加水就可制藥?,冷凍干燥分子帶來新革命(真空干燥可以替代冷凍干燥嗎？)

加水就可制藥?,冷凍干燥分子帶來新革命

只用加水就能制備藥物？你可以想象嗎？近日，來自哈佛大學(xué)和麻省理工大學(xué)的研究者們通過合作實現(xiàn)了這一想法，只要向冷凍干燥而成的DNA和其他分子中加入水就可以加速藥物的制備。

相應(yīng)的研究成果已發(fā)表在國際頂級期刊《Cell》上。在研究中，他們通過冷凍干燥法把DNA和其他分子轉(zhuǎn)變成小的反應(yīng)球，然后只需加水，就可以制備出不同種類的藥物，比如，抗生素，疫苗以及抗體類藥物等。其療效可以與傳統(tǒng)方法制備的藥物相媲美。

此外，制備藥物所需的冷凍干燥機(jī)便于攜帶，這為在偏遠(yuǎn)地區(qū)、軍事哨所甚至在外太空制備藥物提供了可能。

事實上，在過去的幾十年里，藥物生產(chǎn)廠商已經(jīng)對一些疫苗和復(fù)合類藥物采用了冷凍干燥的方法，目的是保持藥物的生物活性，在沒有可靠的能源供應(yīng)的前提下保證它們在無法制冷的地區(qū)使用。

此次的發(fā)現(xiàn)的不同之處在于，以前的方法是對藥物或者復(fù)合物直接冷凍干燥，而該研究是對單分子成分直接進(jìn)行冷凍干燥。使用該方法制備的藥物每微升只需要花費3美分，比之前的方法便宜了十倍。

用這種方法制備的藥物和疫苗可以通過口服、外敷或者注射給藥

詹姆斯?柯林斯（JamesCollins）是這篇文章的第一作者，他負(fù)責(zé)著哈佛大學(xué)懷斯研究所的一間實驗室，主要進(jìn)行生物工程試驗。

他說：“人造的DNA分子其實是專門設(shè)計的，具有特殊的作用，加入水之后，DNA分子和其他分子會快速融合，幾分鐘之內(nèi)就會開始形成藥物分子。”

柯林斯實驗室檢測了用分子小球合成白喉疫苗的能力。由于白喉疫苗對過熱和過冷的環(huán)境都很敏感，難于儲存和分散，所以實現(xiàn)白喉疫苗的即時使用會是一項重大的進(jìn)步。

通過檢測，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，用分子小球制作的白喉疫苗在老鼠體內(nèi)不僅引發(fā)了保護(hù)響應(yīng)，并且效果能夠和傳統(tǒng)的白喉疫苗相媲美。

研究者們還根據(jù)這種方法發(fā)明了一個小的、模塊式的工具箱，專門用來制備各種設(shè)計類抗體藥物。這類藥物可以通過調(diào)節(jié)人的免疫系統(tǒng)來治療多種類型的疾病，小到細(xì)菌感染，大到腫瘤癌癥。

柯林斯團(tuán)隊用發(fā)明的工具箱成功制備了可以殺死“艱難梭菌”（能夠引起嚴(yán)重的腸道感染）的抗體以及能夠有效殺死腫瘤細(xì)胞的抗體藥物。

柯林斯認(rèn)為，將來在太空旅行以及疾病突然爆發(fā)的時候，這類藥物會派上大用場。

PATH是一個負(fù)責(zé)把疫苗運輸?shù)桨l(fā)展中國家的世界健康組織，大衛(wèi).舒爾茨是其中負(fù)責(zé)藥物開發(fā)和工具設(shè)備的項目主管。他認(rèn)為柯林斯的想法非常有趣，但是他并不認(rèn)為事情像看起來那么簡單。

舒爾茨說：“這類藥物的優(yōu)點在于輸運到遠(yuǎn)處的花費更少，但是在藥物使用時，仍然需要無菌環(huán)境以及訓(xùn)練有素的專業(yè)人員操作。”

他并不認(rèn)為這類藥物能快速進(jìn)入到實際應(yīng)用。但是他預(yù)見到，“無國界醫(yī)生”這類組織在災(zāi)難救援時終會第一時間把這類藥物運送到現(xiàn)場。

柯林斯以及懷斯研究所的成員們目前也正在探索如何使產(chǎn)品進(jìn)入到一個初創(chuàng)公司或者非營利機(jī)構(gòu)，來實現(xiàn)這一發(fā)明的實際應(yīng)用。

真空干燥可以替代冷凍干燥嗎？

真空干燥是將樣品放于真空負(fù)壓條件下，使水的沸點降低，真空負(fù)壓條件下，水的沸點降到80℃，60℃，40℃開始蒸發(fā)；冷凍干燥跟真空干燥不同，含水物質(zhì)預(yù)先降溫凍結(jié)成固體，然后在真空的狀態(tài)下，使水分直接從固體直接升華成水蒸氣。真空干燥不可替代冷凍干燥，因為冷凍干燥后，水分升華后，物質(zhì)剩留在凍結(jié)時的冰架之中，干燥后體積幾乎不變，呈疏松多孔的海綿狀，內(nèi)表面積大，加水后溶解迅速而完全，幾乎立即恢復(fù)原來的狀態(tài)。凍干機(jī)將冷阱作為捕集蒸汽的裝置。默?？萍迹∕OSI）的實驗室凍干機(jī)的冷阱溫度主要有-50℃、-60℃、-80℃三個檔次。冷阱溫度越低，冷阱的捕獲能力越強(qiáng)，但冷阱溫度低，對制冷要求高，機(jī)器成本及運轉(zhuǎn)費用相對也高。

冷凍干燥后食品加水復(fù)原可恢復(fù)到原有的形狀與結(jié)構(gòu),是否正確?

【正確】
【考點】冰凍干燥
【解析】冰凍干燥是將食物先低溫速凍，使水分成為固態(tài)，然后在較高的真空度下使固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)而揮發(fā)，即為冷凍干燥。此種食品幾乎可長期保藏，既保持食品原有的物理、學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)不變，又保持食品原有的感官性狀。食用時，加水復(fù)原后可恢復(fù)到原有的形
狀和結(jié)構(gòu)。

青鈉霉素

青鈉霉素是一種常見的抗生素藥品．
青鈉霉素對金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等革蘭陽性球菌具抗菌作用。對大腸埃希菌、沙雷菌屬、志賀菌屬、耶爾森菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌、產(chǎn)氣腸桿菌、弧菌屬和氣單胞菌屬等革蘭陰性菌也具有較強(qiáng)的抗菌活性。
青鈉霉素可抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的早期合成，其分子結(jié)構(gòu)與磷酸烯醇丙酮酸相似，因此可與細(xì)菌競爭同一轉(zhuǎn)移酶，使細(xì)菌細(xì)胞壁合成受到抑制而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。
因純度高低不同等因素，極易使人產(chǎn)生惡心嘔吐、腹痛腹瀉，或者頭痛、頭暈等不良反應(yīng)，嚴(yán)重的則出現(xiàn)心悸、胸悶不適、呼吸困難、氣促、鼻塞、流涕等。
青霉素類抗生素的毒性很小。是化療指數(shù)最大的抗生素。但其青霉素類抗生素常見的過敏反應(yīng)在各種藥物中居首位，發(fā)生率最高可達(dá)5％～10％ 。為皮膚反應(yīng)，表現(xiàn)皮疹、血管性水腫，最嚴(yán)重者為過敏性休克，多在注射后數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生，癥狀為呼吸困難、發(fā)紺、血壓下降、昏迷、肢體強(qiáng)直，最后驚厥，搶救不及時可造成死亡。各種給藥途徑或應(yīng)用各種制劑都能引起過敏性休克，但以注射用藥的發(fā)生率最高。過敏反應(yīng)的發(fā)生與藥物劑量大小無關(guān)。對本品高度過敏者，雖極微量亦能引起休克。注入鞘內(nèi)可致癲癇樣發(fā)作。大劑量長時間注射對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性(如引起抽搐、昏迷等)，停藥或降低劑量可以恢復(fù)。

使用本品必須先做皮內(nèi)試驗。青霉素過敏試驗包括皮膚試驗方法(簡稱青霉素皮試)及體外試驗方法，其中以皮內(nèi)注射較準(zhǔn)確。皮試本身也有一定的危險性，約有25％的過敏性休克死亡的病人死于皮試。所以皮試或注射給藥時都應(yīng)作好充分的搶救準(zhǔn)備。在換用不同批號青霉素時，也需重作皮試。注射液、皮試液均不穩(wěn)定，以新鮮配制為佳。而且由于自腎排泄，腎功能不良者，劑量應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。此外，局部應(yīng)用致敏機(jī)會多，且細(xì)菌易產(chǎn)生耐藥性，故不提倡。
青霉素是一種高效、低毒、臨床應(yīng)用廣泛的重要抗生素。它的研制成功大大增強(qiáng)了人類抵抗細(xì)菌性感染的能力，帶動了抗生素家族的誕生。
20世紀(jì)40年代以前，人類一直未能掌握一種能高效治療細(xì)菌性感染且副作用小的藥物。當(dāng)時若某人患了肺結(jié)核，那么就意味著此人不久就會離開人世。為了改變這種局面，科研人員進(jìn)行了長期探索，然而在這方面所取得的突破性進(jìn)展卻源自一個意外發(fā)現(xiàn)。
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