加水就可制药?,冷冻干燥分子带来新革命(真空干燥可以替代冷冻干燥吗？)

加水就可制药?,冷冻干燥分子带来新革命

只用加水就能制备药物？你可以想象吗？近日，来自哈佛大学和麻省理工大学的研究者们通过合作实现了这一想法，只要向冷冻干燥而成的DNA和其他分子中加入水就可以加速药物的制备。

相应的研究成果已发表在国际顶级期刊《Cell》上。在研究中，他们通过冷冻干燥法把DNA和其他分子转变成小的反应球，然后只需加水，就可以制备出不同种类的药物，比如，抗生素，疫苗以及抗体类药物等。其疗效可以与传统方法制备的药物相媲美。

此外，制备药物所需的冷冻干燥机便于携带，这为在偏远地区、军事哨所甚至在外太空制备药物提供了可能。

事实上，在过去的几十年里，药物生产厂商已经对一些疫苗和复合类药物采用了冷冻干燥的方法，目的是保持药物的生物活性，在没有可靠的能源供应的前提下保证它们在无法制冷的地区使用。

此次的发现的不同之处在于，以前的方法是对药物或者复合物直接冷冻干燥，而该研究是对单分子成分直接进行冷冻干燥。使用该方法制备的药物每微升只需要花费3美分，比之前的方法便宜了十倍。

用这种方法制备的药物和疫苗可以通过口服、外敷或者注射给药

詹姆斯?柯林斯（JamesCollins）是这篇文章的第一作者，他负责着哈佛大学怀斯研究所的一间实验室，主要进行生物工程试验。

他说：“人造的DNA分子其实是专门设计的，具有特殊的作用，加入水之后，DNA分子和其他分子会快速融合，几分钟之内就会开始形成药物分子。”

柯林斯实验室检测了用分子小球合成白喉疫苗的能力。由于白喉疫苗对过热和过冷的环境都很敏感，难于储存和分散，所以实现白喉疫苗的即时使用会是一项重大的进步。

通过检测，科学家们发现，用分子小球制作的白喉疫苗在老鼠体内不仅引发了保护响应，并且效果能够和传统的白喉疫苗相媲美。

研究者们还根据这种方法发明了一个小的、模块式的工具箱，专门用来制备各种设计类抗体药物。这类药物可以通过调节人的免疫系统来治疗多种类型的疾病，小到细菌感染，大到肿瘤癌症。

柯林斯团队用发明的工具箱成功制备了可以杀死“艰难梭菌”（能够引起严重的肠道感染）的抗体以及能够有效杀死肿瘤细胞的抗体药物。

柯林斯认为，将来在太空旅行以及疾病突然爆发的时候，这类药物会派上大用场。

PATH是一个负责把疫苗运输到发展中国家的世界健康组织，大卫.舒尔茨是其中负责药物开发和工具设备的项目主管。他认为柯林斯的想法非常有趣，但是他并不认为事情像看起来那么简单。

舒尔茨说：“这类药物的优点在于输运到远处的花费更少，但是在药物使用时，仍然需要无菌环境以及训练有素的专业人员操作。”

他并不认为这类药物能快速进入到实际应用。但是他预见到，“无国界医生”这类组织在灾难救援时终会第一时间把这类药物运送到现场。

柯林斯以及怀斯研究所的成员们目前也正在探索如何使产品进入到一个初创公司或者非营利机构，来实现这一发明的实际应用。

真空干燥可以替代冷冻干燥吗？

真空干燥是将样品放于真空负压条件下，使水的沸点降低，真空负压条件下，水的沸点降到80℃，60℃，40℃开始蒸发；冷冻干燥跟真空干燥不同，含水物质预先降温冻结成固体，然后在真空的状态下，使水分直接从固体直接升华成水蒸气。真空干燥不可替代冷冻干燥，因为冷冻干燥后，水分升华后，物质剩留在冻结时的冰架之中，干燥后体积几乎不变，呈疏松多孔的海绵状，内表面积大，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的状态。冻干机将冷阱作为捕集蒸汽的装置。默希科技（MOSI）的实验室冻干机的冷阱温度主要有-50℃、-60℃、-80℃三个档次。冷阱温度越低，冷阱的捕获能力越强，但冷阱温度低，对制冷要求高，机器成本及运转费用相对也高。

冷冻干燥后食品加水复原可恢复到原有的形状与结构,是否正确?

【正确】
【考点】冰冻干燥
【解析】冰冻干燥是将食物先低温速冻，使水分成为固态，然后在较高的真空度下使固态变为气态而挥发，即为冷冻干燥。此种食品几乎可长期保藏，既保持食品原有的物理、学、生物学性质不变，又保持食品原有的感官性状。食用时，加水复原后可恢复到原有的形
状和结构。

青钠霉素

青钠霉素是一种常见的抗生素药品．
青钠霉素对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等革兰阳性球菌具抗菌作用。对大肠埃希菌、沙雷菌属、志贺菌属、耶尔森菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、产气肠杆菌、弧菌属和气单胞菌属等革兰阴性菌也具有较强的抗菌活性。
青钠霉素可抑制细菌细胞壁的早期合成，其分子结构与磷酸烯醇丙酮酸相似，因此可与细菌竞争同一转移酶，使细菌细胞壁合成受到抑制而导致细菌死亡。
因纯度高低不同等因素，极易使人产生恶心呕吐、腹痛腹泻，或者头痛、头晕等不良反应，严重的则出现心悸、胸闷不适、呼吸困难、气促、鼻塞、流涕等。
青霉素类抗生素的毒性很小。是化疗指数最大的抗生素。但其青霉素类抗生素常见的过敏反应在各种药物中居首位，发生率最高可达5％～10％ 。为皮肤反应，表现皮疹、血管性水肿，最严重者为过敏性休克，多在注射后数分钟内发生，症状为呼吸困难、发绀、血压下降、昏迷、肢体强直，最后惊厥，抢救不及时可造成死亡。各种给药途径或应用各种制剂都能引起过敏性休克，但以注射用药的发生率最高。过敏反应的发生与药物剂量大小无关。对本品高度过敏者，虽极微量亦能引起休克。注入鞘内可致癫痫样发作。大剂量长时间注射对中枢神经系统有毒性(如引起抽搐、昏迷等)，停药或降低剂量可以恢复。

使用本品必须先做皮内试验。青霉素过敏试验包括皮肤试验方法(简称青霉素皮试)及体外试验方法，其中以皮内注射较准确。皮试本身也有一定的危险性，约有25％的过敏性休克死亡的病人死于皮试。所以皮试或注射给药时都应作好充分的抢救准备。在换用不同批号青霉素时，也需重作皮试。注射液、皮试液均不稳定，以新鲜配制为佳。而且由于自肾排泄，肾功能不良者，剂量应适当调整。此外，局部应用致敏机会多，且细菌易产生耐药性，故不提倡。
青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。
20世纪40年代以前，人类一直未能掌握一种能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。当时若某人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会离开人世。为了改变这种局面，科研人员进行了长期探索，然而在这方面所取得的突破性进展却源自一个意外发现。
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