體內(nèi)**分析的研究熱點(diǎn)
1.對(duì)映體**在體內(nèi)的立體選擇性
對(duì)映體**在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄都存在著立體選擇性。對(duì)映體**吸收過(guò)程的立體選擇性表現(xiàn)在其主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程對(duì)一個(gè)對(duì)映體有利而對(duì)另一個(gè)不利,或者說(shuō)兩個(gè)對(duì)映體的吸收特性存在顯著差異。例如,抗腫瘤**甲氨蝶呤在小腸的吸收是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,對(duì)L-甲氨蝶呤有利,而D-甲氨蝶呤則是通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散吸收的。
對(duì)映體**在體內(nèi)的分布取決于**的兩個(gè)性質(zhì),即**的分配系數(shù)和**與血漿蛋白的結(jié)合。分配系數(shù)不存在立體選擇性,而對(duì)映體**與血漿蛋白的結(jié)合則存在立體選擇性。例如,****的對(duì)映體在血中游離**濃度的比率(S-對(duì)映體∶R-對(duì)映體)為26.5∶36.6,說(shuō)明S-對(duì)映體與血漿蛋白的結(jié)合率高于其R-對(duì)映體。
對(duì)映體**在代謝過(guò)程中的立體選擇性是**立體選擇性表現(xiàn)*為充分的階段。**代謝的兩種類型(Ⅰ相代謝和Ⅱ相代謝)都具有區(qū)分對(duì)映體的能力。**代謝的結(jié)合反應(yīng)(Ⅱ相代謝)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可分為手性和非手性兩種,其中手性結(jié)合物尤為重要。例如,沙丁胺醇通過(guò)與磺酸結(jié)合而代謝,有藥理活性的(-)
- 沙丁胺醇與無(wú)藥理活性的(+)- 沙丁胺醇在體內(nèi)的**率相差11倍之多。
對(duì)映體**在排泄過(guò)程中的立體選擇性主要指腎**的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。例如,老年病人中酮洛芬葡萄糖醛酸結(jié)合物的排泄,其R-異構(gòu)體要優(yōu)于S-異構(gòu)體。
除此之外,某些對(duì)映體**在體內(nèi)生理?xiàng)l件下還可能發(fā)生構(gòu)型反轉(zhuǎn)。例如,(R)-反應(yīng)停在人體內(nèi)有一部分會(huì)發(fā)生構(gòu)型反轉(zhuǎn),產(chǎn)生(S)-反應(yīng)停;布洛芬在人體輔酶A的作用下,低活性的(R)-布洛芬能轉(zhuǎn)變?yōu)楦呋钚缘模⊿)-布洛芬。以上這些特性從不同程度增加了體內(nèi)對(duì)映體**研究的復(fù)雜性。
2.對(duì)映體**的測(cè)定方法
對(duì)映體**除了偏振光的偏振方向不同外,其它理化性質(zhì)完全相同。因此,在對(duì)映體**的研究中,*難的是手性**的拆分。手性**拆分的方法主要有結(jié)晶法、酶法和色譜法。用色譜法拆分對(duì)映體的方法有薄層色譜法,氣相色譜法、高效液相色譜法以及高效毛細(xì)管電泳(HPCE)等,其中以HPLC法技術(shù)*為成熟,所得產(chǎn)品純度*高。目前,該法已廣泛用于手性**的小規(guī)模制備及純度分析研究。HPLC法分離手性**對(duì)映體通??煞譃殚g接拆分和直接拆分兩種形式。間接拆分是先將對(duì)映體與具有高光學(xué)純度的手性衍生化試劑(Chiral
Derivatization Reagent ,
CDR)反應(yīng),待生成非對(duì)映異構(gòu)體(Diastereomer)之后再用常規(guī)的HPLC法進(jìn)行分離測(cè)定。直接拆分一般多采用手性固定相(ChiralStationary Phase
,CSP)法。手性固定相法的優(yōu)點(diǎn)是立體選擇性好、定量分析的可靠性較高,方法簡(jiǎn)便,能廣泛用于各類對(duì)映體**,如美多心胺、普萘洛爾、托卡因等。此外,對(duì)映體選擇放免測(cè)定法也可用于對(duì)映體**濃度的測(cè)定,它采用化學(xué)立體選擇性的抗血清和高度光學(xué)純的放射性配體組成試劑盒。目前已有氚標(biāo)記的戊***、華法林及異戊***的藥盒應(yīng)用。值得一提的是,隨著高效毛細(xì)管電泳(HPCE)技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用毛細(xì)管電泳法分離對(duì)映體**已越來(lái)越受到大家的關(guān)注,目前不斷有用該法測(cè)定對(duì)映體血藥濃度的研究報(bào)道。
3.手性**的研發(fā)
長(zhǎng)期以來(lái),除一些**、***等天然**以外,多數(shù)手性合成**是以消旋體供藥。隨著分離與不對(duì)稱合成技術(shù)的發(fā)展,特別是對(duì)映體**的代謝過(guò)程、藥理活性研究的不斷深入,以單一異構(gòu)體**供藥的問(wèn)題已引起各方面的高度重視。在美國(guó)FDA1992年發(fā)布的手性**臨床研究指導(dǎo)原則中規(guī)定,在美國(guó)上市的所有消旋體類新藥,申報(bào)者必須提供**中所含對(duì)映體的各自的藥理作用、毒副反應(yīng)和臨床效果的報(bào)告,對(duì)已批準(zhǔn)的消旋體**的單一異構(gòu)體可考慮認(rèn)定為新的化學(xué)實(shí)體。當(dāng)今,手性**的研究與開(kāi)發(fā),已成為全球新藥研究的熱點(diǎn)。據(jù)Technology
Catalysts
International機(jī)構(gòu)1998年的調(diào)查,正在研發(fā)的1200種新藥中,有820種是手性的,其中612種以單一異構(gòu)體**開(kāi)發(fā),占世界開(kāi)發(fā)**總數(shù)的51%。據(jù)專家預(yù)測(cè),到2005年全球上市的化學(xué)合成新藥中,單一異構(gòu)體的**將達(dá)60%。這些數(shù)據(jù)表明,將來(lái)體內(nèi)**分析的重點(diǎn)研究對(duì)象,必然會(huì)側(cè)重于對(duì)映體**的測(cè)定,這將使手性**血藥濃度監(jiān)測(cè)面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
四、方劑體內(nèi)**分析(中藥成分代謝分析)
中藥是中國(guó)醫(yī)藥學(xué)寶庫(kù)中的一顆明珠,為中華民族的健康與繁衍做出了巨大貢獻(xiàn)。在改革開(kāi)放的今天,要使中藥走向世界,就必須實(shí)現(xiàn)中藥的現(xiàn)代化。中藥現(xiàn)代化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,涉及到諸多因素,其中*關(guān)鍵的是要實(shí)現(xiàn)中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化。中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究的核心內(nèi)容是中**劑藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么?能否定性與定量。為了保證中藥的**性與有效性,還必須弄清楚方劑進(jìn)入體內(nèi)后,其化學(xué)成分的質(zhì)與量是否發(fā)生變化,其變化規(guī)律是什么?如果不清楚這種變化規(guī)律,不清楚是體內(nèi)何種成分在發(fā)揮藥效或產(chǎn)生毒性,就不可能制訂出準(zhǔn)確的、科學(xué)的中藥制劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),從而也就難以開(kāi)展方劑****測(cè)監(jiān)工作,*終就無(wú)法評(píng)價(jià)中藥在體內(nèi)的**性與有效性。
體內(nèi)中藥分析是實(shí)現(xiàn)中藥現(xiàn)代化的一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的研究工作。其原因有二:一是中藥制劑中物質(zhì)成分眾多,且成分之間是否會(huì)相互作用生成新的物質(zhì),使人不知如何著手研究;二是制劑中的有些成分進(jìn)入體內(nèi)后,在體內(nèi)生態(tài)環(huán)境條件下又會(huì)發(fā)生代謝反應(yīng)(如肝臟細(xì)胞色素**代謝酶P450)、生物轉(zhuǎn)化(如腸內(nèi)菌生物轉(zhuǎn)化),產(chǎn)生新的代謝物,使物質(zhì)的數(shù)量變多、濃度變小。而且這些代謝物又可能與內(nèi)源性物質(zhì)結(jié)合,從而更增加了其研究的難度。如果要將體內(nèi)眾多的**、代謝物及可能產(chǎn)生的新物質(zhì)弄清楚,首先必須使其分離開(kāi),然后才能進(jìn)行定性與定量。這就必須借助的體內(nèi)**分析方法,特別是要具有高選擇性與高靈敏度的現(xiàn)代化分析儀器設(shè)備才能解決。
近十年來(lái),中藥體內(nèi)**分析的研究工作已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外藥學(xué)界專家的廣泛關(guān)注,并且認(rèn)為,對(duì)中藥制劑在體內(nèi)化學(xué)成分進(jìn)行定性與定量分析將是“生物**分析領(lǐng)域里的一場(chǎng)**”。下面是中藥體內(nèi)**分析工作的*新研究動(dòng)態(tài):
1. 中藥胃腸動(dòng)力學(xué)研究
中藥胃腸動(dòng)力學(xué)是對(duì)中藥制劑中的活性成分在胃腸道內(nèi)的化學(xué)成分變化和生物利用度的研究。當(dāng)口服中藥制劑進(jìn)入胃腸道后,受到胃腸道生理環(huán)境以及腸內(nèi)菌叢或酶的作用,化學(xué)成分發(fā)生變化而影響制劑的生物利用度、療效和**性。所以中藥胃腸藥動(dòng)學(xué)研究的中心問(wèn)題是有效成分在胃腸內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化及與藥效的關(guān)系。中藥胃腸動(dòng)力學(xué)研究由于其腸內(nèi)代謝可以模擬腸內(nèi)**環(huán)境而建立體外模型,因而可進(jìn)行大規(guī)模的中藥化學(xué)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化或代謝研究,這特別有利于研究代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),進(jìn)而尋找到新的有效成分。當(dāng)今,中藥胃腸動(dòng)力學(xué)研究已成為藥代動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要內(nèi)容。
2. 中藥血清化學(xué)研究
中藥血清化學(xué)研究就是將口服給藥一定時(shí)間后的動(dòng)物血清分離出來(lái),再將血清中的化學(xué)成分進(jìn)一步提取分離鑒定,然后進(jìn)行藥效篩選。即用含藥血清來(lái)做生物學(xué)效應(yīng)試驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)方法所得結(jié)果相對(duì)比較可靠,這是因?yàn)閺?fù)方中藥的化學(xué)成分眾多,口服的**并不是每一種化學(xué)成分都能被吸收而直接進(jìn)入血液(因?yàn)橛幸徊糠挚赡懿槐晃斩S糞便排出體外)。而只有進(jìn)入血液的化學(xué)成分,才有可能發(fā)揮藥效作用。這種用含藥血清來(lái)做生物學(xué)效應(yīng)試驗(yàn)的方法,能在一定程度上使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,從而提高中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究的命中率。因此,進(jìn)行中藥血清化學(xué)的研究不僅對(duì)中藥成分的生物轉(zhuǎn)化或代謝研究,而且對(duì)中藥藥理的研究都具有十分重要的意義。同時(shí),開(kāi)展中藥血清化學(xué)的研究也是研究與開(kāi)發(fā)****的一條可靠途徑。
五、不經(jīng)預(yù)處理的直接進(jìn)樣測(cè)定技術(shù)研究
體內(nèi)**分析面臨的*復(fù)雜、*難處理的問(wèn)題是樣品的制備(即樣品的預(yù)處理)。繁雜的預(yù)處理不僅使分析成本增加、分析時(shí)間延長(zhǎng),而且使測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度受到影響。采用HPLC法雖只需對(duì)樣品作簡(jiǎn)單的去蛋白處理便可進(jìn)樣分析,但很難將蛋白完全除去,從而影響柱子的使用壽命。用**法測(cè)定通??刹恍桀A(yù)處理,但因**儀器和試劑盒價(jià)格較高,限制了其廣泛使用。因此,尋找不經(jīng)預(yù)處理而直接分析樣品的新方法、新技術(shù)已成為體內(nèi)**分析研究的又一熱點(diǎn)。
目前不經(jīng)預(yù)處理而采用直接進(jìn)樣分析的方法和技術(shù)有:膠束色譜法(MicellarChromatography,
MC)、HPLC柱切換(ColumnSwitching)技術(shù)和直接進(jìn)樣分析專用色譜柱(固定相)等。其中以直接進(jìn)樣分析專用固定相的研究較熱,國(guó)外現(xiàn)雖有商品柱問(wèn)世,但其固定相填料的種類和性能尚在不斷改進(jìn)與完善之中。
六、微透析技術(shù)的研究
微透析(Microdialysis)技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種膜分離技術(shù),它是基于膜內(nèi)外兩側(cè)物質(zhì)存在的濃度差導(dǎo)致小分子物質(zhì)在膜兩側(cè)的流動(dòng),通過(guò)測(cè)定流出液(或透析液)中待測(cè)**濃度來(lái)研究生物體中待測(cè)物水平及其動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。該技術(shù)特別適合在活著的生物體內(nèi)進(jìn)行連續(xù)取樣并可實(shí)現(xiàn)體內(nèi)**的在線分析。
微透析系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是微透析探針,它是由膜、導(dǎo)管及套管等部分組成,探針的長(zhǎng)度一般為0.5~10mm,膜材料多為纖維素膜、聚丙烯腈膜和碳酸酯膜。這些膜并不具有化學(xué)選擇性,小分子進(jìn)出膜完全由膜孔的大小所決定。微透析取樣時(shí),是將微透析探針植入透析部位(如腦、體液、組織等),小分子物質(zhì)在濃度梯度的作用下,穿過(guò)透析膜,進(jìn)入透析液,而透析液不斷被移走從而保持了濃度梯度。
微透析技術(shù)的主要特點(diǎn)是創(chuàng)傷輕微,不破壞機(jī)體完整性,不易引起組織感染及組織部位容積變化,能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)取樣,樣品相對(duì)純凈可不經(jīng)預(yù)處理(因不含蛋白質(zhì)、酶等大分子物質(zhì)),可實(shí)現(xiàn)在線進(jìn)樣分析,其測(cè)定結(jié)果可真實(shí)代表取樣位點(diǎn)目標(biāo)化合物的濃度,并可獲得有關(guān)**代謝中間過(guò)程的信息。
目前,微透析技術(shù)在用色譜分析,特別是用高效毛細(xì)管電泳分析生物樣品時(shí)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。例如,國(guó)外就有人利用微透析-HPLC對(duì)晚期帕金森病患者血漿中**多巴及其代謝物的濃度進(jìn)行了檢測(cè);國(guó)內(nèi)有人利用微透析探針和自組裝的毛細(xì)管電泳-增強(qiáng)型電荷偶合器件-激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)鼠腦透析液中的痕量氨基酸進(jìn)行了檢測(cè)。
*近大量文獻(xiàn)報(bào)道了將微透析探針埋入其它各種不同組織的應(yīng)用示例??赏瑫r(shí)利用多個(gè)微透析探針在不同器官及同一器官的不同部位取樣,研究**的組織分布,該法與傳統(tǒng)方法相比,可以減少研究所需要的動(dòng)物數(shù)量。微透析技術(shù)除用于動(dòng)物模型研究外,在人體的研究特別是臨床應(yīng)用方面正以較快速度發(fā)展。利用組織微透析直接測(cè)定靶組織中**濃度為給**案?jìng)€(gè)體化提供了一種更有價(jià)值的方法。微透析技術(shù)對(duì)于闡明化療晚期**向靶組織和產(chǎn)生毒性組織的釋藥動(dòng)力學(xué)也是一種極有用的方法。但微透析探針校正和對(duì)微透析取樣獲得的少量樣品的分析方法要**仍需要繼續(xù)研究的問(wèn)題。隨著這些問(wèn)題的解決,微透析技術(shù)在體內(nèi)**分析中的應(yīng)用將會(huì)有更快的發(fā)展。
七、在體**監(jiān)測(cè)新技術(shù)的研究
體內(nèi)**分析, 通常是采用離體(In Vitro)分析的方法, 即從生物機(jī)體中采集樣品,
經(jīng)適當(dāng)預(yù)處理后,然后對(duì)生物樣品進(jìn)行分析。該法的主要缺點(diǎn)是操作麻煩,
準(zhǔn)確度差,且無(wú)法實(shí)時(shí)測(cè)定體內(nèi)**濃度的變化。因此,尋找能準(zhǔn)確進(jìn)行在體(InVivo)**濃度監(jiān)測(cè)的新方法、新技術(shù)就成了體內(nèi)**分析方法的研究熱點(diǎn)。
目前,能應(yīng)用于在體監(jiān)測(cè)體內(nèi)**濃度的新方法和新技術(shù)多是生物傳感器類,其主要類型有:電化學(xué)傳感器,光學(xué)傳感器及熱質(zhì)傳感器等。
1.電化學(xué)傳感器
電化學(xué)傳感器的檢測(cè)原理是依據(jù)被修飾的電極表面反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移,從而在電極兩側(cè)產(chǎn)生電位差、電流或溶液導(dǎo)電性質(zhì)的變化,該變化能指示待測(cè)物的濃度。作為電化學(xué)傳感器的電極主要是離子選擇性電極和膜電極。目前能用于體內(nèi)**監(jiān)測(cè)的電極大多為針形傳感器,它具有體積小,易于定位,在體檢測(cè)時(shí)無(wú)損傷或損傷極小等特點(diǎn)。該傳感器突破了傳統(tǒng)的只能在血液、尿液、唾液、眼淚中取樣的局限,可測(cè)定更多的部位,如肌肉、皮膚及臟器組織中的藥濃,并且基本上不破壞生物內(nèi)環(huán)境,能在線連續(xù)檢測(cè)體內(nèi)藥濃的動(dòng)態(tài)變化。例如國(guó)內(nèi)有人研制了一種以不銹鋼材料為基體,將乳酸氧化酶、過(guò)氧化氫酶交聯(lián)于高分子材料上,用特定的膜加以保護(hù)的針形生物傳感器。該針形生物傳感器能直接插入肌肉組織中在體測(cè)定乳酸含量的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。有人還研制出了用針灸針作為基礎(chǔ)電極的生物傳感器,該傳感器具有在體監(jiān)測(cè)與**的雙重作用。
2.光學(xué)生物傳感器
近幾年來(lái)光學(xué)生物傳感器在體內(nèi)**分析中的應(yīng)用得到了飛速發(fā)展,它一改單純的電化學(xué)測(cè)量技術(shù)僅能獲得電極/溶液界面結(jié)構(gòu)和反應(yīng)歷程的間接信息之外,還能對(duì)其結(jié)構(gòu)和過(guò)程進(jìn)行光譜現(xiàn)場(chǎng)分析,從而為在分子水平研究這些問(wèn)題提供直接依據(jù)。該類生物傳感具有響應(yīng)信號(hào)豐富、檢測(cè)對(duì)象廣、選擇性高、反應(yīng)快等特點(diǎn)。目前,其發(fā)展趨勢(shì)正朝著多參數(shù)、多功能及智能化的方向發(fā)展。這是由于生物體系的真實(shí)情況復(fù)雜多變,只有通過(guò)多參量的綜合分析才能較準(zhǔn)確的反映體內(nèi)**的真實(shí)情況。目前該類傳感器有紅外傳感器、激光誘導(dǎo)的熒光傳感器以及熒光多元淬滅傳感器等。
紅外吸收光譜是一種復(fù)雜且特異性又很強(qiáng)的分子吸收光譜。除個(gè)別化合物外,每個(gè)化合物都有其特征的紅外光譜,因此紅外光譜成為定性和定量分析的有效手段。特別是由于高靈敏度、高通量的傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)和高效能的中紅外光纖材料的出現(xiàn),為探針形式的紅外傳感器的設(shè)計(jì)與制作提供了基礎(chǔ)。國(guó)外有人利用傅立葉變換紅外光譜-衰減全反射(FT-IR-ATR)原理,開(kāi)發(fā)出了紅外探針,并用該探針以非入侵的形式在體測(cè)量了血液和組織中的葡萄糖濃度。
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