張曉靜,李丹丹,張俊義,孫毅坤(.北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,北京0002;2.北京中醫(yī)藥大學(xué),北京0002)
膽汁酸在脂類物質(zhì)的消化吸收和膽固醇代謝方面發(fā)揮著重要作用,膽酸(CA)作為人體膽汁中含量最豐富的膽汁酸,主要用作利膽藥,因可治療膽囊炎、膽汁缺乏、腸道消化不良等癥而被廣泛使用[1-2]。目前市場上已有膽酸鈉片、豬脫氧膽酸(HDCA)片等膽酸類藥物。藥物作用的強(qiáng)弱與作用部位的藥物濃度密切相關(guān),當(dāng)藥物在體內(nèi)各組織分布趨于動態(tài)平衡時,組織內(nèi)藥物化學(xué)勢趨于一致,其轉(zhuǎn)運速率遵循一定的規(guī)律。然而,血液中的藥物有相當(dāng)一部分可與蛋白結(jié)合,而結(jié)合形態(tài)的藥物不能夠參加轉(zhuǎn)運并發(fā)揮藥理作用;但結(jié)合態(tài)藥物與游離態(tài)藥物之間存在一個動態(tài)平衡,隨著藥物在體內(nèi)代謝、排泄或組織內(nèi)蓄積,與蛋白結(jié)合的藥物可解離為游離態(tài)藥物,在一定程度上達(dá)到維持血藥濃度的作用[3-4]。因此,藥物與蛋白的結(jié)合作用對于藥物體內(nèi)過程的研究有著重要的意義。近年來有關(guān)膽酸類化合物研究的文獻(xiàn)報道很多[5-7],但是針對膽酸類化合物與蛋白之間的相互作用卻鮮有研究,而了解二者的相互作用有助于從分子水平上進(jìn)一步了解膽酸類化合物體內(nèi)蛋白結(jié)合特性,從而有助于設(shè)計和改造膽酸類藥物分子以提高藥效和安全性,縮短作用時間,進(jìn)而為膽酸類化合物的藥效學(xué)、藥動學(xué)、藥理學(xué)以及毒理學(xué)方面提供重要依據(jù)和參考。本試驗采用平衡透析法研究了膽酸類化合物與牛血清白蛋白(BSA)的結(jié)合率,為進(jìn)一步開展膽酸類的相關(guān)研究提供依據(jù)。
Agilent 1100高效液相色譜儀(美國安捷倫科技有限公司);Alltech3300-蒸發(fā)光散射檢測(ELSD)器(北京先明樂施科技發(fā)展有限公司);TGL-16G高速離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠);VORTEX GENIVS 3旋渦混勻儀[萊貝(上海)科學(xué)儀器有限公司];MTN-2800D型氮氣吹干儀(天津奧特賽恩斯儀器有限公司);DSHZ-300多用途水浴恒溫振蕩器(江蘇太倉市實驗設(shè)備廠);pHS-W型精密pH計(上海般特儀器有限公司)。
膽酸對照品、豬脫氧膽酸對照品(中國食品藥品檢定研究院,批號:100078-200414、100087-200610,均為含量測定用);BSA標(biāo)準(zhǔn)品(北京拜爾迪生物技術(shù)有限公司,批號:C020102,純度:98%);透析袋(北京拜爾迪生物技術(shù)有限公司);甲醇為色譜純,水為超純水,其他試劑均為分析純。
2.1.1 對照品貯備液:分別精密稱取膽酸對照品、豬脫氧膽酸對照品適量,置于10 ml量瓶中,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,即得膽酸、豬脫氧膽酸的對照品貯備液,備用。
2.1.2 BSA溶液:取BSA標(biāo)準(zhǔn)品適量,精密稱定,用磷酸鹽緩沖溶液(PBS)溶解并稀釋至刻度,制成濃度為1 mmol/L的BSA溶液。
2.1.3 透析液:取磷酸二氫鉀2.72 g、氯化鈉8.8 g,加0.1 mol/L氫氧化鈉溶液適量,調(diào)節(jié)pH至7.4,補水至1000 ml,即得濃度為0.02 mol/L的PBS(內(nèi)含0.15 mol/L氯化鈉),作為透析液。
色譜柱:Thermo-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:甲醇-0.1%甲酸溶液(80∶20),流速:1.0 ml/min;進(jìn)樣量:15 μl;ELSD檢測器;漂移管溫度:80℃;氣體流速:2.0 L/min。分別進(jìn)樣膽酸的PBS溶液、膽酸的BSA溶液、透析袋內(nèi)膽酸樣品溶液、透析袋外膽酸樣品溶液、豬脫氧膽酸的PBS溶液、豬脫氧膽酸的BSA溶液、透析袋內(nèi)豬脫氧膽酸樣品溶液、透析袋外豬脫氧膽酸樣品溶液和透析液,記錄色譜,見圖1。
圖1 膽酸類化合物的HPLC圖A.膽酸的PBS溶液;B.膽酸的BSA溶液;C.透析袋內(nèi)膽酸樣品溶液;D.透析袋外膽酸樣品溶液;E.豬脫氧膽酸的PBS溶液;F.豬脫氧膽酸的BSA溶液;G.透析袋內(nèi)豬脫氧膽酸樣品溶液;H.透析袋外豬脫氧膽酸樣品溶液;I.透析液;1.膽酸;2.豬脫氧膽酸Fig 1 HPLC chromatograms of cholic acid compoundsA.PBS solution of CA;B.BSA solution of CA;C.sample solution of CA in dialysis bag;D.sample solution of CA out of dialysis bag;E.PBS solution of HDCA;F.BSA solution of HDCA;G.sample solution of HDCA in dialysis bag;H.sample solution of HDCA out of dialysis bag;I.dialysate;1.CA;2.HDCA
由圖1可知,本試驗中膽酸、豬脫氧膽酸的PBS溶液及BSA溶液的色譜圖峰形良好,無雜質(zhì)干擾測定,具有較高的特異性,分析條件可行。
取樣品溶液200 μl,加入0.1 mol/L 鹽酸溶液50 μl,加甲醇1 ml沉淀蛋白,旋渦混合30 s,以12000 r/min(離心半徑:8 cm)離心5 min,取上清液500 μl置于另一干燥聚乙烯塑料(PE)管中,氮氣吹干,加200 μl甲醇復(fù)溶,即得。
2.4.1 膽酸、豬脫氧膽酸在BSA溶液中的標(biāo)準(zhǔn)曲線:取膽酸對照品貯備液適量,用甲醇稀釋成0.26、0.52、1.03、2.05、4.1 mg/ml系列對照品溶液;另取豬脫氧膽酸對照品貯備液適量,用甲醇稀釋成0.30、0.59、1.18、2.36、4.72 mg/ml系列對照品溶液;再分別取200 μl BSA溶液各5份,分別加入上述不同質(zhì)量濃度的膽酸、豬脫氧膽酸系列對照品溶液各100 μl,分別配成相當(dāng)于含0.029、0.058、0.116、0.232、0.464 mg/ml膽酸及 0.019、0.039、0.078、0.156、0.311 mg/ml豬脫氧膽酸的蛋白樣品,按“2.3”項下方法處理后,進(jìn)樣分析,記錄峰面積。以對照品質(zhì)量濃度的對數(shù)值(x)為橫坐標(biāo)、峰面積的對數(shù)值(y)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程為:膽酸y=0.9862x+3.8111(r=0.9997),豬脫氧膽酸y=1.0806x+4.0587(r=0.9997)。結(jié)果二者檢測質(zhì)量濃度的線性范圍分別為:膽酸0.029~0.464 mg/ml、豬脫氧膽酸0.019~0.311 mg/ml。
2.4.2 膽酸、豬脫氧膽酸在透析液中的標(biāo)準(zhǔn)曲線:分別取200 μl空白PBS各5份,加入“2.4.1”項下膽酸、豬脫氧膽酸系列對照品溶液各100 μl,分別配制成相當(dāng)于含0.029、0.058、0.116、0.232、0.464 mg/ml膽酸及 0.019、0.039、0.078、0.156、0.311 mg/ml豬脫氧膽酸的透析液樣品,按“2.3”項下方法處理后,進(jìn)樣分析,記錄峰面積。以對照品質(zhì)量濃度的對數(shù)值(x)為橫坐標(biāo)、峰面積的對數(shù)值(y)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程為:膽酸y=1.1227x+3.8697(r=0.9997)、豬脫氧膽酸y=1.15x+4.204(r=0.9998)。結(jié)果二者檢測質(zhì)量濃度的線性范圍分別為:膽酸0.029~0.464 mg/ml、豬脫氧膽酸0.019~0.311 mg/ml。
分別在BSA溶液、透析液中加入質(zhì)量濃度分別為膽酸0.51、1.025、2.05 mg/ml及豬脫氧膽酸0.59、1.18、2.36 mg/ml的對照品溶液,每種質(zhì)量濃度平行6份,進(jìn)樣分析,計算回收率。結(jié)果3種質(zhì)量濃度BSA溶液中膽酸的回收率分別為98.7%、97.7%、101.4%,RSD分別為2.7%、4.4%、1.6%(n=6);3種質(zhì)量濃度透析液中膽酸的回收率分別為104.8%、99.7%、101.6%,RSD分別為0.6%、4.6%、1.6%(n=6)。在3種質(zhì)量濃度BSA溶液中豬脫氧膽酸的回收率分別為98.8%、103.2%、99.9%,RSD分別為3.5%、1.3%、3.5%(n=6);3種質(zhì)量濃度透析液中豬脫氧膽酸的回收率分別為99.5%、101.3%、99.8%,RSD分別為3.8%、4.07%、5.4%(n=6)。
2.6.1 日內(nèi)精密度:取“2.4”項下含0.058、0.116、0.232 mg/ml膽酸及0.039、0.078、0.156 mg/ml豬脫氧膽酸的蛋白樣品和透析液樣品,每個樣品同日內(nèi)進(jìn)樣5次,考察日內(nèi)精密度。結(jié)果膽酸在3種質(zhì)量濃度蛋白樣品中的RSD分別為1.66%、0.89%、1.07%(n=5),在3種質(zhì)量濃度透析液樣品中的RSD分別為1.70%、1.84%、1.68%(n=5);豬脫氧膽酸在3種質(zhì)量濃度蛋白樣品中的RSD分別為0.06%、0.5%、0.5%(n=5),在3種質(zhì)量濃度透析液樣品中的RSD分別為0.2%、0.4%、1.0%(n=5)。
2.6.2 日間精密度:取“2.4”項下含0.058、0.116、0.232 mg/ml膽酸及0.039、0.078、0.156 mg/ml豬脫氧膽酸的蛋白樣品和透析液樣品,每日進(jìn)樣測定5次,連續(xù)測定3 d,考察日間精密度。結(jié)果膽酸在3種質(zhì)量濃度蛋白樣品中的RSD分別為1.51%、1.85%、1.92%(n=3),在3種質(zhì)量濃度透析液樣品中的RSD分別為1.94%、1.82%、1.80%(n=3);豬脫氧膽酸在3種質(zhì)量濃度蛋白樣品中的RSD分別為1.7%、4.1%、3.9%(n=3),在3種質(zhì)量濃度透析液樣品中的RSD分別為2.2%、3.2%、4.2%(n=3)。
分別在BSA溶液、透析液中加入質(zhì)量濃度為0.51、1.025、2.05 mg/ml膽酸及0.59、1.18、2.36 mg/ml豬脫氧膽酸的對照品溶液,制成蛋白樣品和透析液樣品,按“2.3”項下方法處理后,室溫下保存,分別于0、2、6、10、16、30 h 進(jìn)樣分析,記錄峰面積。結(jié)果膽酸在3種質(zhì)量濃度蛋白樣品中的RSD分別為0.74%、0.61%、0.78%(n=6),在3種質(zhì)量濃度透析液樣品中的RSD分別為0.64%、0.61%、0.32%(n=6);豬脫氧膽酸在3種質(zhì)量濃度蛋白樣品中的RSD分別為1.8%、1.2%、3.9%(n=6),在3種質(zhì)量濃度透析液樣品中的RSD分別為1.5%、1.1%、3.3%(n=6)。表明樣品在室溫下放置30 h內(nèi)穩(wěn)定。
將管狀透析袋一端用線結(jié)扎使不漏液,用移液管精密量取BSA溶液1 ml加入透析袋中,另一端折疊并用線結(jié)扎袋口,袋內(nèi)保留少量空氣,使透析袋能懸浮在透析液中。將透析袋置于盛有10 ml透析液的廣口瓶中,調(diào)節(jié)袋內(nèi)外液面高度,使保持同一水平。分別加入膽酸、豬脫氧膽酸對照品溶液適量,使透析外液的質(zhì)量濃度均分別為0.51、1.01、2.02 mg/ml,最后用封口膜封住瓶口,每種質(zhì)量濃度平行3份。于37℃恒溫震蕩30 h,到達(dá)平衡時間后,吸出袋外少量透析液,加等量10%高氯酸溶液,檢查有無蛋白漏出。若袋外透析液變渾濁,則作廢。取出透析袋,用濾紙吸干附著于袋外壁上的透析液,分別精密吸取袋內(nèi)BSA溶液100 μl、袋外透析液100 μl作為蛋白樣品,按“2.3”項下方法處理后,進(jìn)樣測定。按公式計算蛋白結(jié)合率,蛋白結(jié)合率=(袋內(nèi)藥物質(zhì)量濃度-袋外藥物質(zhì)量濃度)/袋內(nèi)藥物質(zhì)量濃度×100%,結(jié)果見表1。
表1 膽酸、豬脫氧膽酸與BSA的結(jié)合率測定結(jié)果Tab 1 Binding rate results of CA or HDCA with bovine serum albumin
在透析袋內(nèi)以1 ml透析液代替BSA溶液,透析袋外液中膽酸、豬脫氧膽酸的質(zhì)量濃度分別為2.02、1.01、0.51 mg/ml,在9、18、30 h時測定二者在透析袋內(nèi)、外的質(zhì)量濃度,以二者質(zhì)量濃度比值確定藥物從袋內(nèi)、外自由擴(kuò)散達(dá)到平衡的時間。結(jié)果30 h時袋內(nèi)、外溶液中藥物的質(zhì)量濃度基本相等,表明擴(kuò)散30 h已達(dá)到平衡,因此設(shè)定平衡透析時間為30 h。平衡時間的考察結(jié)果見表2。
將透析袋內(nèi)加入1 ml空白PBS,在透析袋外加入10 ml PBS及質(zhì)量濃度為5.56、11.11、22.22 mg/ml的膽酸溶液或豬脫氧膽酸溶液各1 ml,每種質(zhì)量濃度平行3份,當(dāng)藥物達(dá)到平衡后,測定透析袋外藥物濃度。根據(jù)參考文獻(xiàn)[10]計算3種質(zhì)量濃度的膽酸、豬脫氧膽酸在透析膜上的吸附率分別為5.04%、3.54%、1.89%及6.53%、7.43%、5.04%,表明透析袋對膽酸及豬脫氧膽酸雖有微弱的吸附,該吸附量可忽略不計。
表2 平衡時間的考察結(jié)果(n=3)Tab 2Results of equilibrium time(n=3)
平衡透析法的平衡溫度一般可選在37℃或4℃恒溫條件下測定。本試驗采用37℃為溫育溫度以模擬正常人體體溫。本試驗中采用截留相對分子質(zhì)量為3500的透析膜進(jìn)行試驗,由高效液相色譜圖可知,與透析液比較,透析袋外液的樣品圖譜基線較平穩(wěn),無明顯雜質(zhì)峰,表明蛋白中并無大量內(nèi)源性物質(zhì)從透析袋中滲出。此外,透析袋對藥物的吸附微量,不影響測定結(jié)果,表明采用該型號的透析袋以平衡透析法測定膽酸類化合物的蛋白結(jié)合率是可行的。
本研究結(jié)果顯示,高效液相色譜法測定膽酸與BSA結(jié)合率試驗具有簡便、快速、靈敏與選擇性高的特點;且膽酸、豬脫氧膽酸與BSA具有中等強(qiáng)度的蛋白結(jié)合率,即為膽酸類小分子在體內(nèi)被蛋白儲存和轉(zhuǎn)運提供條件的同時,膽酸類化合物在體內(nèi)不易因游離濃度過大而產(chǎn)生副作用;在試驗濃度范圍內(nèi),蛋白結(jié)合率與透析液的藥物濃度無關(guān),同時,二者與蛋白的結(jié)合率沒有明顯差異。
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