正文 第四節 畜禽胰髒製劑(1 / 3)

動物胰髒製劑含有非常豐富的胰島素、維生素、礦物質及其他養分。胰島素可幫助人體糖類的代謝、平衡血糖、脂肪及激素的代謝,並且可幫助胃腸抵抗疾病。

一、胰酶

藥用胰酶(Pancreatin)是指從豬、牛、羊等動物胰髒中提取得到的一種混合酶製劑。胰髒中含有多種酶類,按組織化學分析結果,牛胰髒中主要消化酶的含量。

胰髒含有十分豐富的消化酶,體內蛋白質的消化主要靠胰酶。胰酶水解蛋白質所得產物僅1/3為氨基酸,其餘為寡肽。胰蛋白酶剛從胰腺分泌時是以無活性的酶原形式存在,經腸激酶的活化和自身激活才成為有活性的酶。胰澱粉酶是一種α-1,4-糊精酶(又稱α-澱粉酶),它水解澱粉的限度為30%~90%,主要作用於澱粉的α-1,4-糖苷鍵生成糊精和麥芽糖。脂肪酶是水解脂肪分子中甘油酯鍵的酶。以前認為它必須經膽汁酸鹽激活才有水解甘油三酯的活力,新近證明煮沸的胰髒提取液、血清清蛋白或鋁鹽也能激活脂肪酶。

(一)性質

①本品為白色或淡黃色粉末,有特殊肉臭味。本品在水及低濃度的醇溶液中能部分溶解,在高濃度乙醇、丙酮與乙醚等有機溶劑中不溶解。

②水溶液在酸性時(pH 2.0~3.0)穩定,pH 6.0以上時不穩定,鈣離子可以增加穩定性。

③胰酶水溶液遇酸、熱及重金屬鹽、單寧酸等蛋白質沉澱劑會產生沉澱。

④胰蛋白酶最適pH為8.0~9.0。胰脂肪酶以丁酸乙酯為底物時,最適pH為7.0。胰澱粉酶的最適pH為6.9。因此,用胰酶作水解劑時,pH控製在7.0~9.0時為宜。

⑤胰酶在體內最適溫度是37℃,在體外作水解劑應用時,一般采用45~50℃。

⑥胰蛋白酶的作用專一性較高,它隻能水解賴氨酸及精氨酸等堿性氨基酸殘基的羧基所形成的肽鍵,產生具有堿性氨基酸作為羧基末端的肽。胰蛋白酶原在pH 6.9~7.7激活時,同時發生分支反應轉化成無活性蛋白。在較低pH條件下,當鈣離子>0.02mol/L時可以抑製分支反應而加速酶原的激活。高濃度鹽溶液也能起激活作用。鎂離子也可增加其活力。

⑦胰脂肪酶水解甘油三酯的方式一般認為有兩種:a.先分解各個分子中的α-酯鍵,再分解β-酯鍵,最後分解γ-酯鍵;b.先將一個分子中的酯鍵全部分解,再分解其他分子中的酯鍵。

(二)加工工藝

根據胰髒中所含的蛋白水解酶(胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶、羧肽酶)都能被胰蛋白酶自身激活的原理,采用稀醇提取激活,繼以濃醇低溫沉澱,經脫脂、低溫幹燥後即得胰酶。

1.工藝流程

2.工藝要點

(1)提取、激活凍胰絞碎,在5~10℃放置4h左右,放入預先配製預冷至10℃以下的1.2~1.5倍量(體積質量)的25%~30%乙醇中,於0~10℃攪拌提取12h,吊濾,得胰乳。胰渣以25%~30%乙醇浸泡過夜,吊濾後,濾液供下批投料提取用。胰乳於0~5℃放置激活24h。

(2)沉澱將已激活的胰乳,在攪拌下加到預冷至5~10℃以下的乙醇中,並使乙醇濃度達60%~70%,於0~5℃靜置沉澱18~24h(如能在-5℃以下靜置更好)。

(3)粗製次日虹吸去上層醇液,下層沉澱即為胰酶。將沉澱灌袋吊濾,直至濾去大部分乙醇,最後壓幹即為粗胰酶。壓幹後的粗酶做成12~14目顆粒。

(4)脫脂將粗製胰酶顆粒用乙醚循環脫脂,至流出的乙醚用濾紙法試驗無脂肪為止。在40℃以下熱風吹幹,球磨成60~80目細粉,即得胰酶原粉。抽樣化驗,用乳糖、葡萄糖或蔗糖稀釋成1∶25,即得藥用胰酶成品。

3.注意事項

①采集胰髒應在3h內送冷庫,於-14℃以下冷藏。如立即投料,可不經過冷凍階段。凍胰在半融狀態下即應絞碎,絞好胰漿溫度應不超過4℃。冰凍胰髒如用刨胰機刨成片後,再絞碎一次,有助於胰酶的充分提取。也可用絞肉機反複絞碎兩次。絞肉機篩板孔眼直徑應不超過2mm。

②胰蛋白酶原活化的同時存在分支反應,在pH<4.0時加入0.02mol/L鈣離子,可以加速酶原的活化而抑製分支反應的發生。因此,加入CaCl2有助於激活反應,而獲得較高的收率。但過濾較困難,也可以用腸激酶活化。

③胰蛋白酶原自身催化在pH 6.0~8.0時反應速度最快。在無鈣離子存在情況下製備胰酶時,一般可加入適量HCl,在pH 5.0~6.0時進行提取,收率較高。也有報道,認為pH應低於4.0,可獲得更高收率。

④工藝中所用乙醇濃度,用酒精比重表測量,也有采用計算法配製,且提高乙醇濃度為40%作為提取液。

⑤本工藝製得的胰酶,其胰蛋白酶及胰澱粉酶含量較高,而脂肪酶活力很低。這是由於用乙醇提取沉澱,會使胰脂肪酶失活。為保持胰酶含有胰髒中按天然比例存在的酶特性,可將胰髒自溶後用丙酮沉澱或用水提取後,再用丙酮沉澱胰酶。

⑥以酸醇法提取過的胰島素的胰渣為原料,水提取後,用0.75飽和度硫酸銨鹽析,經透析,65%乙醇沉澱幹燥,也可獲得質量良好的胰酶。也有報道,用40%丙酮從胰髒提取胰島素,剩餘殘渣再提取胰酶。

(三)質量標準與檢驗

①《中國藥典》(2005版)第二部第625頁規定,本品來自健康的豬、牛、羊等動物胰髒中得到的各種酶的混合物。主要為胰蛋白酶、胰澱粉酶與胰脂肪酶。以每克胰酶能使酪蛋白轉化為肽的量作為酶活力的表示單位。如每克胰酶能轉化160g酪蛋白為肽,則稱其活力為1∶160倍,實際上是測定胰酶中胰蛋白酶的活力,所以測定時應嚴格遵守酶活力測定方法。底物和酶液要預熱,溫度要嚴格控製,時間要準確,結果判定要客觀,否則會導致大誤差。

②藥典規定,胰酶脂肪含量不得超過2%。脂肪含量高,酪蛋白轉化力會偏低而影響測定結果。

③英國藥典規定,藥用胰酶要測定胰蛋白酶、胰澱粉酶和胰脂肪酶。美國藥典和日本藥典規定要測定胰蛋白酶和胰澱粉酶。日本商品胰酶還要求胰蛋白酶與胰澱粉酶之間的活力有一定比值。

(四)臨床應用

本品為助消化藥,在腸液中消化澱粉、蛋白質及脂肪,用於缺乏胰液的消化不良、食欲不振及肝、胰腺疾患引起的消化障礙。本品因易受胃酸破壞,故必須在飯後2~3h服用,最好與碳酸氫鈉片同時服用或製成腸溶衣片。還可以與纖維素酶、胃蛋白酶等製成多酶片或雙層釋放片。

二、胰蛋白酶

注射用胰蛋白酶(Trypsin EC 3.4.4.4)是從牛、羊胰髒提取、結晶的凍幹製劑。牛胰蛋白酶是從提取糜蛋白酶原的結晶母液中,經鹽析、激活、結晶獲得的藥用純酶。羊胰蛋白酶可省去激活步驟,直接獲得結晶。胰蛋白酶與糜蛋白酶、糜胰蛋白酶一樣,是外科、胸科、肺科等有效的消炎劑。

(一)結構與性質

胰蛋白酶是由胰蛋白酶原經腸激酶或自身催化,脫下一個六肽(纈—天—天—天—天—纈)後生成的活性酶,胰蛋白酶原分子結構。牛胰蛋白酶分子質量為24000u,是由223個氨基酸殘基組成的單一肽鏈。其等電點為pH 10.1,[α]D為-0.27°,在pH 4.0、0.025飽和度硫酸銨中,沉降常數S20,w為2.50S。

胰蛋白酶原分子在腸激酶或自身催化下,脫去賴—天—天—天—天—纈六肽,變為具有活性的胰蛋白酶。虛線表示氫鍵或靜電引力,其中活性中心絲氨酸所在位置在第183位。

胰蛋白酶易溶於水,在5℃、0.5飽和度硫酸鎂中擴散常數為(0.020±0.001)cm2/m。最適pH對酪蛋白為pH 8.0~9.0,對N-苯甲酰-L-精氨酸-β-萘酰胺(BANA)為pH 7.8。腸激酶在pH 6.0~9.0時激活胰蛋白酶最好,其自動激活最適pH在7.0~8.0。在pH 1.8短時間煮沸幾乎不失活,但如在熱溶液中加鹽,則蛋白質沉澱,濾液不顯示酶作用。Ca2+有保護作用和激活作用。

(二)加工工藝

1.牛胰提取胰蛋白酶加工工藝

(1)工藝流程

第一步:

第二步:

(2)工藝要點

①絞碎、提取:牛宰殺後在1h內取出胰髒,並去除脂肪和結締組織,立即浸入預先冷凍的0.125mol/L H2SO4(每升水中加6.9mL相對密度1.84的H2SO4)中,迅速冷卻,在0℃左右保存。加工時將胰髒從酸中取出,用絞肉機(孔徑2~3mm)反複絞三次使其成為胰漿,再用2倍量冰冷0.125mol/L H2SO4(包括原先浸泡胰髒的酸液在內)在冷室中浸漬24h,每隔1~2h攪拌一次。將浸漬物粗濾,濾液呈乳白色。濾渣再用1倍量冰冷0.125mol/L H2SO4浸漬1h,過濾,去濾渣;合並兩次濾液,每升加工業固體硫酸銨242g,使硫酸銨濃度達0.4飽和度,放置冷室過夜,將上層清液虹吸出,沉澱中加入適量矽藻土助濾,合並上清液與濾液,得提取液。

②分段鹽析:每升提取液繼續加固體硫酸銨205g,使達0.7飽和度,放冷室過夜,次日吸去上清液棄去,下層沉澱抽濾至幹。按濾餅重加3倍冰水溶解,重複上述硫酸銨0.4~0.7飽和度分段沉澱。取第二次0.7飽和度沉澱濾餅,稱重,加1.5倍冰水溶解,加入濾餅質量一半的飽和硫酸銨溶液,並用5mol/L NaOH調節pH 5.0為止。靜置於恒溫箱中,在25℃保溫48h,進行結晶(取結晶液一滴置100倍顯微鏡觀察,應有明顯細針狀結晶),用布氏漏鬥過濾至幹,即為糜蛋白酶原粗製品。過濾的濾液供製備胰蛋白酶原。

③鹽析、結晶:濾液用2.5mol/L H2SO4調pH至3.0,補加固體硫酸銨至0.7飽和度(每升濾液加305g),置冷室過夜,沉澱壓幹,即為胰蛋白酶原粗製品(如不連續精製,可用P2O5減壓幹燥)。收率為5~6g/kg牛胰。

④溶解、鹽析、洗滌:粗製胰蛋白酶原幹品2kg,用冰蒸餾水12L攪拌溶解,溶液pH應為3.0(可用2.5mol/L H2SO4調整)。於每升中加固體硫酸銨210g,溶解後放冰箱過夜,虹吸出上層清液,加入適量矽藻土,抽濾至濾液澄清為止;沉澱用2~3L水溶解後再加入490~735g固體硫酸銨至0.4飽和度,冰箱放置1h後過濾,去濾渣。合並二次濾液,量其體積,加等量的飽和硫酸銨溶液,使硫酸銨濃度達0.7飽和度,冰箱放置過夜。

⑤激活、除鈣、鹽析:沉澱抽濾至幹,在濾餅上加入酸性飽和硫酸鎂溶液(用0.01mol/L H2SO4加入固體硫酸鎂在25℃飽和配製)200mL,進行洗滌,繼續抽濾至幹。濾餅稱重,用4倍量冰冷0.005mol/L HCl溶解,加入2倍量冰冷1mol/L CaCl2及5倍量冰冷pH 8.0的硼酸緩衝液和適量冰冷蒸餾水,使溶液總體積為濾餅的20倍量。此時pH應在7.5左右,最後加入濾餅質量1%的活力較高的胰蛋白酶為激活劑,攪拌均勻後置冰箱進行激活,全部激活時間在72h以上。用2.5mol/L H2SO4調pH至3.0左右,然後按濾液總體積每升加固體硫酸銨242g,放置冰箱48h,使硫酸鈣沉澱析出。用布氏濾鬥濾去析出的硫酸鈣,每升濾液加入固體硫酸銨205g,使硫酸銨濃度達0.7飽和度,於冰箱中過夜。

⑥溶解、透析、結晶:將沉澱濾出,按濾餅質量加入1.5倍量硼酸緩衝液溶解。再用H2SO4或NaOH溶液調節pH至8.0。如溶液不清,可用少量矽藻土助濾至清。將清液紮袋透析,浸於冰冷的外透析液中,不時搖動使結晶,48h後結晶開始形成,袋內溶液逐漸渾濁,全部結晶約一周完成。將透析袋內結晶液取出,過濾(濾液留供製備胰蛋白酶抑製劑),得胰蛋白酶結晶。

⑦透析、幹燥:抽幹結晶濾餅,加1.5倍量冷蒸餾水,滴加2.5mol/L H2SO4使pH達3.0左右,使全部溶解。裝入透析袋,在5℃以下的冰水中進行透析,約每2h更換冰水一次,共需透析3d左右。將透析液取出,用1mol/L NaOH調pH至6.0左右,加入少量矽藻土,用滑石粉助濾至清。將澄清液分置搪瓷盤中,液層厚度不超過2mm,冷凍幹燥,即得成品。收率:0.4~0.8g/kg(牛胰);活力:150IU/mg以上。

2.羊胰提取胰蛋白酶加工工藝

(1)工藝流程

(2)工藝要點

①絞碎、提取:新鮮羊胰或鮮凍羊胰,剝去脂肪和結締組織後,用絞肉機絞碎,每10kg胰漿加0.1mol/L H2SO4溶液(116mL工業硫酸,加水到20kg)20kg,攪拌1~2h後,放置過夜。次日,在不斷攪拌下逐漸加入3.52kg工業硫酸銨,使硫酸銨濃度達0.3飽和度,約1h加完。待硫酸銨完全溶解後,再放置3~5h,過濾得提取液,濾渣棄去(必要時,濾渣可用10L 0.1mol/L H2SO4溶液再提取一次)。

②分段鹽析:每10L提取液在不斷攪拌下加入工業硫酸銨2.73kg,1~2h加完,使達0.7飽和度,放置過夜。次日吸去上層清液(上層清液可供提取核糖核酸酶),過濾下層沉澱,得430g濾餅。濾餅以4倍體積蒸餾水溶解,每升溶解液加176g化學純硫酸銨,使達0.3飽和度,放置3~5h後用濾紙過濾,棄去濾餅。每升濾液補加273g化學純硫酸銨,使達0.7飽和度,放置過夜,次日減壓抽幹,每10kg羊胰可得300g濾餅。

③透析、結晶:於300g濾餅加入0.4mol/L,pH 9.0硼酸緩衝液(49.9g硼酸溶於蒸餾水,加80mL 5mol/L NaOH或16g固體NaOH,加蒸餾水稀釋到1L,pH達9.0~10.0,當與飽和硫酸鎂混合時,pH會降低,因此pH不必調到9.0,加蒸餾水稀釋1倍,即為0.4mol/L硼酸緩衝液)200mL溶解,過濾除去不溶物,再加200mL“結晶透析液”(取上述0.4mol/L的硼酸緩衝液與飽和硫酸鎂等體積混合即成:如pH低於8.0,可用飽和碳酸鉀逐滴加入,調至pH 8.0),裝入透析袋,在0~5℃時,對“結晶透析液”透析,每24h換一次“結晶透析液”,3~4d後透析袋內開始出現結晶,約一周結晶完全。

④再結晶、幹燥:取出透析袋,袋內結晶用布氏漏鬥抽濾,約得22g胰蛋白酶結晶,按上述結晶條件再結晶一次,約得18g。過濾,結晶溶於0.01mol/L HCl(8mL HCl加蒸餾水10L)100mL,溶解後,在0.01mol/L HCl中透析去鹽,冷凍幹燥,得結晶羊胰蛋白酶注射劑原料。

收率:0.6g/kg(羊胰);活力:150IU/mg以上。結晶母液對0.01mol/L HCl透析後過濾,用2mol/L NH4OH調至pH 6.5左右,冷凍幹燥即得外用羊胰蛋白酶原料。收率:5g/kg(羊胰)。

(三)胰蛋白酶質量標準與檢驗方法

1.質量標準

胰蛋白酶質量標準參照《中國藥典》2005年版第二部第624頁。按幹燥品計算,每1mg的效價不得低於2500IU。

每2500IU胰蛋白酶中不得多於50IU的糜蛋白酶。

2.檢驗方法

成品為白色或類白色結晶性粉末。取本品約2mg,置白色點滴板上,加對甲苯黃酰-L-精氨酸甲酯鹽酸鹽試液0.2mL,攪勻,即顯黃色。

酸度:依附錄ⅥH方法測定,pH應為5.0~7.0。

溶液澄清度:取成品適量,加9g/L氯化鈉溶液製成每1mL中含10mg的溶液,溶液應澄清。

(四)臨床應用

胰蛋白酶與糜蛋白酶以及糜胰蛋白酶具有類似的藥理作用和臨床應用,其主要應用於以下幾方麵:

①胸科:膿胸、血胸;

②外科:潰瘍的壞疽、創傷性損傷、瘺孔等所產生的局部水腫、血腫、膿腫等,除去三度燒傷之焦痂,治療蛇咬傷;

③內科:血栓靜脈炎引起的血管閉塞症、關節炎、黏液囊炎;

④皮膚科:疔、癤等;

⑤眼科:虹膜睫狀炎、眼色素層炎、全眼球炎、結膜炎;

⑥肺科:肺膿腫、支氣管炎、支氣管哮喘、傳染性支氣管胸膜瘺管、幹咳等(能使分泌物稀薄便於咳出)。

三、α-糜蛋白酶

α-糜蛋白酶即α-胰凝乳蛋白酶(α-Chymotrypsin EC 3.4.4.5)。糜蛋白酶有多種,除α-型外尚有β、γ、δ、ε、π、α1以及新糜蛋白酶等。它們是在不同情況下由α-糜蛋白酶原激活產生的。不同形式的糜蛋白酶都具有水解蛋白質的作用,但理化性質如溶解度、結晶形態等多有差別。α-糜蛋白酶原不被腸激酶激活,胃蛋白酶、氯化鈣以及糜蛋白酶本身也均不能使它激活,但胰蛋白酶可以激活糜蛋白酶原成為α-糜蛋白酶。