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物理化學(xué)在藥學(xué)中的作用分析
物理化學(xué),即用物理的方法來解決化學(xué)學(xué)科中的問題,又被稱為化學(xué)的靈魂,那么,物理化學(xué)在藥學(xué)中的作用是?
物理化學(xué)是藥學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)理論的重要組成部分,對于提高藥學(xué)研發(fā)水平,具有非常重要的作用。首先闡述了物理化學(xué)的內(nèi)涵,然后對其在藥學(xué)中的重要作用進(jìn)行了具體分析,旨在提高藥學(xué)中物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,充分發(fā)揮其作用。
物理化學(xué)藥學(xué)作用物理化學(xué)在藥學(xué)專業(yè)中占據(jù)著重要地位,不僅能為新型藥物的研究和開發(fā)提供理論指導(dǎo),還可以采用實(shí)驗(yàn)的方法來促進(jìn)藥物研究和病變檢驗(yàn),已經(jīng)滲透到藥學(xué)的各個環(huán)節(jié),所以我們在藥學(xué)教學(xué)中,一定要對物理化學(xué)引起足夠的重視。為了最大化的發(fā)揮物理化學(xué)在藥學(xué)中的作用,本文從如下幾點(diǎn)展開了具體綜述。
一、物理化學(xué)概述
物理化學(xué),即用物理的方法來解決化學(xué)學(xué)科中的問題,又被稱為化學(xué)的靈魂。因?yàn)樗闹饕獪?zhǔn)則源于自然現(xiàn)象,是總結(jié)實(shí)踐結(jié)果而來,沒有假設(shè),雖然無法用數(shù)學(xué)公式加以證明,但是能夠利用假設(shè)和數(shù)學(xué)推理,得到大量的原理。目前嗎,物理化學(xué)被廣泛應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域,例如化學(xué)、化工、生物工程、建筑材料、環(huán)境以及制藥等,在藥學(xué)專業(yè)中,它不僅是一門基礎(chǔ)理論,還具有承上啟下的作用,能為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)和方法論。
物理化學(xué)中包含了很多公式推導(dǎo)和公式,而且不同的公式,其使用條件和范圍也存在一定的差異,具有極強(qiáng)的概念性、理論性和邏輯性。對于化學(xué)運(yùn)動中普遍性規(guī)律的研究,需要綜合運(yùn)用物理、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)方法,在四大基礎(chǔ)化學(xué)中,學(xué)習(xí)難度最大。
二、物理化學(xué)在藥學(xué)中的重要作用
1.為研究新的藥物劑型提供理論指導(dǎo)
通常,固體的分散體都具有較高的生物利用程度,根據(jù)物理化學(xué)中的低共熔相圖原理,讓藥物體和其載體在較低共熔的比例中同時存在。在這種條件下制作而成的藥物,其微細(xì)的分散結(jié)構(gòu)非常均勻,這樣有助于極大地提高藥物溶解的速度,快速發(fā)揮藥物的效果。
例如,當(dāng)灰黃霉素-酒石酸在較低共熔的比例中時,生成的混合物就能快速溶出,和高純度的灰黃霉素溶出相比,速度高出2.6倍。又例如,和高純度的磺胺噻唑的溶出速度比較,將濃度為48%的尿素和52%的磺胺噻唑制作而成的低共熔混合物,其溶出的速度可以提升11倍。
2.有助于促進(jìn)藥物研究以及病變檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)
人體內(nèi)的體液均為膠質(zhì)形態(tài),其中含有豐富的膠體粒子,能夠帶電。根據(jù)這一特點(diǎn),可以采用電泳方法對體液予以分離,并作為判斷某臟器是否存在病變反應(yīng)的主要依據(jù)和衡量指標(biāo)。
例如,在藥學(xué)研究中,為了將消化酶從人體的唾液中有效分離出來,研發(fā)者可以充分利用電場的作用,而這一內(nèi)容屬于物理化學(xué)的范疇。由此可知,物理化學(xué)的應(yīng)用可以為單獨(dú)研究酶的生物活性提供良好的條件。又例如,如果機(jī)體的脂質(zhì)代謝過程遭到破壞,那么血液中紅細(xì)胞的電泳率就會迅速下降,超出標(biāo)準(zhǔn)值范圍,所以只需要測量其中的電泳率,就可以判斷肝功能是否正常。所以,電泳率檢測是衡量肝功能的一項重要指標(biāo)。
3.新藥研究和開發(fā)的理論基礎(chǔ)
以膽結(jié)石為例。膽結(jié)石在臨床中是一種常見病和多發(fā)病,其發(fā)病原因是臨床學(xué)術(shù)研究的重要課題之一,至今尚無統(tǒng)一結(jié)論。很多專家通過研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)膽汁中的膽固醇含量過量時,就極有可能形成膽固醇結(jié)石。這是膽結(jié)石形成的必要條件,但并不是唯一條件。根據(jù)物理化學(xué)中的表面現(xiàn)象這一理論可知,在附加壓力的作用下,很難形成新相種子。換句話說,如果沒有肝臟異常、膽管病變等誘導(dǎo)因素,即使具備結(jié)石的晶核,也無法形成結(jié)石。而且,膽固醇的高低是相對于膽汁中的卵磷脂含量來說的。在物理化學(xué)領(lǐng)域中,卵磷脂屬于表面活性劑的范疇,主要負(fù)責(zé)攜帶膽固醇。一旦膽汁中的卵磷脂含量降低,無法溶于膽汁中的膽固醇就會發(fā)生游離,形成結(jié)石。
根據(jù)上述理論,要避免和預(yù)防膽固醇結(jié)石,開發(fā)出能夠溶解結(jié)石或者有效治療高血脂的藥物,可以從提高卵磷脂的合成能力或者增加其攝入量等方面入手,做好膽囊病變的預(yù)防工作。
4.貫穿于藥學(xué)的各個環(huán)節(jié)
(1)在藥物合成中的作用。在酸性或者堿性環(huán)境中,反應(yīng)物很容易被分解。根據(jù)物理化學(xué)的這一知識點(diǎn),在藥物合成的過程中,可以添加一些輔料,為合成的順利完成提供可靠保障。例如,可以和反應(yīng)物生成膠團(tuán)的表面活性劑,可以有效保護(hù)反應(yīng)物,避免合成受到其他因素的干擾。
(2)在藥物生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的作用。我們可以將物理化學(xué)中的化學(xué)動力原理應(yīng)用在藥物的生產(chǎn)環(huán)節(jié),這樣可以設(shè)計出最佳的反應(yīng)條件,便于尋找合適的催化劑,極大地提高了藥物的生產(chǎn)率,而且還降低了生產(chǎn)的成本。當(dāng)藥物合成之后,還可以根據(jù)物理化學(xué)中的相關(guān)規(guī)律對藥品的分離進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。
(3)在測量比表面積中的作用。在固體類藥品的物理參數(shù)中,比表面積是其中的一項重要評價指標(biāo)。在測量時,可以根據(jù)物理化學(xué)中,氣體在固體表面的多層吸附理論,這樣有助于提高測量的精確度。
(4)在評價藥品穩(wěn)定性方面的作用。物理化學(xué)中包含了化學(xué)動力學(xué)的相關(guān)知識,運(yùn)用這一知識點(diǎn)可以對固體類藥品的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。例如,根據(jù)加速實(shí)驗(yàn)的相關(guān)理論,可以確定藥品分解反應(yīng)的具體等級。然后再對不同溫度環(huán)境下,藥品反應(yīng)速率的常數(shù)進(jìn)行測量,這樣就能夠計算出,在常溫環(huán)境下,10%藥品完成分解反應(yīng)速需要的時間,也就是藥品的保質(zhì)時間,即儲存期。
(5)其他方面的作用:①為了確定每次給藥需要的時間,可以對藥品的生物半衰期進(jìn)行測量。②充分利用電化學(xué)的相關(guān)知識和理論,檢測體液的pH數(shù)值,為藥物的使用環(huán)境提供參考數(shù)據(jù)。③在提取天然藥物中的有效成分時,需要運(yùn)用到物理化學(xué)中的蒸餾和萃取等知識。同時,在中草藥的提煉過程中,也需要使用乳化、消沫等方面的物理化學(xué)知識。另外,在透皮吸收技術(shù)以及外用膏藥中,新型表面活性劑的發(fā)現(xiàn)對于此類藥品的生產(chǎn)會產(chǎn)生決定性的影響。從中草藥有效成分的提取,藥品的合成、藥品的臨床使用,到新型藥物的開發(fā)無不需要物理化學(xué)為它提供原理和方法。物理化學(xué)已滲透到藥學(xué)的各個領(lǐng)域,物理化學(xué)的教學(xué)將對藥學(xué)專業(yè)發(fā)展起至關(guān)重要的作用。
物理化學(xué)在要藥學(xué)中具有重要作用,但是要充分發(fā)揮卻并不簡單。這是因?yàn),物理化學(xué)包含了很多學(xué)科的內(nèi)容,如無機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、物理學(xué)和生物化學(xué)等,具有較強(qiáng)的綜合性、復(fù)雜性和系統(tǒng)性,增加了理解和學(xué)習(xí)的難度。為了提高物物理化學(xué)的教學(xué)效果,就要求教師必須有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論,還要有科研開發(fā)和創(chuàng)新的意識,并在實(shí)踐基礎(chǔ)上不斷拓寬思路,理論聯(lián)系實(shí)際,把物化理論應(yīng)用于藥學(xué)實(shí)踐,在專業(yè)課的學(xué)習(xí)和課題研究中真正發(fā)揮其指導(dǎo)和預(yù)測的功能。
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