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喹诺酮类药物的毛细管电泳分析研究进展

来源:中华实用医药杂志 作者:李绪翠 2006-12-18
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摘要: 喹诺酮类药物的毛细管电泳分析研究进展 (pdf) 喹诺酮类药物是一类以1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸为基本结构的全合成抗生素,近年来发展迅速。此类药物有以下共性:抗菌谱广、最低抑菌浓度(MIC)低,尤其对G-杆菌活性高,对其他抗生素耐药的细菌也呈良好的抗菌作用。无交叉耐药,病原菌对本类药物突变耐药的发生率低......


    喹诺酮类药物的毛细管电泳分析研究进展 (pdf)

    喹诺酮类药物是一类以1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸为基本结构的全合成抗生素,近年来发展迅速。此类药物有以下共性:抗菌谱广、最低抑菌浓度(MIC)低,尤其对G-杆菌活性高,对其他抗生素耐药的细菌也呈良好的抗菌作用。某些品种甚至对结核杆菌、支原体、衣原体及厌氧菌亦有抗菌作用;无交叉耐药,病原菌对本类药物突变耐药的发生率低;无质粒介导的耐药性产生;且多数口服吸收良好,半衰期(t1/2)较长,在体内分布广,体液和组织药物浓度高,可达到有效抑菌或杀菌浓度[1],因此广泛应用于临床,大量用于治疗肠胃、泌尿道、呼吸道、骨髓、关节、皮肤、前列腺、宫颈和眼睛等被细菌感染的疾病,是目前化疗方面的重大进步。从1962年美国Sterling-Winthrop研究所发现了第1个含有4-喹酮母核的药物-萘啶酸开始,至今喹诺酮类药物已发展到第4代。见表1。表1喹诺酮类药物的发展    由于喹诺酮类药物在临床上的广泛应用,有关的分析方法报道日益增多,专题综述也不断出现[2~4],在分析化学领域受到了较大的关注。在分析方法上,以液相色谱占多数。分光光度法包括紫外、可见、荧光光谱,广泛应用于制剂的分析。高效毛细管电泳(HPCE)作为一种现代的分析手段在医药领域的应用近年来得到了飞速的发展。在2000和2005年版药典附录中已收录毛细管电泳法。毛细管电泳是离子或荷电粒子以电场为驱动力,在毛细管中按其淌度和(或)分配系数不同进行高效、快速分离的一种电泳技术。它运用于喹诺酮类药物的分析已受到越来越多的关注。许多论文从不同角度和侧重点对喹诺酮类药物的HPCE分析进行了研究,大致可分为三个方面:一是原料药的定量、原药中的痕量组分测定、药剂的分析以及药物的稳定性的评价等以药品质量管理为目的的测试方法。这些方法都有良好的选择性,适当的分析灵敏度和可靠的准确度;二是研究喹诺酮类药物在毛细管中的电泳行为,探讨其淌度与电泳缓冲液pH、pKa之间的关系,并利用HPCE法测量喹诺酮类药物的pKa;三是临床药物分析即对生物样品中喹诺酮类药物及其代谢物的分析。本文综述了近年来HPCE法分析喹诺酮类药物的进展,以期促进HPCE法在喹诺酮类药物分析中的发展,更好地有利于提高、控制此类药物的质量和临床药学的发展。

    1喹诺酮类药物的质量分析

    1.1喹诺酮类药物的定量及原料药中痕量组分的测定由于HPCE具有分离效率高(理论塔板数已达到106~107/m),专属性强等特点,可同时用于喹诺酮类原料药及相关杂质的检查与含量测定,用于药剂分析时一般只需过滤即可测定,对于滴眼剂则可直接测定,不受辅料干扰。当分析一种药物时,分离模式常用毛细管区带电泳(CZE)。硼酸盐和磷酸盐缓冲液常用作电泳的背景电解质。在分离多种喹诺酮类药物时,常常添加有机溶剂甲醇、乙腈,改变熔硅管内壁和缓冲溶液性能,提高分离度和选择性,且有机溶剂的加入可以降低电流,减少焦耳热。毛细管胶束电动色谱法(MEKC)在分离具有相似结构的药物时显示了许多CZE所不具有的优点。由于喹诺酮类药物在紫外由强烈吸收,因此检测多用紫外。利用HPCE分析喹诺酮药物的精密度和回收率与HPLC基本一致。但由于毛细管电泳自身的特点,在定量分析喹诺酮药物时比HPLC更优越。其柱效高、进样量小、成本低廉、良好的分离度,是替代HPLC的一种良好分析方法。见表2。表2喹诺酮类药物分析分离模式及分离条件

    1.2喹诺酮类药物对映体的手性分离喹诺酮类药物通常具有对映体,构象上的差异导致对映体分子具有不同的生物物理效应,抗菌活性也产生了很大的差异。如氧氟沙星(氟哌酸),S-(-)-氧氟沙星的抗菌活性是R-(—)-氧氟沙星的8~128倍,左氧氟沙星的水溶性好,毒副发应更小,是一个活性对映体药物,故对氧氟沙星对映体纯度的分析具有重要意义。用HPCE进行对映体的分离,一般在缓冲体系中加入手性试剂,对映体分子与手性试剂作用形成主—客体络合物,通过电泳迁移速度差异的增加而达到分离的目的。环糊精的衍生物是氧氟沙星对映体分离中应用最多的一种手性试剂。研究发现环糊精的种类和浓度、背景电解质浓度和pH、柱温及操作电压对氧氟沙星的分离度和迁移时间都有很大影响。β-环糊精不能分离氧氟沙星对映体,但CM-β-环糊精、DM-β-环糊精、HP-β-环糊精都可使氧氟沙星达到基线分离。环糊精经过化学修饰后,由于取代基的引入,不但使分子疏水腔入口端扩大、延长,包括作用增强,而且衍生基团更易与氧氟沙星的手性中心作用,从而增加了手性识别和选择性。环糊精浓度增加,氧氟沙星分离度随之增加,但相应地包合物的浓度也增大,体系粘度变大,迁移率减少,从而延长了出峰时间。背景电解质浓度增加,氧氟沙星的分离度也随之增大,俞绮等认为可能是离子浓度的变化影响了氧氟沙星或环糊精的存在状态,改变了两者的平衡。同时背景电解质的浓度增大后会产生大量的焦耳热而导致柱效降低。背景电解质pH也会影响峰形的变化。当pH大于4后,峰形变差,李方等认为可能是氧氟沙星是碱性药物,在高pH下,分子中的胺基吸附于毛细管内壁而产生的。刘宇新等用牛血清蛋白作为手性选择剂,异丙醇为修饰剂,在未涂层的毛细管中,应用CZE拆分氧氟沙星对映体,拆分效果及重现性好。牛血清蛋白比环糊精衍生物易得到、价格低廉,更具有经济价值。见表3。表3喹诺酮类药物对映体的手性分离

    2喹诺酮类药物

 电离平衡常数的测定喹诺酮类药物的抗菌活性随着pH的变化而变化,因此电离平衡常数是喹诺酮类药物的一个重要参数。它不仅影响喹诺酮类药物在生物体内分布、吸收、代谢,而且根据pKa可预测喹诺酮类药物在CE中的迁移顺序。J.Barbosa等推导出me-pKa的相互关系即:me=a2H++ma-K1K2mba2H+K1aH+y+K1K2(1)

    式中me、ma、mb分别为有效淌度、完全电离成H2Z+时的有效淌度、完全电离成Z-时的有效淌度,αH+为H+的活度[14]。根据(1)式,依据喹诺酮类药物在CE中的有效淌度预测其电离平衡常数。D.Barron等利用CE分别测定Ciprofloxacin、Difloxacin、Danofloxacin、Enrofloxacin、Flumequine、Sarafloxacin、Norfloxacin、Pipedimic acid、Marbofloxacin在水和乙腈水溶液中pKa值[15]。

    3生物样品中喹诺酮类药物的测定

 由于有些喹诺酮类药物的有效血浓范围窄,过量服用此类药物可能产生严重的不良反应,为了达到用药安全、合理、有效,在国外TDM已应用于此类药物,以血药浓度为指标,达到个体化用药。喹诺酮类药物在体内清除的通常是通过尿液排出,药物以原型或代谢物及络合物形式排出。通过对尿样测定可对药物剂量回收、药物肾清除率及代谢物类型等进行研究。很多分析手段用于生物样品中喹诺酮分析,微生物检测法是一种传统的方法。虽然具有设备简单、样品无需预处理,但这种方法分析时间长、准确性低、专属性差,代谢物常常干扰分析结果。HPLC是目前最常用的方法。但HPCE分析生物样品中的喹诺酮类药物还很少。在体内药物分析中,HPCE比起HPLC更有自己独特的优势。第一,HPCE测定喹诺酮类药物生物样品的预处理过程一般都很简单。尿样通常采用离心或过滤后即可进样。血样采用液-液萃取或固相萃取。液相萃取法具有样品需要量大,有机溶剂消耗大等不足,固相萃取则需要的样品少、提取效率高,杂质干扰少,因此常常被采用。固相萃取法一般采用常用ODS柱[19]和Oasis HLB 柱[16]。第二,生物样品中杂质很复杂,即使经过前处理,也难免带有其它混合物,用HPLC分析时,色谱柱易污染且难以再生,而毛细管电泳适用,因为毛细管易清洗,且价格低廉。另外,检测的灵敏度是长期困扰HPCE的一大障碍。为了提高HPCE在生物样品中测定的灵敏度,常采用样品前处理SPE法,采用场放大进样技术,ITP—CZE耦合进样,检测器用激光诱导荧光、MS等方式。例如:M.Hernandez[16]等采用单毛细管ITP-CZE预浓缩进样以提高灵敏度。选用磷酸作为前导缓冲液,β-丙胺酸作为尾随缓冲液。从进样体积、样品浓缩过程中流体动力学的反压力和开始CZE分离的时间三个因素考虑确定最合适条件。见表4。表4生物样品中喹诺酮类药物的测定

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    作者单位: 445000 湖北恩施,恩施州药品检验

 (编辑:齐永)


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