吳啟鑫趙小亮焦玥羅明珠王怡婷李晶哲王靖怡馬琰巖李濤劉長振*
(1. 中國中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,北京市中醫(yī)藥防治重大疾病基礎(chǔ)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100700;2. 中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所,北京 100700)
卡瓦胡椒(Piper methysticum)是一種原產(chǎn)于南太平洋地區(qū)的藥食同源植物,屬胡椒科,入藥部位主要為根及根莖。 在當(dāng)?shù)?,卡瓦胡椒作為一種失眠、焦慮和更年期癥狀的自然療法,現(xiàn)臨床多用于鎮(zhèn)靜催眠、抗痙攣、局部麻醉、抗真菌等方面[1-2]。近年,其相關(guān)制劑已作為非處方藥或食品添加劑進(jìn)入歐美國家,我國亦有相關(guān)報(bào)道[2]。 黃卡瓦胡椒素B(Flavokawain B,F(xiàn)KB)是從卡瓦胡椒中分離出來的一種天然甲氧基化查耳酮,具有抗炎[3-4]、抗癌[5-6]、鎮(zhèn)痛[7]、抗血管生成[8-9]和免疫調(diào)節(jié)等多種治療作用。 FKB 在治療惡性腫瘤方面表現(xiàn)出色,尤其是胃癌、肺癌、前列腺癌和乳腺癌,其開發(fā)前景令人矚目,引起了全球的廣泛關(guān)注[5,10-14]。 另外,F(xiàn)KB 有潛在的肝毒性報(bào)道[9,15]。 但截至目前,對FKB 的體內(nèi)過程了解尚不充分,為闡明FKB 的藥代動(dòng)力學(xué)特征,本研究利用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HPLCMS/MS)建立血藥濃度定量分析方法,并進(jìn)一步比較了靜脈給藥、腹腔注射和灌胃給藥后血漿中FKB的藥代動(dòng)力學(xué)特征和生物利用度數(shù)據(jù),這將為FKB藥理機(jī)制、安全性研究和進(jìn)一步開發(fā)提供方法和數(shù)據(jù)支撐。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
168 只SPF 級雄性KM 小鼠,7 ~8 周齡,體重(31.0 ± 1.5)g,購自北京華阜康生物科技股份有限公司【SCXK(京)2019-0008】。 在晝夜交替照明、恒溫(23 ~ 25℃)、恒濕(49% ~ 51%)環(huán)境中喂養(yǎng)3 d,適應(yīng)飼養(yǎng)環(huán)境,自由飲食飲水。 實(shí)驗(yàn)前禁食12~16 h,自由飲水。 所有動(dòng)物飼養(yǎng)于中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所【SYXK(京)2021-0017】,實(shí)驗(yàn)均經(jīng)過中國中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(ERCCACMS21-2106-08)。
1.1.2 主要試劑與儀器
木犀草素(批號:RDD-00702005014)、黃卡瓦胡椒素B(批號:RDD-H-02802301004)購于成都瑞芬思德丹生物科技有限公司,純度均大于98%;二甲基亞砜(Sigma 公司,批號:103209528),羧甲基纖維素鈉(國藥集團(tuán),批號:20120330),Tween80(MCE 公司,批號:HYS000006634),PEG-300(MCE 公司,批號:HYW000084018);甲醇、乙腈(LC/MS 級,北京迪馬公司),甲酸(LC/MS 級,美國Sigma 公司),甲酸銨(LC/MS 級,美國Sigma 公司),其他試劑均為分析純。
Targin VX-Ⅲ多管渦旋振蕩器(北京踏錦科技有限公司);Milli-Q Integral 5 超純水制備儀(美國Millipore 公司);KQ-500DE 型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);Rotanta 460R 高速冷凍離心機(jī)(德國Hettich 公司)。 HPLC-MS/MS 系統(tǒng)(美國AB Sciex 公司),包括ExionLC-20AC 高效液相色譜儀、Ion DriveTMTurbo V 離子源、Sciex6500+三重四極桿檢測器、Analyst 1.7 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和MutiQuant 3.0.3 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。
1.2.1 藥品配制
(1)尾靜脈注射組和腹腔注射組:稱取適量的FKB,加入所需藥液體積的4%二甲基亞砜,充分振蕩使藥物完全溶解,再加入所需藥液體積的40%PEG-300 和5% Tween80,最后加入剩余體積的生理鹽水,振蕩并超聲處理60 s,配制成4 mg/mL、8 mg/mL、12 mg/mL 的FKB 溶液。
(2)灌胃組:稱取適量的FKB,加入4%二甲基亞砜和5% Tween80,混合后溶于0.5%羧甲基纖維素鈉,振蕩并超處理聲60 s,最終配制成40 mg/mL、80 mg/mL、120 mg/mL 的FKB 溶液。
1.2.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
7 周齡雄性KM 小鼠,隨機(jī)分成7 個(gè)組:(1)尾靜脈注射組(i.v.20 mg/kg)、(2)低劑量腹腔注射組(i.p.20 mg/kg)、(3)中劑量腹腔注射組(i.p.40 mg/kg)、(4)高劑量腹腔注射組(i.p.60 mg/kg)、(5)低劑量灌胃組(i.g.200 mg/kg)、(6)中劑量灌胃組(i.g.400 mg/kg)、(7)高劑量灌胃組(i.g.600 mg/kg),每個(gè)組由24 只小鼠組成11 個(gè)取血時(shí)間點(diǎn)(每只小鼠3 個(gè)取血時(shí)間點(diǎn)),每個(gè)時(shí)間點(diǎn)平行6 只小鼠。 實(shí)驗(yàn)于小鼠給藥后0、5、30 min 及1、2、4、6、8、12、16、24 h,于眼底靜脈叢取血100 μL,迅速裝入EDTA·Na2抗凝管中,在4℃4362 r/min 條件下離心15 min,棄沉淀,取上層血漿裝于新Ep 管中,-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 樣品溶液配制
(1)對照品溶液配制:精密稱取FKB 對照品約10 mg,倒入5 mL 容量瓶中,加入甲醇,超聲5 min助溶,將溶液稀釋至刻度,搖勻即得。 所配制貯備液濃度為2 mg/mL,逐級稀釋后得到1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、32.0、61.5、125.0、250.0、500.0、1000.0、2000.0 和4000.0 ng/mL 濃度的對照品系列溶液,置于-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
(2)內(nèi)標(biāo)溶液配制:精密稱取木犀草素對照品約10 mg,倒入5 mL 容量瓶中,后加入甲醇,超聲5 min 助溶,將溶液稀釋至刻度,搖勻即得內(nèi)標(biāo)母液,-80℃冰箱中備用。 臨用前用甲醇將內(nèi)標(biāo)母液稀釋成10 μg/mL 的內(nèi)標(biāo)溶液。
(3)質(zhì)量控制(QC)樣品的配制:取低、中、高3 個(gè)濃度的對照品溶液,加入一定量的空白血漿充分混合,搖勻即得低濃度質(zhì)控(LQC,0.5 ng/mL)、中濃度質(zhì)控(MQC,20 ng/mL)和高濃度質(zhì)控(HQC,600 ng/mL)樣品,置于-80℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.4 血漿樣品的處理
血漿樣品在室溫下融化后,充分混勻,精密量取50 μL,置于0.6 mL 干凈離心管中,精密加入10 μL 內(nèi)標(biāo)溶液和140 μL 乙腈,6000 r/min 渦旋混合5 min,4℃13 795 r/min 離心10 min,取上清液,4℃13 795 r/min 再次離心10 min,取上清待測。
1.2.5 HPLC-MS/MS 條件
(1)色譜條件:色譜柱為XSelect@HSS T3 色譜柱(2.5 μm,2.1 × 50 mm,美國Waters 公司);流動(dòng)相為A(水,含0.1%甲酸) ∶B(乙腈-異丙醇[50 ∶50]),梯度洗脫程序如下:0 ~ 4.0 min,20% ~100% B;4.0 ~6.0 min,100% B ~100% B;6.0 ~6.1 min,100% B ~20% B;6.1 ~8.0 min,20% B~20% B。 柱溫為35℃;樣品室溫度為4℃;流速為0.3 mL/min;進(jìn)樣量為2 μL。
(2)質(zhì)譜條件:電噴霧離子源(ESI),氣簾氣(N2)為40 psi,碰撞氣(N2)為9 psi,噴霧電壓為+5500 V,霧化溫度為550℃,霧化氣(GS1,N2)和輔助氣(GS2,N2)均為55 psi。 實(shí)驗(yàn)采用多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式正離子掃描,F(xiàn)KB 和內(nèi)標(biāo)木犀草素離子對及相應(yīng)的去簇電壓、碰撞能量、保留時(shí)間等質(zhì)譜參數(shù)見表1。
表1 黃卡瓦胡椒素B 和內(nèi)標(biāo)木犀草素優(yōu)化后的液相色譜質(zhì)譜參數(shù)Table 1 Optimized liquid chromatography-mass spectrometry parameters of Flavokawain B and internal standard luteolin
1.2.6 方法學(xué)的建立與驗(yàn)證
(1)選擇性:隨機(jī)取6 只小鼠空白血漿,除不加內(nèi)標(biāo)(等體積純水替代)外,按“1.2.4”項(xiàng)下方法操作,進(jìn)行HPLC-MS/MS 分析,并記錄相應(yīng)的色譜圖。通過色譜圖比較定量限(limit of quantification,LOQ)樣品、小鼠空白血漿樣品和小鼠給藥后血漿樣品,考察該方法的選擇性。
(2)線性范圍及定量限:取FKB 對照品系列溶液,分別隨機(jī)加入小鼠空白血漿,得到0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.1、12.5、25.0、50.0、100.0、200.0、400.0 和800.0 ng/mL 的模擬生物樣品,同樣按“1.2.4”項(xiàng)下方法操作,進(jìn)行HPLC-MS/MS 分析。橫坐標(biāo)X 為血漿樣品中待測物的濃度,縱坐標(biāo)Y 為待測物與內(nèi)標(biāo)的峰面積比值,1/X 為權(quán)重系數(shù),回歸分析采用加權(quán)最小二乘法,最終得到各成分的標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍。 各成分的LOQ 經(jīng)信噪比S/N =10 計(jì)算,并以LOQ 作為標(biāo)準(zhǔn)曲線的最低濃度點(diǎn)。
(3)基質(zhì)效應(yīng)與提取回收率:取QC 和LOQ 樣品,每一濃度配制6 份,按“1.2.4”項(xiàng)下方法操作,進(jìn)樣分析得到FKB 與內(nèi)標(biāo)的色譜峰面積比值A(chǔ);取用純水配制以上等濃度的樣品,進(jìn)樣分析得到FKB與內(nèi)標(biāo)的色譜峰面積比值B;另隨機(jī)取空白血漿,按“1.2.4”項(xiàng)下方法操作,上述相應(yīng)等濃度的對照品和內(nèi)標(biāo)溶液分別加入于經(jīng)提取的上清液中,進(jìn)樣分析后可得FKB 與內(nèi)標(biāo)的色譜峰面積比值C。A 與B 的比值即基質(zhì)效應(yīng),A 與C 的比值即提取回收率。
(4)準(zhǔn)確度與精密度:LOQ 樣品和QC 樣品1 d之內(nèi)測定6 次,且連續(xù)3 d 檢測,計(jì)算日內(nèi)、日間精密度及準(zhǔn)確度。
(5)殘留:取定量上限樣品,按“1.2.4”項(xiàng)下方法操作,然后進(jìn)樣空白樣品;該循環(huán)連續(xù)操作3 次,之后統(tǒng)一分析各待測物的殘留。
(6)稀釋可靠性:配制6 份模擬生物樣品,約10倍QC 樣品濃度(6000 ng/mL),稀釋到600 ng/mL(使用空白血漿稀釋),如“1.2.4”的步驟操作,進(jìn)樣以分析,并計(jì)算稀釋后樣品的準(zhǔn)確度及精密度。
(7)穩(wěn)定性:配制3 份相同濃度的QC 樣本,按“1.2.4”步驟操作,考察室溫穩(wěn)定性是通過室溫放置0.5 h 和2 h;考察后期穩(wěn)定性是通過4℃條件下放置12 h 和24 h;考察凍融穩(wěn)定性是通過-80℃凍存,室溫融化,重復(fù)3 次;考察長期穩(wěn)定性是通過-80℃凍存1 個(gè)月。
取QC 樣品,每一濃度配制3 份,并按“1.2.4”項(xiàng)下方法操作,在4℃放置12 h 和24 h,考察后期穩(wěn)定性;在室溫下放置0.5 h 和2 h,考察室溫穩(wěn)定性;經(jīng)歷3 次凍融(-80℃凍存,室溫融化),考察凍融穩(wěn)定性;在-80℃條件下冷凍1 個(gè)月,考察長期穩(wěn)定性。
本實(shí)驗(yàn)使用MutiQuant(版本:3. 0. 3,美國AB Sciex 公司)處理數(shù)據(jù),Origin Pro 2016(版本:b9. 3.226,美國OriginLab 公司)和ChemBioDraw Ultra(版本:14. 0,美國PerkinElmer 公司)繪圖DAS 軟件(版本:3.0,上海博佳醫(yī)藥)的非房室模型計(jì)算藥代參數(shù)。 最大血藥濃度(Cmax)和達(dá)峰時(shí)間(Tmax)均為實(shí)測值,采用梯形法計(jì)算時(shí)間濃度曲線下面積(AUC),使用AUC0-t和相應(yīng)給藥劑量進(jìn)行多劑量線性關(guān)系分析。
選擇低分子質(zhì)量模式下進(jìn)行FKB 的質(zhì)譜分析,結(jié)果正離子模式監(jiān)測優(yōu)于負(fù)離子模式,在正離子模式下FKB 主要生成[M +H]+峰。 對[M +H]+峰的主要碎片離子進(jìn)行掃描分析,結(jié)果見圖1。
圖1 質(zhì)譜碎片及可能的裂解過程Figure 1 Product ion spectra and chemical structures with the fragmentation pattern
選擇豐度最高且穩(wěn)定性好的離子對(285.1/181.1)作為定量離子對用于FKB 的定量分析,另外選擇一對豐度高且穩(wěn)定性好的離子對(285.1/131.1)作為定性離子對用于FKB 的確認(rèn)。
由于FKB 尚無商業(yè)化的穩(wěn)定同位素標(biāo)記物可供使用,本實(shí)驗(yàn)選擇的內(nèi)標(biāo)是黃酮類化合物木犀草素,在正離子模式下對木犀草素進(jìn)行離子掃描和離子對優(yōu)化,結(jié)果見圖1。 在MRM 模式下,F(xiàn)KB 和內(nèi)標(biāo)木犀草素的各離子對的保留時(shí)間、碰撞能量和去簇電壓等液相-質(zhì)譜參數(shù)結(jié)果見表1。
2.2.1 殘留效應(yīng)
使用含高濃度FKB 的模擬生物樣品(800 ng/mL)及內(nèi)標(biāo),考察XSelect@HSS T3、XSelect@HSS PFP 等不同色譜柱的殘留,結(jié)果XSelect@HSS T3 色譜柱殘留最少;考察甲醇-水、乙腈-水、乙腈-異丙醇-水等不同洗脫體系下系統(tǒng)的殘留,結(jié)果乙腈-異丙醇-水洗脫條件下殘留最少,結(jié)果見圖2。 因此使用XSelect@HSS T3 色譜柱以乙腈-異丙醇-水為洗脫相來進(jìn)行方法學(xué)的驗(yàn)證。
注:AⅠ,AⅡ:黃卡瓦胡椒素B(800 ng/mL)/內(nèi)標(biāo)(IS)在甲醇-水洗脫體系下殘留的離子流圖;BⅠ,BⅡ:黃卡瓦胡椒素B(800 ng/mL)/內(nèi)標(biāo)(IS)在乙腈-水洗脫體系下殘留的離子流圖;CⅠ,CⅡ:黃卡瓦胡椒素B(800 ng/mL)/內(nèi)標(biāo)(IS)在乙腈-異丙醇-水洗脫體系下殘留的離子流圖。圖2 不同洗脫體系下的殘留色譜圖Note. AⅠ,AⅡ. Extracted ion chromatogram of Flavokawain B (800 ng/mL) / internal standard(IS) in methanol-water elution system. BⅠ,BⅡ. Extracted ion chromatogram of Flavokawain B (800 ng/mL) / internal standard (IS) in acetonitrile-water elution system. CⅠ,CⅡ.Extracted ion chromatogram of Flavokawain B (800 ng/mL) / internal standard (IS) in acetonitrile isopropanol water elution system.Figure 2 Carry-over results under different elution systems
2.2.2 提取溶劑選擇
將含F(xiàn)KB 的模擬生物樣品(100 ng/mL)按“1.2.4”項(xiàng)下方法操作,考察FKB 和內(nèi)標(biāo)木犀草素在3 倍甲醇和3 倍乙腈提取條件下的提取率。 提取率結(jié)果表明3 倍乙腈(FKB 為97.08% ± 6.60%、IS為92.12% ± 4.24%)稍優(yōu)于3 倍甲醇(FKB 為84.70% ± 1.89%、IS 為96.83% ± 4.50%),因此采用3 倍乙腈作為提取溶劑進(jìn)行后續(xù)方法學(xué)驗(yàn)證。
2.3.1 方法的選擇性
如圖3 所示,待測成分峰形和分離效果較好,F(xiàn)KB 出峰時(shí)間約為4.06 min,內(nèi)標(biāo)出峰時(shí)間約為2.65 min,小鼠血漿和腦組織中的內(nèi)源性物質(zhì)、代謝產(chǎn)物等基本不干擾以上成分的檢出。
注:A,F(xiàn):空白血漿樣品提取離子流圖;B,G:空白血漿樣品加入內(nèi)標(biāo)(IS,木犀草素)和FKB(LOQ 濃度,0.2 ng/mL)的提取離子流圖;C,H:小鼠尾靜脈注射給藥0.083 h 后的血漿樣品提取離子流圖;D,I:小鼠腹腔注射給藥0.083 h 后的血漿樣品提取離子流圖;E,J:小鼠灌胃給藥0.083 h 后的血漿樣品提取離子流圖。圖3 血漿中黃卡瓦胡椒素B 和內(nèi)標(biāo)的MRM 色譜圖Note. A,F(xiàn). Extracted ion chromatogram of blank plasma sample. B,G. Blank plasma samples spiked with internal standard (IS,luteolin) and Flavokawain B (LOQ concentration,0.2 ng/mL). C,H. Extracted ion chromatogram of plasma sample obtained 0.083 h after intravenous injection in mice. D,I. Extracted ion chromatogram of plasma sample obtained 0.083 h after intraperitoneal injection in mice. E,J. Extracted ion chromatogram of plasma sample obtained 0.083 h after intragastric administration in mice.Figure 3 Multiple reactions monitoring chromatogram of Flavokawain B and internal standard in plasma
2.3.2 線性范圍及定量限
血漿中FKB 典型的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y=0.010X+0.0033,相關(guān)系數(shù)r為0.9995,在0.2 ~800 ng/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,經(jīng)信噪比S/N =10 計(jì)算的LOQ 為0.2 ng/mL。
2.3.3 基質(zhì)效應(yīng)與提取回收率
LOQ 樣品及各濃度QC 樣品的基質(zhì)效應(yīng)為88.68% ~ 102.04%,提取回收率在95.42% ~101.55%,表明樣品提取和分析方法良好。
2.3.4 準(zhǔn)確度與精密度
結(jié)果顯示,LOQ 相對誤差在- 4.45% ~12.50%,各濃度QC 樣品相對誤差在-8.50% ~9.70%;日內(nèi)和日間精密度LOQ 樣品的RSD 在13.00%以內(nèi),各濃度QC 樣品的RSD 在10.00%以內(nèi),表明分析方法準(zhǔn)確、穩(wěn)定可行。
2.3.5 殘留與稀釋效應(yīng)
進(jìn)樣高濃度QC 樣品后,空白樣品的殘留均低于內(nèi)標(biāo)響應(yīng)的0.03%,低于LOQ 樣品的11.03%;稀釋后樣品準(zhǔn)確度為2. 43% ~8. 62%,精密度為2. 48%,表明分析方法的殘留及稀釋可靠性良好。
2.3.6 穩(wěn)定性
測定低、中、高濃度QC 樣品在不同處理?xiàng)l件的穩(wěn)定性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明FKB 在室溫放置2 h(回收率:92.89% ~109.20%),經(jīng)過3 次凍融(回收率:95.69% ~103.98%),-80℃條件下儲(chǔ)存1 個(gè)月(回收率:90.86% ~103.46%),及處理后的樣品在進(jìn)樣室內(nèi)放置24 h(回收率:109.04% ~111.70%),穩(wěn)定性基本良好。
小鼠在靜脈(20 mg/kg)、腹腔注射(20、40 和60 mg/kg)和灌胃(200、400 和600 mg/kg)給藥后未發(fā)現(xiàn)明顯不良反應(yīng),F(xiàn)KB 的平均藥時(shí)濃度曲線見圖4,計(jì)算的主要藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)見表2。 FKB 在小鼠體內(nèi)吸收速度很快,各給藥組在第1 個(gè)采血時(shí)間點(diǎn)0.083 h 即為峰值;體內(nèi)滯留時(shí)間MRT0-t較短,為2.78 ~4.51 h;表觀分布容積較大,均高于243.63L/kg。 與尾靜脈注射和腹腔注射給藥(半衰期:4.89 ~9.70 h;清除率:22.25 ~44.23 L/(h·kg)相比,F(xiàn)KB 灌胃給藥體內(nèi)半衰期(1.71 ~2.78 h)明顯減??;清除率(1263.38 ~2001.95 L/(h·kg))明顯加快。 與靜脈給藥相比,腔腔注射FKB 的絕對生物利用度為46.31% ~62.06%,灌胃FKB 的絕對生物利用度僅為1.14% ~1.81%。 腹腔注射和灌胃給藥FKB 多劑量線性關(guān)系分析結(jié)果見圖5,可知小鼠在腹腔注射20 ~60 mg/kg 及灌胃200 ~600 mg/kg 給藥劑量范圍內(nèi),藥代動(dòng)力學(xué)過程呈明顯的線性關(guān)系(Pearson’sr>0.97)。
表2 小鼠尾靜脈注射、腹腔注射和灌胃黃卡瓦胡椒素B 后血漿中藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)(±s,n =6)Table 2 Pharmacokinetic parameters of plasma Flavokawain B in mice after intravenous injection,intraperitoneal injection,and intragastric administration (±s,n =6)
表2 小鼠尾靜脈注射、腹腔注射和灌胃黃卡瓦胡椒素B 后血漿中藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)(±s,n =6)Table 2 Pharmacokinetic parameters of plasma Flavokawain B in mice after intravenous injection,intraperitoneal injection,and intragastric administration (±s,n =6)
參數(shù)Parameter i.v.20(g/kg)i.p.20(mg/kg)i.p.40(mg/kg)i.p.60(mg/kg)i.g.200(mg/kg)i.g.400(mg/kg)i.g.600(mg/kg)AUC0-t(h·ng/mL)852.940529.320786.9601436.280154.490217.640292.130 AUC0-∞(h·ng/mL)898.820578.840898.5601437.080158.310341.190299.710 MRT0-t(h)4.5104.2203.2705.0903.7303.5802.780 MRT0-∞(h)6.0605.8306.3505.1003.99011.2503.090 t1/2z(h)7.6004.8908.3302.0401.8108.8402.180 Tmax(h)0.0830.0830.0830.0830.0830.0830.083 Vz/F (L/kg)244.060243.630534.920122.950329.0801495.880630.400 CLz/F L/(h·kg)22.25034.55044.52041.750126.340117.240200.200 C5 min or Cmax(ng/mL)503.860294.160532.460602.39062.29097.510211.440 F(%)-62.06046.13056.1301.8101.2801.140
注:A:小鼠尾靜脈注射給藥后黃卡瓦胡椒素B 的平均藥時(shí)濃度曲線;B:小鼠腹腔注射給藥后黃卡瓦胡椒素B 的平均藥時(shí)濃度曲線;C:小鼠灌胃給藥后黃卡瓦胡椒素B 的平均藥時(shí)濃度曲線;D:小鼠腹腔注射給藥后黃卡瓦胡椒素B 在0 ~4 h 的平均藥時(shí)濃度曲線局部放大圖;E:小鼠灌胃給藥后黃卡瓦胡椒素B 在0 ~4 h 的平均藥時(shí)濃度曲線局部放大圖。圖4 小鼠給藥后黃卡瓦胡椒素B 的平均藥時(shí)濃度曲線(xˉ±s,n =6)Note. A. Mean concentration-time curve of Flavokawain B after intravenous injection in mice. B. Mean concentration-time curve of Flavokawain B after intraperitoneal injection in mice. C. Mean concentration-time curve of Flavokawain B after intragastric administration in mice. D. Partially enlarged plot of the mean concentration-time curve of Flavokawain B from 0 ~4 h after intraperitoneal injection in mice; E. Partially enlarged view of the mean concentration-time curve of Flavokawain B in mice after intragastric administration from 0 ~4 h.Figure 4 Mean concentration-time curve of Flavokawain B in mice after administration(xˉ±s,n =6)
注:A:小鼠腹腔注射給藥后血漿中黃卡瓦胡椒素B 的AUC0-t 與給藥劑量間的線性關(guān)系;B:小鼠灌胃給藥后血漿中黃卡瓦胡椒素B 的AUC0-t與給藥劑量間的線性關(guān)系。圖5 小鼠給藥后血漿中黃卡瓦胡椒素B 的AUC0-t與給藥劑量間的線性關(guān)系(xˉ±s,n =6)Note. A. The linear relationship between AUC0-t and dosage of Flavokawain B in plasma after intraperitoneal injection in mice. B. The linear relationship between AUC0-t and dosage of Flavokawain B in plasma after intragastric administration in mice.Figure 5 Linear relationship between AUC0-t and the dosage of Flavokawain B in the plasma of mice after administration(xˉ±s,n =6)
關(guān)于卡瓦胡椒相關(guān)制劑中FKB 的含量測定方法有多種,如HPLC-紫外光譜法、高效薄層色譜法、核磁共振波譜法和HPLC-MS 法等[16-19],但FKB 在生物樣品中檢測方法的報(bào)道相對較少。 Kanumuri等[17]報(bào)道了健康志愿者血漿中FKB 的超高效液相(UHPLC)-MS 方法,Yang 等[20]報(bào)道了大鼠血漿中FKB 的UHPLC-MS 方法,以上檢測方法的血漿樣品來源分別為人和大鼠,定量限分別為0.25 ng/mL 和0.53 ng/mL,在小鼠血漿中FKB 的檢測方法尚未見報(bào)道。 為深入了解FKB 在小鼠體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)特征,本研究利用HPLC-MS/MS 建立靈敏、準(zhǔn)確度高的血藥濃度分析方法,并進(jìn)一步探討該方法在小鼠尾靜脈注射、腹腔注射和灌胃給藥不同劑量后血藥濃度分析的適用性,這將為后期FKB 在小鼠體內(nèi)藥理機(jī)制和安全性研究提供依據(jù)。 在前期實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)FKB 容易在色譜柱殘留,因此優(yōu)化了不同色譜柱和不同洗脫條件的殘留,提高了FKB 的檢測準(zhǔn)確度,同時(shí)還考察了樣品的稀釋效應(yīng),控制定量上限,達(dá)到進(jìn)一步減少FKB 殘留的目的。 并且,通過色譜柱等液相條件和質(zhì)譜參數(shù)的優(yōu)化,本方法檢測FKB的LOQ 低至0.20 ng/mL,和上述方法相比有一定的提高。 本文建立的FKB 的HPLC-MS/MS 分析方法,經(jīng)驗(yàn)證符合中國藥典《生物樣品分析方法指導(dǎo)原則》的要求[21],可同時(shí)滿足小鼠尾靜脈注射、腹腔注射和灌胃給藥不同劑量FKB 后血漿中藥物濃度的樣品檢測(0.34 ~1814.32 ng/mL),并完整繪制了各給藥途徑血漿中FKB 的藥時(shí)曲線,成功用于FKB 的藥代動(dòng)力學(xué)特征及生物利用度研究。
文獻(xiàn)報(bào)道FKB 小鼠灌胃劑量為500 mg/kg[22],在此基礎(chǔ)上依據(jù)初步的急性毒性結(jié)果對劑量進(jìn)行了探索,F(xiàn)KB 的最終劑量范圍設(shè)計(jì)為腹腔注射20 ~60 mg/kg、灌胃200 ~600 mg/kg,尾靜脈注射為20 mg/kg。 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中小鼠狀態(tài)良好,未發(fā)現(xiàn)明顯不良反應(yīng)。
小鼠灌胃和腹腔注射后,F(xiàn)KB 吸收速度很快,血藥濃度在給藥后第一個(gè)采血時(shí)間點(diǎn)5 min 即為峰值,通過PubChem 網(wǎng)站查詢FKB 的油水分配系數(shù)LogP 為3.8,說明FKB 的脂溶性高、滲透性高,這可能是其體內(nèi)迅速吸收的重要原因。 FKB 表觀分布容積(高于243.63 L/kg)遠(yuǎn)大于小鼠的體液體積(0.73 L/kg)[23],說明FKB 在小鼠體內(nèi)的分布極為廣泛。 FKB 灌胃給藥的絕對生物利用度極差(1.38%),這與灌胃給藥的體內(nèi)消除半衰期較短及清除率較快有關(guān)。 文獻(xiàn)報(bào)道查爾酮等黃酮類成分代謝穩(wěn)定性差,口服后以原型形式吸收入血少,并且藥物極易受胃酸、消化酶和腸道菌群的影響[24-25],亦能導(dǎo)致進(jìn)入體循環(huán)的藥量相對變少,這提示在后期FKB 的相關(guān)制劑開發(fā)過程中對生物利用度需要特別關(guān)注。 另外,在FKB 質(zhì)譜檢測的285.1/181.1 離子對通道上約2.69 min 處有一色譜峰(圖3H ~3J),并隨FKB 的濃度變化而呈規(guī)律性變化,推斷可能是FKBⅡ相代謝物,如FKB 的葡萄糖醛酸苷等進(jìn)一步電離而形成的。 關(guān)于FKB 體內(nèi)主要代謝物及相關(guān)活性的研究,課題組未來將進(jìn)一步探索。 FKB 腹腔注射給藥的絕對生物利用度為53.29%,相比灌胃給藥有很大提升,并且在20 ~60mg/kg 給藥劑量范圍內(nèi)呈現(xiàn)線性的藥代動(dòng)力學(xué)過程,這為使用腹腔給藥進(jìn)行FKB 相關(guān)藥理機(jī)制的探索提供了依據(jù)。
在研究中,發(fā)現(xiàn)受試藥物FKB 溶解度低(0.012 g/L,25℃),幾乎不溶于水,因而使用5% Tween80和4% DMSO 輔料助溶。 雖然Tween80 和DMSO 是科研常用的助溶劑,但我國近年臨床研究發(fā)現(xiàn),不少品種中藥注射劑出現(xiàn)的嚴(yán)重不良反應(yīng)均與使用了Tween80 相關(guān)[26-27]。 此外,高劑量的DMSO 靜脈注射可能也會(huì)帶來副作用[28]。 因此,本研究中靜脈注射方式給藥在助溶劑用量上存在一定的不足之處。 在未來研究中,將嘗試通過化學(xué)修飾等手段增加FKB 溶解度或減少藥物起效濃度等方式來減少助溶劑的用量,進(jìn)而再次開展其藥代動(dòng)力學(xué)相關(guān)研究。 總之,本研究建立的HPLC/MS-MS 測定小鼠血漿中FKB 的方法簡便、準(zhǔn)確、靈敏度高,適用于FKB在小鼠血漿中藥代動(dòng)力學(xué)特征和生物利用度研究,研究結(jié)果為FKB 相關(guān)制劑的進(jìn)一步研究開發(fā)提供了新方法和數(shù)據(jù)參考。