生物分配色谱:高通量筛选药物膜通透性和活行

生物分配色谱是指在色谱系统中引入类生物膜结构,以色谱学方法仿真药物与生物膜的相互作用,现已成为评估药物膜通透性和活性的高通量筛选模型。根据最新进展并结合课题组研究内容,对其理论基础、分类及应用进行了评述,并对这一领域的发展和前景进行了展望。     

生物分配色谱:高通量筛选药物膜通透性和活性

生物分配色谱是指在色谱系统中引入类生物膜结构,以色谱学方法仿真药物与生物膜的相互作用,现已成为评估药物膜通透性和活性的高通量筛选模型。根据最新进展并结合课题组研究内容,对其理论基础、分类及应用进行了评述,并对这一领域的发展和前景进行了展望。     

生物膜色谱及其在药物活性成分分析中的应用

介绍了一种新兴的色谱技术-生物膜色谱技术，综述了生物膜色谱技术近十几年的发展状况、生物膜的制备与固定化的各种方法，着重介绍其用于药物与膜相互作用研究的原理及研究成果，并展望了该技术在药物活性成分筛选和活性评价领域的应用前景。     

卵磷脂涂敷生物膜色谱固定相的制备及其稳定性的考察

 将卵磷脂涂敷的硅胶作为生物膜固定相 ,并以此研究了药物与生物膜的相互作用。实验发现 ,卵磷脂涂敷的硅胶固定相的适宜使用温度为 2 0℃～ 30℃ ,而且卵磷脂中合适的胆固醇含量会使制备的生物膜固定相的稳定性有所增加。对药物在这种生物膜色谱固定相上的保留行为的研究表明 ,胆固醇含量、缓冲试剂组成、流动相中盐浓度及pH值等都会影响色谱柱对药物的选择性。卵磷脂涂敷生物膜色谱固定相的制备方法简便 ,通过固定相及流动相的改变可以很方便地模拟人体的生理环境 ,因而可以用于研究药物在体内的吸收和分布状况以及药物的初步筛选。     

溶质在磷脂膜色谱与正辛醇/水系统中的热力学分配行为

生物膜为液晶态磷脂双分子层结构, 其中蛋白质镶嵌在生物膜上, 处于脂质环境中, 因此药物膜的转运、 药物接近膜中蛋白质以及随后结合过程等均与药物和生物膜间的相互作用有着密切联系. 药物的膜/水分配系数(Km)是评价药物与生物膜间相互作用的定量参数, 为药物与生物膜间各种分子作用力的总和, 包括静电、 氢键和疏水等作用力及立体效应等[1,2]. 药物与生物膜间相互作用的评价系统一直是研究中的热点. 最初正辛醇/水系统为模型分配系统, 但是由于其不是理想的生物膜模拟相, 因此不能用来准确描述药物与生物膜间的相互作用. 最近出现的磷脂膜色谱可较好地模拟细胞膜有序磷脂层的空间环境, 因此在评价药物与生物膜间的相互作用、 预测药物跨膜转运以及生物活性上均明显优越于正辛醇/水系统[3]. 虽然我们已证明这两个系统在亲脂性测量尺度上存在明显差别, 但是并没有说明溶质与两个生物膜模拟相的相互作用机制的差别[4]. 本文考察了温度对溶质分子在这两个分配系统中分配的影响, 并从溶质分配过程中的熵变和焓变的角度对这两个分配系统进行了比较.     

模拟生物膜色谱用于预测药物的小肠吸收

采用涂敷磷脂的硅胶为模拟生物膜色谱固定相,与传统的凝胶体相比固定相的机械强度及磷脂固载能力均有较大提高,且有较好的稳定性。研究发现氢化可的松等6种药物在模拟生物膜色谱上pH5.4、pH7.0及pH7.4三种缓冲环境下的色谱保留值迭加的结果能够与药物的肠吸收指数押送好的拟合,线性相关系数为0.9365,该结果高于单一pH条件下拟合结果,并将此结果与药物在C18反相色谱上的保留值及辛醇-水系统下的分配系数与药物的小肠吸收的拟合结果进行比较,表明与这两种模型相比模拟生物膜色谱预测药物的小肠吸收有更高的准确度。     

磷脂膜色谱及其在药物跨膜转运评价中的应用

磷脂膜色谱是固态基质上的有序磷脂分子单层体系采用色谱学方法仿真药物与细胞膜相互作用过程,可用来评价药物的细胞膜渗透性和活性。硅胶表面上的磷脂单分子层模拟了单层细胞膜,因此药物的磷脂膜色谱保留行为可用于预测药物与细胞膜的相互作用。目前考察药物跨膜转运的模型主要有正辛醇/水系统、脂质体/水系统、反相色谱（ODS）以及磷脂膜色谱。与前述3种系统比较,磷脂膜色谱除了具有高效、简便等特点外,同时能模拟药物与生物膜之间疏水作用力以外的其他作用力,因此对磷脂膜色谱的研究也越来越深入。由于药物细胞膜渗透性对其有效性和安全性起着关键作用,因此磷脂膜色谱在新药研发早期阶段的介入可以有效地降低后期候选药物的淘汰率,提高新药的研发效率。该文就磷脂膜色谱的研究及在药物跨膜转运评价中的应用进行了综述。     

锆镁磷脂膜色谱固定相的制备及其在评价药物-膜相互作用中的应用

基于锆基质与磷脂之间强烈的路易斯酸碱作用,制备了锆镁磷脂膜色谱固定相,并使用红外光谱、X射线光电子能谱对该色谱固定相进行了表征;使用与体内环境类似的生理缓冲液体系为流动相,评价了该模拟生物膜色谱固定相预测药物膜渗透性的能力,结果表明药物在锆镁磷脂膜色谱中的保留(log Kmbm)与表观渗透率(log Papp)在预测药物的膜渗透性、跨膜吸收等方面具有非常好的相关性,相关系数为0.970,斜率接近1。通过理论推导,引入了直观、方便的热力学指标吉布斯自由能差值（Δ(ΔG°)）对药物-膜之间的相互作用强弱进行了评价。     

透析-高效液相色谱法在当归补血汤药效物质基础研究中的应用

将脂质体作为模拟生物膜,采用平衡透析与液相色谱联用技术,建立了一种研究中药成分与模拟生物具有相互作用的新方法。应用该方法对当归补血汤进行了分析,同时考察了模拟生物膜的浓度、pH值、缓冲系统和胆固醇的加入等因素对当归补血汤与模拟生物膜相互作用的影响。结果表明:当归补血汤中有7个组分与模拟生物膜相互作用明显;模拟生物膜的浓度影响最大,pH值对酸性组分阿魏酸的作用影响较大,其它因素的影响较小。该方法可用于预测药物在体内的吸收情况,进而研究中草药及复方的药效物质基础。     

脂质体在液相色谱和毛细管电泳中的应用

脂质体具有与细胞膜相似的封闭双层结构,是接近天然生物膜的理想模型。该文综述了脂质体的制备和性质表征方法,固定脂质体色谱用于药物在脂质体膜上的吸收和蛋白质与脂质体膜的相互作用研究,脂质体毛细管电泳在药物分离、蛋白质分离和蛋白质相互作用方面的应用研究。     

基于碳纳米管和导电聚合物电刺激释放地塞米松导电生物膜的制备

为了降低植入式神经电极引起的炎性组织反应,通过层叠法构建可电刺激释放抗炎药物地塞米松的碳纳米管与聚吡咯双层导电生物膜(MWCNTs/Dex@PPy/Dex).并采用场发射扫描电镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外分光光度法(UV)、循环伏安扫描(CV)和交流阻抗(EIS)对生物膜表面形貌、成分组成、药物释放特性和电化学性能进行考察.FESEM结果显示,MWCNTs/Dex@PPy/Dex生物膜呈现纤维状纳米结构,FT-IR光谱中含有与地塞米松类似的特征吸收峰.经过循环伏安电刺激释放地塞米松后,与PPy/Dex生物膜相比,MWCNTs/Dex@PPy/Dex导电生物膜阻抗更低,释放Dex总量更多,且释放时间更久.此外,PPy/Dex膜在205个循环发生脱落,而经过300个循环后,MWCNTs/Dex@PPy/Dex生物膜无明显肉眼可见变化,稳定性好,为提高电极的使用性能提供了思路.     

中性芳香族溶质在脂质体电动色谱中的热力学分配行为

脂质体电动色谱是一种理想的评价药物与生物膜相互作用的模型. 在288～323 K范围内测定了中性芳香族溶质在脂质体电动色谱中的分配系数, 通过三项式拟合Van't Hoff图获得了一系列的热力学参数, 研究了溶质在脂质体电动色谱中的热力学分配行为. 结果表明, 分配系数随体系温度的升高和苯环所带亚甲基数目的增加而增大. 从288到323 K, ΔH＞0, －TΔS＜0, ΔG＜0, 溶质在脂质体电动色谱中的分配过程为熵驱动过程. 从288到298 K, 脂质体电动色谱分配系统的ΔC_p为负值, 其表现行为与经典疏水作用一致. 从303到323 K, 脂质体电动色谱分配系统的ΔC_p为正值, 其表现行为与经典疏水作用不完全吻合. ΔH和ΔS呈线性关系, 该分配系统存在焓熵补偿.     

自然水体生物膜吸附Co,Ni和Cu的特征研究

研究了在自然水体中培养的生物膜吸附Co,Ni和Cu等3种重金属的热力学和动力学特征,并对生物膜吸附各重金属的热力学数据进行了非线性拟合.结果表明,3种重金属的吸附过程均符合Langmuir吸附等温曲线.在溶液中重金属浓度<0.5μmol/L时,生物膜对3种重金属元素的吸附能力顺序是Co>Cu>Ni;在重金属浓度>0.5μmol/L时,顺序是Cu>Co>Ni.对动力学数据进行非线性拟合的结果表明,生物膜对Co,Ni和Cu的吸附均在数小时内达到平衡,吸附过程符合Langmuir等动力学曲线.     

生物膜电极反应器降解对氨基二甲基苯胺的研究

采用生物膜电极法降解对氨基二甲基苯胺, 并与生物法降解和电化学降解的效果进行了比较.     

一种评价固定相表面硅羟基残余的新方法

常规的反相色谱柱评价方法未涉及固定相表面残余硅羟基活性的评价.本文以阿米替林的不对称度作为指标,发展了一种评价固定相表面残余硅羟基的新方法,并对十种不同品牌的反相色谱柱进行评价.基于评价结果,选取其中两支色谱柱对碱性抗茵药物进行色谱分离.结果表明,发展的评价方法能够很好地反映反相固定相的硅羟基残余情况,可以为选择色谱柱分离有机碱提供有价值的信息.     

种含氮杂环类药物的手性色谱拆分及其制剂中对映体含量的测定

采用纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)手性固定相,利用反相高效液相色谱法研究了奥沙西泮、吡格列酮和罗格列酮3种含氮杂环类手性药物的色谱拆分行为.考察了流动相组成、pH值和柱温对3种药物对映体分离的影响,并对其拆分机理进行了探讨.结果表明,采用甲醇-水为流动相,通过添加醋酸或氨水调节pH值和控制柱温,可使3种药物的对映体得到完全分离(Rs＞1.5),根据各自优化的色谱条件建立了这3种手性药物对映体的分析方法,并应用于其制剂的含量测定,方法简单、可靠.     

阴离子型胶束液相色谱的溶质保留行为

以SDS阴离子表面活性剂作流动相,酸性、中性及两性药物为受试药物,运用三相平衡理论考察影响阴离子型胶束液相色谱（AMLC）溶质保留行为的几个因素。保留由溶质与胶束相及修饰后固定相的综合作用决定。有机调节剂正丙醇的加入改变了溶质从水相到固定相或到胶束相的平衡,保留取决于溶质疏水性和静电性间的平衡。此外对羟基苯甲酸酯类同系物的亲脂性与3种细菌最小抑菌浓度具有显著相关性,提示其抑菌机理主要取决于药物与生物膜的亲和性。     

α-干扰素的液相色谱/毛细管电泳两维分离分析

用亲和色谱/反相色谱、亲和色谱/毛细管电泳和凝胶色谱/毛细管电泳等两维系统, 对白细胞提取液中的α-干扰素进行分离分析, 并对结果进行比较,充分肯定了亲和色谱/毛细管电泳联用在蛋白质类药物制备纯化中的显著作用,以及毛细管电泳作为此类药物分析工具的可能性。     

GC-MS与正交投影法或渐进窗口正交投影法用于羌活挥发油成分的测定

中药化学组成的定性定量测定是药物活性理论的基础,联用色谱及其相关的化学计量学方法为中药复杂体系的分离和分辨提供了强有力的工具.采用GC-MS法对传统中药羌活中的挥发油成分进行了分离测定,并对其中重叠色谱峰根据其重叠程度,采用迭代的正交投影法(OPA)和非迭代的渐进窗口正交投影法(EWOP)进行了分辨,得到每个组分的纯色谱和光谱曲线,共分辨出98个色谱峰,通过质谱库检索得到其中65个组分的定性定量结果,占总含量的92.13%.     

分子相似性方法用于药物反相色谱定量结构色谱保留关系的研究

 应用分子相似性方法研究药物的反相色谱定量结构 色谱保留关系 (QSRR)。在全面考察药物的分子结构参数的基础上 ,采用分子相似性计算方法 ,将化合物结构信息变量转换为相似系数变量 ,并结合人工神经网络技术 ,对 16 2种药物进行反相色谱定量结构与色谱保留关系的研究。成功地应用分子相似性方法实现了对容量因子这一色谱保留参数的预测 ,建立了物理意义明确、预测能力较强的分子结构参数与反相色谱流动相溶剂强度和容量因子之间的定量关系模型 ,实验验证的结果也比较理想。