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药物分析研究进展

2020-06-28 09:21 出处:未知 人气: 评论(0
  [摘要]通过检索我国学者2011年在国内外期刊上发表的文献,综述我国在药物分析研究领域取得的进展,重点介绍杂质分析、中药分析、体内药物分析、手性药物分析、生化药物分析等研究领域的主要研究成果与进展。
 
  [关键词]药物分析;杂质;中药;体内药物分析;手性药物分析;生化药物分析
 
  本文检索和整理2011年我国学者在国内外学术期刊上发表的药物分析领域的学术论文,重点对杂质分析、中药分析、体内药物分析、手性药物分析、生化药物分析等研究领域的主要研究成果和进展进行综述。
 
  1杂质分析
 
  1.1有机杂质
 
  有机杂质的检测方法包括化学法、光谱法、色谱法等,因药物结构及降解产物的不同而采用不同的检测方法。按照QbD(quality by design)的指导思想建立有效的分析方法并保证方法的耐用性是杂质谱分析的关键。
 
  1.1.1化学合成类药物中有机杂质的研究Liu等[1]采用高效液相色谱法制备分离新型磺酰脲类化合物G004原料药中的杂质,并采用核磁共振和质谱对其进行结构确证。王鹏远等[2]采用液相色谱-电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱(HPLC-ESI-FTICRMS/MSn)技术对吗替麦考酚酯原料药进行分析,获得主成分及有关物质的高分辨质谱数据和多级质谱数据,并对有关物质结构进行推断。
 
  1.1.2抗生素类药物中有机杂质的研究抗生素多为半发酵、半合成产品,所含杂质的种类与含量比普通化学合成药物复杂。氨基糖苷类抗生素没有特征紫外吸收,国外倾向采用电化学检测器分析杂质,而国内的大量研究采用HPLC-ELSD(蒸发光散射检测器)检测,亦能满足检测要求。但ELSD的稳定性和重现性不足,Wang等[3]采用HPLC-ESI-MSn和NMR,对国产一类新药硫酸依替米星中10种相关物质进行分离与结构确证,并探讨了杂质形成的机制。对微量毒性杂质的控制是杂质控制的热点,如对引发β-内酰胺抗生素过敏反应的聚合物类杂质的控制。2010版《中国药典》使用Sephadex G-10凝胶对多种β-内酰胺抗生素中的高分子杂质进行分析,但在实践中其柱效低、分离效果差,利用高效凝胶色谱法可克服Sephadex G-10凝胶色谱系统的部分不足,朱美容等[4]建立了TSK G2500PW凝胶色谱法测定头孢地尼中高分子杂质的含量。李萍等[5]利用加速降解实验,比较HPLC和胶束毛细管电泳(MEKC)分析头孢地嗪钠和头孢米诺钠降解杂质的能力,MEKC具有较强的杂质分离能力,但其检测灵敏度较HPLC低,MEKC和HPLC结果具有互补性。
 
  1.1.3生物制品中有机杂质的研究魏伯平等[6]
 
  建立SPE(固相萃取)-HPLC-MS/MS法测定重组人粒细胞刺激因子注射液中的氨苄青霉素残留。王颖等[7]建立了离子对反相液相色谱(IP-RPLC)法分析反义寡核苷酸药物流感泰得中的有关物质,检测专属性好。
 
  1.2无机杂质
 
  石岩等[8]建立微波消解-石墨炉原子吸收法测定阿胶中铬的方法,考察商品阿胶中铬的含量。王英锋等[9]选择微波萃取为前处理方式,建立了HPLC-ICP-MS研究藏药仁青芒觉中可溶性砷的方法。硫酸根离子、氯离子、硫离子等在产品中的残留一般采用药典中的经典方法进行检测,硫酸根离子不具备光吸收特征,《英国药典》和《中国药典》分别采用容量法和IP-RPLC-ELSD测定氨基糖苷类抗生素中的硫酸根,现也可用毛细管区带电泳(CZE)-间接紫外检测技术检测氨基糖苷类抗生素中的硫酸根[10]。
 
  1.3药物的无效、低效异构体或晶型
 
  控制药物中低效、无效以及具有毒性的异构体和晶型,在药物纯度研究中日益受到重视。目前对于药物多晶型鉴别与分析的常用技术有:显微镜观察、热分析、红外光谱、单晶X射线衍射分析、X射线粉末衍射分析等。其中X射线衍射分析(单晶与粉末)方法是提供固体晶型药物分子结构、分子排列规律、分子构象变化、分子间作用力和晶型等信息的最有效方法。赵亚男等[11]通过差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)分析达沙替尼的热稳定性;通过X射线粉末衍射仪(XRD)测定达沙替尼试样的多晶型结构及相转变。
 
  2中药分析
 
  2.1中药多组分同时分离分析技术
 
  借助于分析技术的迅速发展,中药药效物质基础研究模式有了很大的变化,而多种方法和技术的整合为以多组分为研究对象的中药物质基础研究提供了良好的解决方案,其中多组分同时分析的定性定量技术是重要的研究手段。
 
  Zhang等[12]采用RRLC(快速液相色谱)-TSQ-MS的MRM扫描模式快速分析了元胡止痛片中的17个活性成分,最低定量限为30 ng·L-1。Chen等[13]采用亲水作用色谱-飞行时间质谱(HILIC-TOF-MS)和RPLC-TOF-MS结合的方法测定冠心宁注射液中糖类、酚酸类、氨基酸类、有机酸类及苯并呋喃类共计50种化合物,其中有6组酚酸类、糖类异构体组分,采用HILIC首次发现了几种极性组分。Wang等[14]采用HPLC-TOF-MS法,定性分析知母-百合药对的70%乙醇提取物中的主要成分,鉴定出24个皂苷类、3个氧杂蒽酮类、2个生物碱类和1个蒽酮类化合物。Peng等[15]利用高效液相色谱-线性离子阱-电场轨道阱回旋共振组合式质谱联用仪(HPLC-LTQ-Orbitrap-MS)的高分辨特征和多级裂解技术分析中药复方制剂心可舒中的化学成分,对其中51个成分进行了初步结构鉴定。
 
  2.2中药指纹图谱技术
 
  Yang等[16]采用HPLC-DAD法将45个色谱峰作为共有峰用以评估不同生产厂家的双黄连口服液质量,并定量其中的11个特征峰。Zhang等[17]采用CE-DAD法,建立土茯苓的指纹图谱,确认了9个色谱峰,其中6个为共有峰,建立的指纹图谱可用于区别白土茯苓(Rhizoma Smilacis Chinae)和菝契(Rhizoma Heterosmilacis)。Jing等[18]采用LC-DAD-MS/MS法,分析玄参的指纹图谱,通过与标准品比对保留时间、UV光谱以及MS提供的结构信息,确认了6个特征峰。
 
  2.3中药体内过程研究
 
  Zhang等[19]建立HPLC-Q-Trap法对d,l-白花前胡素A在大鼠体内的组织分布、排泄进行研究,结果表明药物可以迅速分布于脾、心、肺,可通过血脑屏障,无体内蓄积现象。Han等[20]采用UPLC(超高效液相色谱)-Q/TOF-MS法鉴定京尼平苷在大鼠尿中的10种代谢物,并推测主要的代谢途径。Song等[21]采用HPLC-TOF和HPLC-Q-IT结合的方法,鉴定(+)-白花前胡素B在大鼠肝微粒体中8种代谢物和人肝微粒体中的9种代谢产物,(+)-白花前胡素E在大鼠和人肝微粒体中的13种代谢产物,并分别推测可能的代谢途径。
 
  2.4中药活性成分筛选技术
 
  以药物的亲和性和内在活性等基本特性为基础的色谱分离和在线检测技术以其快速、选择性高、灵敏度好等优势改变了传统中药活性成分的筛选和确认模式。具有抗自由基作用的化合物通过抑制自由基化学发光产生信号峰,Ding等[22]采用在线的HPLC-DAD-MS/MS-CL(化学发光检测)联用方法同时筛选得到淫羊藿中的32种抗自由基化合物,分别为酚酸类和含邻羟基的黄酮苷类化合物。Li等[23]利用抗自由基的化合物在清除自由基前后吸光度的改变,采用HPLC-DAD和HPLC-MS/MS平行分析中药甘草中的抗自由基成分,从4种不同种属的甘草中找到35个具有抗自由基作用的化合物,此方法还可用于中药材的质量控制。Zheng等[24]基于药物可以和肺中的受体和离子通道结合的设想,将防风提取物灌注入离体大鼠肺中孵育,经过不同pH值洗脱液洗脱,采用HPLC-MSn分析洗脱液,发现5种结合成分,其中2种成分具有生物活性,此方法快速简便,可用于筛选作用于特定靶器官的药物。
 
  3体内药物与生物标志物分析
 
  3.1生物样品前处理技术研究
 
  如何排除生物样品中的基质干扰,对体内痕量药物进行准确分析至关重要,快速、准确、高效的生物样品前处理技术已成为近年来体内药物分析的研究热点之一。
 
  3.1.1限进填料技术限进填料(restricted-accessmaterial,RAM)技术是用于全自动化样品预处理的在线萃取技术。Wang等[25]基于原子转移自由基聚合和点击化学的原理合成了一种新型限进填料,用于人血浆中扁桃酸的手性拆分,血浆样品可不经过前处理直接上样分析,有效地提高了分析效率。武晓玉等[26]将限进填料柱与柱切换技术结合,建立了直接进样的柱切换-高效液相色谱检测大鼠血浆中普萘洛尔2种对映体的分析方法。
 
  3.1.2液相微萃取技术液相微萃取(liquid-phasemicro-extraction,LPME)技术集采样、纯化、富集于一体,既降低了常规液液萃取过程中有机溶剂的使用,又保留了微型化萃取的特点。刘健艺等[27]采用中空纤维膜液相微萃取技术对含水杨酸的人血浆样品进行预处理,再进行HPLC分析,不但能准确、快速地测定血浆中水杨酸浓度,而且有效地消除了基质组分的干扰。Gao等[28]采用单滴液相微萃取技术,对人尿中6种氟喹诺酮类药物进行提取富集,以CE法进行测定,结果回收率高,重现性好。
 
  3.2体内药物定性定量分析
 
  UPLC-MS/MS技术逐渐得到广泛应用,同传统的LC-MS/MS相比,UPLC-MS/MS显著提高了复杂体系中药物定量分析的速度;2011年运用多级串联质谱和各种高分辨质谱进行体内药物及代谢物的结构确证仍是体内药物分析的研究热点。
 
  3.2.1分析方法学研究根据目前国际上对生物样品定量分析的相关指导原则,专家建议《中国药典》修订和扩充现有的指导原则,以适应新药开发和仿制药开发的需求,重点对生物分析方法确证提出了详细的要求[29]。
 
  3.2.2动物体内药物浓度测定Zhu等[30]在对大鼠血浆中的木通皂苷D及常春藤苷元的药动学研究中,采用正负离子切换的方法对2种化合物进行HPLC-MS/MS定量分析,通过分段采集使待测化合物的检测灵敏度明显增强,同时在不同的时间段加入不同的内标,提高了样品分析的准确度。黄勇等[31]以复方荭草中原儿茶酸、异荭草素和野黄芩苷为指标性成分,运用UPLC-MS/MS测定了复方荭草在大鼠体内肾、肺、心等多个主要脏器中的分布经时变化。
 
  3.2.3人体内药物浓度测定Wang等[32]采用毛细管电泳-电化学发光法(CE-ECL)定量测定人尿液中的美托洛尔,为提高样品分离效果,首次将聚-β-环糊精作为添加剂加入到缓冲液中。储妍等[33]建立了人血浆及尿液中奥替拉西钾的固相萃取衍生化HPLC-MS/MS测定方法,用于研究单次及多次给药替吉奥胶囊后奥替拉西钾在晚期胃癌患者体内的药代动力学特征。Lv等[34]应用UPLC-HLIC-MS/MS方法对人血浆及尿液中的米屈肼进行了高通量分析。(5R)-羟基雷公藤甲素在人血浆中的定量分析可采用衍生化HPLC-MS/MS方法测定,血浆样品经乙醚提取后,与苄胺在80℃水浴下反应1 h进行衍生化,此法可提高检测灵敏度[35]。岳向阳等[36]在琥珀酸亚铁片剂的生物等效性研究中采用ICP-MS方法测定人血清中铁元素,为消除ICP-MS载气氩气产生的40 Ar16 O离子干扰分析结果,选择57 Fe作为定量同位素,72 Ge作为内标同位素。
 
  3.2.4代谢物结构确证及代谢途径研究Yang等[37]采用HPLC-DAD-MS/MS联用技术对藤黄酸在大鼠体内的代谢与处置进行研究,通过合成目标产物及NMR方法对大鼠体内的15个代谢产物进行了结构鉴定,其中12种为新发现的代谢物,明确了藤黄酸整体代谢轮廓,在大鼠肠道排泄物中发现2种罕见的通过迈克尔加成反应形成的异构化的藤黄酸磺酸代谢物,并证实了肠道代谢为藤黄酸的主要代谢途径。谢岑等[38]采用UPLC/Q-TOF/MS鉴定大鼠注射给予绿原酸后胆汁、尿、粪和血浆中的代谢产物。利用碰撞能量梯度(MSE)和质量亏损过滤(mass defect filter,MDF)技术,在大鼠胆汁、尿、粪和血浆中共检测到35种绿原酸的代谢产物,主要代谢途径为O-甲基化和谷胱甘肽结合等。Liu等[39]采用HPLC-LTQ-Orbitrap-MS结合在线氢氘交换质谱技术对青蒿素及双氢青蒿素在大鼠体内的代谢物进行了结构确证,在大鼠胆汁、尿液及血液中鉴定出13个青蒿素的Ⅰ相代谢物、12个青蒿素的Ⅱ相代谢物、13个双氢青蒿素的Ⅰ相代谢物和3个双氢青蒿素的Ⅱ相代谢物[39]。
 
  3.3体内滥用药物分析
 
  孙英英等[40]采用冷冻研磨技术建立头发中海洛因、吗啡、单乙酰吗啡等11种阿片类生物碱的液相色谱-串联质谱检测方法,该方法已成功应用于海洛因滥用者的头发分析。常青等[41]采用脉冲不分流进样技术建立了血浆中巴比妥、地西泮、艾司唑仑等10种镇静催眠药的GC-MS快速定性定量分析方法。
 
  3.4生物标志物分析
 
  乙基葡萄糖醛酸苷(EtG)是酒精检测研究的热点之一,是饮酒的直接生物标志物,于天晓等[42]建立了SPE-GC-MS检测尿液样本中EtG的方法,提取物残渣与双(三甲基硅烷)三氟乙酰胺和三甲基氯硅烷进行衍生化处理,检出限为28.4μg·L-1。Duan等[43]采用UPLC/Q-TOF/MS方法对三聚氰胺诱导肾结石症状的患者体内生物标志物进行研究,成功鉴定了7个主要的生物标志物。
 
  4手性药物分析
 
  4.1手性高效液相色谱法
 
  4.1.1手性固定相法Qu等[44]采用分子间缩聚法制备了3,5-二氯苯基氨基甲酸酯纤维素的键合型手性固定相,其可以使用常规键合手性固定相不能使用的氯仿、四氢呋喃等洗脱液,改进了许多外消旋物的分离方法。He等[45]用固定化方法将脂肪酶B(CALB)连接到多孔硅胶如环氧硅胶和氨丙基硅胶表面,制成一种新型手性固定相(CSP),它能够充当生物反应器,不对称水解手性脂类,分离多种芳香醇和烯唑醇。
 
  4.1.2高速逆流色谱采用高速逆流色谱(HSC-CC)进行手性分离的研究逐渐增多,Tong等[46]采用羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)手性选择剂(CS),HSCCC分离苯基琥珀酸(PSA),所制备的(+)-PSA和(-)-PSA的纯度都大于98.5%。
 
  4.2手性毛细管电泳法
 
  环糊精的化学修饰研究是CE手性分析中的研究热点之一,微流控芯片等新技术的应用逐渐增多。建立微芯片电泳(MCE)-激光诱导荧光(LIF)联用技术检测生物样品中的D-酪氨酸的方法,流动相中添加γ-CD作为手性选择剂[47]。
 
  4.3分子印迹法
 
  分子印迹技术的新型制备方法不断涌现,它克服了硅胶整体柱的不足,功能单体选择范围更广。He等[48]以莱克多巴胺的4种同分异构体作多模板分子,采用有机-无机结合法制备了一种分子印迹的毛细管整体柱,能够完全分离莱克多巴胺的4种异构体。
 
  4.4动态拆分技术
 
  动态拆分技术是获得单一手性化合物的一种主要途径,近几年研究较为深入,理论上可以获得产率100%的光学纯的单一对映异构体。借助钌-N-(对甲苯磺酰基)-1,2-二苯乙烯二胺-甲酸-三乙胺(Ru-TsDPEN-HCOOH-Et3 N)催化系统动力学拆分,由对应的β-酮磺酰胺的不对称氢转移合成一系列旋光β-羟基磺胺类化合物,反应选择性高,产率高达95%[49]。
 
  5生化药物分析
 
  5.1氨基酸、肽和蛋白质类
 
  Wang等[50]从中国全蝎(BmK)中提纯出的一种命名为BmK AGP-SYPU1的多肽,经金属螯合物亲和色谱和阳离子交换色谱纯化,MALDI-TOF/TOF-MS确定分子质量为7 544,并通过基因组学等方法确证了多肽中的66个氨基酸残基。沈明曦等[51]采用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、高效液相色谱等方法进行分离纯化,从海洋细菌成团泛菌(Pan-toea agglonerans)发酵液的乙酸乙酯萃取物中首次分离得到10个环二肽类化合物。李萍等[52]结合溴化氰裂解蛋白质C末端方法和优化后的质谱检测技术,对8个重组蛋白药物进行检测,C末端被全部成功检测出。
 
  5.2酶和辅酶类
 
  毛歆等[53]建立了测定注射用降纤酶中降纤酶的高效液相色谱分析方法,该法快速、灵敏、准确,可以为注射用降纤酶的质量控制提供依据。Liu等[54]建立十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和机制辅助激光解析飞行时间质谱法(MALDI-TOF)测定产朊假丝酵母尿酸酶,纯度大于98%。
 
  5.3核酸类
 
  张萍等[55]合成了水溶性的L-半胱氨酸包覆的锰离子掺杂的硫化锌量子点,并以此为荧光探针建立了测定抗癌药物氟尿嘧啶(FU)的新方法。
 
  6其他
 
  6.1非法掺加的化学药品的分析
 
  许奇等[56]通过与醋酸氟轻松对照品的保留时间和多级质谱图比对,建立中药制剂和保健品中非法掺入醋酸氟轻松的UPLC-MS/MS法。Zhou等[57]建立了一种用DART-MS分析筛查中药保健品中非法添加7种抗糖尿病药物的方法。
 
  6.2防腐剂检查
 
  2010版《中国药典》首次收载了抑菌剂效力检查法指导原则,用于评价制剂中添加防腐剂的合理性,并加强了对液体制剂处方中防腐剂的控制,说明国内近年对于抑菌剂使用的关注。李岑等[58]建立了胶束毛细管电泳法检测吡诺克辛钠滴眼液中的抑菌剂羟苯乙酯。
 
  6.3现代分析技术进展
 
  6.3.1整体柱技术杨清清等[59]制备的黄芩素分子印迹整体柱对模板分子具有特异的识别能力,能够较好地分离黄芩素和其结构类似物汉黄芩素。李英杰等[60]采用制备的烯丙基-β-环糊精手性毛细管整体柱,在电色谱模式下,对愈创甘油醚对映体进行手性拆分。
 
  6.3.2微流控技术蔡自由等[61]建立微流控芯片
 
  非接触电导检测法测定盐酸吗啉胍片中盐酸吗啉胍的含量,在高电场强度条件下利用微流控芯片上特殊的微通道实现组分快速高效的分离。
 
  6.3.3生物发光焦测序分析技术遗传变异导致了药物反应的个体差异,利用各种基因检测技术确定病人基因突变位点的基因型,从而实现基因导向性的个体化用药。在传统焦测序反应中增加ATP硫酸化酶浓度可以提高反应的灵敏度,同时降低了分析成本[62]。Jing等[63]建立了一种低成本的焦磷酸测序结合碱基序列标签的方法定量检测microRNA的表达水平,检测时间显著减少。
 
  7结语
 
  随着现代药物分析技术的不断创新和学科交叉的加强,药物分析学势必将得到更迅猛的发展,在新药研发、生产和临床应用等各个方面,药物分析学将发挥所长,解决更为关键的药学科学前沿问题。
 
  [参考文献]
 
  [1]Liu W,Zhou A,Feng F,et al.Qualitative and quantitative studies on impurities in G004,a potential hypoglycaemic agent,using liquid chromatography,nuclear magnetic reso-nance and mass spectrometry[J].J Pharm Biomed Anal,2011,56(3):627-632.
 
  [2]王鹏远,童元峰,张金兰,等.应用LC-ESI-FTICRMS/MSn技术研究吗替麦考酚酯原料药中有关物质[J].中国新药杂志,2011,20(1):54-59.
 
  [3]Wang H,Zhang Z,Xiong F,et al.Isolation and structure characterization of related impurities in etimicin sulfate by
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