洋川芎内酯I与血浆蛋白结合率的测定

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  【摘 要】 目的:研究洋川芎内酯I与大鼠和人血浆蛋白结合情况。方法:采用平衡透析法測定洋川芎内酯I与大鼠和人血浆蛋白结合率,以液相质谱联用法测定透析内外液中洋川芎内酯I的浓度,计算其血浆蛋白结合率。结果:血浆中其他成分对测定无干扰,洋川芎内酯I在0.05~10μM浓度范围内线性关系均良好,精密度及稳定性结果均符合方法学要求;实验选择紫杉醇为阳性对照,孵育8h后,紫杉醇与大鼠和人血浆蛋白结合分别为92.3%~94.5% 和93.8%~97.2%,与文献报道的范围88%~98%一致。孵育8h后,洋川芎内酯I与大鼠血浆蛋白结合率为83.5%~86.5%;与人血浆蛋白结合率为82.1%~83.9%。结论:该方法操作简便、快速,灵敏度高,能满足生物样品的分析要求。洋川芎内酯I与大鼠和人血浆蛋白结合较强 (> 80%)。
  【关键词】 洋川芎内酯I;血浆蛋白结合率;平衡透析法;液相质谱联用
  【中图分类号】R284 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517(2018)01-0044-04
  Abstract:Objective To determine plasma protein binding ratio of senkyunolide I in rat and human plasma.Methods The plasma samples were precipitated by acetonitrile and analyzed by high performance liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS/MS).The rapid equilibrium dialysis was carried out to determine the protein binding rate of senkyunolide I in rat and human plasma.Results The results showed that no substances from plasma interfered the determination of senkyunolide I.The calibration curve of the analytes was in good linearity in certain range of 0.05~10 μM.The precision and stability of the analytes met the methodology requirements.Taxol was used as the positive control, after incubation for 8 h, the binding ratio were 92.3%~94.5% and 93.8%~97.2% for rat and human, respectively, which was in accordance with the literature.The binding ratio of senkyunolide I were 83.5%~86.5% and 82.1%~83.9% for rat and human, respectively.Conclusion The method was proved to be simple, rapid and sensitive.And senkyunolide I displayed a high plasma protein binding ratio (> 80%).
  Keywords:Senkyunolide I;Plasma Protein Binding;Rapid Equilibrium Dialysis; LC/MS/MS
  洋川芎内酯I是伞形科植物川芎Ligusticum Chuanxiong Hort.的主要活性成分之一[1]。药理研究表明,洋川芎内酯I能够透过血脑屏障对脑部疾病尤其是偏头痛发挥一定的治疗作用[2-3]。药动学表明,洋川芎内酯I经口服给药后,能被快速吸收进入血液循环,并不同程度地分布到各组织中[4]。
  药物在体内转运、转化过程中,可与组织蛋白(包括受体)和体液蛋白相结合,因此在组织和体液中除含有游离的药物外,还含有结合的药物。药物与血浆蛋白的结合与药物的体内过程密切相关。如药物与血浆蛋白呈浓度依赖性结合时引起非线性药代动力学。与药物相结合的血浆蛋白主要是白蛋白、α1-酸性糖蛋白和脂蛋白[5]。白蛋白主要与有机酸类药物结合,α1-酸性糖蛋白主要与有机碱类药物结合。由于血浆蛋白中白蛋白含量最高,故有时单独研究其与药物的结合情况。因此,药物与血浆蛋白的结合率是药代动力学研究的重要参数,它对药物的组织分布、生物转化、代谢等均产生重要影响,是新药临床评价不可缺少的指标,尤其对毒性药物的临床应用具有极其重要的指导意义。实验采用快速平衡透析装置结合液相质谱联用分析方法测定洋川芎内酯I与大鼠和人血浆蛋白结合率,为进一步临床研究提供依据和参考。
  1 材料与方法
  1.1 仪器 Thermo Dionex Ultimate 3000 高效液相色谱仪(美国Thermo Fisher公司);Thermo TSQ Vantage三重四级串联质谱仪(美国Thermo Fisher公司);XS205型电子分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);DKZ-1型电子恒温孵育箱(上海一恒科学仪器有限公司);Thermo Scientific平衡透析系统(美国Thermo Fisher公司);Vortex-Genie 2型涡旋仪(美国MoBio公司);Millipore Elix 5纯水仪(密理博中国有限公司)。
  1.2 材料 洋川芎内酯I(纯度>98%,成都德锐生物科技有限公司);甲苯磺丁脲(纯度>98%,中国食品药品检定研究院);紫杉醇(纯度>98%,中国食品药品检定研究院);大鼠血浆(由单位药理实验室提供,所用抗凝剂为EDTA-K2);甲醇、乙腈为色谱纯;其余试剂均为分析纯;水为Millipore Elix 5纯水仪纯化水。   1.3 标准品溶液的配制 精密称取洋川芎内酯I对照品适量,用DMSO配成浓度为40 mM的储备液,移取储备液适量用DMSO稀释成400 μM、2000 μM的工作液,备用。精密称取紫杉醇对照品适量,用DMSO配成浓度为40 mM的储备液,移取储备液适量用DMSO稀释成400 μM的工作液,备用。
  1.4 内标溶液的配制 精密称取甲苯磺丁脲对照品适量,用DMSO配成浓度为10 mM的储备液,移取储备液适量用乙腈稀释成1μM的工作液,备用。
  1.5 分析条件 紫杉醇的分析方法与文献报道一致[6]。洋川芎内酯I分析方法如下:色谱柱:ACQUITY UPLC BEH C18 色谱柱 (50 × 2.1 mm i.d., 1.7 μm);柱温45 °C;流动相为水与乙腈梯度洗脱:0~1min,10%~50%乙腈;1~1.8 min,50%~90%乙腈;1.8~2.2min,10%乙腈。流速:0.4 mL/min;进样体积:10μL。
  ESI 离子源;正离子检测模式;离子源参数设置如下:喷雾电压 (spray voltage) 2.5 kV;喷雾温度 (vaporizer temperature) 200 ℃;鞘气流速(sheath gas) 40 unit;辅助气流速 (aux gas) 10 unit;毛细管温度 (capillary temperature) 300 ℃;碰撞气(collision gas, argon) 1.5 mTorr;质谱扫描模式:选择反应监测(SRM),洋川芎内酯I m/z 225.2→m/z 119.3, CE 24 eV;甲苯磺丁脲 m/z 271.1→ m/z 155.3, CE 24 eV。所有操作以及数据处理由Xcalibur (version 2.2)软件控制。
  1.6 透析液样品预处理 在孵育时间结束时,分别从血浆室或缓冲液室中精密吸取50 μL,分别加入等量的空白PBS缓冲液或空白血浆,混合均匀后加入250 μL的内标溶液,涡旋混合45 min,12000 rpm离心10 min后移取上层有机相于96-孔板中,吸取10 μL进行LC-MS/MS分析。
  1.7 血浆蛋白结合率测定 采用平衡透析法,透析膜在超纯水中浸泡1 h,然后再在20%的乙醇溶液中浸泡过夜,实验前透析膜用超纯水清洗3遍。精密移取4 μL洋川芎内酯I工作溶液于1.5 mL离心管中,加入796 μL空白血浆,涡旋混合均匀后,移取50 μL该样品于另一离心管中,作为T0样品在室温下放置8 h后同“1.6透析液样品预处理项下处理”。该样品用于测定其回收率。另取150 μL 上述血浆样品于RED透析管的一侧,在另一侧加入等体积的磷酸缓冲液。每个样品平行3份,用胶带覆盖密封,置于37℃恒温水浴箱中孵育8 h。孵育结束后,按“1.6透析液样品预处理项下处理”测定血浆室和缓冲液室中药物浓度。阳性对照(紫杉醇)处理方法相同。
  1.8 数据处理 血浆蛋白结合率以及回收率根据如下公式计算得到。
  血浆蛋白结合率 (%)=100%×(C血浆-C缓冲液)/C血浆
  回收率(%)=100%×(C血浆+C缓冲液)/C0
  C血浆:透析达到平衡时血浆中待測物浓度;C缓冲液:透析达到平衡时缓冲液中待测物浓度;C0:T0样品中待测物浓度。
  2 结果
  2.1 专属性 在拟定的分析条件下样品中的内源性杂质不干扰洋川芎内酯、紫杉醇以及内标的测定,保留时间分别为2.51、3.67 min,如图1所示。
  2.2 线性关系考察 取空白血浆45 μL,加入等体积的空白缓冲液,混合均匀后,加入标准系列工作溶液10μL,配成浓度为0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10 μM的系列浓度溶液,按照1.6项下的方法处理后进样分析。以待测物的浓度为横坐标,待测物与内标峰面积的比值为纵坐标,以加权最小二乘法(1/x2)进行线性回归,得回归方程为 y=0.0425+0.075x,相关系数为r2=0.9989(图2),结果表明在0.05~10μM浓度范围内线性关系良好。
  2.3 准确度与精密度 取空白血浆45 μL,加入等体积的空白缓冲液,混合均匀后,加入标准系列工作溶液10 μL,配成浓度为0.1、1、8 μM的质控样本,按照1.6项下的方法处理后进样分析。每一浓度6样本连续考察3d,制作标准曲线。测得浓度与标示浓度比较,球的方法的准确度与精密度,结果表明日内、日间精密度RSD(%)均小于15%,准确度RE(%)在± 10%以内,表明该方法精密度与准确度良好。
  2.4 稳定性试验 分别考察血浆样品和缓冲液样品在室温、37℃条件下放置24 h的稳定性。结果表明,血浆样品和缓冲液样品在上述条件下稳定性良好。
  2.5 平衡透析时间的确定 洋川芎内酯I在37℃条件下与大鼠和人空白血浆孵育2、4、6、8、24 h后测定透析内外液中待测物与内标峰面积的比值,结果显示孵育8 h后,洋川芎内酯I与血浆蛋白结合达到平衡。因此孵育时间选择8 h。
  2.6 阳性对照结果 以紫杉醇与血浆蛋白结合率作为阳性对照。验证本实验使用的平衡透析系统的可行性,结果样品孵育8 h后紫杉醇与大鼠和人血浆蛋白结合分别为92.3%~94.5% 和93.8%~97.2%。与文献报道的范围88%~98%一致。
  2.7 洋川芎内酯I血浆蛋白结合率测定 洋川芎内酯I在37℃条件下与空白血浆孵育8 h后,对血浆侧和缓冲液侧样品处理后进行分析。结果如表2所示,表明洋川芎内酯I与大鼠和人血浆蛋白结合率较高,大于80%。且随着浓度的升高,结合率无显著性差异。
  3 讨论
  药物在血液中可以与包括血浆蛋白在内的多种生物大分子形成复合物,但只有游离型药物能够产生药理效应。药物血浆蛋白结合率是药物体内的重要参数之一。药物的血浆蛋白结合不仅影响到药物的分布,而且还影响到药物的代谢和排泄等过程,更与药理作用密切相关。洋川芎内酯I在大鼠血浆中蛋白结合率在83.5%~86.5%,在人血浆中蛋白结合率为82.1%~83.9%,属于和血浆蛋白高度结合的化合物,并且这种高结合率与浓度之间没有相关性。高度结合化合物在临床上会有一些特异性的体内过程:延缓药物经肾排泄,延缓进入细胞外液,从而影响药物的分布,故在设计最佳给药方案时,常需考虑药物的血浆蛋白结合率。实验采用Thermo Scientific平衡透析装置,与传统的平衡透析系统相比,透析膜的表面积与体积比率高,能够缩短平衡时间,且操作简单。透析管为一次性使用,可以避免交叉污染。
  高血浆蛋白结合的药物临床使用容易产生安全性问题,只要有影响血浆蛋白结合的因素产生,游离药物浓度可能成倍增加,造成副作用或毒性。一般认为血浆蛋白结合率高于80%的药物属于高蛋白结合率药物[5]。实验结果表明,洋川芎内酯I的蛋白结合率高于80%,属于高蛋白结合药物,提示在临床用药中要注意其它药物与洋川芎内酯I之间的相互作用,避免药物相互作用引起洋川芎内酯I游离血药浓度的波动而导致毒副作用。
  参考文献
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  (收稿日期:2017-11-16 编辑:穆丽华)
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