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物理化学在药学中的作用分析
物理化学,即用物理的方法来解决化学学科中的问题,又被称为化学的灵魂,那么,物理化学在药学中的作用是?
物理化学是药学专业基础理论的重要组成部分,对于提高药学研发水平,具有非常重要的作用。首先阐述了物理化学的内涵,然后对其在药学中的重要作用进行了具体分析,旨在提高药学中物理化学的教学质量,充分发挥其作用。
物理化学药学作用物理化学在药学专业中占据着重要地位,不仅能为新型药物的研究和开发提供理论指导,还可以采用实验的方法来促进药物研究和病变检验,已经渗透到药学的各个环节,所以我们在药学教学中,一定要对物理化学引起足够的重视。为了最大化的发挥物理化学在药学中的作用,本文从如下几点展开了具体综述。
一、物理化学概述
物理化学,即用物理的方法来解决化学学科中的问题,又被称为化学的灵魂。因为它的主要准则源于自然现象,是总结实践结果而来,没有假设,虽然无法用数学公式加以证明,但是能够利用假设和数学推理,得到大量的原理。目前吗,物理化学被广泛应用于社会的各个领域,例如化学、化工、生物工程、建筑材料、环境以及制药等,在药学专业中,它不仅是一门基础理论,还具有承上启下的作用,能为后续课程的学习提供指导和方法论。
物理化学中包含了很多公式推导和公式,而且不同的公式,其使用条件和范围也存在一定的差异,具有极强的概念性、理论性和逻辑性。对于化学运动中普遍性规律的研究,需要综合运用物理、数学等基础科学的相关理论和实验方法,在四大基础化学中,学习难度最大。
二、物理化学在药学中的重要作用
1.为研究新的药物剂型提供理论指导
通常,固体的分散体都具有较高的生物利用程度,根据物理化学中的低共熔相图原理,让药物体和其载体在较低共熔的比例中同时存在。在这种条件下制作而成的药物,其微细的分散结构非常均匀,这样有助于极大地提高药物溶解的速度,快速发挥药物的效果。
例如,当灰黄霉素-酒石酸在较低共熔的比例中时,生成的混合物就能快速溶出,和高纯度的灰黄霉素溶出相比,速度高出2.6倍。又例如,和高纯度的磺胺噻唑的溶出速度比较,将浓度为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.有助于促进药物研究以及病变检验实验方法的改进
人体内的体液均为胶质形态,其中含有丰富的胶体粒子,能够带电。根据这一特点,可以采用电泳方法对体液予以分离,并作为判断某脏器是否存在病变反应的主要依据和衡量指标。
例如,在药学研究中,为了将消化酶从人体的唾液中有效分离出来,研发者可以充分利用电场的作用,而这一内容属于物理化学的范畴。由此可知,物理化学的应用可以为单独研究酶的生物活性提供良好的条件。又例如,如果机体的脂质代谢过程遭到破坏,那么血液中红细胞的电泳率就会迅速下降,超出标准值范围,所以只需要测量其中的电泳率,就可以判断肝功能是否正常。所以,电泳率检测是衡量肝功能的一项重要指标。
3.新药研究和开发的理论基础
以胆结石为例。胆结石在临床中是一种常见病和多发病,其发病原因是临床学术研究的重要课题之一,至今尚无统一结论。很多专家通过研究发现,当胆汁中的胆固醇含量过量时,就极有可能形成胆固醇结石。这是胆结石形成的必要条件,但并不是唯一条件。根据物理化学中的表面现象这一理论可知,在附加压力的作用下,很难形成新相种子。换句话说,如果没有肝脏异常、胆管病变等诱导因素,即使具备结石的晶核,也无法形成结石。而且,胆固醇的高低是相对于胆汁中的卵磷脂含量来说的。在物理化学领域中,卵磷脂属于表面活性剂的范畴,主要负责携带胆固醇。一旦胆汁中的卵磷脂含量降低,无法溶于胆汁中的胆固醇就会发生游离,形成结石。
根据上述理论,要避免和预防胆固醇结石,开发出能够溶解结石或者有效治疗高血脂的药物,可以从提高卵磷脂的合成能力或者增加其摄入量等方面入手,做好胆囊病变的预防工作。
4.贯穿于药学的各个环节
(1)在药物合成中的作用。在酸性或者碱性环境中,反应物很容易被分解。根据物理化学的这一知识点,在药物合成的过程中,可以添加一些辅料,为合成的顺利完成提供可靠保障。例如,可以和反应物生成胶团的表面活性剂,可以有效保护反应物,避免合成受到其他因素的干扰。
(2)在药物生产环节中的作用。我们可以将物理化学中的化学动力原理应用在药物的生产环节,这样可以设计出最佳的反应条件,便于寻找合适的催化剂,极大地提高了药物的生产率,而且还降低了生产的成本。当药物合成之后,还可以根据物理化学中的相关规律对药品的分離进行科学指导。
(3)在测量比表面积中的作用。在固体类药品的物理参数中,比表面积是其中的一项重要评价指标。在测量时,可以根据物理化学中,气体在固体表面的多层吸附理论,这样有助于提高测量的精确度。
(4)在评价药品稳定性方面的作用。物理化学中包含了化学动力学的相关知识,运用这一知识点可以对固体类药品的稳定性进行研究。例如,根据加速实验的相关理论,可以确定药品分解反应的具体等级。然后再对不同温度环境下,药品反应速率的常数进行测量,这样就能够计算出,在常温环境下,10%药品完成分解反应速需要的时间,也就是药品的保质时间,即储存期。
(5)其他方面的作用:①为了确定每次给药需要的时间,可以对药品的生物半衰期进行测量。②充分利用电化学的相关知识和理论,检测体液的pH数值,为药物的使用环境提供参考数据。③在提取天然药物中的有效成分时,需要运用到物理化学中的蒸馏和萃取等知识。同时,在中草药的提炼过程中,也需要使用乳化、消沫等方面的物理化学知识。另外,在透皮吸收技术以及外用膏药中,新型表面活性剂的发现对于此类药品的生产会产生决定性的影响。从中草药有效成分的提取,药品的合成、药品的临床使用,到新型药物的开发无不需要物理化学为它提供原理和方法。物理化学已渗透到药学的各个领域,物理化学的教学将对药学专业发展起至关重要的作用。
物理化学在要药学中具有重要作用,但是要充分发挥却并不简单。这是因为,物理化学包含了很多学科的内容,如无机化学、高分子化学、物理学和生物化学等,具有较强的综合性、复杂性和系统性,增加了理解和学习的难度。为了提高物物理化学的教学效果,就要求教师必须有扎实的基础理论,还要有科研开发和创新的意识,并在实践基础上不断拓宽思路,理论联系实际,把物化理论应用于药学实践,在专业课的学习和课题研究中真正发挥其指导和预测的功能。
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