第十章-新農(nóng)藥研究與開發(fā)

第七講新農(nóng)藥研究與開發(fā)第七講主要內(nèi)容一、化學(xué)合成與工藝研究二、生物篩選與作用機(jī)理三、農(nóng)藥安全評(píng)價(jià)四、農(nóng)藥管理與農(nóng)藥登記一、化學(xué)合成與工藝研究1、先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化先導(dǎo)化合物：是指通過生物測(cè)定，從眾多的候選化合物中發(fā)現(xiàn)和選定的具有某種農(nóng)藥活性的新化合物。一般具有新穎的化學(xué)結(jié)構(gòu)，并有衍生化和改變結(jié)構(gòu)的發(fā)展?jié)摿?，?jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，開發(fā)出受專利保護(hù)的新農(nóng)藥品種。（1）發(fā)現(xiàn)途徑

經(jīng)驗(yàn)篩選

直接針對(duì)有害生物，活體篩選供試化合物的可能活性。發(fā)展趨勢(shì)：具有新穎化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物，特別是：A.在分子中引入F、Si、Sn等原子和基團(tuán)。B.新型雜環(huán)化合物，結(jié)構(gòu)多種多樣，潛力很大。優(yōu)點(diǎn)：思路廣，發(fā)現(xiàn)新穎結(jié)構(gòu)及新型生物活性的機(jī)會(huì)較多。缺點(diǎn)：工作量大，相對(duì)成功率很低，越來越困難。

類推合成即對(duì)已經(jīng)開發(fā)的活性先導(dǎo)化合物進(jìn)行衍生合成，開發(fā)新的農(nóng)藥品種或發(fā)現(xiàn)新的二次先導(dǎo)化合物，合成“模仿分子”（me-toomolecules）?；酋ｋ孱惓輨┤蝾悮⒕鷦┯袡C(jī)磷類殺蟲劑擬除蟲菊酯類殺蟲劑③天然產(chǎn)物模型即從天然存在的化學(xué)品中獲得具有生物活性的先導(dǎo)化合物。沙蠶毒素：殺螟丹、殺蟲雙、殺蟲丹、殺蟲磺、殺蟲環(huán)等。擬除蟲菊酯類毒扁豆堿：氨基甲酸酯類嘧菌酯溴蟲腈④生物合理設(shè)計(jì)以靶標(biāo)生物體生命過程中某個(gè)關(guān)鍵的生理生化作用機(jī)制作為研究模型，設(shè)計(jì)合成干擾作用機(jī)制的化合物，從中篩選先導(dǎo)化合物，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化開發(fā).以殺蟲劑為例：第一步：研究目標(biāo)昆蟲的某一生化途徑；第二步：研究如何干擾上述的那個(gè)環(huán)節(jié)，即研究干擾的機(jī)制；第三步：根據(jù)研究清楚的靶標(biāo)，人為地設(shè)計(jì)這種酶的抑制劑，合成篩選出的殺蟲劑就是生物合理設(shè)計(jì)的殺蟲劑。(2)小試研究和中試研究小試中的化學(xué)合成及工藝研究?jī)?nèi)容：⑴選擇合成路線。⑵合成條件優(yōu)化。⑶測(cè)定和合成反應(yīng)有關(guān)的理化數(shù)據(jù)，為設(shè)備選型及進(jìn)一步的工業(yè)性試驗(yàn)提供依據(jù)。⑷制定原料、中間體、產(chǎn)品的分析方法。⑸進(jìn)行物料能量衡算，初步評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)效益。⑹提供適量合格產(chǎn)品進(jìn)行田間藥效試驗(yàn)評(píng)價(jià)和安全性評(píng)價(jià)。中試研究?jī)?nèi)容⑴驗(yàn)證小試結(jié)果。⑵根據(jù)工程放大需要，建立一定規(guī)模的中間試驗(yàn)裝置，考驗(yàn)工藝流程的合理性和操作條件的可靠性，測(cè)定物料平衡、熱量平衡及制定過程控制方案。⑶主要設(shè)備材質(zhì)選擇和設(shè)備選型。⑷較長(zhǎng)周期穩(wěn)定和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。⑸三廢治理方案。⑹原材料、中間體及產(chǎn)品的分析方法和建立產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。⑺產(chǎn)品應(yīng)用研究。⑻中試技術(shù)及中間評(píng)價(jià)。⑼基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與最終評(píng)價(jià)。二、生物篩選與作用機(jī)理1、生物篩選的意義2、篩選生物材料3、篩選方法4、作用方式和作用機(jī)理研究1、生物篩選的意義（1）生物篩選biologicalscreening概念：采取一定的可重復(fù)的方法和步驟，用一定劑量的候選化合物處理供試生物材料，根據(jù)供試生物材料的反應(yīng)并經(jīng)過特定的統(tǒng)計(jì)分析后，選出有效化合物供進(jìn)一步商品化開發(fā)，或作為先導(dǎo)化合物進(jìn)一步研究。（2）生物篩選意義①篩選發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物，必須依賴生物篩選提供的各化合物的生物活性信息；②先導(dǎo)優(yōu)化及分子設(shè)計(jì)，特別是構(gòu)效關(guān)系（QSAR）研究必須依賴生物篩選提供定量活性資料；③評(píng)價(jià)是否有商品化開發(fā)價(jià)值必須依賴生物篩選結(jié)果；④可提供毒理學(xué)數(shù)據(jù)。2、供篩選的生物材料(1)生物篩選模式定向篩選：有預(yù)定目標(biāo)，針對(duì)特定有害生物進(jìn)行篩選。廣泛篩選：又稱普篩，沒有限定和預(yù)期目標(biāo)的篩選。(2)選擇原則：①室內(nèi)飼養(yǎng)繁殖技術(shù)簡(jiǎn)便快速，保證全年大量供應(yīng)，不受季節(jié)性限制。②廣泛發(fā)生，為害主要，經(jīng)濟(jì)意義重要，分類代表性。3、篩選方法（1）初篩：A.殺蟲活性初篩方法a.飼料混毒法;b.葉片浸藥飼蟲法;c.點(diǎn)滴法；d.藥液浸蟲法B.殺菌活性初篩方法a.抑制菌絲生長(zhǎng)速率法，b.抑制孢子萌發(fā)法，c、抑菌圈法C.除草劑活性初篩a、水瓊脂培養(yǎng)基法，b、小麥去胚乳法(2)復(fù)篩一般5個(gè)濃度，求LD50、LC50或ED50、EC50和常用商品農(nóng)藥對(duì)照，評(píng)價(jià)是否可進(jìn)入田間小區(qū)試驗(yàn)(3)田間小區(qū)藥效試驗(yàn)影響藥效的因素：①藥劑；②生物；③環(huán)境條件。4、作用方式和作用機(jī)理研究（1）了解主要作用方式的意義：選用正確的生物篩選方法商品農(nóng)藥施藥技術(shù)效果評(píng)價(jià)等。（2）關(guān)于作用機(jī)理開發(fā)工作的后期。三、農(nóng)藥安全評(píng)價(jià)1、農(nóng)藥衛(wèi)生毒理安全評(píng)價(jià)第一階段：急性毒性試驗(yàn)急性經(jīng)口毒性LD50試驗(yàn)：急性經(jīng)皮毒性LD50試驗(yàn)；急性吸入毒性試驗(yàn)（適用于揮發(fā)性液體或可升華固體化合物）；眼刺激試驗(yàn)；皮膚刺激試驗(yàn)及皮膚致敏試驗(yàn)。三、農(nóng)藥安全評(píng)價(jià)1、農(nóng)藥衛(wèi)生毒理安全評(píng)價(jià)第二階段：亞急性毒性試驗(yàn)蓄積毒性試驗(yàn);原核細(xì)胞基因突變?cè)囼?yàn)及Ames（鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變）試驗(yàn)；體細(xì)胞、骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)或骨髓細(xì)胞染色體畸變分析任選一項(xiàng)。生殖細(xì)胞：睪丸細(xì)胞染色體畸變分析或顯性致死試驗(yàn)任選一項(xiàng)。亞急性毒性試驗(yàn)對(duì)動(dòng)物的染毒時(shí)間一般為14~28d。第三階段：亞慢性毒性試驗(yàn)。包括90d的經(jīng)口實(shí)驗(yàn)；21天經(jīng)皮試驗(yàn)；21d或28d吸入試驗(yàn)；遲發(fā)性神經(jīng)毒性試驗(yàn)；兩代繁殖試驗(yàn)；致畸試驗(yàn)和代謝試驗(yàn)。第四階段：慢性毒性試驗(yàn)。大鼠2年喂養(yǎng)試驗(yàn)，或小鼠1.5年喂養(yǎng)試驗(yàn)。2、農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)（1）環(huán)境行為供試化合物在環(huán)境中發(fā)生的各種物理和