微生物在中药研究中的应用论文

微生物在中药中的应用摘要：中药是中华民族的瑰宝，几千年来中医药为我国人民的健康做出了巨大的贡献，形成了系统的中医药理论和大量经实践检验的成药验方。中药作为天然药物正逐步引起世界的关注。微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活关系密切。利用微生物广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。微生物在中药领域有着广泛的运用。微生物可运用于中药菌体发酵、中药炮制等。关键词：微生物中药发酵技术发酵中药中国是中医中药的起源，几千年来中医药为我国人民的健康做出了巨大的贡献，并逐渐积累，形成了系统的中医药理论和大量经实践检验的成药验方。中药行业是我国具有比较优势的少数几个产业之一，在自然科学领域，我国最有实力、最有优势、最有后劲的就是中医药。它是中华民族的瑰宝，也是世界传统医学中重要的组成部分，在预防和治疗疾病方面发挥着重要的作用。正受到各国人民和研究人员的关注和重视。目前各国都在从中药等天然产物中寻找有效药源。微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活关系密切。涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。微生物学是生命科学中发展较快的学科之一，在生命科学中地位越来越重要，成为各门学科都离不开的重要工具。在制药药现代化进程中，微生物显示出了越来越重要的作用，充分利用现代微生物学成果可以更好地促进制药的现代化，也为微生物学的发展开辟了新领域。1 微生物学理论促进了微生物相关中药的发展对传统微生物中药的生物学研究加深了传统微生物中药的应用和产品开发，特别是多种中药微生物纯培养物代替原药材的研究尤其引人注目，如灵芝、猴头等各种药用菌的栽培, 对保护环境、保护资源、满足人民群众用药需求起到了十分巨大的作用。以金水宝为代表的从冬虫夏草中分离的真菌纯培养物代替冬虫夏草的研究取得了巨大的经济和社会效益, 掀起了以蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾多毛孢、蛹虫草、等虫生真菌的研究热潮。对一些微生物和植物相互作用形成的中药也有了更深入的认识, 如龙血竭的形成与真菌有密切的关系, 是龙血树抵抗微生物侵染而产生的一种植物抗毒素；僵蚕中的一些有效成分是微生物、蚕、桑叶相互作用形成的。对天麻、茯苓等中药的生物学研究促进了这些中药品种栽培技术的发展。微生物相关中药形成方式，可以分为以下几种情况：1)以腐生生活方式形成的大型药用真菌，如灵芝、猴头、木耳、香菇等。这些真菌基本上都可以实现人工栽培。2)天然微生物发酵植物性中药材料形成，如神曲、红曲等，主要是酵母和丝状真菌。3)植物和微生物共生形成的中药, 如天麻是蜜环菌和天麻植物的共生体，天麻植物依靠蜜环菌提供营养；猪苓也是由于蜜环菌侵入猪苓菌核形成的共生体，由蜜环菌提供营养。4)寄生真菌侵染活体昆虫形成的虫菌复合体，其实质是昆虫的致病菌。如冬虫夏草、僵蚕、蛹虫草等。5)微生物侵染植物后，植物抵抗微生物的侵染而形成的植物抗毒素，如龙血竭、沉香等[1]。微生物相关中药活性成分的研究为这些中药的质量标准化起到了重要的作用，也加深了对这些中药药理作用的认识。药理学研究促进了传统微生物中药在治疗现代社会的高发病如癌症、心脑血管疾病、病毒性疾病中的应用。多数微生物中药都具有滋补保健的效果，如灵芝、冬虫夏草成为保健食品开发的热点。大多数药用真菌都含有真菌多糖, 真菌多糖能增强免疫力、没有直接的细胞毒作用，成为抗癌、抗病毒产品开发热点。2 微生物发酵在中药中的应用发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。发酵工程微生物发酵制药是指利用微生物技术，通过高度工程化的新型综合技术，以利用微生物反应过程为基础，依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物，通过分离纯化进行提取精制，并最终制剂成型来实现药物产品的生产。中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上，吸取了微生态学研究成果，结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术，是从中药(天然药物) 制药方面寻找药物的新疗效。传统的中药发酵多是在天然的条件下进行的，而现在的中药发酵制药技术是在充分吸收了近代微生态学、生物工程学的研究成果而逐渐形成的。其先进发酵工艺特点是：以优选的有益菌群中的一种或几种、一株或几株益生菌作为菌种，加入中药提取液中，再按照现代发酵工艺制成产品，它是一种含有中药活性成分、菌体及其代谢产物的全组分发酵液的新型中药发酵加工制剂。古代中药发酵技术应用历史与现状我国人民远在 4000多年前就学会利用发酵来酿酒，此后又相继利用发酵来生产酱、醋、豆豉和臭豆腐等食品。《本草经疏》曰：“古人用曲，即造酒之曲，其气味甘温，性专消导，行脾胃滞气，散脏腑风冷。”说明中药临床应用之曲是在酿酒业发展的基础上出现的，曲与酒相维系。后来人们在酒曲中加入其他药物制成专供药用的各类曲剂。《本草纲目》云：“古人用麴，多是造酒之麴。后医乃造神麴，专以供药，力更胜之。”可见古人早已将微生物发酵应用于中药炮制。即将药材与辅料拌和，一定温度和湿度下通过微生物的发酵达到提高药效、改变药性、降低毒副作用等目的。直到现在，临床仍在应用的发酵（制品）中药，如六神曲、淡豆豉、建曲、沉香曲、半夏曲、红曲、豆黄等，均是利用炮制环境中的野生微生物（多为霉菌、酵母、细菌等）进行多菌种固体发酵而成[2]。发酵技术应用历史悠久，也是传统中药加工炮制的重要方法之一，一般主要是起到中药复合炮制的作用。不同的培养基经同样的发酵处理后会产生药性的差异，可利用该特性生产不同适应证的中药。例如，发酵淡豆豉时，以桑叶、青蒿发酵者，药性偏于寒凉，多用于风热感冒或热病胸中烦闷之症；以麻黄、紫苏发酵者，药性偏于辛温，多用于风寒感冒头痛之症。在清代，根据辅料中药及治疗功能的不同，又制出了皂角曲、竹沥曲、麻油曲、牛胆曲、开郁曲、海粉曲、覆天曲等10种药曲。但是传统的中药发酵仅对自然界的菌种进行利用，且菌种不纯，不能利用现代研究成果定向改变药物的性能或有意识地根据药物之间的特性进行有目的的组合。同时，对那些在自然界中不占优势、生长条件要求比较严格的微生物来说，就不可能在药物上生长起来。这极大地限制了微生物的作用。另外，是否会落入有害菌也不明确，使微生物在药物中的潜在效能没有最大限度地发挥出来。中药发酵研究开始于80年代，但仅是对真菌类自身发酵的研究，如灵芝菌丝体、冬虫夏草菌丝体、槐耳发酵等，大都是单一发酵。虽有报道加入中药，但也仅是将中药当做菌丝体发酵的菌质，同时研究发现，含有中药的菌质对原发酵物的功效有影响，只是未见深入研究。目前，已有学者呼吁中药发酵制药可按新药审批办法规定开发新药。同时也开展了另一项研究，即生物转化，我们认为它与中药发酵是密不可分的。90年代初，日本人小桥恭一发现中草药成分如番泻叶甙，可借助肠道细菌转化为致泻有效成分而起到治疗作用。又有报道，在中药有效成分与细菌的生物转化过程，许多甙类、黄酮类、黄酮醇、黄烷酮类、香豆素类等均经过肠道菌进行了化学修饰。有作者指出 ,在中药成分生物转化的研究过程中 ,对代谢物提纯、确定结构模式固然需要，但更应当推出微生物发酵。中药成分的生物转化是中药创制新药研究的重要方面。正在修订中的我国新药申报指导原则，已决定将生物转化列入创新(一类) 药的研究。董玫等研究发现，六味地黄丸发酵液可显著抑制小鼠肝癌 H22的生长，而等量的六味地黄丸煎剂则无明显抑瘤作用。六味地黄发酵液还可以对抗环磷酸酰胺所致白细胞减少，且升高报细胞的作用明显高于六味地黄煎剂。香港中医博士吴志勇成功发酵出黄芪液，经福建中医学院测定，发酵的黄芪所含的黄芪多糖是普通煎、煮、熬水提法的～倍之间。据悉，卫生部药品检验所动物试验结果：发酵中药只需1/28的量，即可与一般煎、煮、熬的水提物一份的量发挥同等的药效。据报道，含有中药成分的培养基对原发酵中药的影响和多菌种混合发酵的研究将有望成为未来的研究热点。国外对于中药发酵的研究报道较少，主要在食品、酶工程，如日本的纳豆，用Bacillus菌发酵大豆。由于Bacillus菌酶系丰富（包括淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶），并能增加维生素K的含量，Bacillus subtilis菌环能消除小肠内致病菌，其提取物具有明显的抗癌活性和降压作用。中草药发酵的研究有必要借鉴上述成功的经验[4]。中药发酵制药的特点中药发酵制药技术的典型特点就是生物转化。可概括如下几点：1)药物的有效组分、活性物质最大限度的得以提取、利用；2)药物进入人体后不能直接被利用的有效活性组分，因在体外得以完成而被直接利用，迅速发挥应有效能；3)优选的人体有益菌种本身具有补充或增强原有药物的功能；4)中药发酵制药与原有药物相比产生了新的活性物质，从而具有新的保健、预防或治疗功能；5)是实现中药现代化、具有高科技水平的又一新技术，生产工艺可控，所得产物精确，制剂方便，便于与国际接轨[4]。中药发酵的分类中药发酵分为液体发酵和固体发酵。液体发酵是在借鉴抗生素生产工艺的基础上，把菌丝体加入培养基中，将之与药材混合后放置于适温下进行发酵。液体发酵具有较高的物质传递效率，易于实现发酵工艺的自动化控制。固体发酵是以富含多种营养成分的农副产品如麦麸、甘蔗渣、玉米芯等作为发酵营养基质，用一种或多种真菌作为发酵菌种，在一定的温度、湿度条件下进行发酵。固体发酵在发酵过程中既生长菌体，又形成各种次生代谢物质，难以将其分离，南京中医药大学庄毅教授将它们统称为“菌质”。按应用方式又可将其分为“无渣式”和“去渣式”，前者不用经过提取可直接用药，后者要经过有效成分的提取和制剂后才可用药[3]。发酵在中药研究中的应用利用中药培养基发酵药用真菌菌物界估计逾十万种，可供药用的高等真菌约20余种，利用潜力巨大。国内20世纪60年代兴起深层培养（或发酵），2世纪80年代中国医学科学院药物研究所进行的冬虫夏草大规模发酵培养研究，也仅是对菌类自身发酵的研究，如灵芝、冬虫夏草、香菇发酵等，且大多是单一发酵。目前对灵芝、云芝、冬虫夏草、灰树花、密环菌、金针菇、香菇、姬松茸、茯苓等很多菌种的发酵技术已日趋成熟。庄毅曾提出了菌质的概念，即用一定的药用菌菌种接种在一定的固体基质上，在一定环境条件下，经过一定时间发酵（发酵周期），在特定的质量指标控制下达到发酵终点而产生菌质。可采用现代技术将有效真菌与中草药组成的不同发酵基质构成各种发酵组合，在一定条件下进行发酵，产生各种性质不同的菌质。可以利用中药作为培养基的组成部分，构建药性菌质，比较发酵前后中药相关成分的变化，为中药与药用真菌的结合寻找突破点，并开发具有良好功效的药物。王玉红等在发酵培养基中添加适量的黄芪以促进灵芝的生长和灵芝多糖的产生，结果其多糖的组分发生了变化，有可能产生了新的物质。尤建良等将中药抗癌复方“康复灵”（主要含党参、麦冬、薏苡仁、猪苓、淮山药等）以灵芝菌进行生物发酵，结果表明灵芝中药制剂发酵液的抑瘤率达比单独的灵芝发酵液、单味中药制剂和灵芝发酵液中药制剂混合液均有明显提高。中药发酵用于药材的炮制发酵法一直是中药炮制方法之一，它借助微生物的作用，改变中药原有药性，提高疗效，降低毒副作用，扩大适应症。微生物在生长过程中产生的各种酶，将药物的成分分解转化为新的活性成分或将毒性成分分解而降低药物的毒副作用。现代中药加工中用发酵法炮制中药，如五倍子，这种中药具有收敛止泻、止血的功能，但其主要成分鞣酸在肠道中与蛋白质结合会降低其活性。研究人员用含根毒菌等物质的酵曲发酵五倍子，能显著提高其收敛作用，降低副作用。香港中医吴志勇博士与内地教授林陆山合作，运用生物工程技术发酵中药获得成功。它彻底改变了煎、煮、熬、炼、蒸、浸的传统加工工艺，并使药效提高，发酵黄芪所含的黄芪多糖最多为传统工艺的5倍，且动物实验证明发酵黄芪的用量为传统方法制成的药的1/28，即可产生相同的药效。（1）提高有效成分提取率中草药中植物类药材占90％，药材有效成分多存在于胞浆中，植物细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶质、木质素2 发酵在中药研究中的应用中药发酵用于药材的炮制等物质构成的致密结构。在中药有效成分提取过程中，当胞浆中的有效成分向提取介质扩散时，必须克服细胞壁及细胞间质的双重阻力，使有效成分浸出受阻。微生物可利用中药中的成分为营养进行分裂、生长、繁殖和代谢，在代谢过程中分泌蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等几十种胞外酶进入培养基，使细胞破裂，细胞间隙增加，减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力。体外试验证明对盾叶薯蓣采用预发酵，有效组分薯蓣皂苷元的产率明显提高。（2）中药发酵可提高中药药效在发酵的过程中，对中草药细胞进行破壁使有效物质溶出，提高了活性成分的浓度。并且，将许多人体不能直接吸收利用的大分子有效活性物质降解成小分子的活性物质，使发酵中药在人体中可以较快的被吸收，且吸收较完，治疗效果好。王林等人用麻黄、莱菔子、金银花、连翘四味中药发酵灵芝菌，发现这四味中药对灵芝菌的生物量有明显的促进增加作用，且使灵芝发酵液的止咳、祛痰作用高于其与中药混合发酵前。董枚等也报道，将传统方六味地黄汤发酵，其发酵液对小鼠肝癌具有显著的抑制作用。六味地黄发酵液连续给药两周，可显著抑制小鼠肝癌Hzz的生长，抑瘤率为30，而同等剂量的六味地黄煎剂无明显的抑瘤作用，而且六味地黄发酵液组的白细胞数比煎剂组多(P<)。在免疫调节方面，六味地黄发酵液的功效明显优于六味地黄煎剂。陈永强等经实验发现，甘草经微生物产生的β-葡萄糖醛酸酶水解后甘草酸转化为甘草次酸，甘草次酸可被肠道直接吸收，短期内在血液中达到较高的药物浓度，迅速作用于靶部位，并且通过微生物的作用，甘草的细胞间质及细胞壁得到分解，促进甘草其它有效成份的释放。通过微生物对甘草的转化作用，甘草的急性抗炎、镇痛效果都显著增强。（3）中药发酵产生新的活性物质有些中药经过多菌种混合发酵后还可产生新的活性物质，产生新的功能，为活性物质的筛选提供新的途径。云南大学与昆明植物研究所李国红等人，联合采用枯草芽孢杆菌对三七根进行发酵后，在对其中的皂苷成分的研究中发现，从发酵后的三七中分离到了人参皂苷RH4。这种化合物未在发酵前检测到，说明这种化合物是通过发酵产生的，可能是在发酵的过程中，三七须根的某些皂苷被微生物转化为人参皂苷RH4。（4）减毒增效微生物有可能将中药中的有毒物质进行分解，从而降低药物的毒副作用。大黄生用泻下作用峻烈，易引起腹痛、恶心等胃肠道反应。大黄泻下成分主要是结合型蒽醌衍生物，其中以二蒽醌番泻苷的作用最强。在中医临床中，为了缓和大黄的泻下作用及对胃肠道的不良反应，常用不同的炮制方法，使结合型蒽醌分解或破坏，从而缓和泻下作用和其它副作用。云南中医学院的学者戴万生等人，用发酵法炮制大黄，改变了大黄的蒽醌类成分的含量。蒽醌类成分经酵母发酵后，总蒽醌含量仅略有降低，较传统方法保存了更多的大黄总蒽醌，而起泻下作用的结合型蒽醌含量降低。另外，作为抗菌、抗肿瘤的主要有效成分的游离型蒽醌的含量增加了6倍左右，起到减毒增效的作用[5,6]。发酵中药的优势试验证明，发酵的中药与煎、煮、熬、灼、蒸、浸法提取的中药有以下几点不同：（1）中药发酵是在常温、常压条件下进行的生物转化过程，最大限度地保护了中药的活性成分，如对热敏感的挥发油和维生素等成分，如薄荷、当归等。（2）中药中有效成份不被破坏并充分利用，如蛋白质、氨基酸，维他命、微量元素等。经检验：发酵中药中含有18种氨基酸、大量的亚麻酸、多肽类小分子活性蛋白、20多种维他命和微量元素等。（3）发酵中药的分子量较小，吸收较快、较完全、治疗效果较好。如临床中治疗跌打损伤，若筋骨无断裂，98％能1～2次治愈；痔疮98％一次根治。经中央卫生部药物检验所试验证实：发酵中药的药效是普通水提法中药的4～28倍。（4）目前很多中药不能进入国际市场的主要原因之一是重金属超标，而发酵中药所含的重金属不会产生毒性，如朱砂不会释放出水银（汞），（5）发酵法既环保又可“废物”再用，通常中药提取有效成分后药渣弃掉，污染环境。发酵法经过反复发酵，约95％被利用，中药渣（即纤维）经过纤维素酶的水解及多酶体的裂解代谢，大部分变成单糖（葡萄糖），可被机体利用，未被利用的纤维素可润肠通便，起到肠道清道夫的作用，有的便秘患者服用了发酵中药后意外地解决了便秘的问题[5]。中药发酵技术中的关键技术目前中药发酵技术无论在基础理论方面还是在方法上的研究仍处于起步阶段，对单味药材发酵和传统复方发酵开发得都很少，故少有投入生产的发酵新药。同时中药发酵技术也面临一些问题，如中医药自身体系的模糊性、中药成分的复杂性、中药发酵机理的不明确性、微生物生长特性的多样性以及在中药发酵过程中如何贯彻中医理论的指导等。因此，对中药发酵关键技术的正确把握关系到其发展方向和前景，笔者认为，今后以下几方面的工作有待深入研究。中药发酵机理：目前微生物发酵中药的机理已有一些基础和推断，但由于中药化学成分的复杂性和作用机理的不明确性，中药的有效成分、一些非有效成分及特殊的基质环境与微生物的相互作用尚有待研究；针对具体的中药及复方，明确其发酵作用机理，揭示发酵中药的科学内涵，其发酵体系的特点和作用机理仍待进一步研究。中药发酵共性技术：加强对单味中药、中药提取物、中药复方发酵技术、微生物培养的系统研究，并进行成分的分离、鉴定和相关药理试验，明确微生物的性质以及变化过程，建立起统一的能应用于大多数中药发酵的通用方法与共性技术体系，为实现发酵中药的现代化、科学化、国际化提供新的途径和方法。优良菌种选育技术：菌种的选育是中药发酵的关键和基础。因此，应该加大发酵菌种的选育和评价工作，使更多优良的菌种能够最大限度作用于中药，从而为更多有价值的发酵中药产品的研制奠定基础。现代复合微生物发酵技术：多菌种发酵较单一菌种发酵具有更强的生物转化能力，但也是发酵研究的难点。传统中药发酵多是自然界混合菌种天然发酵的结果，因那时人们并不知道微生物和发酵的关系，从而很难人为控制发酵过程。如何应用现代微生物工程的相关技术，进行中药多菌种发酵，提高发酵生产的可控性、稳定性，提高发酵中药的有效性和安全性，是进行现代发酵中药研究的又一关键技术。发酵中药筛选模型和多维评价体系：中药具有品种多样性、化学成分复杂性、药效作用多向性的特点，中药复方具有整体性、系统性、复杂性、非加和性等特点。因此，中药及其复方在发酵过程中如何遵循中医药理论的指导，进行发酵后选用何种评价指标和评价模型，建立发酵中药筛选模型和多维评价体系，是发酵中药研究的又一技术难点[7]。3微生物在组培中药材次生代谢产物的形成中的应用用组织培养方法来生产中药的有效成分是解决中药资源紧张的重要手段，是中药现代化的重要内容之一。在组织培养中用发根农杆菌诱导组培物产生发状根(hairy root)，由发状根形成次生代谢产物已成为利用中药组织培养物产生次生代谢产物的常用方法。到目前为止已建立了80多种植物的发状根无性系，其中不少是药用植物。Yosh ikawa等的研究表明，人参的发状根在无外源激素的条件进行培养，人参皂苷，可达干质量的，而天然栽培根仅为，因此人参发状根完全有可能代替天然人参作药用。黄遵锡从短叶红豆杉诱导出发状根，选育出的5株无性系20 d后生物量增加9倍，紫杉醇的量是愈伤组织的～倍。在植物与微生物的相互作用中，真菌能诱导植物中特定次生产物的积累，使植物产生对这些病原微生物的抗性。丹参是一种重要的药用植物，利用丹参毛状根和丹参转化细胞生产丹参酮等次生代谢物成为研究的热点。大丽轮枝菌.激发子V44和酵母提取物分别诱导丹参毛状根和丹参转化细胞后，过氧化物酶活力显著提高，且有利于次生代谢产物的积累[1]。药用植物内生真菌在中药栽培和中药新资源开发方面的应用内生菌(endophyte)主要指在其生活史的某一阶段存在于健康植物的组织中、不形成明显侵染的一类微生物。内生菌可以促进宿主的生长、发育，增强对不良环境的抵抗力，甚至会促进宿主植物某些代谢产物的形成。深入研究中药内生菌，对研究中药的活性成分和栽培可能具有重要作用。内生真菌与宿主植物某些活性成分的形成有密切关系，对于不同地方的相同物种来说，其内生真菌类群是不同的，这可能是形成中药道地性的原因之一。开唇兰小菇、石斛小菇、兰小菇等3 种小菇属内生真菌对兰科濒危药用植物铁皮石斛、金线莲的生长有促进作用。接种3 种内生真菌后，铁皮石斛苗的生长量高于对照3～5倍，石斛小菇、兰小菇对铁皮石斛原球茎增殖也有明显促进作用；接种3种真菌的金线莲苗，侧芽及侧根数均显著高于对照。在植物试管苗培养基中分别加入20%真菌菌丝及10 mg/L发酵液的醋酸乙酯提取物，结果发现3种菌的菌丝体及兰小菇的醋酸乙酯提取物能显著提高铁皮石斛原球茎的增殖率；石斛小菇的菌丝体对金线莲的生长和侧芽增殖有显著促进作用；开唇兰小菇和兰小菇的醋酸乙酯提取物分别对金线莲侧芽发生数及生长有显著促进作用，说明3 种内生真菌对铁皮斛、金线莲的促生长作用与菌丝内及分泌到菌丝外的代谢产物有关。菌根是植物和真菌的共生体，是植物普遍存在的现象，菌根菌能促进菌根植物吸收矿质营养和水分，通过刺激或增加寄主植物产生次生代谢物，如抗生素、植保素、酚类化合物、苯丙烷类代谢酶系、木质素、过氧化物酶、水解酶等，提高寄主植物的抗病和抗逆能力。用VA菌根真菌Glomusm osseae 接种韭菜进行试验, 结果接种株比未接种株的株高、鲜质量、干质量、叶绿素质量分数都增加，抗冻性增强。但在中药栽培研究中应用菌根技术尚未引起人们足够的重视，报道的文献比较少[1]。展望我国有悠久的重要使用史，微生物应用于中药业有悠久的历史，中药炮制采用微生物发酵法具有一般方法所无法比拟的优势，可以为开发新药、提高药物疗效、降低药物毒副作用的研究提供新的手段，为中药的发展开辟新的研究空间。进行中药发酵研究也具有成熟的现实条件，应当成为我国中药现代化研究的内容之一，从而更好的为人类服务。发酵中药所包含的成分极其复杂，对其成分分离纯化有较大的难度，今后应加强纯化条件的研究，并科学地优化，提高纯化水平。同时，应加强新剂型的研究开发，针对不同的适应症开发出相适应的剂型。发酵中药是现代生物技术和中药研究的完美结合，必将为中药新药研究开发开辟新的道路，拓展更广阔的发展空间，并在中药新药研究开发中占有越来越重要的地位。发酵中药还有利于推进中药现代化和国际化进程，提高我国中药行业的国际竞争力，为中药走向世界、造福全人类做出新的贡献。

生物技术在药理研究的应用论文

浅谈现代生物制药技术在医药领域的应用

引言：生物制药技术在制药工业上具有十分广阔的发展前景，与传统生物制药相比具有无与伦比的优越性，下面就是我来浅谈现代生物制药技术在医药领域的应用，欢迎大家阅读!

摘要：当前，现代生物技术在人类疾病预防、诊断和治疗方面有着重要作用，是保证人体健康的重要举措，因而逐渐形成发展速度快、规模大的现代生物制药产业，也是截至目前生物技术应用最多的新领域。本文就几种常见的现代生物制药技术在医药领域的具体应用情况作了深入探讨，以供参考。

关键词：生物技术;生物制药技术;医药领域;制药

现代生物制药技术是当今生物技术应用和研究的重点，也是现代生物技术最先引入和普及的产业，经过多年的发展其应用范围、使用成效等方面，都取得了突破性进展。根据不完全统计，目前全球六成以上的药物都来自生物技术合成，究其原因是因为生物技术可以有效减少传统制药技术造成的原材料浪费、节约资源，并能更好的提高医疗技术水平，确保人类身体健康。

1 现代生物制药技术概述

当今社会是人类历史上最发达的时期，也是各种人类疾病频发的阶段。面对这种时代背景，生物制药技术正以前所未有的速度朝着社会各领域蔓延，已成为保健食品、生活用品、医药等领域常见技术手段，特别在现代医学领域更发挥不可替代的作用，有效解决了过去人类无法医疗的各种疾病，极大提升了人类寿命和身体健康水平。

生物制药技术作为一门综合、系统的内容，它包含了医学、生物学、医药学等多门学科，并充分的利用了分子生物、分子遗传学、生物工程等基础科学。近年来，随着科学技术的进一步发展和各种先进制药仪器的产生，生物制药技术产业化程度越来越高，已成为当今社会中发展最活跃、最迅速的新兴技术产业。目前，我们常见的生物制药技术包含了基因工程技术、酶及细胞固定化技术、细胞工程技术等。这些技术的应用为制药产业的发展开创了一条崭新道路，为解决人类医药难题提供了最有希望的技术依据。

2 现代生物制药技术在医药领域的具体应用

目前，世界上一半以上的生物技术研究成果都应用在医学领域，其中医药制药领域占据着很大的比例，这也引起了医药工业生产体系的重大变革。为此，下面我们有必要就现代生物制药技术在医药领域的具体应用情况进行研究。

基因工程技术在医药领域的应用

活性因子与激素是当今人体生理代谢和机能调节的主要物质，它以活性强、诊疗效果明显的优势被越来越多的业内人士关注。但在实际应用中，这些物质在自然界存在很稀少，而不管是从动物还是人类身体中提取，难度都相当大且困难重重，这种有限的来源与无限的临床诊疗需要之间的供需矛盾十分突出，而现代生物制药技术的应用则有效的解决了这方面的难题。就拿胰岛素来说，它在糖尿病诊疗方面效果十分突出。在过去，胰岛素主要是从动物体中提取，一方面资源匮乏，而且价格也不便宜，而采用基因工程来提取胰岛素，则不仅减少了因为胰岛素提取而对人体和动物造成的危害，另外可以通过基因重组技术来实现大量的生产与制作。根据有关数据统计得出，在胰岛素提取中，利用基因工程菌在200L的发酵罐中可以提取10g的胰岛素，相当于从450kg胰脏中提取的胰岛素总量。人体中的胰岛素通常都是由脑下垂体分泌产生的，产量非常细小，这种激素在人脑垂体前叶中分离纯化提取，不仅难度非常高，而且应用受到很大的限制，面对这种情况，我们可以预计，未来工作中业界必然会更加重视基因工程的研究。现如今，以基因工程为基础的胰岛素提取已成为医药领域的常见手段，这种激素已经广泛的`应用在相关临床领域，且很好的满足了临床诊疗需要。

酶及细胞固定化技术

酶催化技术、微生物转化技术早在上个世纪就已经被广泛的应用在生物制药领域，成为制药工程中的常见方法。但是一直以来，这种生物制药技术在药物药性、药物品质方面存在不足，而酶与固定化技术的结合则有效的弥补了这方面的问题，在制药领域取得了显著的成绩，目前我们常见的犁头霉素生产氢化可的松、乳酸菌转化的蔗糖等药物中经常见到。在原青霉素酞化酶固定化方面取得了很大的进展，他们用聚丙酞胺凝胶包埋法制成微型小球状固定化酶已投人生产，其表面活性为100～150U/g，lkg固定化酶可生产500kg6～APA，能连续反应300次，他们用第二代工程菌的固定化酶转化率达到85%～90%，反应次数达900次，有人用固定化后活力可维持100天以上，固定化细胞、特别微生物细胞在抗生素、激素、氨基酸等药物的合成中得到广泛的研究和应用。用固定化酶的膜反应器分离布洛芬可得到许多有光学活性的化合物，体外试验证明其S～异构体比R～异构体活性高100倍。酶及固定化技术直接用于临床。酶通过微囊化过程固定在～厚的半透膜内，组成20～1000u，m的人工细胞，再配上固定的氦吸附剂就组成了初步的人工肾。近年采用多种固定化系统组成的人工肾可在体内反复返转具有显著临床效果。

细胞工程及单克隆抗体

植物细胞工程培养技术为开辟药物新资源、使微生物原料生产工业化、保护自然界生态平衡具有重要意义。中医临床应用之中，中草药数千种，其中89%来源地植物，初始靠手集野生资源，最后鉴于野生资源有限，及不断开发利用，难以满足需要，许多名贵药材如天麻、人参、当归、黄茂等均采用植物细胞，大规模培养技术，其所含有效成份较天然植物含量高。由此可知，植物细胞工程将为人类创造一代新型中药制剂造福人类。动物细胞培养技术主要以植物的微生物难以生产出蛋白质类药品，并实现工业化、商品化。英国韦尔科母公司采用8立方米培养罐培养生产。一干扰素为工业化动物细胞培养典型实例，被称为“超大规模”动物细胞培养获得成功。1975年英国科学家通过淋巴细胞与骨髓细胞融合产生的杂交瘤，经体外培养、分离可得到一些无性繁殖细胞株，它们能分泌免疫学均一抗体。这种抗体为单克隆抗体，单克隆抗体一经问世显示巨大生命力，由于单克隆抗体目前在医药领域具有特异性强、操作方便等特点，因此现在已有越来越多的单克隆抗体代替传统的抗血清用于临床诊断。由于单克隆抗体对相应抗原结合，具有高度专一性，因此有人试用肿瘤抗原的抗体作为抗肿瘤药物的携带者，将药物导人肿瘤细胞，从而使肿瘤药物有选择性杀伤肿瘤细胞而不伤害正常细胞，这种由单克隆抗体和抗癌药物组成的导向药物为“生物导弹”。近年来，应用单克隆技术的单克隆抗体与同位素结合还可进行体内定义诊断。抗癌药物有阿霉素、丝裂霉索、阿糖胞昔、甲氨喋吟、新制癌素等。

结束语

总之，现在生物制药技术在制药工业上具有十分广阔的发展前景，与传统生物制药相比具有无与伦比的优越性，其应用价值不可估计。有人预言，在21世纪是生命科学的世纪，生物制药技术将迅猛发展，对开发医药新产品，创造新工艺均具有十分重要的作用。

参考文献

[1]李成，钱坤.浅析生物制药技术在西药制药中的研究应用[J].品牌(下半月)，2012(2).

[2]李珂.现代生物制药技术的发展现状及未来趋势[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2010(8).

[3]闫景晨.我国生物制药技术在西药制药中的应用[J].黑龙江科技信息，2010(27).

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生物统计在科学研究中的应用论文

统计学研究的重点领域 1．统计理论与方法的创新研究统计学的生命力就在于应用，应用为统计学的发展赋予活力。 “十五”期间异方差性时间序列问题研究、离散多元统计分析研究、数据挖掘理论研究、异常数据诊断的研究、非参数理论与方法的研究、抽样与非抽样误差理论的研究等将是统计理论研究的热点。知识经济、新经济对统计理论与方法提出更高要求，如何适应电子商务时代统计数据的收集，空间遥感技术的运用等都为统计理论提出新挑战，统计工作者必须创新出适合各种复杂类型数据的统计方法才能适应实践的需求。 2．开展空间统计学理论与应用的研究空间统计学是近几年统计学发展的一个新领域，主要指运用遥感技术进行国土资源的测定，农业和林业、海洋生物、环境生态的观测。这种观测数据通常表现为网络形式，而且这些数据受到大气效应、观测工具等诸多因素的影响。空间统计学的应用在于，针对这种特殊的数据，研究误差控制、数据处理、模型建立、统计推断。这将是统计学研究的新领域。计算机技术的发展对统计学发展影响的研究信息技术与计算机技术的发展是推动新经济发展的主要动力。可以断言，没有计算机的发展就没有统计方法的普遍有效应用。计算机技术的飞速发展为统计学方法的应用带来挑战和发展的机遇。统计数据的收集如何有效借助网络技术，统计调查方法如何适应现代信息技术，统计数据处理如何深入都将成为研究的热点问题。 3．生命科学与生物技术中统计方法的应用研究 21世纪是生命科学的世纪，人类不久将完全揭示人类基因排序。19世纪中叶基因学说的创立，就是依赖于统计推断技术，21世纪生命科学中将有大量的相关研究要借助统计方法与技术，这个领域的学者将大有作为。21世纪医学领域的科技创新，将使许多不治之症得到解决，生物制药将在医学领域大放异彩，统计学方法在生物制药技术中的广泛应用将是不争的事实。美国辉瑞制药公司每年投入50亿美金用于研究发展，在美的生物统计人员极易找到高薪的工作就足以说明这一领域的广阔前景。 4．国家经济安全与金融、保险领域的应用研究国家的经济安全及其金融危机的防范问题是中国改革开放中必须高度重视的问题。国家经济安全、金融危机的预警系统的研究是与统计学方法紧密联系的研究热点，投资项目的风险管理研究也将依赖统计学者去研究解决。保险产品的精算理论与实践在“九五”期间得到一定的进展，为这一领域的深入发展奠定了基础，如何将发达国家保险精算的理论与中国保险业实际相结合值得深入研究，尤其是保险精算方法向社会保障领域延伸的研究是中国国情赋予给这个领域的迫切任务。 5．政府统计数据质量的进一步研究政府统计数据的质量在“九五”期间得到国人的普遍关注。不仅国家哲学社科基金设立重点研究课题，几乎各地方政府也设专项研究，发表的论文已有近百篇。然而这方面的研究还有待深入，不仅从制度上约束、控制数据的可靠性，从检测、验证的方法上还需进一步探讨。有的重点课题已在检验方法上有所突破，但如何具体与中国政府实际数据紧密结合，实施这些方法还须加大力度进行研究和实践。 6．统计学在社会、人口、教育、环境等领域的应用研究社会的发展、人口的控制、教育结构的调整与发展、环境的保护等领域存在着大量急待研究的问题，统计学方法是定性与定量研究的有力工具。统计学方法在这些领域将会有广阔的应用前景。

生物统计学是生物数学中最早形成的一大分支，它是在用统计学的原理和方法研究生物学的客观现象及问题的过程中形成的，生物学中的问题又促使生物统计学中大部分基本方法进一步发展。生物统计学是应用统计学的分支，它将统计方法应用到医学及生物学领域，在此，数理统计学和应用统计学有些重叠，例如在某些实例中，某个已有的标准统计方法不大适用就必须加以修正，在这种情形下，生物统计学就涉及如何去发展新的方法。

论文光谱在药物检测中的应用

根据吸收光谱的某些特性，特别是最大吸收波长 λ-Max 和摩尔吸收系数 ε 是物质鉴定常用的物理参数。这在药物分析中有着广泛的应用。国内外药典对多种药物的紫外吸收波长和吸收系数进行了归纳，为药物分析提供了一个很好的吸收光谱。紫外光谱可以准确地测定有机化合物的分子结构，对于从分子水平上认识物质世界，促进现代有机化学的发展具有重要意义。

薄层色谱法用于分离和鉴定药物的活性成分。一些无可见光颜色的物质需要在紫外光谱下进行荧光性质的表征。紫外光谱在分析维生素 A1、维生素 A2、维生素 B12、维生素 B1、青霉素、链霉素、土霉素、萤火虫尾发光物质等一系列维生素、抗生素和天然产物的化学结构中起着重要作用。某些特定元素的特征吸收光谱位于紫外区，原子吸收光谱仪用于测量光谱带宽进行量化。

光谱仪是一种测量仪器，用于测量波长不连续的反射或透射物体的样品。每个物体都有一个特定的吸收光谱，因为它的分子结构不同，而且它能够吸收不同波长的光。可以包含各种波长的混合光，每个单色光分离，并测量其强度的仪器称为光谱仪。紫外分光光度计一般覆盖190纳米和380纳米波长，通常用氘灯照明。该方法要求仪器准确、精密度高、测定条件相同。

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一、紫外-可见光谱鉴别法含有芳环或共轭双键以及生色团和助色团的药物,在紫外-可见光区有特征吸收,可以用紫外-可见光谱法进行鉴别,常用的方法有3种。1.对比吸收曲线的一致性按质量标准,将供试品与对照品用规定溶剂分别配成一定浓度的溶液,照紫外-可见分光光度法在规定波长范围内绘制吸收曲线,供试品和对照品的图谱应一致。所谓一致是指吸收曲线的峰位、峰形和相对强度均一致。例如地酚软膏的鉴别方法为:取含量测定项下的溶液,照紫外-可见分光光度法测定,供试品溶液在440～470nm波长范围内的吸收光谱应与对照品溶液的吸收光谱致。2.利用吸收特征的一致性根据最大吸收波长、最小吸收波长、吸收系数、吸光度实鉴比值等吸收特征值,又分为5种情况。

它能够有效分析和鉴定药物活性成分，分析维生素B12，青霉素，土霉素等化学结构，还可以有效检测化合物分子结构，能够认识物质世界。

生物化学在生活中的应用论文

实际应用

1、医学生化

对一些常见病和严重危害人类健康的疾病的生化问题进行研究，有助于进行预防、诊断和治疗。如血清中肌酸激酶同工酶的电泳图谱用于诊断冠心病、转氨酶用于肝病诊断、淀粉酶用于胰腺炎诊断等。

在治疗方面，磺胺药物的发现开辟了利用抗代谢物作为化疗药物的新领域，如5-氟尿嘧啶用于治疗肿瘤。青霉素的发现开创了抗生素化疗药物的新时代，再加上各种疫苗的普遍应用，使很多严重危害人类健康的传染病得到控制或基本被消灭。

生物化学的理论和方法与临床实践的结合，产生了医学生化的许多领域，如：研究生理功能失调与代谢紊乱的病理生物化学，以酶的活性、激素的作用与代谢途径为中心的生化药理学，与器官移植和疫苗研制有关的免疫生化等。

2、农业生化

农林牧副渔各业都涉及大量的生化问题。如防治植物病虫害使用的各种化学和生物杀虫剂以及病原体的鉴定；筛选和培育农作物良种所进行的生化分析；家鱼人工繁殖时使用的多肽激素；喂养家畜的发酵饲料等。

随着生化研究的进一步发展，不仅可望采用基因工程的技术获得新的动、植物良种和实现粮食作物的固氮；而且有可能在掌握了光合作用机理的基础上，使整个农业生产的面貌发生根本的改变。

3、工业生化

生物化学在发酵、食品、纺织、制药、皮革等行业都显示了威力。例如皮革的鞣制、脱毛，蚕丝的脱胶，棉布的浆纱都用酶法代替了老工艺。近代发酵工业、生物制品及制药工业包括抗生素、有机溶剂、有机酸、氨基酸、酶制剂、激素、血液制品及疫苗等均创造了相当巨大的经济价值，特别是固定化酶和固定化细胞技术的应用更促进了酶工业和发酵工业的发展。

70年代以来，生物工程受到很大重视。利用基因工程技术生产贵重药物进展迅速，包括一些激素、干扰素和疫苗等。基因工程和细胞融合技术用于改进工业微生物菌株不仅能提高产量，还有可能创造新的抗菌素杂交品种。

一些重要的工业用酶，如α-淀粉酶、纤维素酶、青霉素酰化酶等的基因克隆均已成功，正式投产后将会带来更大的经济效益。

扩展资料

在尿素被人工合成之前，人们普遍认为非生命物质的科学法则不适用于生命体，并认为只有生命体能够产生构成生命体的分子（即有机分子）。直到1828年，化学家弗里德里希·维勒成功合成了尿素这一有机分子，证明了有机分子也可以被人工合成。

生物化学研究起始于1883年，安塞姆·佩恩（Anselme Payen）发现了第一个酶，淀粉酶。1896年，爱德华·毕希纳阐释了一个复杂的生物化学进程：酵母细胞提取液中的乙醇发酵过程。“生物化学”（biochemistry）这一名词在1882年就已经有人使用；但直到1903年，当德国化学家卡尔·纽伯格（Carl Neuberg）使用后，“生物化学”这一词汇才被广泛接受。

随后生物化学不断发展，特别是从20世纪中叶以来，随着各种新技术的出现，例如色谱、X射线晶体学、核磁共振、放射性同位素标记、电子显微学以及分子动力学模拟，生物化学有了极大的发展。这些技术使得研究许多生物分子结构和细胞代谢途径，如糖酵解和三羧酸循环成为可能。

另一个生物化学史上具有重要意义的历史事件是发现基因和它在细胞中的传递遗传信息的作用；在生物化学中，与之相关的部分又常常被称为分子生物学。1950年代，詹姆斯·沃森、佛朗西斯·克里克、罗莎琳·富兰克林和莫里斯·威尔金斯共同参与解析了DNA双螺旋结构，并提出DNA与遗传信息传递之间的关系。

到了1958年，乔治·韦尔斯·比德尔和爱德华·劳里·塔特姆因为发现“一个基因产生一个酶”而获得该年度诺贝尔生理学和医学奖。1988年，科林·皮奇福克成为第一个以DNA指纹分析结果作为证据而被判刑的谋杀犯，DNA技术使得法医学得到了进一步发展。2006年，安德鲁·法厄和克雷格·梅洛因为发现RNA干扰现象对基因表达的沉默作用而获得诺贝尔奖。

生物化学的三个主要分支：普通生物化学研究包括动植物中普遍存在的生化现象；植物生物化学主要研究自养生物和其他植物的特定生化过程；而人类或医药生物化学则关注人类和人类疾病相关的生化性质。

楼上的朋友严重曲解了楼主的意思，所谓生物化学，简单的说就是生物体发生的化学变化，如今生物化学比较广泛的应用于制药学，应用生物化学来攻克蛋白质之谜，以及当今世界型难题基因遗传病，根据我的理解，目前生物化学正逐步走进你我的生活！