一、概述
1.抗生素类药物的特点 临床使用的抗生素主要由生物合成,经过微生物发酵、经化学纯化、精制和化学修饰等过程,最后制成适当的制剂。与化学合成药物相比,抗生素类药物具有以下特点:
(1)化学纯度较低:有三多,即同系物多,如庆大霉素、新霉素等含有多个组分;异构体多,半合成β-内酰胺抗生素、氨基糖苷类抗生素具有旋光性,均存在光学异构体,如药用巴龙霉素为2个立体异构体巴龙霉素Ⅰ和巴龙霉素Ⅱ的混合物;降解物多,如四环素类存在脱水、差向异构体。
(2)活性成分易发生变异:微生物菌株的变化、发酵条件改变等均可导致产品质量发生变化,如组分的组成或比例的改变。
(3)稳定性差:抗生素分子结构中通常含有活泼基团,而这些基团往往是抗生素的活性中心,如青霉素、头孢菌素类结构中的β-内酰胺环,链霉素结构中醛基等均具有稳定性差的特点。
2.抗生素类药物的分类 抗生素的种类繁多,性质复杂,用途各异,进行系统分类存在一定困难,根据研究目的的不同,抗生素一般按以下方式进行分类:
(1)根据生物来源分类:可分为细菌产生的抗生素、真菌产生的抗生素、放线菌产生的抗生素、动物产生的抗生素、高等植物产生的抗生素。
(2)根据作用对象分类:可分为抗革兰阳性菌的抗生素、抗革兰阴性菌的抗生素、广谱抗生素、抗真菌的抗生素、抗结核分枝杆菌的抗生素、抗病毒及抗原虫系昆虫的抗生素、抗肿瘤的抗生素等。
(3)根据作用机制分类:可分为抑制细胞壁合成的抗生素、影响细胞膜功能的抗生素、抑制或干扰细胞蛋白质合成的抗生素、抑制细胞核酸合成的抗生素、抑制细菌生物能作用的抗生素。
(4)根据化学结构分类:可分为β-内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素、四环素类抗生素、大环内酯类抗生素、多烯大环类抗生素、多肽类抗生素、酰胺醇类抗生素等。
3.抗生素类药物的质量控制方法 抗生素类药物的质量控制方法通常是通过鉴别、理化常数测定、杂质检查和含量或效价测定4个方面来进行评判。
(1)抗生素类药物的鉴别试验:
1)官能团的显色反应:如β-内酰胺类抗生素的羟肟酸铁反应和链霉素的麦芽酚反应等。
2)光谱法:包括红外吸收光谱和紫外吸收光谱的鉴别。
3)色谱法:包括薄层色谱法和高效液相色谱法,采用标准品对照法进行鉴别。
4)生物学方法:检查抗生素的抑菌能力,与已知含量的对照品对照后进行鉴别。
(2)理化常数测定:一般包括熔点、比旋度的测定等。
(3)杂质检查项目:
1)影响产品稳定性的检查项目,如结晶性、水分、酸碱度或干燥失重等。
2)控制有机或无机杂质的检查项目,如溶液的澄清度与颜色、有关物质、残留溶剂、炽灼残渣、重金属等。
3)特殊杂质的检查。
4)其他检查项目。对于多组分抗生素还要进行组分分析等。此外,某些抗生素如灰黄霉素,其粒度与疗效有关,故规定控制其结晶颗粒的大小。根据抗生素类药物的特点,还有对一些与临床安全性密切相关的检查项目,如异常毒性、热原、降压物质、无菌等。
(4)含量或效价测定:抗生素的有效成分含量测定方法,主要分为微生物检定法和理化方法两大类。
1)微生物检定法:微生物检定法是在适宜条件下,根据量反应平行线原理设计,以抗生素抑制细菌生长的能力或它的杀菌力作为衡量效价的标准。测定方法可分为管碟法和浊度法,前者是利用抗生素在琼脂培养基内的扩散作用,比较标准品与供试品二者对所接试验菌种的抑菌圈的大小,以测定供试品效价的一种方法。后者是利用抗生素在液体培养基中对试验菌生长的抑制作用;再测定培养后细菌浊度值的大小,比较标准品与供试品对试验菌生长的抑制程度,以测定供试品效价的方法。
2)理化方法:对于高纯度、化学结构已确定的抗生素,可用理化方法测定。本类方法是根据抗生素的化学结构特点,利用其特有的化学或物理化学性质而进行的。目前各国药典所收载的抗生素效价测定的常用理化方法主要是高效液相色谱法,如β-内酰胺类、四环素类、大环内酯类等多采用此法。
本节主要讨论β-内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类及大环内酯类抗生素的结构和性质,鉴别反应及含量测定的原理与方法。相关的生物学方法,本章不予叙述,请参考相关教材。