量法令:fk 与抗生素对数剂量成正比标准品:8个剂量,每个3只平皿样品:至少3只平皿 一剂量法标准曲线示意图X 轴 f fk kY 轴 抗生素的对数剂量二二剂剂量法量法n将抗生素的将抗生素的标标准品及准品及检检品各稀品各稀释释成有一定比例成有一定比例的二种的二种剂剂量(量(2 2:1 1或或4 4:1 1),即高),即高剂剂量和低量和低剂剂量,量,在同一平板上
19、在同一平板上进进行行对对比,根据所比,根据所产产生抑菌圈大生抑菌圈大小小来来计计算算检检品效价品效价的方法。的方法。n效价计算公式:抗生素浓度的对数与抑菌圈直效价计算公式:抗生素浓度的对数与抑菌圈直径呈直线函数关系。根据径呈直线函数关系。根据二直线间抗生素对数二直线间抗生素对数剂量之差,可求得检品的效价剂量之差,可求得检品的效价。二剂量法V:(UH-SH+UL-SL)/2W:(UH-UL+SH-SL)/2 I:log(H/L):效价log=IV/WP200效价计算公式:已知抗生素浓度的对数与抑菌圈直径呈直线函数关系。由于标准品与检品的性质相同,则二者的直线斜率应相等。在浓度相同时,两直线重合,
20、而在浓度有差距是,二直线应该互相平行。SHSH:为为 抗抗 生生 素素 标标 准准 品品 高高 剂剂 量量(dS2dS2)所致的抑菌圈直径)所致的抑菌圈直径SLSL:为为抗抗生生素素标标准准品品低低剂剂量量(dS1)(dS1)所致的抑菌圈直径所致的抑菌圈直径UHUH:为为抗抗生生素素检检品品高高剂剂量量(dT2)(dT2)所致的抑菌圈直径所致的抑菌圈直径ULUL:为为抗抗生生素素检检品品低低剂剂量量(dT1)(dT1)所致的抑菌圈直径所致的抑菌圈直径假设假设 K:高剂量高剂量/低剂量(低剂量(2/1 或或4/1)图示的检品与标准品二线间对数剂量之差图示的检品与标准品二线间对数剂量之差如果二线完
21、全平行,则如果二线完全平行,则S应与应与UH SH、UL SL相等。实际上,二线不一定完全平行,故应相等。实际上,二线不一定完全平行,故应求平均值:求平均值:则:则:则:则:(1)(2)将(将(2)代入()代入(1):):再乘以标准品与检品的剂量比再乘以标准品与检品的剂量比(D),通常为通常为1,得二剂量法的效价计算公式:,得二剂量法的效价计算公式:P203双碟号SHSLUHUL122.818.822.819.05222.8518.422.118.65322.118.923.118.65423.218.5523.118.6523.018.222.319.6举举例:某批青霉素效价例:某批青霉素效
22、价测测定,定,标标准品准品S2S2、S1S1为为1.0 U/ml1.0 U/ml、0.5 U/ml0.5 U/ml;供;供试试品品T2T2、T1T1浓浓度大度大约约与与标标准溶液相当,准溶液相当,试验试验菌种:金黄色葡萄球菌(菌种:金黄色葡萄球菌(2600326003),),试验结试验结果如下表:果如下表:要求:要求:1、高剂量抑菌圈直径应为高剂量抑菌圈直径应为2024mm,个别,个别可为可为1824mm,高剂量与低剂量抑菌圈直,高剂量与低剂量抑菌圈直径之差应大于或等于径之差应大于或等于2mm。2、底层琼脂、底层琼脂20ml,上层,上层5ml,每一检品所用每一检品所用平板不少于平板不少于4个个
23、。3、等距安置小钢管、等距安置小钢管4个,相对角为同一物质。个,相对角为同一物质。4、为为10010%(更精确要求更精确要求1005%)5、标准品与检品同质、标准品与检品同质V:(U3+U2+U1-S3-S2-S1)/3W:(U3-U1+S3-S1)/4K:剂量间比值(1:0.8)I:logk:效价log=IV/W三剂量法:三剂量法:即应用高、中、低三种剂量,在同一实验条件下比较标准品及检品溶液的抑菌圈大小,以求得检品效价的方法要求:要求:1、标准品中剂量抑菌圈直径、标准品中剂量抑菌圈直径1518mm2、高、中、低剂距为、高、中、低剂距为1:0.83、每一检品不得少于、每一检品不得少于6个平皿
24、个平皿4、每板上等距安放小钢管、每板上等距安放小钢管6个个5、:10010%(100%5%)影响抗生素效价管碟法测定结果的因素影响抗生素效价管碟法测定结果的因素(一)(一)影响抑菌圈形状的因素与控制影响抑菌圈形状的因素与控制 1稀释抗生素用的缓冲液的稀释抗生素用的缓冲液的pH值、盐浓度的影响值、盐浓度的影响.pH值低或含盐浓度高,就会不显抑菌圈或呈卵圆值低或含盐浓度高,就会不显抑菌圈或呈卵圆形抑菌圈形抑菌圈。这是因为抗生素溶液的盐浓度高或。这是因为抗生素溶液的盐浓度高或pH值过低,可能改变抗生素分子的解离状态,影响值过低,可能改变抗生素分子的解离状态,影响了抗生素对试验菌抑制作用。了抗生素对试
25、验菌抑制作用。2制各琼脂培养基菌层,加菌时培养基温度的影制各琼脂培养基菌层,加菌时培养基温度的影响响 3测试用的器材洗净度的影响测试用的器材洗净度的影响 4.双碟双碟培养温度培养温度的影响的影响 5.其他操作的影响其他操作的影响(二)影响(二)影响抑菌圈边缘清晰度抑菌圈边缘清晰度的因素与控制的因素与控制 1 试验菌长时间放置、试验菌长时间放置、菌量菌量 2 培养基培养基的原材料品种与质量,生测用培养基的的原材料品种与质量,生测用培养基的原材料的选择很重要。原材料的选择很重要。3调节培养基的调节培养基的pH值值或增加适量的或增加适量的盐浓度盐浓度可使抑可使抑菌圈清晰菌圈清晰.4不适当延长双碟的不
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