微型离心超滤装置在药物中的应用

         在药物分析过程中对活性物质的含量表征是非常重要的,很多小分子活性物质由于与大分子结合或共存而给其分离测定带来困难,其往往是药物分析工作的关键。 在药物制剂的分析中,通常采用有机溶剂提取或是加入沉淀剂的方法把待分析物从药物基质中分离出来,然而在这些分离富集过程中,一般比较繁琐、费时,提取或沉淀不*的大分子会吸附在色谱柱的填料上,甚至堵塞填料小孔,缩短色谱柱的使用寿命。尤其当极性相近的活性小分子与大分子辅料分离时,采用传统的相分离方法很难达到理想的效果。这些样品前处理方法是影响分析结果准确性和重现性的主要因素,特别是大多数传统的样品前处理方法,首先都需要将大分子分离出来,其操作步骤繁琐、费时。 在分离测定生物样品中的小分子时,传统的除蛋白过程中的pH变化、有机溶剂提取时环境中有机溶剂体积分数的增加,破坏了待分析物在生物基质中的存在环境,药物与生物基质的结合状态发生了改变。因而,在进行药物浓度分析时,无法得到游离药物的浓度信息,药物在这些生物样品中的浓度只能以药物的总浓度进行表征。若需要单独分析表征游离药物时,不能破坏生物基质原来的生存状态、保证药物与生物基质的结合状态不发生变化是分析工作的关键。 超滤方法是能将小分子从复杂基质中分离的方法之一。超滤技术已经广泛应用于大规模的生物药物制备纯化过程中,用于分析样品处理的小型超滤装置也有报道,其装置大多是在离心管中平行放置一超滤膜,在离心力条件下进行离心超滤。但是,由于平膜会产生很大的浓差极化,间接导致膜渗流量下降和分离效率降低,滤液难于收集,同时昂贵的分析成本,也使得其难于普及。为此,本课题设计了一种简单廉价的微型离心超滤装置,用于药物分析中样品的前处理。 课题采用的微型离心超滤装置,是以中空纤维超滤膜为分离介质来解决在药物分析中复杂基质样品中的大、小分子分离问题。该装置利用了样品在离心超滤时,离心力与中空纤维膜平行,离心力消除了膜表面的浓差极化现象。与传统的的方法相比,简化了有机溶剂提取或是加入沉淀剂时的繁琐、费时的步骤,减少了分析成本,同时分离过程无相变过程,减少了沉淀吸附。这样该装置不仅可用于药物制剂分析中大分子干扰物质的分离,而且,还可用于生物体液中游离药物的分析。在对游离药物浓度进行分析时,避免了沉淀试剂在沉淀过程中对样品的稀释以及提取有机溶剂对药物结合状态的破坏。不经任何处理的血浆经过简单的离心超滤后就能直接进行色谱分析,从而获得准确的游离药物浓度信息。该分析方法的建立为临床游离药物的监测,提供了有效的分离方法,更能真实的反映药物浓度与药理强度的关系,为药物的质量控制提供了更加有力的手段。 一、中空纤维离心超滤法用于表征药物制剂中的小分子 （一）中空纤维离心超滤-液相色谱法测定静脉注射用人免疫球蛋白中的麦芽糖 目的：利用中空纤维离心超滤技术快速分离人免疫球蛋白样品中的麦芽糖,并用液相色谱法测定其含量。 方法：取样品溶液约10 mL置于中空纤维离心超滤装置中,在1.25×103g的离心力下,离心15 min,用注射器抽取滤液20μL,直接注入HPLC分析。分析方法采用Inertsil NH2色谱柱（250 mmx4.6 mm,5μm）及示差折光检测器,流动相为乙腈-水（70：30）,柱温40℃,流速1.0mL-min-1。 结果：样品经离心超滤后,滤液无蛋白的干扰,能够直接进行色谱分析。该方法可用于免疫球蛋白中麦芽糖分析的前处理,方法简单、快速,回收率良好,平均加样回收率为99.9%,RSD为1.4%。麦芽糖在1.00mg-mL-1～5.00 mg·mL-1浓度范围内线性关系良好（r=0.9999）。 结论：采用中空纤维离心超滤法克服了浓差极化和吸附现象。与传统的沉淀蛋白的方法相比,经过离心超滤后的滤液无大分子球蛋白的干扰,结果更加准确,并延长了色谱柱的使用寿命。该方法的建立为微量样品的分析提供了简单廉价的超滤手段,适合于蛋白类制品小分子测定的前处理。相色谱 （二）羟丙甲纤维素滴眼液中苯扎溴铵的中空纤维离心超滤-HPLC测定 目的：利用中空纤维离心超滤法对羟丙甲纤维素滴眼液进行样品前处理,以除去大分子羟丙甲纤维素对色谱系统的损害,建立了简单快速测定羟丙甲纤维素滴眼液中苯扎溴铵含量的方法。 方法：将样品置于中空纤维超滤装置中,在1.25×103g的离心力下,离心15 min,使羟丙甲纤维素滴眼液中的大分子羟丙甲纤维素与小分子苯扎溴铵得到良好的分离,抽取中空纤维内滤液20μL,直接进行HPLC分析。分析方法采用Hypersil C18（250 mm×4.6 mm,5μm）色谱柱；流动相为乙腈-70mmol·L-1乙酸铵溶液（含1%三乙胺,冰乙酸调节pH值为5.0）（70：30）,流速1.0 mL·min-1;检测波长262 nm。 结果：采用的中空纤维离心超滤方法在15 min就能得到足够分析测定使用的滤液,排除了羟丙甲纤维素对色谱系统的损害,延长了色谱柱寿命。平均回收率为99.6%,RSD为1.1%,苯扎溴铵在12.5μg·mL-1～200μg·mL-1浓度范围内线性关系良好（r=0.9999）。 结论：该法经过15 min简单的离心就分离出小分子苯扎溴铵,大分子羟丙甲纤维素对色谱系统无损害,且装置中的中空纤维可以多次使用,降低了分析成本。该方法的建立为羟丙甲纤维素滴眼液中苯扎溴铵的分离分析提供了新的、方便实用的手段。 （三）一种简单的中空纤维离心超滤-HPLC直接测定人血白蛋白中的乙酰色氨酸的含量 目的：建立利用中空纤维超滤技术进行人血白蛋白样品简便的前处理方法,结合HPLC法测定样品中的乙酰色氨酸含量。 方法：将1 mL样品溶液用重蒸水稀释100倍,加入0.1%的磷酸100μL后,取10 mL置于用甘氨酸饱和后的中空纤维超滤装置中离心15 min,从中空纤维中抽取滤液20μL,直接注入HPLC分析。分析方法采用HypersilC18（250 mm×4.6 mm,5μm）色谱柱,流动相为甲醇-水（45：55）（含0.1%磷酸）,流速1.0mL·min-1,检测波长280 nm。 结果：人血白蛋白样品溶液在经过甘氨酸处理的中空纤维离心超滤装置中,能够将乙酰色氨酸从人血白蛋白中分离出来,离心后中空纤维内的滤液易于收集,可直接进行色谱分析。经过甘氨酸处理后的中空纤维能够克服乙酰色氨酸在中空纤维膜上的吸附。方法学研究表明,乙酰色氨酸在10.0μg·mL-1～160μg·mL-1浓度范围内线性关系良好（r=0.9999）,平均加样回收率为99.4%,RSD为0.8%。 结论：采用中空纤维离心超滤法能够简单方便排除人血白蛋白样品中的蛋白对乙酰色氨酸分析的影响,所建方法适合于人血白蛋白生产过程中的质量控制。 二、中空纤维离心超滤-HPLC法测定人血浆中卡马西平的游离浓度 目的：建立一种新型的、简便快速的样品前处理方法,用于血浆游离卡马西平的分析。 方法：将未经稀释的血浆0.2 mL置于中空纤维超滤装置中,在9.59×102g的离心力下,离心15 min,抽取滤液20μL,直接注入HPLC分析。分析方法采用ZORBAX SB-C18 （250 mm×4.6mm,5μm）为色谱柱,流动相为甲醇-水（52：48）,流速1.0 mL·min-1,检测波长254 nm。 结果：血浆样品经过离心超滤后,所得滤液中的卡马西平浓度与血浆中的游离浓度相等,可直接进行HPLC分析。色谱分析表明,游离的卡马西平在0.624μg·mL-1～20.0μg·mL-1浓度范围内线性关系良好（r=0.9991）,平均加样回收率为99.5%,RSD为1.2%。分析测定了10例患者总的药物浓度与游离药物的浓度,并进行了相关性分析。 结论：采用中空纤维离心超滤法可在不破坏样品生理状态下,将游离药物与蛋白结合的药物分离,得到血浆中游离药物真实的浓度信息。10例患者分析数据表明,在正常生理状态条件下,卡马西平的总浓度和游离浓度基本相关,但在某些条件下,特别是在病理条件下,游离药物的浓度可能有较大的变化。因此,游离药物的监测对药物的安全使用具有重要的意义。