生物質(zhì)譜：液質(zhì)聯(lián)用在藥物代謝和藥物動(dòng)力的應(yīng)用

1、液質(zhì)聯(lián)用在藥物代謝和藥物動(dòng)力的應(yīng)用吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院藥物代謝研究中心 Telobile要內(nèi)容藥物代謝與藥物動(dòng)力學(xué)藥物動(dòng)力學(xué)研究方法質(zhì)譜的定性、定量方式我們實(shí)驗(yàn)室開展的工作一.藥物代謝與藥物動(dòng)力學(xué)藥物代謝（Drug Metabolism），即藥物的生物轉(zhuǎn)化，是指藥物在生物體內(nèi)發(fā)生的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，生物轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物稱為代謝物。 藥物動(dòng)力學(xué)（Pharmacokinetics）是應(yīng)用動(dòng)力學(xué)原理研究藥物在機(jī)體中吸收、分布、代謝和排泄（ADME）的時(shí)間過程，它揭示了機(jī)體對藥物的處置規(guī)律及這些處置對藥物療效和毒性的影響。一.藥物代謝與藥物動(dòng)力學(xué)一.藥物代謝

2、與藥物動(dòng)力學(xué)藥物的體內(nèi)過程藥物的體內(nèi)過程作用部位作用部位結(jié)合結(jié)合游離游離結(jié)合部位結(jié)合部位結(jié)合結(jié)合游離游離 血漿中血漿中游離型藥物游離型藥物結(jié)合型藥物結(jié)合型藥物 代謝物代謝物藥物吸收藥物吸收排泄排泄藥物代謝藥物代謝二.藥物動(dòng)力學(xué)常用分析方法l光譜法：紫外吸收光譜法、熒光發(fā)射光譜法l色譜法：薄層色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法l免疫法：放射免疫法、酶免疫法、各種熒光免疫法l微生物測定法l放射性同位素測定法 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法l良好的靈敏度l強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)解析能力l高度的專屬性和通用性l分析速度快二.藥物動(dòng)力學(xué)常用分析方法二.藥物動(dòng)力學(xué)常用分析方法InletIonsourceMass FilterD

3、etectorDataSystemHigh Vacuum SystemMALDIAPI大氣壓電離大氣壓電離 電噴霧電離電噴霧電離ESI 離子噴霧離子噴霧IS 大氣壓大氣壓化學(xué)電離化學(xué)電離APCIFAB快原子轟擊快原子轟擊EICI化學(xué)電離化學(xué)電離TOFQuadrupoleIon TrapMagnetic SectorFTMSLC/MS/MS發(fā)展史1977年LC/MS投放市場；1978年LC/MS首次用于生物樣品中藥物的分析；1989年LC/MS/MS研制成功；1991年API接口的LC/MS/MS用于藥物開發(fā)；1999年Qq-TOF投放市場。IonSprayHeatedNebulizer-APC

4、IGC/MS藥物色譜分析不同方法所占比例1990年：HPLC占85%；GC/MS約占12%；LC/MS占3%。2000年： HPLC占15%；GC/MS約占5%；LC/MS占80%。三.串聯(lián)質(zhì)譜的定性、定量方式定性方式前體離子掃描中性碎片丟失掃描子離子掃描定量方式：MRM/SIM 四極桿single mass transmission modemass scanning modem1m3m4m2m3m1m4m2m2m2m2m2m3m1m4m21、Full Scan MS全掃描功能+QuadrupoleTriple Quadrupole Mass SpectrometerCAD GasN2Dec

5、lusteringQuadrupoleQuadrupole 1CollisionQuadrupole 3+Detector+Single Quadrupole Mass SpectrometercN2+DeclusteringQuadrupoleQuadrupole 1+Fragmentation+Orifice CIDCIDMSMSMS150200250300350400450500550600m/z0102030405060708090100Relative Abundance 445.0 270.1 A150.0 MS 269.1 355.1NONOOOCOOOHHOOHH-_ 2、MS

6、/MS: Product Ion Scan子離子掃描功能子離子掃描功能Select PrecursorScan ProductsCADQ1Q3Q2M1+M2+M2+M2+The precursor ion is sent into the collision cell and fragmented Q1 is fixed, Q3 sweeps a given mass range原人參二醇M+H+的產(chǎn)物離子掃描質(zhì)譜圖創(chuàng)新藥物原人參二醇（ protopanaxadiol ） 3、MS/MS: Precursor Ion Scan母離子掃描功能母離子掃描功能Scan PrecursorsSelec

7、tProductCADQ1Q3Q2 Q1 sweeps a given mass range, Q3 is fixed Used to determine the “origin” of particular product ion(s)M2+M1+朊蛋白研究中，確定m/z512的碎片離子中含有Lewis X抗原決定簇，通過母離子掃描功能確定朊蛋白中糖肽的結(jié)構(gòu)4. MS/MS: Neutral Loss Scan 中性離子丟失中性離子丟失Q1 & Q3 both scan a given mass range but with a constant difference between ran

8、ges scannedSpectrum indicates which ions lose a neutral species (equal to Q1 - Q3 difference)Complement to Precursor Ion ScanScan PrecursorsScan ProductsCADQ1Q3Q2- 176- 176通過中性碎片丟失掃描確定燈盞細(xì)辛提取物中含葡萄糖苷酸（分子量為176）的化學(xué)成分Precursor ion selectionProduct ion selectionFragmentation(CAD)To DetectorAPI 4000SRMMRM6

9、. SIM 6. SIM 選擇離子掃描, SRM , SRM 單反應(yīng)監(jiān)測, MRM, MRM多反應(yīng)監(jiān)測四.我們實(shí)驗(yàn)室開展的工作創(chuàng)新藥物糖類藥物仿制藥物肽類藥物原人參二醇（ protopanaxadiol ）創(chuàng)新藥物原人參二醇結(jié)構(gòu)原人參二醇為正在研制開發(fā)的新藥，具有良好的抗癌活性。熱不穩(wěn)定，溶解性不好離子化效率低，對從事分析的人員和機(jī)器提出了極大的挑戰(zhàn)。創(chuàng)新藥物原人參二醇（ protopanaxadiol ）原人參二醇（ protopanaxadiol ）原人參二醇M+H+的產(chǎn)物離子掃描質(zhì)譜圖創(chuàng)新藥物原人參二醇（ protopanaxadiol ）原人參二醇（ protopanaxadiol ）

10、大鼠灌胃給予原人參二醇 17.5 mg/kg 1 h后的血漿樣品 創(chuàng)新藥物原人參二醇（ protopanaxadiol ）原人參二醇（ protopanaxadiol ）大鼠灌胃給予原人參二醇（17.5 mg/kg）后平均血漿藥物濃度-時(shí)間曲線 創(chuàng)新藥物原人參二醇（ protopanaxadiol ）原人參二醇（ protopanaxadiol ）薯蕷皂苷（Dioscin）薯蕷皂苷結(jié)構(gòu)薯蕷皂苷 (Dioscin)為植物中常見的一種皂苷，具有廣泛的生物學(xué)活性：抗腫瘤、抗病毒、抗真菌、抗炎及免疫刺激活性。創(chuàng)新藥物薯蕷皂苷（Dioscin）負(fù)離子檢測極性較強(qiáng)吸附性強(qiáng)創(chuàng)新藥物薯蕷皂苷（Dioscin）

11、薯蕷皂苷(m/z 867.5) 產(chǎn)物離子質(zhì)譜圖創(chuàng)新藥物薯蕷皂苷（Dioscin）薯蕷皂苷（Dioscin）大鼠灌胃給予90 mg/kg薯蕷皂苷60h后血漿樣品色譜圖(I: m/z 867.5 to 721.5 amu; II: m/z 621.5 to 161.1 amu)薯蕷皂苷（Dioscin）薯蕷皂苷（Dioscin）創(chuàng)新藥物薯蕷皂苷（Dioscin）薯蕷皂苷（Dioscin）必特螺旋霉素（Bitespiramycin）創(chuàng)新藥物必特螺旋霉素及其代謝物結(jié)構(gòu)123Time (min)0.005.00e41.00e5Intensity, cpsI.S.-011456I.S.-0223123Ti

12、me (min)0.005.00e41.00e5Intensity, cpsI.S.-011456I.S.-0223空白血漿中加入6種化合物及2種內(nèi)標(biāo)后的總離子流圖創(chuàng)新藥物必特螺旋霉素（必特螺旋霉素（Bitespiramycin）必特螺旋霉素（Bitespiramycin） 健康受試者口服給予單劑量必特螺旋霉素后的血漿濃度時(shí)間曲線 （六種成分摩爾濃度總和）010020030006121824 Concentration (nmol/mL) Time(h)必特螺旋霉素（Bitespiramycin）必特螺旋霉素（必特螺旋霉素（Bitespiramycin）石杉堿甲（ huperzine A）HN

13、OH3CCH3NH2HNOH3CCH3HNCH3III石杉堿甲（I）和石杉堿乙（II）的結(jié)構(gòu)石杉堿甲為第二代高效、高選擇性的可逆性乙酰膽堿酯酶抑制劑, 具有提高學(xué)習(xí)、記憶效果的功能創(chuàng)新藥物Max. 1.4e6 cps.6080100120140160180200220240260280300m/z, amu226.3243.4197.9210.2184.30%20%40%60%80%100%Rel. Int. (%)Max. 1.4e6 cps.6080100120140160180200220240260280300m/z, amu226.3243.4197.9210.2184.30%20%

14、40%60%80%100%Rel. Int. (%)A m/z 243創(chuàng)新藥物石杉堿甲（ huperzine A）石杉堿甲M+H+的產(chǎn)物離子質(zhì)譜圖石杉堿甲（ huperzine A）ABC色譜圖（A）空白血漿 （B）空白血漿加入定量限的石杉堿甲和石杉堿乙 (0.05 ng/ml) （C） 比格犬肌注10 g/kg 的石杉堿甲和石杉堿乙后192h的血漿樣品 峰1和2分別指石杉堿甲和石杉堿乙創(chuàng)新藥物石杉堿甲（ huperzine A）石杉堿甲（ huperzine A）0.000.010.101.000.050.0100.0150.0200.0250.06名健康受試者經(jīng)肌注給予10g/kg石杉堿甲

15、后的藥時(shí)曲線圖。每點(diǎn)都代表均值 標(biāo)準(zhǔn)差 (n=6)。創(chuàng)新藥物石杉堿甲（ huperzine A）石杉堿甲（ huperzine A）二甲雙胍（metformin）仿制藥物二甲雙胍結(jié)構(gòu)圖降糖藥，既不增加胰島素分泌，又能改善胰島素抵抗，還可降血脂。仿制藥物二甲雙胍（metformin）二甲雙胍（metformin）二甲雙胍的二級全掃描質(zhì)譜圖 67.9m/z amuMax. 3.5e6 cps.203040 506070 8090 100 110 120 130 140 150 160 170 1800%20%40%60%80%100%Rel Int. (%)130.1113.1101.085.07

16、1.060.0H3CNHNNH2CH3NHNH仿制藥物二甲雙胍（metformin）二甲雙胍（metformin）Max.2314 cps.0.20.61.01.41.82.22.63.0Time, min020%40%60%80%100%Max.3.1e5 cps.0.20.61.01.41.82.22.63.0Time, min020%40%60%80%100%Max.2314 cps.0.20.61.01.41.82.22.63.0Time, min020%40%60%80%100%Max.2314 cps.0.20.61.01.41.82.22.63.0Time, min020%40%

17、60%80%100%Max.3.1e5 cps.0.20.61.01.41.82.22.63.0Time, min020%40%60%80%100%Max.3.1e5 cps.0.20.61.01.41.82.22.63.0Time, min020%40%60%80%100%空白血漿中加入二甲雙胍（10 ng/mL 峰I）和內(nèi)標(biāo)(峰II)典型色譜圖 仿制藥物二甲雙胍（metformin）二甲雙胍（metformin）0280560840112014000510152025時(shí)間(h)濃度(ng/ml)受試者單劑量口服鹽酸二甲雙胍后的平均藥-時(shí)曲線 肽類藥物胸腺素1（thymosin）胸腺素1 (

18、thymosin T1，28肽) 是1984 年發(fā)現(xiàn)并由胸腺分泌的一種重要的T 淋巴細(xì)胞調(diào)節(jié)因子, 與細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。胸腺素1 作為一種生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑(BRM)，它的良好療效已得到確證, 臨床應(yīng)用前景光明。肽類藥物Max. 3.9e6 cps.200300400500600700800900100011001200m/z, amu050100Intensity, cps315.9386.91037.1245.1287.7485.7胸腺素1M+H+的產(chǎn)物離子掃描質(zhì)譜圖 胸腺素1（thymosin）胸腺素1（thymosin）肽類藥物Max. 695.0 cps.12345678Time, mi

19、n0501004.41空白血漿中加入胸腺素1后的典型色譜圖 胸腺素1（thymosin）胸腺素1（thymosin）肽類藥物10.0020.0040.0060.0080.000.008.0016.0024.00Time (h)Concentration(ng/mL)受試者皮下注射胸腺素1后的血藥濃度-時(shí)間曲線 胸腺素1（thymosin）胸腺素1（thymosin）糖類藥物米格列醇（ miglitol）米格列醇是-葡萄糖苷酶抑制劑類抗糖尿病藥物。米格列醇通過競爭性抑制-葡萄糖苷酶，來延緩糖的吸收，從而可以顯著降低餐后血糖水平，減少糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生。因?yàn)槠浒踩行?，一般耐受性良好，已成為治療I

20、I型糖尿病的首選藥物+MS2 (208.30)Max. 5.5e5 cps.507090110130150170190210230250m/z, amu20%40%60%80%100%Rel. Int. (%)208.1146.1190.2172.2142.173.9154.1104.0126.1+MS2 (208.30)Max. 5.5e5 cps.507090110130150170190210230250m/z, amu20%40%60%80%100%Rel. Int. (%)208.1146.1190.2172.2142.173.9154.1104.0126.1NHOOHOHOHHO米

21、格列醇M+H+的產(chǎn)物離子掃描質(zhì)譜圖 米格列醇（ miglitol）糖類藥物米格列醇（ miglitol）0.96268.5/250.4 amu(sd1 -03)Max. 9.1e4 cps.0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8Time, min0%20%40%60%80%100%Rel . Int. (%)0.96268.5/250.4 amu(sd1 -03)Max. 9.1e4 cps.0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8Time, min0%20%40%60%80%100%Rel . Int. (%)268.5/250.4 amu(sd1 -03)Max. 9.1e4 cps.0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8Time, min0%20%40%60%80%100%Rel . Int. (%)1.07208.3/146.1 amu(sd1 -03)Max. 3278.8 cps.0.2 0.4 0.6 0.8 1.