張 宇,秦 臻,孫 旸,呂加國,吳 芳,劉 霞 (.海軍軍醫(yī)大學藥學院臨床藥學教研室,上海 00433;.西安秦申嘉合藥物研究有限公司,陜西 西安 70068)
疲勞的定義為機體生理過程不能維持其機能在一特定水平上,或不能維持預定的運動強度[1]。由于疲勞的分子機制并不清楚,目前并無真正官方認可的抗疲勞藥物。一些天然產物,如人參、紅景天、大蒜等,以及營養(yǎng)補充劑,如維生素、礦物質和肌酸等,報道有抵抗肌肉疲勞、提高運動成績的效應,但是效果緩慢而不顯著[2];苯丙胺、莫達非尼、咖啡因等藥物雖能快速改善疲勞,但實質為中樞興奮藥,存在成癮、耐受、改變生物節(jié)律等問題[3]。因此,抗疲勞藥物的進一步研發(fā),對改善生活質量、提升運動成績、提高軍事作業(yè)能力有重要意義。
組織糖原含量與疲勞的發(fā)生密切相關[4]。本課題組通過大規(guī)?;衔锖铣珊秃Y選,獲得了一個全新小分子化合物HMS-01,可以通過促進肝臟和肌肉組織糖原的儲存,改善疲勞后組織損傷,顯著增加肌肉耐力,發(fā)揮抗疲勞的作用。為了進一步了解HMS-01的藥動學特點以及在組織中的分布,本課題組采用液相色譜-串聯(lián)質譜(LC-MS/MS)技術[5-6],研究建立靈敏、特異的測定血漿等生物樣品中HMS-01濃度的分析方法,并開展HMS-01在大鼠體內的藥動學研究,為后續(xù)藥物研發(fā)提供理論依據(jù)。
Agilent 1290 InfinityⅡ液相色譜儀(Agilent Technologies,美國)、4000 Q-Trap 型串聯(lián)質譜儀(AB Sciex,美國);低溫高速離心機(Thermo,德國);XW 80A型渦旋混合器(醫(yī)大儀器,上海);Mettler AE240十萬分之一電子天平(梅特勒-托利多,瑞士);Millipore-Q超純去離子水凈化儀(Millipore,美國)。
HMS-01(西安秦申嘉合藥物研究有限公司,批號 HMS-1-1010-3);羅紅霉素(Sigma,CAS:2058-46-0);乙腈(色譜純,F(xiàn)isher Chemical);甲酸(色譜純,F(xiàn)isher Chemical);其他試劑為市售分析純。
色譜柱為 Gemini C18(50 mm×2.0 mm, 5 μm),流動相:含 5 mmol甲酸銨及 1 mmol甲酸的水溶液 (A)-含 1 mmol甲酸的乙腈 (B),梯度洗脫,洗脫程序如下:0~2 min,90% A;2~6 min,5% A;6~8 min,90% A。流速:0.35 ml/min,柱溫:25 ℃,進樣量 5μl,運行時間 8 min。
采用ESI正離子模式,多反應離子監(jiān)測模式(MRM)進行二級掃描;動態(tài)反應監(jiān)測的離子對參數(shù):HMS-01 772.5→614.5;羅紅霉素(IS)837.5→158.1。離子源參數(shù)設置:干燥氣溫度350 ℃;干燥氣流速 10 L/min;霧化器壓力 40 psi;鞘氣溫度 400 ℃;鞘氣流速 11 L/min;毛細管電壓 4 000 V;噴嘴電壓500 V。HMS-01 保留時間為 2.834 min,羅紅霉素保留時間為2.839 min,色譜圖如圖1所示。
精密稱取 HMS-01 對照品 772.5 mg,置于 10 ml容量瓶中,加甲醇溶解并稀釋至刻度,搖勻,得質量濃度為77.25 mg/ml對照品儲備液。再采用逐級稀釋法配置質量濃度為 772.5、386.25、193.125、96.563、 48.281、 24.141、 12.070、 6.035、 3.018、1.509、0.754 ng/ml的系列含對照品血漿溶液;隨行質控樣品中HMS-01的低、中、高質量濃度分別為 3.09、30.9、618 ng/ml。以上溶液置于 4 ℃ 冰箱備用。
取 50 μl血漿樣品于離心管中,加入 200 μl(含41.875 ng/ml的 IS 內標)乙腈溶液,渦旋 60 s,4 ℃條件下 3 000×g離心 10 min,取上清液進樣。
按“2.3”項和“2.4”項中的方法制備標準曲線,平行操作5份,按上述LC-MS/MS條件,連續(xù)進樣分析,以對照品濃度(X)為橫坐標,HMS-01的峰面積與內標的峰面積比值(Y)為縱坐標,進行線性回歸,得線性方程:
線性范圍為 0.976~1 000 ng/ml,以信噪比為3或5時測得HMS-01的最低定量限均為976 pg/ml。
按“2.3”項和“2.4”項中的方法制備低、中、高3種濃度的質控樣品,平行操作5份,連續(xù)3 d,計算實測濃度。如表1所示,精密度用相對標準偏差(RSD)表示,結果日內精密度RSD≤12%,日間精密度RSD≤9%;準確度以相對回收率表示,實測濃度與理論加入濃度的比值即為相對回收率。結果表明日內、日間結果準確度范圍在87%~106%。
按“2.3”項和“2.4”項中的方法制備低、高2種濃度含藥血漿,平行操作6份;取空白血漿按“2.4”項下處理,甲醇代替內標溶液,取處理好的空白血漿樣品加入相應濃度對照品溶液,使之濃度與待測物的峰面積理論濃度一致,分別制備6份;將待測化合物標準溶液用甲醇稀釋,使之與待測物的峰面積理論濃度一致,進樣6次?;|效應等于(含基質樣品的峰面積)/(80%乙腈溶液的峰面積),提取回收率等于(待測物的峰面積)/(含基質樣品的峰面積),考察內標的基質效應和提取回收率操作步驟同上。低、高兩種濃度待測物及內標提取回收率均在 60%~75%之間,基質效應均在 5.6%~6.1%之間,具體結果見表2。
圖 1 典型質量色譜圖
按“2.3”項和“2.4”項中的方法制備低、高2種濃度含藥血漿,分別考察樣品前處理后室溫放置24 h,3 次凍融循環(huán)以及-70 ℃ 保存 30 d 的穩(wěn)定性,測定樣品濃度,計算平均值,并計算RSD(%)及相對偏差RE(%),計算公式:RE%=(實測值-真實值)/真實值×100%。結果見表3。測定結果的RE范圍為2%~17%,RSD均小于7%,表明樣本穩(wěn)定性良好。
表 1 HMS-01 在大鼠血漿中的精密度和準確度 (n=5)
表 2 待測物基質效應和提取回收率 (n=6)
表 3 樣品穩(wěn)定性 (n =3)
SD大鼠12只,分成2組,每組6只,雌雄各半。給藥前禁食 12 h,自由飲水。按 30 mg/kg的劑量單次灌胃、1 mg /kg的劑量單次靜注給藥。灌胃給藥的,于給藥前和給藥后 5、10、20、30 min 和1、1.5、2、4、6、8、10、12、24 h分別眼眶采血約100 μl;靜注給藥的,于給藥前和給藥后 3、8、15、30 min和 1、2、3、4、6、8、10、12、24 h分別眼眶采血約 100 μl。血液用 1% 肝素抗凝,8 000×g離心5 min,分離血漿。-70 ℃保存待測。采血過程冰浴避光,以防止光對藥物穩(wěn)定性產生影響。
大鼠單次靜注給予1 mg/kg HMS-01后的藥動學參數(shù)(非房室模型)總結于表4。大鼠靜脈注射1 mg/kg HMS-01 后,雄、雌大鼠藥動學參數(shù)血漿濃度-時間曲線下面積(AUC)、平均清除率(CL)顯示有極顯著性差異(P<0.01),藥動學參數(shù)血漿消除半衰期(t1/2)、表觀分布容積(V)均呈顯著性差異(P<0.05)。雄性大鼠 AUC0-t為 221 ng·h/ml,CL為4.53 L/h·kg,為大鼠肝臟血流量(約 3.3 L/h·kg)的 137%,體內清除快,t1/2約為 0.786 h,V為5.13 L/kg;雌性大鼠 AUC0-t為 409 ng·h/ml,CL為2.41 L/h·kg,為大鼠肝臟血流量的 73%,體內清除較快,t1/2約為 1.27 h,V為 3.82 L/kg。
大鼠單次灌胃給予 30 mg/kg HMS-01后的藥動學參數(shù)(非房室模型)總結見表5。灌胃給予30 mg/kg HMS-01 后,雄、雌大鼠藥動學參數(shù) AUC顯示有極顯著性差異(P<0.01),藥動學參數(shù)CL、F顯示有顯著性差異(P<0.05)。在大鼠體內血漿濃度達峰時間tmax為 1.17 h,達峰濃度cmax為1 243 ng/ml,消除半衰期t1/2為 2.00 h。雄、雌大鼠AUC0-t分別為 2 271 和 8 529 ng·h/ml,生物利用度分別為34.3%和69.5%。
表 4 大鼠靜注 1 mg/kg HMS-01 后血漿藥動學參數(shù) (±s,n=6)
表 4 大鼠靜注 1 mg/kg HMS-01 后血漿藥動學參數(shù) (±s,n=6)
性別 AUC0-t (ng·h/ml) AUC0-∞ (ng·h/ml) MRT0-∞ (t/h) t1/2z (t/h) CLz (L/h·kg) Vz (L/kg) cmax (ng/ml)雄性 221±12.6 221±12.4 0.776±0.022 0.786±0.039 4.53±0.252 5.13±0.388 491±112雌性 409±23.3** 416±21.0** 1.270±0.115 1.090±0.141* 2.41±0.120** 3.82±0.666* 571±55.1合計 315±105 319±108 1.030±0.282 0.940±0.193 3.47±1.17 4.47±0.871 531±90.3
表 5 大鼠灌胃 30 mg/kg HMS-01 后血漿藥代動力學參數(shù) (±s,n=6)
表 5 大鼠灌胃 30 mg/kg HMS-01 后血漿藥代動力學參數(shù) (±s,n=6)
性別 AUC0-t (ng·h/ml) AUC0-∞ (ng·h/ml)images/BZ_54_848_2975_848_2977.png MRT0-∞ (t/h) t1/2z (t/h) tmax (t/h) CLz/F (L/h·kg) Vz/F (L/kg)cmax (ng/ml) F(%)雄性 2 271±666 2 279±667 2.58±0.156 1.43±0.130 1.17±0.289 14.00±4.31 28.5±7.04 729±263 34.3±10.1雌性 8 529±1 920** 9 071±1 529** 4.79±1.39 2.58±1.060 1.17±0.289 3.38±0.629* 13.1±7.78 1757±584 69.5±15.6*合計 5 400±3 661 5 675±3 867 3.68±1.50 2.00±0.924 1.17±0.258 8.69±6.44 20.8±10.7 1 243±694 51.9±22.6
HMS-01在大鼠體內的藥動學過程存在顯著的性別差異??诜盏谋容^,雌性大鼠的生物利用度遠高于雄性,體內的清除速率方面,雌性比雄性慢,與此同時,HMS-01在雌性體內的半衰期也更長。存在性別差異的原因有待進一步深入研究。本實驗采用的分析方法的特異性、靈敏性、準確性、精密度及穩(wěn)定性均滿足定量分析的要求。鑒于HMS-01在大鼠血漿中不穩(wěn)定的情況,在做動物實驗時,課題組將采取以下措施:全血采集后立刻在 4 ℃ 下離心 2 min 獲取血漿,隨即立刻取 50 μl血漿樣品加入至200 μl含內標的乙腈中,從而阻斷血漿中的水解酶對化合物進行水解。