生物樣品前處理

生物樣品前處理制作人：葉超本文檔共54頁；當前第1頁；編輯于星期二\3點24分研究背景

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234生物樣品種類目錄生物樣品儲存生物樣品預處理克服基質效應方法本文檔共54頁；當前第2頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共54頁；當前第3頁；編輯于星期二\3點24分DistributionMetabolismAbsorptionExcretion生物樣品中藥物的分析測定是定量描述藥物體內過程、獲得藥代參數(shù)的重要手段之一本文檔共54頁；當前第4頁；編輯于星期二\3點24分藥物濃度低（血液中藥物濃度、一般處于ng-pg級水平）干擾組分多（血液成分及其復雜，包括基質，內源性物質及其代謝產物，含有數(shù)百乃至幾千種化合物）藥物在體內除原型還有代謝產物以及和內源性物質結合多種形式存在體內生物樣品分析特點體內生物樣品分析特點本文檔共54頁；當前第5頁；編輯于星期二\3點24分生物樣品種類生物樣品種類選取的原則能夠反應出藥物濃度與藥物效應之間的關系易于獲取便于處理、適合分析根據(jù)不同目的要求進行選取均勻生物樣品生物樣品種類血液（全血、血漿、血清）尿液、唾液、膽汁、乳汁、腦脊液、淋巴液、汗液等非均勻生物樣品心、肝、腎、脾、肺、腦、胃、腸、子宮、肌肉、皮膚等組織、器官本文檔共54頁；當前第6頁；編輯于星期二\3點24分全血全血全血包括液體成分的血漿和分散懸浮于其中的血細胞全血不易保存，且血細胞中含有很多干擾物質，影響測定，故較少用全血測定藥物濃度。僅用于血漿藥物濃度太低或者血漿藥物濃度波動較大，且難以控制的藥物，如環(huán)抱霉素A。本文檔共54頁；當前第7頁；編輯于星期二\3點24分血漿血漿將采取的血液置含有抗凝劑（如肝素、EDTA)的試管中，混合后，3000-4000r/min離心，分離紅細胞，上清液即為血漿。測定血中藥物濃度通常是指測定血漿或血清中的藥物濃度，而不是指含有血細胞的全血中的藥物濃度。本文檔共54頁；當前第8頁；編輯于星期二\3點24分血清血清血清是采血后不加任何抗凝劑，于室溫下靜置15-30min，待其自然凝結后，離心，分離出上清液。血清較血漿顏色更淺，較血漿少了大部分纖維蛋白，更易進行處理，且血漿及血清中的藥物濃度測定值通常是相同的。本文檔共54頁；當前第9頁；編輯于星期二\3點24分選擇血漿or血清選擇血漿理由：1)一般血漿中藥物濃度高于血清中藥物濃度2)血清形成過程中，血塊凝固時，往往易造成吸附損失3)血清需要采血放置一段時間才可制得，對不穩(wěn)定的化合物影響較大4)血漿則可經采血后立刻離心，分離血漿低溫保存選擇血清理由：1)血漿中蛋白稍微多，可能會在SPE中產生堵塞柱子情況2)血漿中含有抗凝物質（肝素或EDTA)可能會干擾化合物檢測本文檔共54頁；當前第10頁；編輯于星期二\3點24分生物樣品的儲存一、冷藏或冷凍采樣后除了立即分析外，為防止藥物發(fā)生變化，應：短期保存，可4℃冷藏長期保存，可-20℃冷凍，不要反復凍融（大部分藥物）-80℃，阿莫西林等抗生素二、有時，還應考慮加入穩(wěn)定劑酶抑制劑：一些酯類藥物，如普魯卡因、阿糖胞苷，易受血漿酯酶作用而發(fā)生水解，而應在采樣后立即加入酶抑制劑如氟化鈉?？寡趸瘎阂恍┮籽趸奈镔|，可加入VC或其它氧化劑。如血漿中的兒茶酚類藥物常規(guī)保存僅4周，若加入適量的VC，則能保存10周。本文檔共54頁；當前第11頁；編輯于星期二\3點24分鹽酸班布特羅（前藥）體內膽堿酯酶的作用下緩慢代謝

阻斷水解毒扁豆堿(膽堿酯酶抑制劑）特布他林（代謝產物）生物樣品的儲存和預處理

(添加酶抑制劑)本文檔共54頁；當前第12頁；編輯于星期二\3點24分生物樣品的儲存和預處理(避光）本文檔共54頁；當前第13頁；編輯于星期二\3點24分生物樣品的儲存和預處理

(PH值和溫度）本文檔共54頁；當前第14頁；編輯于星期二\3點24分生物樣品預處理目的123將藥物從綴合物（尿）或結合物中釋放出來，以測定藥物濃度將微量藥物從復雜介質中純化、富集起來防止分析儀器的污染，提高測定靈敏度和選擇性本文檔共54頁；當前第15頁；編輯于星期二\3點24分生物樣品常用的處理方法一二三沉淀蛋白(PPT)液液萃取(LLE)固相萃取(SPE)主要考慮生物樣品的種類、被測藥物的性質和測定方法三個方面的問題：本文檔共54頁；當前第16頁；編輯于星期二\3點24分沉淀蛋白通過沉淀蛋白質可以使結合的藥物釋放出來，達到對待測組分的提純和純化有機溶劑沉淀法加入中性鹽有機酸加入鋅鹽或銅鹽沉淀劑酶解法本文檔共54頁；當前第17頁；編輯于星期二\3點24分有機溶劑沉淀法原理加入水溶性有機溶劑，可使蛋白質的分子內及分子間的氫鍵發(fā)生變化常用有機溶劑種類乙腈、甲醇、丙酮、乙醇、四氫呋喃等操作實例50μl血漿+150μl甲醇渦旋1min3500rpm離心10min

取上清液進樣分析本文檔共54頁；當前第18頁；編輯于星期二\3點24分有機溶劑沉淀法實例奧氮平本文檔共54頁；當前第19頁；編輯于星期二\3點24分有機溶劑沉淀法血漿或血清與有機溶劑的體積比為1:1~3，就可以將90%以上的蛋白質除去，采用低溫低速3500r/min離心10min便可將析出的蛋白質完全沉淀。經驗總結優(yōu)點操作簡單，快速，精密度好，為方法開發(fā)中優(yōu)先考慮使用的，特別在LC-MS方法中幾乎使用于所有小分子化合物，無論其極性大小化合物回收率接近100%，幾乎所有小分子化合物都被提取，尤其適用于代謝產物鑒定缺點只適用于樣品中濃度較高的藥物測定；樣品處理后仍然存在很多干擾物質，對結果產生干擾；殘余的雜質會堵塞色譜柱，污染儀器本文檔共54頁；當前第20頁；編輯于星期二\3點24分加入強酸原理當PH低于蛋白質等電點時，蛋白質以陽離子形式存在，加入強酸，可與蛋白質陽離子形成不溶性鹽沉淀。常用有機溶劑種類10%三氯醋酸，

10%高氯酸等經驗總結血清與強酸的比例為1:0.6混合，高速離心，就可除去蛋白質在酸性條件下分解的藥物不宜本法除蛋白本文檔共54頁；當前第21頁；編輯于星期二\3點24分頭孢地尼內標頭孢克洛加入強酸實例本文檔共54頁；當前第22頁；編輯于星期二\3點24分酶解法原理在測定酸不穩(wěn)定及蛋白結合牢固的藥物，需用酶解法，最常用的酶是蛋白水解酶的枯草菌溶素，優(yōu)點可避免某些藥物在酸、及高溫條件下降解：對與蛋白質結合牢固的藥物（保泰松、苯妥英鈉)，可顯著改善回收率本文檔共54頁；當前第23頁；編輯于星期二\3點24分加入中性鹽原理加入中性鹽，使溶液的粒子強度發(fā)生變化。中性鹽能將與蛋白質水合的水置換出來，從而使蛋白質脫水而沉淀。常用中性鹽種類飽和硫酸銨、硫酸鈉、鎂鹽、磷酸鹽、枸櫞酸鹽操作實例血清和飽和硫酸銨的比例為1:2，混合，離心10000r/min1-2min，即可除去90%以上蛋白質本文檔共54頁；當前第24頁；編輯于星期二\3點24分生物樣品常用的處理方法一二三沉淀蛋白(PPT)液液萃取(LLE)固相萃取(SPE)主要考慮生物樣品的種類、被測藥物的性質和測定方法三個方面的問題：本文檔共54頁；當前第25頁；編輯于星期二\3點24分液-液提取方法（LLE）原理藥物在體內吸收，需經跨膜轉運，所以多數(shù)藥物具有一定脂溶性生物樣品中大多數(shù)內源性雜質是強極性的水溶性物質可以根據(jù)藥物分子與基質之間的極性差異，使用適當?shù)挠袡C溶劑提取藥物，可一次性除去大部分雜質本文檔共54頁；當前第26頁；編輯于星期二\3點24分LLE方法需是考慮的問題一、溶劑的選擇原則相似相溶原理進行選用沸點低、易于揮散和濃集無毒、不易乳化具有較高的化學穩(wěn)定性和惰性和水不相溶常用液-液萃取溶劑正己烷叔丁基甲醚乙醚乙酸乙酯正丁醇極性增加二、有機溶劑和水相的體積比有機溶劑相和水相的體積比1:1或2:1，由實際情況決定，文獻中有10:1以上三、水相的PH值對于堿性藥物，最佳PH要高于藥物PKa1-2單位，對于酸性藥物，最佳PH要低于PKa1-2單位，使藥物分子以非電離的形式存在，從而更易溶于有機溶劑中本文檔共54頁；當前第27頁；編輯于星期二\3點24分操作實例LLE方法操作實例萃取劑本文檔共54頁；當前第28頁；編輯于星期二\3點24分LLE方法操作實例待測藥物：氯雷他定內標：地西泮本文檔共54頁；當前第29頁；編輯于星期二\3點24分LLE方法總結優(yōu)點選擇性高，可除去大部分雜質對有機溶劑蒸發(fā)后復溶，可以對樣品進行濃縮樣品較干凈，對儀器污染小不同PH體系中與不同的萃取劑組合，可控制回收率，并降低基質效應缺點操作繁瑣，不能自動化易乳化一般提取回收率較低不適用于極性大或者易揮發(fā)的化合物的提取由于需要揮發(fā)有機溶劑，對于熱不穩(wěn)定的化合物也不太適合，容器吸附的化合物也有一定的困難對于極性相差較大的化合物同時提取困難本文檔共54頁；當前第30頁；編輯于星期二\3點24分生物樣品常用的處理方法一二三沉淀蛋白(PPT)液液萃取(LLE)固相萃取(SPE)主要考慮生物樣品的種類、被測藥物的性質和測定方法三個方面的問題：本文檔共54頁；當前第31頁；編輯于星期二\3點24分固相萃取技術(SPE)固相萃取(SolidPhaseExtraction，簡稱SPE)是從八十年代中期開始發(fā)展起來的一項樣品前處理技術。由液固萃取和液相色譜技術相結合發(fā)展而來。主要通過固相填料對樣品組分的選擇性吸咐及解吸過程，實現(xiàn)對樣品的分離，純化和富集。主要目的在于降低樣品基質干擾，提高檢測靈敏度本文檔共54頁；當前第32頁；編輯于星期二\3點24分固相萃取技術基本原理和方法基本原理采用選擇性吸附、選擇性洗脫的方式對樣品進行富集、分離、純化，是一種包括液相和固相的物理萃取過程；也可以將其近似地看作一種簡單的色譜過程較常用的方法是使液體樣品通過一吸附劑，保留其中被測物質，再選用適當強度溶劑沖去雜質，然后用少量良溶劑洗脫被測物質，從而達到快速分離凈化與濃縮的目的也可選擇性吸附干擾雜質，而讓被測物質流出基本方法本文檔共54頁；當前第33頁；編輯于星期二\3點24分固相萃取分離類型反相固相萃取硅膠上鍵合C18，C8，C2，苯基，腈基流動相極性大于固定相，適合分離中小極性的化合物的萃取疏水性相互作用正相固相萃取無鍵合硅膠、或硅膠上鍵合氰基、NH2、二醇基流動相極性小于固定相，適合于極性的化合物的萃取親水性相互作用離子交換萃取硅膠基質的離子交換官能團，季胺，氨基、二氨基、苯磺酸基、羧基帶有電荷的化合物靠靜電吸引到帶有電荷的吸附劑表面吸附型萃取采用極性較強的硅膠、硅藻土和氧化鋁等吸附劑本文檔共54頁；當前第34頁；編輯于星期二\3點24分固相萃取和HPLC相比的特點SPE也是一個柱色譜分離過程，分離機理、固定相和溶劑的選擇等方面與高效液相色譜（HPLC）有許多相似之處。但是SPE柱的填料粒徑（>40μm）要比HPLC填料（3~10μm）大。由于短的柱床和大的粒徑，SPE柱效比HPLC色譜柱低得多。因此，用SPE只能分開保留性質有很大差別的化合物。與HPLC的另一個差別是SPE柱是一次性使用。本文檔共54頁；當前第35頁；編輯于星期二\3點24分固相萃取操作一般有五步：活化——甲醇/乙腈潤濕小柱，活化填料；平衡——水或適當緩沖液沖洗平衡小柱；上樣——將樣品轉移上柱，抽去廢液；淋洗——水或緩沖液最大程度洗去干擾物；洗脫——用小體積的溶劑將被測物質洗脫下來并收集。親脂型鍵合硅膠SPE柱實驗步驟本文檔共54頁；當前第36頁；編輯于星期二\3點24分平衡上樣淋洗洗脫基質雜質目標化合物本文檔共54頁；當前第37頁；編輯于星期二\3點24分常見的固相萃取柱普通C18固相萃取固相萃取材料耐受PH范圍窄（2-7.5）硅膠鍵合吸附劑的表面存在未鍵合的硅羥基，對堿性化合物的保留較強，用硅膠鍵合吸附劑處理堿性化合物，回收率通常較低對極性化合物保留差HLB(Hydrophilic-lipophilicBalanceCopolymer)PH1-14范圍內穩(wěn)定無裸露的硅醇羥基親水物質和親脂物質具有均衡的保留能力，覆蓋了非極性、弱極性、極性化合物本文檔共54頁；當前第38頁；編輯于星期二\3點24分OasisHLB柱（聚合物基質）本文檔共54頁；當前第39頁；編輯于星期二\3點24分親水親脂柱的優(yōu)點親水基團（吡咯烷酮基團）和疏水基團（二乙烯基苯）,對極性化合物和非極性化合物均有較好的保留，具有親水親脂平衡的特性具有水可潤濕性，填料經活化后，即使柱床干涸，吸附劑對目標物的保留也不會發(fā)生變化有機聚合物而非硅膠，在pH0-14的范圍內表現(xiàn)穩(wěn)定有機聚合物基質的吸附劑，不存在次級相互作用，用于堿性化合物能夠得到滿意的結果OasisHLB柱（聚合物基質）本文檔共54頁；當前第40頁；編輯于星期二\3點24分OasisHLB柱（聚合物基質）本文檔共54頁；當前第41頁；編輯于星期二\3點24分離子交換與反相模式

混合的固相萃取強陽離子和反相雙重保留基質常用于提取凈化生物基質中的弱堿性化合物酸性環(huán)境中含氮堿性基團與磺酸基結合酸性藥物呈分子狀態(tài)發(fā)生反相結合作用反相作用離子交換本文檔共54頁；當前第42頁；編輯于星期二\3點24分離子交換與反相模式

混合的固相萃取本文檔共54頁；當前第43頁；編輯于星期二\3點24分固相萃取法方法總結SPE優(yōu)點：1、不發(fā)生乳化；2、適應的極性范圍較廣；3、提取效率高；4、方便快速；5、溶劑用量少；6、易于自動化；7、室溫下操作，尤其適于處理揮發(fā)性及對熱不穩(wěn)定的藥物。目前，商品化固相提取小柱（cartridge）的應用已比較普遍。最大的缺點：貴20多元/支本文檔共54頁；當前第44頁；編輯于星期二\3點24分三種方法的比較：

樣本較干凈基質效應低操作迅速適合各種性質化合物本文檔共54頁；當前第45頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共54頁；當前第46頁；編輯于星期二\3點24分基質效應及其影響基質效應（martixeffect）：定義：樣品測試過程中，由于待測物以外的的其它物質存在，直接或間接影響待測物相應的現(xiàn)象如測定血液中的紅霉素濃度為例，除了紅霉素之外的蛋白、磷脂、及其它內源性物質為基質共流成分會改變待測化合物的離子化效率，引起對待測化合物監(jiān)測信號的抑制或提高本文檔共54頁；當前第47頁；編輯于星期二\3點24分基質效應評價方法柱后灌注法提取后加入法（相對基質效應評價）MF：基質效應因子MF=Set2/Set1IS-normalizedMF:內標歸一化基質效應因子Set2:提取空白生物基質，濃縮復溶形成溶液，將待測物與內標加入此溶液中。

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