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平衡透析法测定血浆蛋白结合率原理及装置

 
药物血浆蛋白结合率(plasma protein binding, PPB)是药物在动物体内重要的药理学参数之一,影响着药物体内游离浓度进而影响药物的处置过程。药物在进入血液后与血浆蛋白会有不同程度结合,血液中游离药物的比例会影响其在体内吸收、分布、代谢和排泄的过程,与血浆蛋白结合的药物可能会有更长的半衰期和清除速率,因此测定血浆蛋白结合率对于理解化合物的活性以及组织分布有很重要的参考意义。
1 结合蛋白类型
血浆蛋白主要作为载体负责各类外源性和内源性分子在循环系统内的转运。其中参与小分子药物结合的主要有白蛋白、α-1 - 酸性糖蛋白(AAG)、球蛋白和脂蛋白,主要以白蛋白和 AAG 为主。药物与蛋白的结合强弱主要与药物 - 蛋白亲和力、蛋白丰度相关。

2 血浆蛋白结合率常用测定方法
目前常用于 PPB 测定的方法主要包括平衡透析法(equilibrium dialysis),超滤法(utrafiltration method),超速离心法(ultracentrifugation method),凝胶过滤法(gel filtration)等。 其中,平衡透析法是基于药物结合的平衡原理来测定药物游离浓度最常用的方法,也是研究药物血浆蛋白结合率的经典方法。
平衡透析法
常用种属:大鼠,小鼠,犬,猴,人
分析方法:LC-MS/MS
各种药物以一定的比率与血浆蛋白结合之后,在血浆中会同时存在结合型与游离型两种类型,游离性药物具有药物活性。药物与血浆蛋白结合会成为结合型药物,暂时失去药理活性,并且储存于血液中,起到药库的作用,对于药物作用及其维持时间长短具有重要的意义。一般蛋白结合率高的药物体内消除慢,作用维持时间长,药效平稳。结合率低的药物体内消除快,同时作用时间短,药效有很大的波动。
平衡透析法测定血浆蛋白结合率是用透析膜将蛋白质溶液与缓冲液分隔开,建立在两者之间的一种平衡状态,只有分子量小的药物小分子可以通过。透析的动力是扩散压,扩散压是由横跨膜两边的浓度梯度形成的。透析的速度与膜的厚度、透析的小分子溶质在膜两边的浓度梯度及透析温度等因素有关。平衡透析法能够直接测出为与蛋白结合的药物小分子的数量,这是分析蛋白与小分子物质结合的关键,从而能够求出结合位点数及结合常数。
如图所示,利用半透膜将左右两室进行分隔,左侧加入含药的蛋白溶液,右侧加入空白缓冲液,未被结合的游离药物可以自由穿过半透膜,孵育一定时间后两侧达到平衡,游离药物浓度相等,通过测定两侧药物浓度即可计算得到血浆蛋白结合率。
平衡透析法在测定药物血浆蛋白结合率具有操作简单、温度易于控制、PH 值可调、设备成本低廉等优点。但是同时存在达成平衡时间较长、溶液体积会变化,且透析时间过长可能会造成由加热或代谢引起的被测物质的降解等缺点。因此在利用平衡透析法测定药物血浆蛋白结合率,或者药物与蛋白质相互作用时需要与其他的一些方法联用,才能获得更准确的作用信息。一般只有血浆蛋白结合率高,分布容积小,消除慢以及治疗指数低的药物在临床上的这种相互作用才有意义。
3 血浆蛋白结合平衡透析装置
汇智泰康针对血浆蛋白结合率测定试验研发针对性的平衡透析装置,基于平衡透析法的原理而设计 96 孔平衡透析装置,可用于血浆蛋白结合率的测定。该装置能够减少非特异性的透析设备表面的药物吸附,缩短平衡时间,提高样品分析的通量。透析膜(半透膜)选用高分子膜,孔径可根据客户需求定制。
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