生物药物分析与检测抗生素药物分析课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生产计划部,*,11/19/2024,生产计划部,生物药物分析与检测抗生素药物分析,10/9/2023生产计划部生物药物分析与检测抗生素药物分析,1,（一）鉴别试验,1,官能团的显色反应 如,内酰胺类的羟肟酸铁反应、氨基糖苷类的麦芽酚反应等。,2,光谱法 包括紫外吸收光谱和红外吸收光谱。,3,色谱法 包括高效液相色谱和薄层色谱。,4,生物学法 检查抗生素的抗菌能力。,第一节 概 述,二、抗生素药物的质量分析,（一）鉴别试验 第一节 概 述 二,2,（二）检查,1,影响产品稳定性的指标 包括晶型、水分、,pH,等。,2,控制有机和无机杂质的指标 包括澄清度与颜色、有关物质、残留溶剂、炽灼残渣、重金属等。,3,与临床安全性密切相关的指标 包括异常毒性、热原、细菌或内毒素、降压物质、无菌等。,4,其他指标 对多组分抗生素进行组分分析等。,第一节 概 述,二、抗生素药物的质量分析,（二）检查第一节 概 述 二、抗生,3,（三）含量测定或效价测定,1,微生物检定法：以抗生素对微生物的杀伤或抑制程度为指标来衡量抗生素效价的一种方法。具有测定结果与临床效果一致、灵敏度高、干扰物质少等特点。但也存在操作繁琐、培养时间长、测定误差大等缺点。,2,理化方法：根据抗生素的分子结构特点，利用其特有的化学或物理化学及反应而进行的。理化方法优点是准确度高、操作简便、快速，但其含量不一定代表生物效价，测定方法易受杂质干扰等问题。,第一节 概 述,二、抗生素药物的质量分析,（三）含量测定或效价测定第一节 概,4,1,-,内酰胺类：主要包括青霉素类和头孢菌素类等。,2,氨基糖苷类：包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、核糖霉素等。,3,四环素类：包括四环素、土霉素、金霉素等。,4,氯霉素类：包括氯霉素、甲砜霉素等。,5,大环内脂类：临床常用的有红霉素、白霉素、无味红霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等。,6,其它：如作用于,G+,细菌的其它抗生素：如林可霉素、氯林可霉素、万古霉素、杆菌肽等；,第一节 概 述,三、抗生素的分类,1-内酰胺类：主要包括青霉素类和头孢菌素,5,（一）化学结构,青霉素类的分子结构是由母核,6-,氨基青霉烷酸（,6-APA,）和侧链,RCO-,两部分结合而成。孢菌素类的分子结构是由母核,6-,氨基头孢烷酸（,7-ACA,）和侧链,RCO-,两部分结合而成。,第二节,-,内酰胺类抗生素,一、化学结构与性质,（一）化学结构第二节 -内酰胺类抗生素 一,6,（二）性质,1,酸性,青霉素类和头孢菌素类结构中有游离的羧基，具有较强的酸性，,pKa,值在,2.52.8,之间，能与无机碱或某些有机碱成盐，如青霉素,G,钠、青霉素,G,钾等。,2,旋光性,青霉素类（,3,个手性碳原子）和头孢菌素类结构中都有手性碳原子（,2,个），都具有旋光性。,第二节,-,内酰胺类抗生素,一、化学结构与性质,（二）性质第二节 -内酰胺类抗生素 一、化学结,7,（二）性质,3,紫外吸收,青霉素类母核没有共轭系统，没有紫外吸收，但青霉素类药物在弱酸性下水解，可以产生具有共轭双键的青霉烯酸，在紫外光区有吸收。侧链中有苯环等取代基的药物，在紫外光区也有吸收。像苄青霉素。头孢菌素类分子中有共轭体系（,O,C,N,C,C,）在波长,260nm,处有最大吸收。,第二节,-,内酰胺类抗生素,一、化学结构与性质,（二）性质第二节 -内酰胺类抗生素 一、化学结,8,（二）性质,4.,-,内酰胺环的不稳定性,干燥、纯净青霉素类抗生素稳定，其水溶液很不稳定不稳定的部分是,-,内酰胺环。,-,内酰胺环在酸、碱、青霉素酶、某些金属离子的作用下，可使,-,内酰胺环开环或发生分子重排，而失去抗菌作用，形成一系列降解产物。,第二节,-,内酰胺类抗生素,一、化学结构与性质,（二）性质第二节 -内酰胺类抗生素 一、化学结,9,（一）呈色反应,1,羟肟酸铁反应,青霉素和头孢菌素在碱性条件下与盐酸羟胺作用，,-,内酰胺环破裂生成羟肟酸，在稀酸中与高铁离子显色。,2,类似肽键的反应,青霉素和头孢菌素均具有,-CONH-,结构，一些取代基有,-,氨基结构，可显茚三酮反应和双缩脲反应。,第二节,-,内酰胺类抗生素,二、鉴别试验,（一）呈色反应第二节 -内酰胺类抗生素 二、鉴,10,（一）呈色反应,3,其它呈色反应,（,1,）与重氮苯磺酸反应,头孢哌酮结构中含有酚羟基，可与重氮苯磺酸发生偶合反应而显色。,（,2,）与变色酸,-,硫酸反应,青霉素类药物中，如阿莫西林、氨苄西林等结构中有活泼“,-CH2-”,经硫酸加热分解生成的甲醛与变色酸反应而呈色。,第二节,-,内酰胺类抗生素,二、鉴别试验,（一）呈色反应第二节 -内酰胺类抗生素 二、鉴,11,（二）各种盐的反应,K,+,、,Na,+,的火焰反应 青霉素和头孢菌素类药物多制成钠盐或钾盐使用，可利用火焰反应进行鉴别。,（三）光谱法,1,红外光谱法,内酰胺环上的羰基伸缩振动增强而向高波数方向位移，仲酰胺的氨基、羰基伸缩振动，羧基离子伸缩振动是本类药物的特征峰。,2,紫外光谱法,通常利用最大吸收波长进行鉴别。,第二节,-,内酰胺类抗生素,二、鉴别试验,（二）各种盐的反应第二节 -内酰胺类抗生素 二,12,（一）聚合物,聚合物的定量方法：,一般用于,SephadexG-10,凝胶色谱,系统中,-,内酰胺抗生素中高分子杂质的检查。在该分离系统中，除部分寡聚物外，,-,内酰胺抗生素中高分子杂质在色谱过程中均不保留，即所有的高分子杂质表现为单一的色谱峰，以药物自身为对照品，按外标法计算药品中高分子杂质的相对百分含量。,第二节,-,内酰胺类抗生素,三、特殊杂质的检查,（一）聚合物第二节 -内酰胺类抗生素 三、特殊,13,垂直向下的移动和无定向的扩散运动。,大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最后流出，这种现象叫分子筛效应。,垂直向下的移动和无定向的扩散运动。大分子物质由于直径较大，不,14,（二）有关物质和异构体,通常采用色谱法（,HPLC,法等）检查,-,内酰胺类抗生素中的有关物质和异构体。,（三）杂质吸光度,药典常采用测定杂质吸光度的方法来控制本类抗生素的杂质含量。,例如：将青霉素钠（钾）配成,1.80mgml,-1,的溶液，在波长,280nm,处的,A0.10,（控制杂质量）；在波长,264nm,处的,A,为,0.80,0.88,（检查药物量）。,第二节,-,内酰胺类抗生素,三、特殊杂质的检查,（二）有关物质和异构体第二节 -内酰胺类抗生素,15,HPLC,法具有快速、高效、灵敏、专属性强、重现性好等特点，在本类药的含量中应用越来广泛。,多数采用,反向,HPLC,测定，以,外标法,计算含量。,如氨苄西林原料药含量测定：取本品约,25mg,，精密称定，置,25ml,容量瓶中，加稀释液适量，超声处理使溶解后，再用上述稀释液稀释至刻度，摇匀，取,20l,注入液相色谱仪，记录色谱图；另取氨苄西林对照品,25mg,，同法测定。按外标法以峰面积计算供试品中氨苄西林（,C,16,H,19,N,3,O,4,S,）的含量。,第二节,-,内酰胺类抗生素,四、含量测定,HPLC法具有快速、高效、灵敏、专,16,（一）化学结构,链霉素的结构是由链霉胍和链霉糖、,N-,甲基,-L-,葡萄糖胺结合而成的碱性苷。,第三节 氨基糖苷类抗生素,一、化学结构与性质,（一）化学结构第三节 氨基糖苷类抗生素 一、,17,（一）化学结构,庆大霉素是由紫素胺和脱氧链霉胺、,N-,甲基,-3-,去氧,-4-,甲基戊糖胺结合而成的苷。它是由三个类似结构的,C,1,、,C,2,、,C,1a,组成的混合物,。,第三节 氨基糖苷类抗生素,一、化学结构与性质,C,1,：,R,1,=R,2,=CH,3,; C,2,：,R,1,=CH,3, R,2,=H ; C,1a,：,R,1,=R,2,=H, R,3,=H,（一）化学结构第三节 氨基糖苷类抗生素 一、,18,（二）性质,1,碱性与溶解性：由于结构中含有多个羟基和碱性基团。,2,旋光性：本类药物结构中有多个氨基糖，具有旋光性。如硫酸庆大霉素的比旋度为,+107,。,+121,。,3,稳定性：硫酸链霉素和硫酸庆大霉素干燥品比较稳定，硫酸链霉素水溶液在,pH5,7.5,最稳定，硫酸庆大霉素在,pH2,12,比较稳定。,4,UV,：链霉素,max=230nm,，庆大霉素无共轭双键，因此无紫外吸收。,第三节 氨基糖苷类抗生素,一、化学结构与性质,（二）性质第三节 氨基糖苷类抗生素 一、化学结构与,19,（一）茚三酮反应,本类药物具有羟基胺结构和,-,氨基，可与茚三酮缩合，生成蓝紫色化合物。,取庆大霉素,5mg,，加水,1ml,，,0.1%,茚三酮的水饱和正丁醇溶液,1ml,，吡啶,0.5ml,，水浴加热,5min,，显紫色。,（二）,Molisch,试验,具有五碳糖或六碳糖结构的氨基糖苷类抗生素经酸水解后，在盐酸或硫酸作用下脱水，成糠醛（五碳）或羟甲基糠醛（六碳糖）。这些产物遇,a-,萘酚或蒽酮成色。,第三节 氨基糖苷类抗生素,二、鉴别试验,（一）茚三酮反应 第三节 氨基糖苷类抗生素 二,20,（三）,N-,甲基葡萄糖胺反应（,Elson-Morgan,反应）,链霉素水解产物,N-,甲基葡萄糖胺在碱性溶液中与乙酰丙酮缩合成吡咯衍生物，与二甲氨基苯甲醛的酸性醇溶液反应，即生成红色化合物。,（四）麦芽酚（,Maltol,）反应,链霉素在碱性溶液中，链酶糖经分子重排，消除,N,甲基葡萄糖胺及链酶胍，生成麦牙酚，麦牙酚可与铁离子在微酸性溶液中形成紫红色配位化合物。,第三节 氨基糖苷类抗生素,二、鉴别试验,（三）N-甲基葡萄糖胺反应（Elson-Morgan反,21,（五）坂口反应,本品水溶液，加氢氧化钠试液，水解为链酶胍，与,8,羟基喹啉作用，再加次溴酸钠试液，生成橙红色化合物。,（六）硫酸盐反应,本类药物多为硫酸盐，可利用硫酸盐与氯化钡试液生成白色硫酸钡沉淀进行鉴别。,第三节 氨基糖苷类抗生素,二、鉴别试验,（五）坂口反应 第三节 氨基糖苷类抗生素,22,（七）,TLC,法,中国药典,2005,版采用该法对硫酸庆大霉素进行鉴别。方法：取供试品溶液和对照品溶液各,2l,，分别点于同一硅胶,G,薄层板上，用氯仿,-,甲醇,-,氨水（,1:1:1,）的下层混合液为展开剂，展开后，晾干，置碘蒸气中显色，供试品溶液和对照品溶液所显斑点的颜色和位置应一致。,（八）光谱法,采用红外光谱法可鉴别庆大霉素。庆大霉素无紫外吸收，而链霉素可采用紫外法鉴别，,max=230nm,。,第三节 氨基糖苷类抗生素,二、鉴别试验,（七） TLC法第三节 氨基糖苷类抗生素 二、鉴,23,取本品适量，精密称定，加水制成含,0.65mgml-1,的溶液，取,4ml,置,10ml,容量瓶中，加异丙醇,2ml,与邻苯二醛试液,1.6ml,，用异丙醇稀释至刻度，摇匀，置,60,水浴中加热,15min,，冷却，滤过，量取滤液,10l,注入高效液相色谱仪，记录色谱图。另取庆大霉素标准品，同法测定。,C,组分的保留时间依次为：,C,1,、,C,1,、,C,2,、,C,2,。量取,C,1,、,C,1,、,C,2,、,C,2,的峰高，按峰面积归一化法计算：,第三节 氨基糖苷类抗生素,三、特殊杂质检查及组分分析,规定：,C,1,应为,2550%,，,C,1a,应为,1540%,，,C,2a,+C,2,应为,2050%,。,取本品适量，精密称定，加水制成含0.65m,24,目前各国药典均采用微生物检定法测定本类药物的效价。本法系利用抗生素在琼脂培养基内的扩散作用量反应平行线原理的设计，比较标准品与供试品两者对接种的试验菌产生抑菌圈的大小，以测定供试品效价的一种方法。,第三节 氨基糖苷类抗生素,四、含量测定,目前各国药典均采用微生物检定法测定本类药物的,25,（一）化学结构,四环素类抗生素具有十二氢化并四苯基本结构，属于广谱抗菌药物。,第四节 四环素类抗生素,一、化学结构与性质,药物名称,R,R,1,R,2,R,3,四环素,金霉素,H,Cl,OH,OH,CH,3,CH,3,H,H,（一）化学结构第四节 四环素类抗生素 一、化学结构与性,26,（二）性质,1,酸碱性与溶解度,本类抗生素结构中含有酚羟基、烯醇型羟基，显弱酸性，而二甲胺基又显弱碱性，故四环素类抗生素是两性化合物。与酸、碱均能成盐。,2,旋光性,四环素类抗生素分子结构中具有不对称碳原子，有旋光性，可用于定性、定量分析。,第四节 四环素类抗生素,一、化学结构与性质,（二）性质第四节 四环素类抗生素 一、化学结构与性,27,（二）性质,3,紫外吸收和荧光性质,四环素类抗生素分子结构中具有共轭双键系统，在紫外区有吸收，在紫外照射下可产生荧光，它们的降解产物也具有荧光。,4,与金属离子络合,与金属离子,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,、,Al,3+,生成有色配位化合物，并在,pH3 7.5,产生荧光。,第四节 四环素类抗生素,一、化学结构与性质,（二）性质第四节 四环素类抗生素 一、化学结构与性,28,（二）性质,5,不稳定性,（,1,）差向异构化,弱酸性（,pH2.06.0,）溶液中，,A,环上手性,C4,构型的改变，发生差向异构化，形成差向四环素。,四环素和金霉素很易差向异构化，形成,4-,差向四环素、,4-,差向金霉素，他们的抗菌性极弱或完全消失。土霉素和强力霉素由于,C5,上的羟基和二甲胺基形成氢键，不易发生差向异构化。,第四节 四环素类抗生素,一、化学结构与性质,（二）性质第四节 四环素类抗生素 一、化学结构与性质,29,（二）性质,5,不稳定性,（,2,）酸性降解反应,在酸性（,pH2,）时，,C,环上,C6,上羟基易脱落与,C5a,上的氢生成水，在,C6-C5a,间形成双键。经重排使,C,环芳构化，生成脱水四环素类。,（,3,）碱性降解反应：,在碱性下，,C,环打开，生成无活性的具有内酯结构的异四环素；若强碱性下加热，可定量地转化为异四环素，后者具有强烈荧光，可荧光法测定。,第四节 四环素类抗生素,一、化学结构与性质,（二）性质第四节 四环素类抗生素 一、化学结构与性质,30,（一）呈色反应,四环素类抗生素遇,H,2,SO,4,、,FeCl,3,均产生不同的颜色。,第四节 四环素类抗生素,二、鉴别试验,（二）色谱法,HPLC,、,TLC,法可用于四环素类抗生素鉴别，中国药典（,2005,版）均有收载。,（三）光谱法,IR,光谱法、,UV,光谱法也可四环素类抗生素鉴别，中国药典（,2005,版）均有收载。,（一）呈色反应第四节 四环素类抗生素 二、鉴别试验,31,（一）有关物质,引起毒性反应的主要物质为差向异构体、脱水物、差向脱水物质，统称为有关物质。主要有,4-,差向四环素、脱水四环素、差向脱水四环素、盐酸金霉素等。,第四节 四环素类抗生素,三、特殊杂质的检查,（一）有关物质第四节 四环素类抗生素 三、特殊杂,32,19.11.2024,生产计划部,谢谢大家,09.10.2023生产计划部谢谢大家,33,