毕业论文：毛细管电泳法分离拉唑类药物.ppt

,交换毛细管电泳法分离拉唑类药物,专业：学生：导师：,2,主要内容,一、前言二、研究方案三、进度计划四、参考文献,3,一、前言,1.1手性药物1.1.1手性药物概念与来源人的左右手互为镜像，镜像和实物不能重叠，科学上将这种现象称为手性。如下图1所示：如果一个物体与其镜像不能重叠，该物体就称为手性物体。手性是三维物体的基本属性。在人们所使用的药物中绝大多数药物的化学结构具有手性，并被称之为手性药物。手性是生命过程的基本特征，生命体系具有极强的手性识别能力，药物在体内是通过药物与生物大分子间相互的手性匹配和分子识别作用而发挥治疗作用的1。,图1,4,手性药物主要从天然来源、不对称合成和外消旋体拆分3个方面得到：由天然来源获得手性药物，原料丰富、价廉易得，生产过程简单，产品的纯度一般都较高，因此很多量大的产品都是从天然物中获得。在药物工业中由于对手性药物的要求不断增加，其大大激发了不对称有机合成的发展，使一些生物技术、生物催化剂也迅速扩展到该领域产生纯的手性中间体和手性产品。对外消旋体化合物进行制备性分离具有巨大的潜力。对外消旋体化合物进行拆分研究目前主要有机械拆分法、晶体接种拆分法、生物拆分法、化学拆分法以及色谱拆分法2。,5,1.1.2研究手性药物必要性许多手性药物其对映体的药理活性和毒性往往有很大差异，可分为以下四大类：第一类是手性药物与对映体之间有相同或相近的药理活性。如平喘药丙羟茶碱、抗组织胺药异丙嗪、抗心律失常药氟卡尼等。第二类是手性药物具有显著的活性，而它的对映体活性很低或无此活性。氯霉素消旋体中(R，R)氯霉素有活性，而对映体(S，S)氯霉素则无活性。普萘洛尔是一种肾上腺素阻滞剂，其手性药物(S)普萘洛尔的活性是其对映体(R)普萘洛尔的100倍以上。非甾体抗炎药萘普生、布洛芬也具有这种性质。第三类是手性药物与其对映体的药理活性有差异，如抗癌药(S)环磷酰胺的活性是(R)环磷酰胺的2倍。第四类是手性药物与它的对映体具有不同的药理活性。如(2S，3R)丙氧芬(右丙氧芬)是止痛剂，而(2R，3S)丙氧芬(左丙氧芬)是镇咳药；L多巴用于治疗帕金森氏症，而其对映体D多巴则具有严重的副作用，反应停属于这一类1。因此手性药物的分离分析测定，对研究手性药物的体内药动力学过程，确定药动力学参数、药理和毒理作用机制以及手性药物质量控制等都具有重要意义3。,6,据统计，19852004年上市的550个新化学合成药物中，有313个药物具有手性中心，其中以单一异构体上市的手性药物为167个，手性药物数量呈逐年上升趋势。2005年世界药物的销售总额为6020亿美元，而手性药物的销售总额为2250亿美元，占全球制药市场销售总额的37%，2010年可望超过5000亿美元4-6。手性药物的巨大市场，引起了我国学术界、工业界的注意。手性药物在我国的市场潜力也是不容忽视的。然而，我国现在手性药物的研究水平还远远跟不上市场发展的需求。对手性药物的化学合成和生物合成研究不多，基础性和创新性研究更少，与世界手性药物领域的研发水平还存在较大差距。但由于手性药物的特点，决定了手性药物市场前景必然广阔。,7,1.1.3手性药物的分离分析利用手性技术，人们可以有效地将药物中不起作用或有毒副作用的成分剔除，生产出具有单一定向结构的纯手性药物，从而提高药物有效成分，使之在治疗疾病时疗效更快、疗程更短1。迄今为止，手性药物分离分析方法主要有毛细管电泳法高效液相色谱法薄层色谱法气相色谱法超临界流体色谱法。其中高效毛细管电泳分离分析技术是上世纪80年代初发展起来的微量分离分析技术，它以分离能力强，分离模式多和试剂消耗小等特点获得了人们的青睐。带电环糊精衍生物的电泳分离体系是快速测定手性药物光学纯度、分离天然产物活性成分的优选方法1。,8,1.2毛细管电泳1.2.1毛细管电泳发展史毛细管电泳(capillaryelectrophoresis，CE)又叫高效毛细管电泳(HPCE)，是近年来发展最快的分析方法之一。1981年Jorgenson和Lukacs首先提出在75m内径毛细管柱内用高电压进行分离，创立了现代毛细管电泳。1984年Terabe等建立了胶束毛细管电动力学色谱。1987年Hjerten建立了毛细管等电聚焦，Cohen和Karger提出了毛细管凝胶电泳。19881989年出现了第一批毛细管电泳商品仪器。短短几年内，由于CE符合了以生物工程为代表的生命科学各领域中对多肽、蛋白质(包括酶，抗体)、核苷酸乃至脱氧核糖核酸(DNA)的分离分析要求，得到了迅速的发展。,9,1.2.2毛细管电泳的特点毛细管电泳法能分离分析有机与无机阴阳离子、手性分子、中性分子及大分子，并具有柱效高、分离速率快、样品用量少、分析成本低、适用于“脏样品”分析等特点，可以简单地归纳为以下几点：手性选择试剂主要为直接加入，操作简单；手性选择剂消耗少，运用成本低；分离效率高；分离模式多样7。目前，毛细管电泳的分离模式有以下几种：毛细管区带电泳(CZE)、胶束电动色谱(MEKC)、非水毛细管电泳(NACE)、毛细管等电聚焦电泳(CIEF)、毛细管等速电泳(CITP)、毛细管凝胶电泳(CGE)、毛细管电色谱(CEC)8。根据国内外相关文献报道，对气相色谱(GC)、超临界流体色谱(SFC)、毛细管电泳(CE)、高效液相色谱法(HPLC)和模拟移动床色谱(SMB)等多种拆分方法进行比较，具体见表19。,10,表1部分手性拆分技术的特点,11,其中毛细管区带电泳，又称毛细管自由电泳，用以分析带电溶质，是CE中最基本、应用最普遍的一种模式。基于以上所述优缺点比较和所测样品的特点，本实验采用毛细管区带电泳法。,12,1.2.3毛细管电泳仪与工作原理,毛细管电泳仪一般由以下几部分构成：1.高压电源2.毛细管3.缓冲液池4.检测器5.加样系统10。毛细管电泳(CE)是近十几年来发展起来的一种高效分离技术，它以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离11。其装置图如图2所示。,13,1.3手性配体交换法手性配体交换色谱法，即在色谱系统中引入某种金属离子和某种手性配位体，待测对映体与金属离子、手性配位体间可形成两个非对映的三元配合物，经色谱过程实现光学异构体的立体选择性分离12,13。手性配体交换毛细管电泳法，即是在背景电解质中加入金属离子手性配体配合物进行手性分离分析14。,14,1.3.1手性配体交换原理手性配体交换毛细管电泳法的原理是，手性配体L(通常为L型氨基酸及其衍生物)与金属离子M形成络合物MLn，并与待测对映体发生交换作用。由对映体D-和L-型与手性配体、金属离子形成的三元配合物稳定常数不同，决定了它们在电泳力作用下迁移时间的不同，因而可以实现对映异构体的拆分15。,15,1.3.2手性配体交换法的部分影响因素手性配体：应具备以下条件：手性中心有两个或两个以上的配位官能团；光学纯；手性中心与官能团不能太远；需一个较大的集团以产生空间排斥作用。满足这4个条件的配体很多，但目前常用的主要是L-脯氨酸、L-羟基脯氨酸和L-哌氨酸等环状氨基酸16。中心金属离子：在配体交换色谱中，凡能与手性配体、待测物质形成可逆络合物的金属离子应都可作为配体交换色谱的金属离子。常用的金属离子有Cu2+、Ni2+、Co2+和Zn2+等，但不同金属离子的配位能力不同，对对映体的拆分能力也就不同。其中，根据文献报道，Cu2+最常用16。,16,1.4质子泵抑制剂,质子泵(protonpump)是一种氢离子ATP酶，可将壁细胞内的H+泵出至胃腔，同时将细胞外的K+泵入壁细胞内。因此，质子泵是各种原因所致壁细胞泌酸的共同和最终的环节。质子泵抑制剂(protonpumpinhibitors,PPIs)为苯并咪唑类衍生物，能迅速穿过胃壁细胞膜，聚积在强酸性分泌小管中，转化为次磺酰胺化合物与H+/K+-ATP酶的巯基共价结合。形成二硫键，使质子泵失活，从而抑制中枢或外周介导的胃酸分泌；具有起效快，作用强和持续时间长的特点17。近年来问世的新一代PPIs已在不同程度上克服了原有同类产品的某些缺陷，主要特点包括：临床抑酸效果好；抑酸作用起效快；昼夜均可维持较高的抑酸水平；疗效确切，个体差异小；与其他药物之间无相互影响；不良反应少。目前已经上市的质子泵抑制剂有奥美拉唑、兰索拉唑、雷贝拉唑、泮托拉唑，由法国Negma公司开发的新一代长效质子泵抑制剂泰妥拉唑正处于期临床。五个质子泵抑制剂药物的化学结构如下图所示：,17,18,二、研究方案,2.1研究目标以质子泵抑制剂作为研究对象，通过改变其分离的实验条件，建立高效、简便、快速分离分析方法。,19,2.2研究内容该实验采用配体交换毛细管区带电泳法，通过考察背景电解质种类、浓度及PH，中心离子与配体比率、浓度和分离电压等电泳条件，确定几个拉唑类药物的最佳分离分析条件。,20,三、进度计划,1.2012.02.272012.03.18查阅中英文文献并作开题报告。2.2012.03.192012.03.25准备实验试剂，仪器。3.2012.03.262012.06.20实验，考察背景电解质种类、背景电解质浓度、背景电解质的pH以及电压等因素对手性药物分离分析的影响，确定各个化合物的最佳手性分离条件并检验。4.2012.06.212012.07书写论文，补充实验数据，论文答辩。,21,四、参考文献,1达瓦潘多.浅谈手性药物J.西藏医药杂志,2007,28(3):55-56.2向小莉,袁黎明.手性化合物J.化学教育,2003,5:3-6.3HUANGYan-yan(黄艳艳),LIUDao-jie(刘道杰).Applica-tionofHPLCchiralmobilephaseadditivemethodinseparationofdrugenantiomers(HPLC手性流动相拆分法在分离药物对映体的应用).ChemReag(化学试剂),2007,29(6):345.4MURAKAMIH.Fromracematestosingleenantiomerschiralsyntheticdrugsoverthelast20yearsJ.TopCurrChem,2007,269:273-2