柱层析技术详解?
柱层析技术也称柱色谱技术。一根柱子里先填充不溶性基质形成固定相,将样品加到柱子上后用特别的溶剂洗脱,溶剂组成流动相。在样品从柱子上洗脱下来的过程中,根据混合物中各组分在固定向和流动相中的分配系数不同经过多次反复分配,将不同组分逐一分离。硅胶层析法的分离原理是根据物质在硅胶上的吸附力不同而得到分离,一般情况下极性较大的物质易被硅胶吸附,极性较弱的物质不易被硅胶吸附,整个层析过程即是吸附、解吸、再吸附、再解吸过程。根据填充基质和样品分配交换原理不同,离子交换层析,凝胶过滤层析和亲和层析是三种分离混合物的经典层析技术。
柱层析分离净化的实验技巧和方法
1 柱层析操作方法的选择
目前 ,柱色谱分离的操作方式 ,主要包括常压分离、减压分离和加压分离 3种模式。加压柱: 适合小于100-200g产品的纯化。大尺寸的加)柱难以制作,用起来危险性大。建议使用双链球加压。减压柱: 适合任何量的过柱,比加压柱快,需要减小流动相极性过柱(比加压柱小一倍),不然会导致分离效果差。常压柱: 适合大于50-100g的产品。常压柱是分离效果最好的,但是时间也最长。常压分离是最简单的分离模式方便、简单 ,但是洗脱时间长。减压分离尽管能节省填料的使用量 ,但是由于大量的空气通过填料会使溶剂挥发 ,并且有时在柱子外面会有水汽凝结 ,以及有些易分解的化合物也难以得到 ,而且还必须同时使用水泵或真空泵抽气。加压分离可以加快淋洗剂的流动速度 ,缩短样品的洗脱时间 ,是一种比较好的方法 ,与常压柱类似 ,只不过外加压力使淋洗液更快洗脱。压力的提供可以是压缩空气 ,双连球或者小气泵等。
2 柱子规格的选择
市场上有各种规格的柱层析分离柱。柱子长了 ,相应的塔板数就高 ,分离就好。目前市场上的柱子 ,其径高比一般在1: 5~10范围 ,在实际使用时 ,填料量一般是样品量的 30~70倍 ,具体的选择要根据样品的性质和含量进行具体分析。如果所需组分和杂质的分离度较大 ,就可以减少填料量 ,使用内径相对较小的柱子 (如 2 cm × 20 cm的柱子 ) ;如果 Rf相差不到 0.1,就要加大柱子 ,增加填料量 ,比如用 3 cm内径的柱子。200-300目硅胶,称30-70倍于上样量;如果极难分,也可以用100倍量的硅胶。干硅胶的密度在0.4左右,所以要称40g硅胶,用烧杯量100ml也可以。
3 装柱
柱层析色谱柱的填装主要有湿法和干法两种 ,湿法省事 ,不论干法还是湿法,硅胶(固定相)的上表面一定要平整。湿法装柱是先把硅胶用适当的溶剂拌匀后,再填入柱子中,然后再加压用淋洗剂”走柱子”,本法最大的优点是一般柱子装的比较结实,没有气泡。 干法装柱则是直接往柱子里填入硅胶,然后再轻轻敲打柱子两侧,至硅胶界面不再下降为止,然后再填入硅胶至合适高度,最后再用油泵直接抽,这样就会使得柱子装的很结实。接着是用淋洗剂”走柱子”,一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。通常上面加压,下面再用油泵抽,这样可以加快速度。干法装柱较方便,但最大的缺陷在于”走柱子”时,由于溶剂和硅胶之间的吸附放热(可以用手摸柱子明显感觉到),容易产生气泡,这一点在使用低沸点的淋洗剂时如乙醚,二氯甲烷更为明显。虽然产生的气泡在加压的情况下不易察觉,但是,一旦撤去压力,如在上样、加溶剂等操作的时候,气泡就会释放出来,严重时,整个柱子变花,样品不可能平整地通过,当然也就谈不上分离了。解决的办法是:第一、硅胶一定要天结实;第二、一定要用较多的溶剂”走柱子”,一定要到柱子的下端不再发烫,恢复到室温后再撤去压力。 也有介绍在硅胶的最上层填上一小层石英砂,防止添加溶剂的时候,使得样品层不再整齐。但我的感觉是如果小心上样,添加溶剂,则没有这个必要。柱子底端的活塞一定不要涂润滑剂 ,否则会被淋洗剂带到淋洗液中 ,可以采用聚四氟乙烯材料的阀门。干法和湿法装柱没什么实质性差别,只要能把柱子装实就行。装完的柱子应该有适度的紧密(太密了淋洗剂流速太慢 ) ,并且一定要均匀 ,不然样品就会从一侧斜着流动。同时柱中不能有大气泡 ,大多数情况下有些小气泡没太大的影响 ,因为只要加压气泡就可消失。但是柱子更忌讳的是开裂 ,开裂会影响分离效果 ,甚至报废。
4上样
上样也有干法和湿法之分:干法就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后,在加入少量硅胶,拌匀后再旋去溶剂。如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。干法上样较麻烦,但可以保证样品层很平整。湿法上样就是用少量溶剂(最好就是展开剂,如果展开剂的溶解度不好,则可以用一极性较大的溶剂,但必须少量)将样品溶解后,再用胶头滴管转移得到的溶液,沿着层析柱内壁均匀加入。待溶剂层下降至石英砂面时 ,再加少量的低极性溶剂 ,然后再打开活塞 ,如此两三次 ,一般石英砂就基本是白色的了。加入淋洗剂 ,一开始不要加压 ,等溶解样品的溶剂和样品层有一段距离 (2~4 cm) ,再加压 ,这样避免了溶剂 (如二氯甲烷等 )夹带样品快速下行。很多样品在上柱前粘性较大 ,上样后在柱上又会析出 ,这一般都是比较大量的样品才会出现 ,是因为填料对样品的吸附饱和所致。有些样品溶解性差,能溶解的溶剂 (比如 DMF,DMSO等)又不能上柱 ,这样就必须用干法上柱了。
5溶剂的选择
极性小的用乙酸乙酯:石油醚系统;极性较大的用甲醇:氯仿系统;极性大的用甲醇:水:正丁醇:醋酸系统;拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸。某种样品在这种展开剂中只显示一个点,并不等于在别的展开剂中也只显示一个点。因此在寻找展开剂时,多尝试几种比例不同,成分不同的展开剂。展开剂的极性太小,点分不开,极性太大,也分不开。淋洗剂一般采用TLC分析(Rf=0.2~0.3)得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。由于层析柱和薄板的不同,即使两者使用的硅胶都相同,但是在把TLC分析得到的展开剂用在柱层析时,也显得极性偏大,所以要稀释一倍,但又不能稀释太多,否则成了靠扩散作用来分离,效果也不会好。选择一个合适的溶剂系统是柱层析分离的关键。在选用柱层析洗脱剂时首先要考虑三个方面的因素: 溶解性,亲合性 和分离度 (Resolution)。溶剂应选择价廉、安全、环保的 ,可以考虑石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚、甲醇和正己烷等等。但正己烷价格较高 ,乙醚很易挥发 ,二氯甲烷和甲醇与硅胶的吸附是一个放热过程 ,易使柱子产生气泡。其他的溶剂用的相对较少 ,要依不同需要选择。一般常用溶剂按照极性从小到大的顺序排列大概为:石油迷<己烷<苯<乙醚<THF<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇使用单一溶剂,往往不能达到很好的分离效果,往往使用混合溶剂通常使用一个高极性和低级性溶剂组成的混合溶剂,高极性的溶剂还有增加区分度的作用,常用的溶剂组合有:Petroleumether/Ethyl acetate, Petroleum ether/Acetone, Petroleum ether/Ether, Petroleumether/CH2Cl2, CH2Cl2/ethyl acetate, ethyl acetate/ MeOH, CHCl3/ ethyl acetate。一般把两种溶剂混合时,采用高极性/低极性的体积比为1/3的混合溶剂,如果有分开的迹象,再调整比例,达到最佳效果,如果没有分开的迹象,最好是换溶剂。
6 淋洗液的收集和浓缩
用硅胶作固定相过柱子的原理是一个吸附与解吸的平衡。如果样品与硅胶的吸附比较强的话 ,就不容易流出 ,这时可以采用氧化铝作固定相。柱层析后的淋洗液 ,由于使用了较多的溶剂 ,必须进行浓缩 ,如果待测物具有一定的挥发性 ,最好使用常压挥发溶剂 ,否则易导致检测结果偏低。
7 监测显色
一边收集样品,一边进行薄层色谱分析。找到相应的产物点,浓缩得到产物,进行表征,分析确认。可以参照相关文章链接:TLC薄层层析技术, 有机合成中常用TLC显色剂汇总
8 注意事项
1. 先根据TLC方法筛选好洗脱剂,使两相邻物质Rf值之差最大化
2. 将柱子必须装平整、均匀
3. 考虑有限柱填料的吸附量
4. 可考虑用梯度法分开并洗脱
5. 敏感化合物可以尝试氧化铝充填过柱(比如醛,容易开环的化合物)效果不错缺点是氧化铝的吸附能力稍差。需要降低流动相极性2-5倍。
6. 容易掉Boc基团的化合物,请用三乙胺碱化硅胶柱子后再过柱
7. 酸性化合物加1/1000醋酸、碱性化合物加1/1000-1/100氨水或者三乙胺或氨甲醇。
麻省理工学院化学系-快速柱色谱技术
快速柱色谱(Flash Column Chromatography)是一种快速而且容易的分离复杂混合物的方法。柱色谱和薄层色谱的原理一样,但它可以用于制备量物质的分离。因为我们是用压缩空气加压溶剂过柱子,故称其为快速柱色谱。相对减压柱这不仅使分离效果更好,并且可缩短过柱时间。
快速柱色谱操作:
1)确定干燥、不含溶剂的待分离混合物的重量。
2)用薄层色谱选取溶剂体系,使Rf的值处于0.2~0.3之间,但如果混合物复杂,这可能不现实。在比较复杂的情况下,可能需要借助梯度洗脱的方式,简单地说,就是在纯化洗脱的过程中不断提高溶剂的极性,该技术在后面有更加详尽的介绍。但是在薄层色谱分析中,你必需确定哪种溶剂体系将会使不同的点样处于Rf在0.2~0.3的范围之内。
3)确定用于样品上柱的方法。你可有三种选择:净试样法,溶液法或硅胶吸附法。
净试样法:如果样品是非粘性油状物,使用净试样法最为容易。你可以用一个长的滴管过滤器将液体引入柱中,然后用预先确定的溶剂体系进行淋洗,把所有组分洗入柱子中。
溶液法:净试样法有时可能会引起分离柱断层。因此,对于液体和固体,更为普遍的方法是将样品溶于溶剂中,然后将溶液加入分离柱。最理想的状态是,混合物中所有组分在该溶剂体系(通常是戊烷或己烷)中的Rf为0。这在多数情况下是难以实现的,所以可选用那种只移动混合物中一个化合物的溶剂,或者你可以简单地用所选择的洗脱液。记住:后面两种选择对于难度较大的分离纯化是有风险的。
硅胶吸附法:最后一个技术是将化合物沉积(吸附)到硅胶上,这对部分液体和所有固体都是有用的。注意:硅胶是酸性的,因此这一步骤将会破坏一些对酸敏感的化合物,它们通常需要在硅胶柱上再生。首先,在一圆底烧瓶中将混合物溶解在二氯甲烷中,加入硅胶(硅胶的质量大约是化合物质量的两倍)。在旋转蒸发仪上浓缩该溶液。注意:硅胶是非常细的粉末,很容易被吸入旋转蒸发仪中。用玻璃毛塞住接头或泵的保护装置,以防止固体被吸入泵中。快速转动亦可以避免这个问题的出现。当固体基本上干燥的时候(当多数固体从容器壁上脱落,说明固体已经干燥),从旋转蒸发仪上卸下烧瓶,再用真空泵将溶剂抽尽(假设混合物中没有易挥发性物质)。注意:用玻璃毛塞住真空泵接头,否则你可能会发现硅胶(以及你的化合物)进入真空管并沉积在那里。一旦其完全干燥之后(固体中再没有气泡产生),从真空系统中取下烧瓶,用干净的刮刀从壁上刮下固体。现在,你可以简单地用粉末漏斗将这部份固体加到分离柱的顶端,然后用洗脱液淋洗(每次1.5mL)。【简单了说就是硅胶拌样时,防爆球口塞上棉花之类的东西,要不产品就会随着硅基进水泵了】
4)确定合适的硅胶和化合物的比例。对于简单的分离,通常要求两者的比例为30~50:1(重量比);但对比较困难的分离,需要的比例高达120:1。和一些经验丰富的同事进行讨论,将对你解决这个难题大有裨益。
5) 选取合适的分离柱。你所需用的硅胶量决定了分离柱的尺寸。是使用短而粗还是长而细的分离柱,迄今为止还没有定论。我们认为短而粗的分离柱会有更好的分离效果,但是这个结论可能会被你以后的一些同事所质疑。当你首次开始实验的时候,最好的选柱方法是向实验室的同事了解:对给定的硅胶量,应选择怎样的分离柱!把结论记在笔记本上(这比测量分离柱的直径方便很多)。
6) 选取合适的收集用试管。这也是一个向有经验的同事们请教的好机会。但也有简单的方法:将硅胶体积除以4,然后选取能装下这个体积的试管就可以了。(200mL的硅胶对应于50mL的组分)
7) 一旦你选定了分离柱,你需要堵住活塞底端以避免硅胶的流失。通常,用一小团棉花或者玻璃毛加一根长棍或玻璃棒即可完成。【现在都是用磨砂底的硅胶柱,直接可以用了】
8) 在通风橱中填充分离柱。考虑到要用大量挥发性溶剂,以及干燥硅胶对于健康的危害,不允许在通风橱外进行柱的操作。检查并确定柱子是否完全垂直,倾斜的柱子不利于分离。
9)关上活塞并且加上几英寸高的洗脱液。
10) 用漏斗向分离柱中加入一些沙(干燥并且经过洗涤的)。目的是在塞堵物上铺一薄层砂(不超过1cm),这样可以避免硅胶落入收集瓶中。
11) 量取合适量的硅胶,最安全的方式是在通风橱中量取。硅胶的密度大约是0.5 g/mL,因此可以直接用锥形瓶量取(100g=200mL)。不要让硅胶的体积超过烧瓶的1/3,因为我们还要在其中加入溶剂。
12) 在刚量取的硅胶中加入至少1.5倍体积的溶剂,将其制成浆状,用力振荡和强烈搅拌,使其充分混合,并且除去硅胶中的气体(气泡的存在将会使分离柱的效率大打折扣)。
13) 用粉末漏斗小心缓慢地将浆状物移入分离柱中,注意不要破坏下面的沙层。注意在灌浆的过程中不时地停下来并且摇动浆体,以确保硅胶混合均匀。灌浆结束后,用洗脱液反复冲洗烧瓶几次,并且将余下的溶剂硅胶混合物加入到分离柱中。
14) 用滴管和洗脱液将黏附在柱子顶部边缘上的硅胶冲洗到溶剂层中。
15) 当所有的硅胶都被洗离柱壁,打开活塞,用压缩空气给柱加压。柱内的硅胶将会压缩到原来高度的一半左右。检查以确保柱子的顶段平坦,如果不平,必需重新搅拌,然后沉降下来。在加压下,加入过量的洗脱液,用铅笔头或橡皮塞轻轻地从敲打柱子,这将使硅胶颗粒填充得更加紧密。收集从柱子中流出的所有洗脱液,在加入化合物之后重复使用。
【注意:切记不要让溶剂液面低于填充层。】
16)当柱子填充好以后,在硅胶的顶部加入沙子作为保护层。沙层需要填充的比较平整,厚度约在2cm左右。这在添加溶剂时起到保护柱子的作用——当溶剂加入过快时,如果没有沙层的保护,溶剂可能会破坏填充硅胶的平整的表面(因此影响分离效果)。
17)在溶剂还没有达到沙层之前,可以用压缩空气促使溶液层下降。
18)关闭活塞,将第一个试管放在柱子的出口下面。
19)小心地向分离柱中加入你的化合物——当添加液体时,确保是沿柱子的壁面加入,而不要直接滴加在柱的顶段。当冲洗含有混合物的烧瓶时,小心地一次性地将满满一滴管淋洗液加到分离柱中。然后打开活塞,当液体下降到填充物的顶段时关掉活塞。如此冲洗烧瓶三次。对沉积在硅胶上的混合物,还要再加2cm厚的保护沙层。20)小心地在分离柱中加满洗脱液。开始时可以用巴斯德球管加入溶剂。当加入了1cm高度的溶剂之后,最好打开活塞。继续用滴管滴加溶剂,直到溶剂高于柱内的填充层几个厘米。现在,可以通过一个粉末漏斗从锥形瓶中加入溶剂了——缓慢地让它沿柱子壁加入。一定要有耐心,不要破坏柱内填充物的顶段。
21)当把洗脱液装满分离柱之后,你就可以开始“过柱”了。请记住快的流速将使分离更好地进行。调整空气压力使达到一个相对较快的流速——但不能象消防龙头那么快!保持压力,在收集试管装满后换上一支新的试管。注意随时向柱内补充溶剂。
22) 用TCL跟踪柱子的分离进程。一边收集样品,一边进行薄层色谱分析。这一点可能带来一些忙乱,因此,你若要观察色谱柱工作进展情况,则在一开始便可以减低气压(甚至完全去除)。
23)当操作梯度洗脱时,先用一种溶剂以保证具有较大Rf的化合物先从柱中被洗脱。当他们被安全地洗脱到收集烧瓶之后,便可以更换一种极性更大的溶剂继续洗脱。注意:逐步提高溶剂的极性。过于急速的极性变换可能会使硅胶分裂——就像电影里可怕的地震场面一样,柱内的填充层出现裂缝。这对你的分离将会非常不利!因此,以每100mL(或更多)溶剂中增加5%左右的极性,直至达到所希望的溶剂。然后,用该种洗脱液洗脱,直到目标化合物被洗脱出来。这个时候,你可以继续更换洗脱液或者直接进行下一步。
24)当你确定所有目标化合物都已经从柱内被洗脱的时候,你就可以将每样东西收拾起来了。首先,在分离柱的底端放置一个大烧瓶,然后用一个夹子切断联通分离柱的压缩气体的气路。让气体将剩余的溶剂全部压出柱子,然后干燥硅胶(从分离柱中移出硅胶比较困难,除非它是完全干燥的)。对于大的分离柱,这个过程差不多要耗费一个小时。
25)当分离柱在干燥之时,可开始将组分合并起来。用薄层色谱来确定哪个试管中含有所需的纯样品。将相似纯度的组分合并放在大的圆底烧瓶中,并用旋转蒸发仪进行浓缩。对于费时较长的柱子,可在柱分离过程中就合并流出的组分,以加速进程。
26)当完全除去溶剂后,就可以用NMR分析所得到的化合物了。
本文转自:《麻省理工学院化学系-实验室手册》原文下载:https://pan.baidu.com/s/1JL5j8jG02JFBxDVsGHG_gw
提取码:kfz3
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来源:有机合成
2.氨基糖苷类
作用于细菌核糖体 70S、30S 亚基,抑制蛋白质合成,破坏细菌细胞膜完整性,属静止期、浓度依赖性杀菌剂。目前仍是治疗需氧 G-杆菌严重感染的重要药物。常用者包括:链霉素、卡那霉素、庆大霉素、妥布霉素、阿米卡星、奈替米星、依替米星、西梭霉素、核糖霉素、异帕米星、达地米星、阿斯米星、地贝卡星和新霉素等。
其共同特点是抗菌谱广,抗 G- 杆菌活性强于青霉素类和第一代头孢菌素类药物;对葡萄球菌属细菌有良好抗菌作用;与 β-内酰胺类、万古霉素类合用可产生协同作用等;无抗厌氧菌活性;对链球菌作用差;有耳、肾毒性。具体适应证包括:① 中、重度肠杆菌科细菌等 G- 杆菌感染;② 庆大霉素、妥布霉素、奈替米星、阿米卡星、异帕米星、小诺米星、依替米星等对铜绿假单胞菌有强大抗菌活性。常和具有抗铜绿假单胞菌作用的 β-内酰胺类或其他抗菌药物联用于中、重度铜绿假单胞菌感染。但链霉素、卡那霉素等对铜绿假单胞菌无作用。③ 链霉素或庆大霉素可治疗土拉菌病、鼠疫及布鲁菌病,用于后者需和其他抗菌药物联用。④ 联合用于严重葡萄球菌属、肠球菌属或鲍曼不动杆菌感染的治疗(非首选)。⑤ 链霉素、阿米卡星和卡那霉素可用于结核病联合化疗。⑥ 新霉素仅可口服用于结肠手术前准备,或局部用药;巴龙霉素仅可口服用于肠道隐孢子虫病。⑦ 用药期间应监测肾功能,严密观察患者听力、前庭功能、神经肌肉阻滞症状并及时处理;因毒性较大,门、急诊中常见的呼吸道感染及单纯性尿路感染初发病例不宜选用。
3.大环内酯类
作用于细菌核糖体 50S 亚基,抑制蛋白质合成。通常为速效抑菌剂,高浓度时对敏感菌为杀菌剂。对大多数 G+ 菌、部分 G- 菌及一些非典型病原体,如军团菌、螺旋体、肺炎支原体、衣原体、立克次体、弓形虫、非典型分枝杆菌感染也有良效。第一代药物包括红霉素、琥乙红霉素、麦白霉素、交沙霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素等,目前已较少应用。第二代药物包括罗红霉素、克拉霉素、阿奇霉素,副作用减少,疗效增加。但细菌对这类药物的耐药性已不断增多。泰利霉素和喹红霉素为第三代该类药,对前述耐药菌有良好作用,且抗菌谱更广,有较好应用前景。具体适应证包括:① 作为青霉素类过敏患者的替代药物,用于治疗链球菌敏感株所致的五官科感染及轻、中度肺炎、猩红热和蜂窝织炎;② 治疗白喉及白喉带菌者、空肠弯曲菌肠炎、百日咳、气性坏疽、梅毒、李斯特菌病;③ 用于心脏病及风湿热患者预防细菌性心内膜炎和风湿热;④ 治疗军团菌病、衣原体属、支原体属等所致的呼吸道及泌尿生殖系统感染;⑤ 第一代药物主要用于上述感染的轻症患者;⑥ 阿奇霉素、克拉霉素等尚可用于流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌所致的社区获得性呼吸道感染;或与其他抗菌药物合用于鸟分枝杆菌复合群感染的防治。克拉霉素也可用于幽门螺杆菌的联合治疗。⑦ 红霉素及克拉霉素禁与特非那丁合用,以免引起心脏不良反应。肝功能损害者如有指征应用,需适当减量并定期复查肝功能。
4.四环素类
包括四环素、金霉素、土霉素及半合成的多西环素、美他环素和米诺环素。可作用于细菌核糖体 30S 亚基,抑制细菌蛋白质合成。抗菌谱广,对葡萄球菌属、链球菌属、大肠埃希菌、克雷伯菌属、布鲁菌属、不动杆菌属、嗜麦芽窄食单胞菌等,有良好抗菌活性。作为首选或可选药物,可用于以下疾病的治疗:① 立克次体病,如流行性斑疹伤寒、地方性斑疹伤寒、洛矶山热、恙虫病、柯氏立克次体肺炎和 Q 热。② 支原体感染,如支原体肺炎、解脲脲原体所致的尿道炎等。③ 衣原体属感染,如衣原体肺炎、鹦鹉热、性病淋巴肉芽肿、宫颈炎及沙眼衣原体感染等。④ 回归热、布鲁菌病(需与氨基糖苷类联合应用)、霍乱、兔热病和鼠疫。⑤ 治疗青霉素类过敏患者的破伤风、气性坏疽、雅司、梅毒、淋病和钩端螺旋体病。⑥ 炎症反应显著的痤疮。⑦ 米诺环素可作为多重耐药鲍曼不动杆菌感染的联合用药。
5.氟喹诺酮类
可作用于细菌 DNA 旋转酶,阻断 DNA 复制。常用者包括诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星、左氧氟沙星、莫西沙星等。其中左氧氟沙星、莫西沙星对 G+ 球菌、衣原体属、支原体属、军团菌等细胞内病原或厌氧菌的作用强。其主要适应证包括:① 肺炎克雷伯菌、肠杆菌科细菌和铜绿假单胞菌等 G- 杆菌所致的尿路及下呼吸道感染、前列腺炎和非淋菌性尿道炎、宫颈炎。② 诺氟沙星限用于单纯性下尿路感染或肠道感染。但其耐药株已超过 50%。③ 左氧氟沙星、莫西沙星等可用于链球菌所致的五官科感染;肺炎链球菌、支原体、衣原体,以及敏感 G- 杆菌所致的下呼吸道感染。④ 可首选用于伤寒沙门菌、志贺菌属、非伤寒沙门菌属、副溶血弧菌等所致的成人肠道感染。⑤ 治疗腹腔、胆道及盆腔感染时,需与甲硝唑等抗厌氧菌药物合用。⑦ 莫西沙星可单药治疗轻症复杂性腹腔感染。⑧ 治疗 MRSA 属感染。但 MRSA 对本类药物耐药率高。⑨ 左氧氟沙星等部分品种可作为耐药结核分枝杆菌和其它分枝杆菌感染的二线联合用药。⑩ 已不推荐本类药物用于淋球菌感染,并应严格限制其作为外科围手术期预防用药。注意事项:18 岁以下未成年患者避免使用。制酸剂和含钙、铝、镁等金属离子的药物可减少本类药物吸收,应避免同服。不宜用于有癫痫或其他中枢神经系统基础疾病的患者。
6.林可酰胺类
包括林可霉素和克林霉素。可作用于细菌核糖体 50S 亚基,抑制蛋白质合成;并能清除细菌表面 A 蛋白和绒毛状外衣,使其易被吞噬和杀灭。对 G+ 菌及厌氧菌具良好活性,但肺炎链球菌等对其耐药性高。克林霉素的效果优于林可霉素,临床使用也更多。其适应证包括:① 敏感厌氧菌及需氧菌(链球菌及金葡菌等)所致的下呼吸道、血流、皮肤及软组织感染、骨髓炎;② 与抗需氧 G- 菌药物联用,治疗妇产科及腹腔感染。③ 应注意抗生素相关腹泻和假膜性肠炎的可能,如有可疑应及时停药。④ 有神经肌肉阻滞作用,应避免与其他神经肌肉阻滞剂合用。
7.甘氨酰环素类
目前只有替加环素。其作用机理和抗菌谱与四环素类相似,但目前的耐药率较低。对耐多药的葡萄球菌属、肠球菌属、链球菌属、肠杆菌科细菌、不动杆菌具高度抗菌活性。对棒状杆菌、乳酸杆菌、明串珠菌属、厌氧菌、快速生长分枝杆菌、李斯特菌,以及支原体等也敏感。对鲍曼不动杆菌、嗜麦芽窄食单胞菌体外具抗菌活性。但铜绿假单胞菌和变形杆菌属对其耐药。目前 FDA 仅批准用于治疗以上敏感菌所致的各类复杂性成人腹内感染、复杂皮肤和软组织感染,以及社区获得性肺炎。但国内也用于某些特定细菌,尤其是多重耐药菌所致重症感染的治疗。为减少耐药细菌的出现,专家建议将其作为最后选择,并避免单用。
8.氯霉素类
包括氯霉素、甲砜霉素,可作用于细菌核糖体 50S 亚基,抑制蛋白质合成。具广谱抗微生物作用,包括 G+、G- 菌、厌氧菌、立克次体属、螺旋体和衣原体属等。因病原菌对其耐药性高及骨髓抑制等严重不良反应,氯霉素的应用普遍减少。但其易透过血-脑、血-眼屏障,并对伤寒沙门菌、立克次体等细胞内病原体有效,仍有一定应用指征。如治疗氨苄西林耐药流感嗜血杆菌、脑膜炎奈瑟菌及肺炎链球菌所致的脑膜炎;与青霉素合用于耳源性脑脓肿等。用药期间应定期监测周围血象,并避免长疗程用药。甲砜霉素对流感嗜血杆菌、肺炎链球菌和脑膜炎奈瑟菌有杀菌作用;对其他细菌仅有抑菌作用。而铜绿假单胞菌、不动杆菌属、肠杆菌属、粘质沙雷菌、吲哚阳性变形杆菌属、MRSA 和肠球菌属对其耐药。其副作用较氯霉素稍低,也可用于敏感菌所致的呼吸道、尿路、肠道等感染。
9.利福霉素类
包括利福平、利福霉素 SV、利福喷汀及利福布汀等。抗菌谱广,对分枝杆菌属、G+ 菌、G- 和不典型病原体有效。适应证:① 利福平是结核病、非结核分枝杆菌感染、麻风等联合化疗的主要药物。利福喷汀可替代利福平作为联合用药之一。利福布汀可用于合并 HIV 患者抗分枝杆菌感染的防治。② 利福平也可用作脑膜炎奈瑟菌咽部慢性带菌者或流脑密切接触者的预防用药;但不宜用于流脑的治疗,因细菌可能迅速耐药。③ 在个别情况下,对 MRSA、甲氧西林耐药凝固酶阴性葡萄球菌(MRCNS)所致严重感染,可采用万古霉素联合利福平治疗。
10.糖肽类
包括万古霉素、去甲万古霉素、替考拉宁等。可抑制细菌细胞壁合成,对胞质 RNA 也有作用,不易产生耐药。适用于:① 耐药 G+菌所致的严重感染,包括 MRSA 或 MRCNS、氨苄西林耐药肠球菌属及青霉素耐药肺炎链球菌所致感染;也可用于对青霉素类过敏患者的严重 G+菌感染。② 治疗粒细胞缺乏症并高度怀疑 G+菌感染的患者。③ 万古霉素尚可用于脑膜炎败血黄杆菌感染。④ 口服万古霉素或去甲万古霉素,可用于重症或经甲硝唑治疗无效的艰难梭菌肠炎。⑤ 万古霉素或去甲万古霉素通常不用于手术前预防用药。但在 MRSA 感染发生率高的医疗单位及/或一旦发生感染后果严重的情况下,如某些脑部手术、心脏手术、全关节置换术,也有主张采用其单剂预防用药。⑥ 替考拉宁不用于中枢神经系统感染的治疗。⑦ 用药期间应注意监测尿常规、肾功能及听力改变。疗程一般不超过 14 天。
11.多黏菌素类
常用者为多粘菌素 B 和 E。对需氧 G- 杆菌包括铜绿假单胞菌作用强,肾毒性较明显,主要供局部应用;但近年又重新成为多重耐药 G- 菌感染治疗的备选药物。其全身应用的适应证为:① 其他药物治疗无效的多重耐药铜绿假单胞菌所致严重感染;以及广泛耐药 G- 菌所致各种感染。② 局部用于创面感染或雾化吸入治疗呼吸道感染。③ 口服用作结肠手术前准备,或中性粒细胞缺乏患者清除肠道细菌,降低细菌感染发生率。④ 应严格掌握使用指征,一般不作为首选用药。
12.环脂肽类
主要为达托霉素。通过与细菌细胞膜结合、引起细胞膜电位快速去极化而杀菌。对葡萄球菌属(包括 MRSA),肠球菌属(包括万古霉素耐药菌株),链球菌属(包括青霉素耐药菌株),JK 棒状杆菌、艰难梭菌和痤疮丙酸杆菌等 G+ 菌具有良好抗菌活性。对 G- 无效。适用于复杂性皮肤及软组织感染、金葡菌所致血流感染 (包括感染性心内膜炎)。因可被肺泡表面活性物质灭活,故不用于治疗肺炎。
13.噁唑烷酮类
主要为利奈唑胺,可抑制细菌蛋白质合成。对金葡菌(包括 MRSA)、凝固酶阴性葡萄球菌(包括 MRCNS)、肠球菌属(包括 VRE)、各类链球菌(包括青霉素耐药株)均有良好抗菌作用。对卡他莫拉菌、流感嗜血杆菌、淋病奈瑟菌、艰难梭菌有抗菌作用。对支原体属、衣原体属、结核分枝杆菌、鸟分枝杆菌、巴斯德菌属和脑膜炎败血黄杆菌亦有一定抑制作用。肠杆菌科细菌、假单胞菌属和不动杆菌属等非发酵菌对其耐药。临床主要用于 MRSA 属、肠球菌属等多重耐药 G+ 菌感染。如万古霉素耐药屎肠球菌感染、MRSA 或青霉素不敏感肺炎链球菌引起的医院获得性肺炎、复杂皮肤及软组织感染。
14.磷霉素类
抗菌谱广,可影响细胞壁早期合成。与 β-内酰胺类、氨基糖苷类合用有协同抗菌作用。口服剂包括磷霉素氨丁三醇和磷霉素钙,分别用于防治尿路及肠道感染。注射剂可用于治疗金葡菌、凝固酶阴性葡萄球菌(包括 MRCNS 株)和链球菌属、流感嗜血杆菌、肠杆菌科细菌和铜绿假单胞菌所致呼吸道、尿路、皮肤及软组织感染等。治疗严重感染时需加大剂量并与其他抗菌药联用,如治疗 MRSA 重症感染时,需与糖肽类抗菌药联合。
15.磺胺类
属广谱抗菌药,对 G+ 菌和 G- 均具抗菌作用,但细菌对其耐药现象普遍。主要适应证为:① 磺胺多辛、复方磺胺甲噁唑、复方磺胺嘧啶等口服易吸收,可用于敏感菌所致的尿路感染、伤寒和其它沙门菌属感染、肺孢子菌肺炎、小肠结肠炎、耶尔森菌、嗜麦芽窄食单胞菌感染;以及部分 MRSA 感染及星形奴卡菌病等的防治。② 磺胺多辛与乙胺嘧啶等抗疟药联合,可用于氯喹耐药虫株所致疟疾的防治。③ 柳氮磺吡啶口服不易吸收,主要用于治疗溃疡性结肠炎。④ 磺胺嘧啶银主要用于预防或治疗烧伤继发创面细菌感染。醋酸磺胺米隆适用于烧伤或大面积创伤后的铜绿假单胞菌感染。
16.硝基咪唑类
包括甲硝唑、替硝唑和奥硝唑等。其适应证包括:① 各种厌氧菌感染,如腹腔、盆腔感染、肺脓肿、脑脓肿等,治疗混合感染时,需与抗需氧菌药物联用。② 口服治疗艰难梭菌所致的假膜性肠炎、幽门螺杆菌所致胃窦炎、牙周感染及加德纳菌阴道炎等。但幽门螺杆菌对甲硝唑的耐药率上升,且有地区差异。③ 肠道及肠外阿米巴病、阴道滴虫病、贾第虫病、结肠小袋纤毛虫等寄生虫病的治疗。④ 与其他抗菌药物联合,可作为某些盆腔、肠道及腹腔手术的预防用药。⑤ 用药期间饮酒及含酒精饮料,可产生戒酒硫样反应。
17.呋喃类
包括呋喃妥因、呋喃唑酮和呋喃西林,其临床应用已逐渐减少,且不宜长期应用。呋喃妥因可用于治疗急性单纯性膀胱炎或预防尿路感染。呋喃唑酮主要用于治疗肠道感染。呋喃西林仅局部用于治疗创面、烧伤、皮肤等感染;也可用于膀胱冲洗。
附表:抗真菌药物的分类及特点