生物药物分析(二版)

《生物药物分析》第一版是过去10年最畅销的生物药物分析图书之一，被许多院校选作药物化学、药物分析等专业的教材，也被制药公司及药品检验机构选作培训教材，给读者提供了实用的专业知识和方法指导。《生物药物分析》第二版保持了第一版内容全面、与药检工作实践结合紧密的特色，根据最新的标准、规范及2010年版药典修订，内容紧贴学科前沿，可以给读者带来广阔的视野、最新的方法进展、实用的工作和学习指导。因此，编辑强烈推荐开设制药工程、生物工程、药学及相关专业和课程的高等院校的师生以及制药公司、药品检验和临床药学部门或从事生物药物分析的科技人员参考阅读。

本书围绕微生物药物、基因工程药物、动植物细胞组织提取的药物等生物药物的质量研究、监控等编写。以各种生物学检测方法的原理、基本知识和操作技术为主，同时介绍多种物理化学的分析方法。
本书系统总结了当前各种生物药物分析方法的原理、技术及应用进展，内容包括生物药物分析的信息获取，药物分析方法的选择、建立和认证，光谱技术，酶法分析，电泳法分析，免疫分析法，高效液相色谱法，生物质谱法，生物核磁共振法，氨基酸、多肽和蛋白质类药品检验，酶类药品检验，糖类、脂类和核酸类药品检验，基因工程药物质量控制，生物药物研发和药物分析，生物药物分析进展和动态。
本书内容全面、新颖，注重反映现代生物药物分析与检验的新技术和新进展，力求体现科学性、先进性和实用性，可供从事生物药物生产、研究和分析检验的技术人员参考，同时可作为制药工程、生物工程、药学等专业的本科学生的专业教材，也可作为研究生、高职学生的参考教材，可满足生物药物分析各教学环节及不同层次的需求。

第一章生物药物分析学概述
第一节药物分析的性质和任务001
一、药物分析的性质001
二、药物分析的任务001
第二节药物的质量控制002
一、药物质量的评价002
二、药物的质量标准002
三、药典与分析方法002
四、药物分析与生物药物分析的
关系002
第三节生物药物概述003
一、生物药物的范围003
二、生物药物的研制发展过程004
三、生物药物的分类004
四、生物药物的性质006
五、生物药物检测的特点007
第四节生物药物的科学管理008
一、药品质量和药品质量标准008
二、生物制品的标准化008
三、生物药物的科学管理010
第五节生物药物的分析检验012
一、生物药物质量检验的程序与
方法012
二、生物制品的质量检定013
三、生物药物常用的定量分析法015
第六节药物代谢与药物动力学中的分析
方法015
一、药物代谢与药物动力学的研究015
二、生物技术药物的药物动力学
特点016
三、药物代谢动力学研究的常用分析
方法016
四、我国生物大分子药物的代谢与动
力学研究018
第七节生物药物（分析）信息的
获取019
一、常用传统文献信息源019
二、电子型文献信息源023
三、 检索实例与分析028
第二章药物分析方法的选择、建立和认证
第一节分析质量控制032
一、分析质量保证032
二、标准物质和标准分析方法032
三、分析质量控制033
第二节计量认证035
一、计量认证概述035
二、常用术语035
三、计量认证的主要内容035
四、计量认证的实施步骤036
五、质量管理手册036
第三节药物分析方法的选择和建立036
一、药物分析方法的选择036
二、药物分析方法的建立和论文
发表037
第四节药物分析方法的验证与质量
控制038
一、药物分析方法的验证039
二、不同分析类型对验证参数的
要求043
三、分析方法验证的资料要求043
四、药物分析的质量控制043
五、质量源于设计044
第三章光谱技术
第一节紫外可见分光光度法045
一、电子跃迁的分类045
二、LambertBeer定律048
三、定性和定量分析048
四、紫外可见分光光度法在氨基酸、
多肽、蛋白质和核酸研究等方面的
应用050
五、紫外可见分光光度法在脂类和糖
类方面的应用051
第二节分子荧光和磷光分析051
一、基本原理052
二、定量分析方法059
三、荧光分析技术及应用060
第三节圆二色光谱法065
一、旋光谱066
二、圆二色光谱066
三、CD、ORD以及UV的关系066
四、圆二色光谱法的应用067第四章酶法分析
第一节酶法分析的原理069
一、酶的定义和性质069
二、酶法测定的原则070
三、酶反应动力学070
第二节酶试剂的动力学原理071
一、单酶试剂的动力学071
二、酶偶联测定法的动力学073
第三节酶法分析的检测方法073
一、紫外可见分光光度法073
二、荧光光度法076
三、氧电极法076
四、固定化酶和酶电极法077
五、放射性同位素测定法077
第四节终点测定法077
—、终点法条件078
二、终点法种类079
三、药物分析实例——酶法测定乳酸
中L乳酸的含量081
第五节反应速率法081
一、利用待测物质作底物的测定法082
二、利用待测物质作辅酶或抑制剂的
测定方法082
三、特殊的反应速率测定法083
四、药物分析实例——酶法测定肝素083
第六节酶循环放大分析法084
一、酶循环法的原理084
二、酶循环反应的灵敏度084
三、酶循环反应的类型084
四、酶循环法的特征和应用前景086
五、酶循环法推广应用尚需克服的
难题086
第七节生物传感器与酶传感器087
一、生物传感器087
二、酶传感器088
第五章电泳分析法
第一节概述094
一、电泳094
二、电泳技术分类094
第二节基本理论095
第三节纸电泳法096
第四节琼脂糖凝胶电泳法097
第五节醋酸纤维素薄膜电泳法098
第六节聚丙烯酰胺凝胶电泳法099
第七节SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法102
第八节等电聚焦103
一、基本原理103
二、载体两性电解质104
三、密度梯度等电点聚焦104
第九节高效毛细管电泳105
一、毛细管电泳分离模式105
二、毛细管电泳的特点106
三、毛细管电泳法的基本装置107
四、毛细管电泳法的应用110
第六章免疫分析法
第一节概述112
第二节抗原113
一、全抗原和半抗原113
二、人工抗原的合成114
第三节抗体119
一、抗体的制备120
二、抗体的纯化122
三、特异性抗体的筛选与效价测定124
第四节抗原抗体的相互作用124
一、抗体亲和力124
二、亲和力的测定方法125
第五节免疫分析方法及其应用125
一、放射免疫分析法(RIA)126
二、荧光免疫分析法(FIA)127
三、克隆酶给予体免疫分析法
（CEDIA）129
四、酶联免疫分析法(ELISA)130
五、蛋白质芯片分析法133
六、免疫分析方法的应用135
第七章高效液相色谱法
第一节概述137
第二节高效液相色谱的分离模式138
第三节液固色谱法139
第四节键合相色谱法140
一、正相色谱法140
二、反相色谱法140
第五节离子交换色谱150
一、离子交换色谱的分离机理151
二、离子交换色谱的固定相152
三、离子交换色谱的流动相152
四、离子交换色谱的影响因素153
五、离子交换色谱法应用示例154
第六节体积排阻色谱法157
一、体积排阻色谱法的分离机理157
二、体积排阻色谱法的特点158
三、体积排阻色谱的固定相159
四、体积排阻色谱的流动相161
五、体积排阻色谱的影响因素162
六、凝胶渗透色谱法测定聚合物分子
量分布164
七、体积排阻色谱应用示例166
第七节亲和色谱法167
一、亲和色谱的分离机理168
二、亲和色谱的固定相169
三、亲和色谱的影响因素169
四、亲和色谱法应用示例170
第八节色谱分离方法的选择173
第八章生物质谱法
第一节概述174
第二节激光解吸离子化质谱法175
一、概述175
二、实验技术175
三、激光解吸离子化质谱的特征176
第三节电喷雾离子化质谱法177
一、概述177
二、电喷雾离子化(ESI)原理177
三、生物分子的ESI/MS177
第四节串联质谱179
一、概述179
二、蛋白质方面的应用179
三、糖方面的应用179
第五节多肽和蛋白质分析180
一、概述180
二、分子量的测定180
三、肽图谱及氨基酸序列分析182
四、蛋白质的非共价复合物研究184
第六节糖蛋白和寡糖分析186
一、概述186
二、EPO分子量测定186
三、EPO寡糖的分析186
四、寡糖的序列分析187
第七节核苷酸分析189
一、概述189
二、分子量测定190
三、蛋白和低聚核苷酸之间的作用191
第九章生物核磁共振法
第一节基本原理192
一、核磁共振的产生192
二、弛豫过程193
第二节核磁共振波谱仪和试样的
制备193
一、核磁共振谱仪193
二、试样的制备194
第三节化学位移和核磁共振谱194
一、化学位移及其影响因素194
二、核磁共振光谱198
第四节简单自旋偶合和自旋分裂198
一、自旋偶合与自旋分裂现象198
二、偶合常数198
三、核的等价198
四、自旋体系的分类200
五、一级图谱200
第五节其他核磁共振技术201
一、13C核磁共振技术201
二、固体高分辨率核磁共技术203
三、多维核磁共技术204
四、核磁共振成像及活体核磁共振205
第六节生物核磁共振谱的应用205
一、蛋白质的核磁共振研究205
二、核酸的核磁共振研究206
三、糖的核磁共振研究207
四、膜和膜蛋白的核磁共振研究207
第十章氨基酸、多肽和蛋白质类药品检验
第一节氨基酸类药品检验208
一、氨基酸的定性鉴别208
二、氨基酸特殊杂质及安全性检查211
三、氨基酸含量测定211
第二节蛋白质、多肽类药品检验216
一、定性鉴别216
二、特殊杂质及安全性检查216
三、效价测定216

第十一章酶类药品检验
第一节酶的分离纯化223
一、常用的方法与技术223
二、酶制备方案的设计230
第二节酶活力测定230
一、酶活力测定的作用和意义230
二、酶的活力单位(U)和比活力230
三、酶活力测定的一般方法231
四、影响酶活力的因素233
五、酶活力的计算235
六、应用示例235
第三节酶活力测定法设计236
一、酶促反应的条件236
二、酶反应的分析方法237
三、测定条件设计实例238
第四节药用酶的活力测定240
一、糜蛋白酶241
二、弹性酶242
三、胃蛋白酶243
四、胰酶243
五、溶菌酶245
六、降纤酶246
七、门冬酰胺酶246
八、纤维素酶247
九、菠萝蛋白酶248
十、凝血酶248
十一、玻璃酸酶249
十二、超氧歧化酶(SOD)250
第十二章糖类、脂类和核酸类药品检验
第一节多糖类药物的结构分析研究251
一、多糖中单糖的组成分析251
二、分子量测定252
三、糖苷键连接方式的测定252
四、糖苷键连接位置的测定253
第二节多糖类新药的理化特性分析253
一、物理常数测定253
二、纯度分析254
三、含量测定254
第三节糖类药品检验254
一、硫酸软骨素254
二、香菇多糖256
三、灵孢多糖256
四、绒促性素256
五、肝素257
六、肝素钠258
七、低分子肝素258
第四节脂类药品检验260
一、熊去氧胆酸260
二、谷固醇260
三、大豆磷脂260
四、辅酶Q10260
五、亚油酸乙酯261
六、胆红素261
七、多烯酸乙酯263
第五节核酸和核苷酸类药品检验263
一、定性鉴别263
二、特殊杂质检查263
三、含量测定263
第十三章基因工程药物质量控制
第一节基因工程药物概述267
一、基因工程与制药267
二、主要的基因工程药物269
三、基因工程药物的特点275
第二节基因工程药物质量控制276
一、基因工程药物质量要求276
二、重组DNA药物质量控制要点276
三、基因工程药物的开发研制280
四、基因工程药物的制造和检定规程282
第三节基因工程药物的检验282
一、蛋白质含量283
二、蛋白质的纯度283
三、蛋白质的分子量测定287
四、蛋白质等电点的测定287
五、氨基酸组成分析287
六、部分氨基酸序列分析289
七、肽图分析289
八、双相电泳技术290
九、核磁共振技术291
十、蛋白质的二硫键分析291
第四节基因工程药物的临床前安全性
评价291
一、临床前安全性试验的一般指导
原则292
二、安全性试验的要求293
三、各类基因工程药物的安全性评价294
第十四章生物药物研发与药物分析
第一节药物分析与新药创制296
第二节国内外生物药物的发展现状297
一、我国生物药物的发展状况297
二、我国生物制药产业的发展趋势297
三、国外生物技术药物研究开发现状
与趋势299
第三节生物制药创新研究和开发300
一、生物药物研发的主要过程300
二、生物制药研发的热点304
三、创新生物药物的立题307
四、我国生物药物研发存在的不足308
五、生物医药行业特征309
六、我国生物技术药物研发的重点309
七、我国生物制药产业发展面临的关
键问题310
八、我国生物药物产业发展方向310
九、值得关注的十大新一代生物技术
平台311
第四节生物仿制药研究313
一、生物仿制药的定义313
二、生物仿制药的特点313
三、生物仿制药的发展历程、研究状
况和前景314
四、生物仿制药药学研究317
五、生物仿制药与生物药物的表征322
第五节一般生化药物结构和组分的
确证326
一、多肽及蛋白质类326
二、酶类327
三、多糖327
四、核苷酸及核酸类328
五、不饱和脂肪酸328
第六节生物药物产品的质量控制328
一、生物药物产品的质量研究328
二、生物药物制剂研究与稳定产品质
量的关系329
三、稳定性研究有待改进329
四、完善质量标准329
五、细胞库的建立和生产稳定的
关系330
六、生产工艺的验证331
第七节质量控制体系建立过程中的
问题331
第十五章生化药物分析进展和动态
第一节生物药物分析基础研究334
一、国外发展趋势334
二、国内发展现状334
第二节生物药物分析研究现状335
一、氨基酸类药物分析336
二、酶类药物分析336
三、蛋白质多肽类药物分析337
四、嘌呤类药物分析338
五、糖类药物分析339
六、结语339
第三节生物药物分析进展和动态340
一、高效毛细管电泳341
二、生物传感器在生化药物分析中的
应用345
三、二维核磁共振谱（2DNMR）在
生化药物中的应用346
四、基质辅助激光解吸离子化质谱法
在生化药物分析中的应用346
五、酶法分析新技术的发展347
六、新色谱分析法及有关技术的
应用348
七、《中国药典》2010年版三部对生
物制品质量的控制351
第四节多肽和蛋白质类药物分析方法
和药物动力学研究进展352
一、多肽和蛋白质药物的分析方法353
二、药物动力学机理358
三、药代动力学研究的实验设计应注
意的问题360
参考文献

附录

《生物药物分析》一书自2003年在化学工业出版社出版以来，受到了读者的欢迎，取得了很好的影响，至今已经历时10年。在这10年间，生物药物的品种不断增多，有关的分析技术、分析仪器等也有了较大发展；有关的法律、法规相继出台或完善，有关的标准也有不同程度的更新；《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)2010年版已实施。为了使本书能更好地为药物分析行业的从业者服务，我们对本书进行再版修订。
此次修订，保持了本书第一版内容全面、与药检工作实践结合紧密的特色，依据本学科现在的发展态势，对内容进行吐故纳新，增补近年来新发展的分析技术手段以及新生物药品的分析方法，将原书中目前已不常用或应用面不大的分析方法进行精简或删除。另外，根据《中国药典》2010年版及最新的标准，对书中涉及的有关术语、推荐方法、检测限量等进行更新。
本书可供药物分析、药品及生物制品检定等领域的技术人员参考，也可作为高等院校“药物分析”课程的教材，所以在编写过程中注重突出以下几个特色：
（1）努力使本书适应我国高等院校培养目标的要求；
（2）注重图书内容的先进性和实用性；
（3）便于学生自学，且有利于学有余力的学生在药物分析课程上的进一步提高;
（4）内容体系和结构安排尽量符合教学规律，以利于教师组织教学。
再版时将第一版的第二章经缩减、修订后并入第一章，第三章修订后作为第二章；本版增加光谱技术为第三章。考虑到《中国药典》2010年版附录已收载生物检定法有关内容，因此删除第一版的第九章，增加生物核磁共振法为本版第九章。其他章节也进行了修订，修订后全书仍为15章。本书由何华、焦庆才、戚雪勇、张冬梅、钱爱民、纪宇、王羚郦、刘杨、李洁、徐礼生、汤瑶等11位编者通力合作完成编写任务，在编写过程中得到化学工业出版社的大力支持，在此表示感谢。
由于时间和水平所限，书中疏漏在所难免，欢迎广大读者提出宝贵意见。

编者2013年9月

第一版前言
生物药物分析是药物分析学的一个分支。化学在过去较长的时间里，对小分子之间的反应研究得很多，这些反应都是一些相对比较快的反应和比较简单的体系。而生命科学的进展带给化学家的问题都是大分子与大分子或者大分子与小分子之间的反应。这些都是一些相对比较慢的过程和比较复杂的体系。作用的形式也不仅仅只是化学键的断裂、组合或重排，而是包含了很多的弱相互作用（氢键、偶极作用、范德华力等等）。大分子与大分子的相互作用以及大分子与小分子的相互作用又联系到复杂的结构层次上的变化，大分子可能通过有序的高级结构重组，其中的能量传递、信号分子的传递又会产生新的变化。化学家对小分子之间的相互作用已经有了一系列的监测、跟踪、定性、定量以及理论计算等方法，而对大分子与大分子、大分子与小分子相互作用的复杂体系的慢过程却缺乏相应的方法和工具。生物药物与化学药物相比，其质量控制的方法有很多不同，如生物药物多数为大分子药物，有的化学结构不明确，有的分子量不是定值，这给质量控制带来了一定的困难；在检查项目上生物药物与化学药物也有不同。例如，生化药物均需做热原检查、过敏试验、异常毒性等试验；对生物药物有效成分的检测，除应用一般化学方法外，更应根据制品的特异生理效应或专一生化反应拟定其生物活性检测方法。所以，生物药物的定量方法，除了重量法、滴定法、比色法及HPLC法等理论分析法外，还有电泳法、酶法、免疫法和生物检定法等生物测定法；大多数生物是生物活性分子，对人体往往是异源物质，其化学性质与生物学性质都很不稳定，对热、酸、碱、重金属等敏感，易引起变性和失活。从生物原料中分离生物药物，通常比较困难，易受到微生物污染变质。因此，在原料贮存、生产加工和成品保存及临床应用过程中，对制品的均一性、有效性、安全性和稳定性等应有严格要求，其制造工艺设计与质量标准的制定也应与一般化学药物有较多区别。目前，生物药物分析方面的参考书较少，为此，我们编写了《生物药物分析》。
全书共15章，阐述各种分析方法的基本原理、基础理论与基本技术，力求简明扼要。在阐明方法基本理论的基础上，着重编写了应用部分，包括示例和测定的药物等。因此本书具有相当强的实用性，既能够为读者日常工作提供方便，又能为读者从事科研提供思路与指导，鉴于近年来仪器分析的飞速发展，在我国及其他国家药典中，仪器分析的应用占有越来越大的比例，本书以较多的篇幅进行了阐述。
《生物药物分析》考虑到高校各层次的培养规格、特别是突出“制药类”的特点，而编写的内容体现了科学性、先进性和适用性，本书可以作为高等医药院校高年级选修课和研究生教材及其他有关专业的教学参考书，也可供制药公司、药品检验和临床药学部门或从事生物药物分析的科技人员参考。
本书在编写过程中，江苏省药品检验所徐连连主任药师和南京大学孙成教授于百忙之中承担了部分审阅，得益于书中所引用有关书籍和期刊的编著者，并得到了中国药科大学领导和专家们的关心支持，在此一并谨致谢意。
为了使本书适应我国医药工业发展的需要，我们参考了大量国内外有关书籍和文献，并结合我国国情而进行编撰工作，但限于水平和时间仓促，难免会有错误和不足之处，祈盼专家、同仁及广大读者批评指正，与我们共同来丰富生物药物分析学科的内容。

中国药科大学何华
2002年10月于南京