体内药物分析.ppt

体内药物分析 Biopharmaceuticalanalysis 体内药物分析概述 一 体内药物分析的定义研究生物机体中药物及其代谢物和内源性物质的质和量变化规律的分析方法学 药物分析 法医鉴定 毒物分析 二 体内药物分析的意义 一 在新药评价和开发中的意义1 全面质量控制 毒奶粉事件 药品三原则 安全 合理和有效2 新药报批3 为设计新药提供信息 从代谢产物中开发新药 保泰松和羟基保泰松 前药设计 新剂型的研究 缓控释 经皮制剂等以上内容必须通过测定体内药物浓度得以解决 1 血药浓度与药理作用思考题 剂量增加 药效是否成正比增加 二 临床合理用药中的意义 2 影响血药浓度的因素 1 机体因素a 生理因素 年龄 性别 生理状况 妊娠期 b 病理因素 胃肠道 肝脏 肾脏 c 遗传因素 乙酰基转移酶代谢异烟肼 乙醇脱氢酶 2 药物因素a 剂型因素 生物利用度问题 b 药物合并使用 酶抑 酶促 c 环境因素 环境污染 食品 个人精神状态 分析目标 药物在体内的某些代谢产物常具有一定的生理活性 它们在体内的变化规律对母体药物的药理学与毒理学评价特别重要 机体内源性生物活性物质往往参与机体重要的生理过程 其变化规律的异常改变也与某些疾病的发病机制密切相关 母药 药物特有代谢产物 体内内源性生物活性物质 三 体内药物分析的对象 人 动物 鼠 兔 犬 大鼠 小鼠 男 女 等等 猴 猩猩 都是一些志愿者 须动物管理与使用委员会同意 分析对象 药物在体内的形态 游离型代谢产物 游离型原药 结合型原药 结合型代谢产物 情形极为复杂 缀合物 分子间力结合 化学共价结合 称为 两类 四 体内药物分析的特点 1 干扰杂质多 内源性物质 分离纯化 2 样品浓度低 富集 净化 3 取样量少4 工作量大5 时间短6 有一定设备 五 体内药物分析方法 1 色谱分析法 TLC GC HPLC HPCE2 免疫分析法 放射免疫分析法 酶免疫分析法 荧光免疫分析法等3 生物学方法 微生物学方法用于抗生素类药物的体内分析 如生物利用度 生物等效性或临床TDM等体内样品测定 12 第一节常用体内样品的制备与贮藏 一 生物样品的采集与贮藏体内药物分析常用的分析品种有血液 尿液 唾液 也可用乳汁 泪液 脑脊液 胆汁等 一 样品的采集 1 血样血样浓度与作用点的浓度密切相关 可以反映靶器官的浓度 血细胞 血浆 plasma 血小板 血清 serum 血细胞 测定血样中平均分布于细胞内和细胞外的药浓 抗凝 自然 全血 血液 2 尿样 目的 药物剂量回收 药物清除 药物代谢和生物利用度特点 浓度高 易于收集 体内代谢研究 应水解分离优点 易得 属非损伤性取样 样品量大 尿中药物浓度高 含有缀合物或代谢物 是研究代谢物结构的首选样品 蛋白含量极低 不需去蛋白处理 缺点 与血药浓度不相关 难以反映药物作用过程 受肾功能 pH影响 难以定时定量取样 易污染 所含成分复杂 已知其中有紫外吸收的化合物就达数十种 3 唾液 唾液是无损伤性采样 易采集 一些药物的唾液药浓 S 与血浆游离药浓 P 密切相关 因此 在TDM中可利用测定S代替P监测 唾液样品也可用于药代动力学研究 优点 不受时间和地点的限制 可反复采集 采集时无痛苦 无感染危险 唾液成分比血液 尿液简单 提取方便 有时可直接上样测定 有些唾液中药物浓度可以反映血浆中游离型药物浓度 16 缺点 唾液是各腺体分泌的的混合液体 其组成发生经时变动 S P只有少数药物是恒定值 蛋白结合率较高的药物 药物在唾液中的浓度低 对有些患者 昏迷 不能采集唾液样品 二 样品的贮藏 1 血样 血浆 血清 及时分离 冷藏 70 加入稳定剂NaF2 尿样 尿中水 无机盐 尿素等细菌的生长 4 保存 加入防腐剂a 1 甲苯b 饱和氯仿c pH改变3 唾液 同血样 18 第二节生物样品的预处理与制备 30 以上工作和费用用在样品前处理上 二 生物样品的预处理 一 预处理的目的将药物从缀合物 尿 或结合物中释放出来 以测定药物的总浓度将微量药物从复杂的介质中纯化 富集出来 分离浓缩 防止分析仪器的污染 提高测定灵敏度和选择性等 出现浑浊和沉淀 杂质多 与试剂起反应 影响色谱柱寿命 二 处理方法选择的一般原则 1 药物理化性质pKa亲脂性挥发性溶解度光谱特征稳定性2 浓度范围灵敏的方法3 测定的目的定性定量母体代谢4 生物样品的种类5 样品处理与分析方法的选择 专一性 灵敏性 处理步骤与方法 去除蛋白质方法 分离与富集方法 微透析技术 缀合物水解 化学衍生化 萃取 如何进行 常用体内样品预处理方法 有机破坏 硝酸 高氯酸消化 溶解剂法 硝酸 高氯酸消化 常用体内样品预处理方法 三 生物样品去蛋白处理 目的 去除蛋白质可使结合型的药物释放出来 以便测定药物的总浓度 去除蛋白质也可预防提取过程中蛋白质发泡 减少乳化的形成 以及可以保护仪器性能 延长使用期限 1 加入与水能混溶的有机溶剂及中性盐甲醇乙腈甲醇1 2乙腈1 1 5 NH4 2SO4NaCl2 加入酸性沉淀剂三氯醋酸高氯酸苦味酸等使蛋白质分子的阳离子形成不溶性盐而 pH低于等电点 3 组织酶消化法加入酶使蛋白质水解优点 平衡条件下进行 可避免反应和降解 可改善对蛋白结合率强的药物的回收率 不产生乳化4 其他加热超滤 四 生物样品缀合物水解 1 酸水解 0 1mol LHCl 100 30min 条件较剧烈 易致药物分解 空白值也高 2 酶水解 葡萄糖醛酸苷酶或硫酸酯酶 也可用二者的混和物 一般在pH4 5 7 37 数小时 条件温和 选择性强 但费用较高 3 溶剂解 缀合物 主要是硫酸酯 往往可通过加入的溶剂在萃取过程中被分解 为测定尿液中药物总量 要将缀合物水解 是以多孔半透膜 超滤膜 作为分离介质的一种膜分离技术 选用不同的孔径的不对称膜 即可按照分子量大小进行分离 适合TDM血样分析 Therapeuticdrugmonitoring 五 超滤分离法 why 某些药物或者代谢产物极性大 挥发性低 或者对检测器不够灵敏 难以满足常规HPLC及GC检测的需要 因此进行衍生 HowforGC 硅烷化 酰化 烷基化 不对称化 六 化学衍生法 why 某些药物或者代谢产物极性大 挥发性低 或者对检测器不够灵敏 难以满足常规HPLC及GC检测的需要 因此进行衍生 HowforLC UV FL 非对映衍生化 31 五 分离 纯化与浓集 有差别才有可能分离 生物样品含有大量可影响测定的内源性杂质 加上服用的药物 代谢物 同时服用的其他药物 组成一个极其复杂的混合物 如何将微量的药物从如此复杂的混合物中分离出来 生物样品的萃取 优点 与杂质分离 简便 浓集 提取率高 1 液液萃取法原理 多数药物是亲脂性的 在适当的有机溶剂中的溶解度大于在水相中的溶解度 而生物样品中的大多数内源性杂质是强极性的水溶性物质 差别 因而用有机溶剂萃取一次即可除去大部分杂质 从大量的样品中提取药物经浓集后测定 33 采用LLE要考虑的几个问题 1 溶剂的选择与纯度要求纯度AR以上 了解药物与溶剂的化学结构与性质 按相似相溶原则选用 对药物的未电离分子可溶 而对电离形式的分子不溶 光谱分析法 沸点低 易挥发 浓集 与水不相混溶 无毒 不易燃烧 不易形成乳化 氯仿易乳化 毒性大 具有较高的化学稳定性和惰性 不影响紫外测定毒性大的尽量不用 34 3 水相的PH值主要由药物的pKa决定 2 有机溶剂相和水相的体积比1 1或2 1由实际情况决定 文献中有的10 1以上 生物样品一般多在碱性下提取 35 由于血药浓度较低 提取时需浓集传统的浓集方法主要有两种 一种是在末次提取时加入的提取液尽量少 使被测组分提取到小体积溶剂中 然后直接吸出适量供测定 另一种是挥去提取溶剂后 再用少量适合的溶剂溶解后测定 36 衡量提取方法优劣的一个重要指标就是提取回收率 它是指药物从生物样品中被分离出来用于测定的比例 一般应高于60 乙酸乙酯 叔丁基甲基醚可用于80 药物的萃取 37 文献上常提到的LLE的缺点 传统萃取方式回收率低 样品用量大 繁琐费时 溶剂用量大 溶剂毒性大 易乳化 不能自动化操作 38 关于固相萃取小柱 a 常见的固相萃取柱分为三部分 医用聚丙烯柱管 多孔聚丙烯筛板 20 m 和填料 多为40 60 m 80 100 m b 常用规格 100mg 1ml 200mg 3ml 500mg 3ml 1g 6ml等 以100mg 1ml为例 其中100mg为填料的质量 1ml是空柱管的体积 c 一次性使用 为避免交叉污染 保证检测可靠性 SPE柱通常是一次性使用的 2 固相萃取 SolidPhaseExtraction 简称SPE 法 39 SPE填料 亲脂型 大孔吸附树脂 亲脂性键合硅胶 亲水型 硅胶 硅藻土 离子交换 苯磺酸基 羧基等 40 固相萃取操作一般有五步 活化 甲醇润湿小柱 活化填料 除去杂质并创造一定的溶剂环境 平衡 水或适当缓冲液冲洗小柱 上样 将样品用一定的溶剂溶解 转移入柱并使组分保留在柱上 弃去废液淋洗 水或缓冲液最大程度除去干扰物 洗脱 用小体积的溶剂将被测物质洗脱下来并收集 亲脂性键合相硅胶SPE柱的实验步骤 41 42 亲水型填料 用作SPE的亲水型填料有硅藻土 硅胶 棉纤维等 其原理为分配作用 填料为支持物 水基质中极性强的成分与填料结合牢固 流动相为与水不相混溶的有机溶剂 较亲脂的药物易分布于流动相 从而达到萃取的目的 亲水型填料SPE有较高的萃取回收率 大于80 但洗脱剂用量较大 一般大于5ml 无浓集作用 萃取液较干净 43 SPE优点 1 不发生乳化 2 适应的极性范围较广 3 提取效率高 4 方便快速 5 溶剂用量少 6 易于自动化 7 室温下操作 尤其适于处理挥发性及对热不稳定的药物 目前 商品化固相提取小柱 cartridge 的应用已比较普遍 最大的缺点 贵20多元 支 44 三种方法的优缺点比较 第三节体内药物分析方法的建立与评价 一 分析方法 根据药物理化性质 结构特征 药物浓度 干扰成分大小 实验目的 二 分析方法的设计依据 方法的建立 原始方法改进 创新创立方法 1 做好文献总结2 充分了解药物特征及体内状况pH 亲脂性 溶解度 极性 光谱特征 药动学参数 体内代谢情况3 明确测定目的 要求目的4 结合实验室条件设备条件预处理方法 药浓监测药代动力学研究母体药物和代谢物 三 分析方法的建立 方法的验证 特异性 标准曲线与定量范围 定量下限 准确度与精密度 稳定性 回收率 分析过程的质量控制 未知样品浓度超出范围的处理 相关物质测定 其它方法验证 四 体内样品分析方法与方法验证 一 特异性所测的物质是原型药物或特定的活性代谢物 内源性物质和响应的其他代谢物及其他药物不影响样品的测定 二 标准曲线与线性范围 Y 9 566 10 2X 6 153 10 3r 0 9995 至少6个浓度点建立标准曲线线性范围必须覆盖全部待测浓度 不得外推最低浓度点偏差在 20 其余浓度点的偏差在 15 四 体内样品分析方法与方法验证 四 分析方法的评价 可行性和可靠性1 准确度accuracy测定结果与真实性的差异用回收率表示 接近100 相对恒定 绝对回收率绝对回收率 提取回收率 萃取回收率测定血浆样品中药物浓度 相同浓度的标准液 绝对回收率考虑3个浓度 高 中 低 分布在标准曲线成上 中 下一般要求绝对回收率在 70 一般方法HPLC内标内标法时注意 药物与内标用各自外标法测定回收率应相近 差值 10 相对回收率相对回收率 方法学回收率药物系列浓度 血样 标准曲线取高 中 低三浓度加入到空白血浆中 处理后测定 与加入标准量相比 得方法回收率 测定值 15 定量限 20 2 精密度precision 标准差SD 相对标准性偏差RSD不大于15 定量限不大于20 日间精密度日内精密度 3 灵敏度 sensitivity 检测的最小量 1 检测限 LOD 从背景中检测到的最小药物浓度 S N 3的绝对量LOD 3N S N噪间S被测物信号 单位重量 N 1mm取2 g ml样品 20 l进样峰度30mmLOD 4ng 2 定量限 LOQ 在一定精密度和准确度前提下求得最低检测量 通常以标准曲线最低点作为一定量限 也可S N 10作为定量限 实际测定时 满足3 5个半衰期浓度 或Cmax1 10 1 20 3 最低检测