胰岛素是从动物胰脏中提取的一种纯度较高的降血糖物质。 我国在1965年成功合成半结晶胰岛素,此胰岛素具有与天然结晶 胰岛素相同的生物活性。
胰岛素广泛存在于高等动物胰脏中。在鱼类中胰脏主要附着 于胆囊、胆管或肠系膜中。用鱼类胰脏作原料,能分离出纯度较 高的胰岛素。其主要原因是: 鱼类胰脏中的胰岛素没有被胰蛋白 酶分解。
胰岛素是一种相对分子质量较小的蛋白质,其相对分子质量 约为6 000左右,由51个氨基酸组成。胰岛素蛋白质有A、B两 条肽链,A链有21个氨基酸残基,B链有30个氨基酸残基,两链 之间由两个二硫键相连,A链上还有一个二硫键。
(一) 原料
能被利用提取胰岛素的鱼为数不多,主要有金枪鱼、鳕鱼、鲉 科鱼、鲑、鲸等。金枪鱼胰脏中的胰岛素比较稳定,即使是新鲜 度较差的金枪鱼,分离出来的胰岛素的量也能达到捕后24h新鲜 金枪鱼的一半。新鲜的金枪鱼经速冻冷藏数月后,其胰岛素的得 率变化不大。但鳕鱼胰脏中的胰岛素很不稳定,捕捞后24h,其胰 岛素含量降低2/3,48h后降低至原来的1/9。表2-4-7为几种鱼 胰腺的大小及胰岛素含量。
表2-4-7 几种鱼胰腺的大小及胰岛素含量
鱼 种 | 胰 腺 | 胰岛素含量 | ||||
位置 | 形状 | 颜色 | 质量/g | 单位/(g胰腺) | 单位/条鱼 | |
长鳍金枪鱼
黄鳍金枪鱼 肥状金枪鱼 金枪鱼 鳕鱼 鲉鱼 黄尾鲹 鲑鱼 |
近胆囊基部
近胆囊 近胆囊 近胆管 胆囊顶部 胆管中部 近幽门基部 近胆囊颈部 |
卵形
卵形 卵形 卵形 球形 卵形 卵形 卵形 |
桃红色
白色 白色 灰红色 桃红色 白色 白色 白色 |
0. 08~0. 18
0. 06~0. 33 0. 04~0.13 0. 01~0. 08 0. 01~0. 08 0. 04~0. 08 0. 18~0.23 0. 04~0.06 |
193
173 136 129 154 194 127 |
19. 0
22. 9 17. 9 11.6 12. 0 13. 0 10. 4 |
注:1个国际单位(I.E)相当于可降低血液中葡萄糖含量0.45mg的国际标准纯 胰岛素的效力。
(二)生产工艺
生产胰岛素的方法很多,目前普遍采用的是酸醇提取法。下 面介绍酸醇提取法的生产工艺。
1.工艺流程
2.工艺操作
(1) 原料处理 应立即将在海上捕到的鱼剖腹取出胰腺,投 入饱和苦味酸溶液中并放在低温处,或者将其速冻冷藏。也可将 原料放入丙酮或酸性乙醇中浸渍。
提取前应将胰腺用不锈钢绞碎机绞成胰浆。
(2)提取 将胰浆投入用硫酸酸化的88%的乙醇中,其pH为 2.5~3.0,在15℃以下搅拌提取3h。过滤后的残渣再用酸性乙醇 提取2h,离心分离。将二次提取液合并。
(3)碱化、酸化 将提取液在15℃以下在不断搅拌之下加入 浓氨水调pH至8.0~8.4,立即过滤,除去滤渣。滤液应立即用 盐酸调节pH至3.6~3.8,置5℃以下静置5h,使酸性蛋白充分 沉淀。过滤。
(4) 浓缩 将滤液在30℃以下减压浓缩至原体积的1/9,浓 缩液的相对密度约为1.04~1.06。
(5)脱脂、盐析 将浓缩液放入脱脂锅内,于5min之内加热 至50℃并搅拌均匀,立即用冰盐水降温至5℃,静置5h,使浓缩 液中的脂肪充分上浮并分离除去。用氨水调节pH至5.0,在10℃ 以下加入固体氯化钠使其饱和,静置过夜,粗制胰岛素即浮于液 面。收集上浮物用丙酮、乙醚洗涤后再真空干燥,可得到粗制胰 岛素。
(6) 精制 将粗制胰岛素的干品在蒸馏水与丙酮中溶解,比 例为粗制胰岛素干品:蒸馏水:丙酮=1:7:3,在溶解液中加 4mol/L氨水调节其pH至4.3,置5℃以下静置过夜,次日过滤除 去沉淀。在滤液中再加4mol/L氨水调pH至6.3,加入3.6%的 浓度为20%的醋酸锌溶液,置5℃以下静置过夜,次日过滤,沉 淀用丙酮洗涤后,真空干燥。
将上述干品每克加2%柠檬酸50ml、6.5%醋酸锌2ml、丙酮 16ml,再加冰水稀释至100ml,使干品充分溶解,在5℃以下,用 4mol/L氨水调pH至8.0,立即过滤除去沉淀,滤液迅速用10% 柠檬酸调pH至5.5,搅拌之后置5℃以下静置4d左右,使其充分 结晶。
将结晶用丙酮、乙醚洗涤并脱水后,在P2O5真空干燥器中干 燥,即得胰岛素精品,其效价应在每毫克25单位以上。
(三) 产品质量标准与检验
本品为白色或类白色的结晶性粉末,每1mg的效价不得少于 25个单位。
鉴别: 取本品10mg,加pH2.5的水6ml,其应能完全溶解, 调节pH至5.1~5.3,即有沉淀产生,加酸使pH至2.5,沉淀又 完全溶解,加碱使pH至8.0~8.5,仅有极微量浑浊。
精密称取本品适量,加pH2.5~3.0的水制成每毫升中含 1.2mg的溶液。取体重约2kg的家兔3只,停止给食18~24h后, 按家兔体重每公斤皮下注射上述溶液0.1ml,注射后约4h内,至 少应有2只家兔发生惊厥。立即给惊厥的家兔静脉注射50%葡萄 糖注射液10ml,惊厥应停止。
锌检查: 取本品适量与标准锌溶液 (精密称量硫酸锌44mg, 置100ml量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀,精密量取10ml, 置另1支100ml量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,每1ml相当于 10μg的Zn)1.6ml,分别置10ml量瓶中,各加硼酸氯化钾缓冲液 (pH9.0)2ml与新配制的锌试剂溶液(取锌试剂0.13g,加1mol/L 氢氧化钠溶液2ml溶解后,加水使成100ml) 1ml,用水稀释至刻 度,摇匀,放置30min,在620nm的波长处分别测定吸收度,计 算每1 000单位中的含锌量,此含锌量不得超过0.4mg。
效价测定:按中华人民共和国药典1995年版胰岛素生物检定 法测定,应符合规定。测得的结果应为标示量的91%~110%。