浅析物理化学在高职药学专业中的地位和作用
【摘 要】物理、化学是高职药学专业的专业基础课,其理论与实验方法已渗透到药学的各个领域,为药学的发展提供了重要的理论和实验基础。本文从化学药物的合成、天然药物有效成分的分离提取、药物的稳定性及在体内的代谢、天然药物的干燥、制药设备、药物质量控制等几个方面,阐述物理化学的地位和作用。
【关键词】高职院校;药学专业;物理化学;地位作用
目前很多药学专业的教师认为,在高职药学专业课程的开设中,因为物理、化学课程太难,概念性、理论性、系统性和逻辑性很强、涉及的公式多、公式推导多,不同的公式又有不同的使用条件和范围,学生学不会,因此,要求砍掉物理化学这门课,在此我表达一下个人观点。
物理、化学是高职药学专业的专业基础课,其是从物质的物理现象和化学现象之间的联系入手,应用物理学的理论和方法,通过对有关物质的物理变化和化学变化的研究,找出化学变化基本规律的一门学科。药学的研究与应用物理化学密切相关,药物的合成需要用到结构化学、量子化学的知识;热力学、相平衡原理用于天然药物化学中的药物有效成分提取、药剂学中的制剂;新剂型的研究用到表面化学技术;药物的稳定性及在体内的吸收用到化学动力学。因此,物理化学在药学专业中的地位非常明显,主要体现在以下几个方面:
一、物理化学在医药生产中的地位和作用
(一)生产原料药
生产原料药,主要从两方面进行:一是從天然药物中提取有效成分,或者从各种微生物发酵液中提取生化药品或者抗生素;二是人工合成原料药。
1.天然药物中有效成分的提取
天然药物中有效成分的提取,分离方法的选择非常重要,分离方法需要用蒸馏、精馏、吸收、萃取、吸附、结晶、色谱、电泳等操作技术的原理和应用条件进行选择,涉及相平衡、溶液、表面现象和胶体等物理化学方面的知识。
2.人工合成原料药
人工合成原料药的首要问题是选择合成路线。一种药物可以有多种合成路线,选择哪种最好?要通过应用热力学的知识计算解决反应能否进行,并提供选择最佳路线的依据。合成路线选择好以后,应用动力学的知识解决反应的条件,比如,反应最佳温度和压力、催化剂、合适的酸度等,要使反应在最佳的条件下进行,达到既经济实惠,合成效率又高的目的。药物合成结束后,需要用物理化学中相平衡的原理和方法,将药物的有效成分从未反应的原料和副产物中提取出来,达到国家药品规定的质量标准。
(二)生产制剂
药物的剂型一般可分为固体类制剂、液体类制剂、半固体类制剂、气雾类制剂四类。每种制剂都有有效期,需要学生认真学习药物有效期的知识,了解各种剂型有效期的影响因素,并在学习和工作中加以应用。另外,在制剂生产中,还需要用到物理化学中表面能、铺展和润湿、表面活性剂的性质与作用等知识,选择润湿剂、粘合剂、包装材料、控制粒子的直径等。
二、药物的稳定性及在体内的代谢
(一)药物的稳定性
药物的化学降解,其本质是发生化学反应,主要有水解、氧化、聚合、脱羧、异构化等,有时几种反应同时发生。应用化学动力学的知识,可以测定药物分解的速率,了解影响药物分解速率的因素,建立药品的有效期,为药品的生产、包装、贮存和运输提供科学依据。
(二)药物在体内的代谢
药物制剂一般有四种剂型,意味着在临床上有不同的给药途径,同一种药物,若给药途径不同,其药效有时具有极大的差别,比如固体剂型口服后,首先要崩解或分散成细小颗粒,然后药物从颗粒中溶出、溶入胃肠液中,再通过生物膜进入血液循环,才能发挥药效。如果利用物理化学中二组分固—液平衡体系的相图,制成液体类制剂,通过静脉注射给药,药物直接进入血液循环,很快就能发挥药效。药物进入体内后,代谢主要以一级反应或零级反应进行。
三、物理化学为天然药物的干燥提供理论支持
天然药物的干燥通常采用晒干、烘干、炒干、晾干。晒、烘、炒都要加温,有些药物的热稳定性差,加温干燥容易破坏药物中的有效成分,导致药效降低;晾干需要的时间又太长,因此,对这类药物的干燥需要更好的方法。喷雾干燥法就是其中一种,这种方法根据物理化学中粒子大小与蒸气压的关系,小液滴的蒸气压大于平液面的蒸气压的知识,将带有水分的药物用喷雾器分散成雾状小颗粒,颗粒中水分的饱和蒸气压比平液面的蒸气压大得多,当小颗粒与热空气会合时,小颗粒中的水分瞬间蒸发,干燥非常迅速。
四、物理化学与制药设备的关系
制药设备有流体输送设备、化学反应设备、分离设备、传热、蒸发、制剂生产设备等,这些设备从原理到设计和计算涉及了物理化学的很多内容,比如,理想气体状态方程、克劳修斯—克拉贝龙方程、热力学第一定律、热力学第二定律、二组分体系固—液相图、二组分体系气—液相图等,因此,学习物理化学对学生了解制药设备非常必要。
五、物理化学在药物质量控制中的作用
药品的质量必须符合国家法定药品的标准。药品标准的药物的定性鉴别和含量测定两项重要内容,都要用到高效气相色谱和高效液相色谱,其固定相和流动相的选择需要用到物理化学中固体吸附剂、分配定律和表面现象的知识来解决。
另外,物理化学中的计算比较复杂,通过计算能提高学生的逻辑思维能力、数据分析和处理的能力。
综上所述,物理化学已经渗透到药学的各个领域,物理化学的教学对药学专业的发展至关重要。作为高职院校药学专业的学生,无论是在校期间学习专业课,还是毕业后在工作岗位上,都要用到物理化学的知识,因此,物理化学是高职院校药学专业必不可少的一门课。
【参考文献】
[1]巴晓革.物理化学[M].中国医药科技出版社,1999
[2]沈雪松.实用物理化学[M].人民卫生出版社,2009
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