王 莉,賈彥波,陳 方,王清清,趙 陽,馬百平,陳志武,宋海峰
(1.安徽醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院藥理學教研室,安徽合肥 230032;2.軍事醫(yī)學科學院放射與輻射醫(yī)學研究所藥理毒理研究室;3.軍事醫(yī)學科學院放射與輻射醫(yī)學研究所生物技術研究室,北京 100850)
化合物知母皂苷B-Ⅱ是從中藥材知母中提取的含有兩個糖鏈的水溶性甾體皂苷類化合物,具有擴張血管、增加腦血流量、清除自由基以及促進胚胎大鼠海馬神經(jīng)細胞增殖等活性,同時具有明顯改善擬癡呆模型動物的學習記憶功能的作用[1-3]。前期藥理學研究表明此化合物在抗老年癡呆方面具有良好前景。為闡明其藥代動力學特性,需建立針對生物樣品中知母皂苷B-Ⅱ的定量分析方法。本研究根據(jù)知母皂苷B-Ⅱ結(jié)構(gòu)特點及理化性質(zhì)建立了一種快速、專屬、靈敏和準確的液質(zhì)聯(lián)用法(HPLCMS/MS),用以檢測大鼠血漿樣品中知母皂苷B-Ⅱ的含量。按照藥代動力學定量分析方法驗證要求,對上述方法進行了嚴格的方法學確證,并將此方法應用于知母皂苷B-Ⅱ臨床前藥代動力學研究中。
1.1 儀器日本島津(SHIMADZU)公司20AD高效液相色譜系統(tǒng)(DGU-20A3在線真空脫氣機,LC-20AD泵,SIL-20AC自動進樣器,CBM-20A控制器,CTO-20A色譜柱柱溫箱),美國AB公司API 4000三重四極桿質(zhì)譜儀配備ESI源,液相和質(zhì)譜的儀器控制以及質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理均由AB公司Analyst 1.5數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)完成。
1.2 試劑受試品化合物知母皂苷B-Ⅱ為白色粉末,批號:20031112,純度 >90%,常溫保存。內(nèi)標(IS)為ParisaponinⅠ(重樓皂苷Ⅰ),批號:090215,純度>95%(均為軍事醫(yī)學科學院放射與輻射醫(yī)學研究所生物技術研究室提供),結(jié)構(gòu)見Fig 1、2。實驗用乙腈為色譜純,購自美國Fisher公司。乙酸銨為分析純,為北京化劑公司。實驗用水為經(jīng)Millipore Simplicity 185純水儀產(chǎn)超純水。
Fig 1 The structure formula of Timosaponin B-Ⅱ
1.3 動物健康SD大鼠6只(清潔級),♂♀各半,2月齡,體質(zhì)量(202±8)g,由北京軍事醫(yī)學科學院動物中心提供(許可證號 SCXK[軍]2002-001)。單籠飼養(yǎng),12 h晝夜節(jié)律照明,實驗期間自由飲水。
2.1 分析條件
2.1.1 色譜條件 色譜柱為 GRACE公司Alltima HP C18柱(2.1 mm ×50 mm,5 μm)。分析流動相為乙腈 ∶1 mmol·L-1乙酸銨溶液(30 ∶70,V ∶V),流速 0.2 ml·min-1,柱溫為室溫。
Fig 2 The structure formula of Parisaponin I
2.1.2 質(zhì)譜條件 ESI離子源;檢測方式為負離子多反應監(jiān)測(MRM);離子噴射電壓為4500 V;溫度為500℃;源內(nèi)氣體1(GS1,N2)流速為30 psi;氣體2(GS2,N2)流速為45 psi;氣簾氣體(N2)壓力為10 psi;DP電壓為145 V;碰撞氣(N2)壓力為6 psi?;衔镏冈碥誃-Ⅱ用于定性分析離子對m/z:919.5→595.4,定量分析的離子對為m/z:919.4→757.4;IS用于定性分析離子對m/z:1033.5→755.3,定量離子對為m/z:1033.5→901.4。
2.2 標準品和QC樣品的制備精密稱取受試品和 IS粉末,去離子水溶解,定容至 1 μg·L-1,制備成儲備液,所有儲備液均保存在4℃冰箱備用。工作曲線用SD大鼠空白血漿作基質(zhì),將標準品儲備溶液逐級稀釋,配制成質(zhì)量濃度為 5、10、20、50、125、500 和 2 000 μg·L-1的血漿樣品。同時用另一份標準品儲備液同法制備質(zhì)量濃度分別為12.5、100、1500 μg·L-1的 3 個低、中、高 QC 樣品。
2.3 樣品前處理采用蛋白沉淀法處理血漿樣品,將樣品混勻后吸取血漿樣品30 μl入EP管中,再加10 μl 100 μg·L-1IS(用85%乙腈逐級稀釋IS 儲備液)以及90 μl體積分數(shù)為85%的冰乙腈,渦旋混勻后12 000 r·min-1離心6 min,吸取上清液30 μl,加入 90 μl 1 mmol·L-1乙酸銨溶液后混勻,置于進樣瓶,進樣量20 μl進行HPLC-MS/MS分析。
2.4 大鼠藥代動力學研究中的應用SD大鼠按每只80 mg·kg-1的劑量灌胃,給藥后于15、30 min,1、1.5、2、2.5、3、4、6、8、10、12 h 經(jīng)大鼠眼底靜脈叢采血約400 μl,加入含有檸檬酸鈉抗凝管中輕搖混勻,4 000 r·min-1離心 10 min,血漿樣品保存于-80℃待測。運用WinNolin 5.2程序采用非房室模型計算和 Tmax等參數(shù)。
3.1 標準曲線建立采用Analyst 1.5軟件進行峰面積自動積分和標準曲線擬合,權重因子1/X。以測得受試標準品峰面積與IS峰面積比值為縱坐標(Y)對血樣質(zhì)量濃度(X)做線性回歸。標準曲線回歸方程為 ^Y=0.019 6 X+0.157(r=0.999 6)。線性范圍 5 ~2 000 μg·L-1,最低定量下限是 5 μg·L-1。
3.2 方法學驗證依據(jù)FDA關于分析方法驗證指導原則[2]進行方法學驗證,分別對方法的專屬性、精密度與準確度、基質(zhì)效應、稀釋線性以及穩(wěn)定性等方面進行考察。
3.2.1 方法的專屬性和特異性 分別取大鼠空白血漿,空白血漿加標準品和IS樣品,以及大鼠給藥后的血漿樣品按照步驟“2.3”項下方法操作處理,觀察大鼠血漿中有無干擾物以及方法的專屬性和特異性。Fig 3A~C,表明血漿中內(nèi)源性物質(zhì)不干擾樣品的測定,知母皂苷B-Ⅱ和IS在當前色譜條件下峰形良好,單個樣品分析時間3 min。
Fig 3 The selectivity and specificity of method
3.2.1 精密度與準確度 分別用大鼠血漿配制低、中、高3個濃度的QC樣品,每個濃度進行6樣本分析,連續(xù)測定3 d,根據(jù)當日隨行標曲,分別計算QC樣品的測得濃度,以其標示濃度為參照,按方差分析方法計算測定方法的準確度和日內(nèi)、日間精密度。Tab 1表明日內(nèi)和日間精密度均<15%,準確度在-8.6% ~7.5%,均符合生物樣品分析的要求。
3.2.3 基質(zhì)效應、回收率 配制A、B、C和D 4套QC樣品,比較響應值之比獲得基質(zhì)效應和回收率數(shù)據(jù)。Set A:空白大鼠血漿乙腈沉淀后的上清液配制低、中、高3個濃度的 QC樣品,各取30 μl,加入 IS(100 μg·L-1)10 μl,再加入90 μl 1 mmol·L-1乙酸銨混勻后進樣。
Tab 1 Results of precision and accuracy for Timosaponin B-Ⅱin rat plasma( ± s,n=6)
Tab 1 Results of precision and accuracy for Timosaponin B-Ⅱin rat plasma( ± s,n=6)
a:RE=[Measured concentration]/[Spiked concentration]×100% -1
Spiked concentration/μg·L-1 Intra-precision Measured concentration/μg·L-1 RSD/% REa /%Inter-precision Measured concentration/μg·L-1 RSD/% REa /%12.5 11.9 ±1.3 10.9 -4.8 12.0 ±1.2 10.3 -3.7 100 98.9 ±7.8 8.0 -1.1 101.7 ±6.7 6.6 1.7 1500 1628.3 ±47.1 2.9 -8.6 1612.2 ±115.2 6.6 7.5
Tab 2 Results of matrix effects for Timosaponin B-Ⅱand IS in rat plasma(n=6)
Tab 3 The recoveries of Timosaponin B-Ⅱand IS in rat plasma(n=6)
Set B:空白大鼠血漿,加入 IS(100 μg·L-1)10 μl,取乙腈沉淀后的上清液配制低、中、高濃度的QC樣品。各取 30 μl,加入 10 μl水溶液,再加入 90 μl乙酸銨混勻后進樣。
Set C:按“2.2”項中方法配制大鼠血漿的低、中、高3濃度樣品,加入10 μl水溶液,各取乙腈沉淀后30 μl上清液,加入 10 μl內(nèi)標液,再加入 90 μl乙酸銨混勻后進樣。
Set D:用流動相分別配制3個濃度QC樣品,取QC 樣品上清液 30 μl,加入 10 μl內(nèi)標液和 90 μl乙酸銨混勻后進樣。
大鼠空白血漿來源于6個不同個體,每個濃度平行測定6個樣品。
知母皂苷B-Ⅱ的基質(zhì)效應/%=Set A(知母皂苷B-Ⅱ/IS)平均值/Set D(知母皂苷B-Ⅱ/IS)平均值 ×100%。
IS的基質(zhì)效應/%=Set A(IS/知母皂苷B-Ⅱ)平均值/Set D(IS/知母皂苷B-Ⅱ)平均值 ×100%。
知母皂苷B-Ⅱ回收率/%=Set C平均信號比(知母皂苷B-Ⅱ/IS)/Set A平均信號比(知母皂苷B-Ⅱ/IS)×100%。
IS的回收率/%=Set B平均信號比(IS/知母皂苷B-Ⅱ)/Set A平均信號比(IS/知母皂苷B-Ⅱ)×100%。
結(jié)果顯示低、中、高3個QC濃度中知母皂苷B-Ⅱ在大鼠血漿中基質(zhì)效應分別是96%、82%、87%,同時IS基質(zhì)效應分別是122%、117%和106%,知母皂苷B-Ⅱ和IS的CV分別小于5.44%和5.18%。結(jié)果顯示知母皂苷B-Ⅱ和IS在大鼠血漿中均不存在明顯的基質(zhì)效應[5];乙腈沉淀蛋白方法獲得知母皂苷B-Ⅱ提取回收率高、中、低濃度分別為91%、112%、107%(n=6),IS提取回收率高、中、低濃度分別為116%、98%、102%(n=6),回收率均較高。
3.2.4 稀釋線性 將高濃度樣品分別逐級稀釋20倍,100倍和500倍到低、中、高3個濃度QC樣品。測定計算質(zhì)量濃度與加入質(zhì)量濃度之間的平均相對誤差和每個級別QC的CV%均<15%,符合方法學要求,結(jié)果見Tab 4。
3.2.5 穩(wěn)定性考察 配制低、中、高3個濃度的QC血漿樣品,每個濃度各3份,分別考察上述樣本在4℃保存12 h、反復凍融3次以及-80℃冷凍保存2 mon的穩(wěn)定性。Tab 5表明知母皂苷B-Ⅱ血漿樣品在4℃保存12 h穩(wěn)定,經(jīng)過3次反復凍融后不受影響,長期穩(wěn)定性實驗表明知母皂苷B-Ⅱ血漿樣品在-80℃保存60 d仍然穩(wěn)定,足夠覆蓋樣品從采集到測樣的時間。
Tab 4 Result for linearity to dilute of Timosaponin B-Ⅱ(n=6)
Tab 5 Result for stability of Timosaponin B-Ⅱ in different conditions( ± s,n=3)
Tab 5 Result for stability of Timosaponin B-Ⅱ in different conditions( ± s,n=3)
Stability at 4℃(24 h)Freeze/thaw(3cycles)Long-term freeze(2 mon)Spiked concent/μg·L -1Measured concentration/μg·L -1CV/%Measured concentration/μg·L -1CV/%Measured concentration/μg·L -1CV/%12.5 12.1 ±1.2 9.8 13.4 ±0.9 6.6 12.2 ±1.6 13.1 100 88.9 ±8.7 9.8 98.2 ±8.1 8.2 86.0 ±4.5 5.2 1500 1447 ±140 10 1616.7 ±58.2 3.6 1367 ±105 8
3.3 藥代動力學研究本方法成功應用口服80 mg·kg-1知母皂苷B-Ⅱ后12 h后血藥濃度測定。平均藥物濃度-時間曲線見Fig 4,主要藥代動力學評價參數(shù)見Tab 6。從圖和表中可以看出,SD大鼠在2.5 h血藥濃度達到峰值,消除速率常數(shù)是0.5,平均滯留時間是4.3 h,在8 h后藥物濃度均低于最低定量下限。
Fig 4 Plasma concentration-time curve after oral administration of Timosaponin B-Ⅱ in rat at a dose of 80 mg·kg-1
Tab 6 PK parameter for po administration of Timosaponin B-Ⅱ to rat at a dose of 80 mg·kg -1(n=6)
4.1 分析條件知母皂苷B-Ⅱ在酸性或者加熱條件下容易環(huán)合成次生苷[6],同時其在甲醇體系中C-22的羥基與C-22甲氧基易互變,因此對知母皂苷B-Ⅱ分析我們采用乙腈與不同比例醋酸銨進行分析條件優(yōu)化。選擇最佳峰型和最大響應值豐度,確定分析用流動相為乙腈∶1 mmol·L-1乙酸銨溶液(30∶70,V ∶V)。文獻報道[7]選用 Agilent Zorbax SBC18柱(4.6 mm ×150 mm,5 μm)可以獲得較好峰型和分離度,但是分析時間長,本實驗選用Alltima HP C18 柱(2.1 mm ×50 mm,5 μm),不僅峰形良好且縮短了分析時間,知母皂苷B-Ⅱ保留時間是1.78 min,IS保留時間是1.96 min,整個分析周期僅為3 min。
對知母皂苷B-Ⅱ和IS分別在正、負離子模式全掃描發(fā)現(xiàn)在負離子模式下響應值高且穩(wěn)定,它們各自的母離子m/z[M-H]919.4;m/z 1033.5。通過對碰撞能量等條件優(yōu)化發(fā)現(xiàn)知母皂苷B-Ⅱ兩個離子對m/z:919.5→595.4;m/z:919.4→757.4,其中 m/z:919.4→757.4和IS離子對 m/z:1033.5→901.4響應值較高,選此離子對作為定量分析。
4.2 樣品前處理雖然實驗和文獻報道定量下限都是5 μg·L-1,但是本實驗樣品前處理僅需血漿樣品 30 μl,不及文獻報道[8]血漿用量的 1/3,因此實際上本研究建立的方法更加靈敏。在小動物連續(xù)采血的PK(pharmacokinetic)研究中也有利于動物保持良好的生理狀態(tài),更加客觀地反映藥物PK特征。
4.3 方法學驗證為了保證數(shù)據(jù)可靠,本研究在方法學驗證階段參考FDA關于分析方法驗證指導原則[4]和相關文獻[5]選用不同個體大鼠血漿考察方法精密度與準確度、基質(zhì)效應和回收率,進行嚴格的方法學確證。尤其在回收率考察方面,在SFDA要求基礎上不僅測定了整個方法效率(process efficiency,PE),即絕對回收率,還分別考察了目標物和IS的基質(zhì)效應(matrix effect,ME)和提取回收率(recovery effect,RE)。
4.4 PK實驗大鼠口服80 mg·kg-1知母皂苷B-Ⅱ后,呈不規(guī)則的藥時曲線,這一現(xiàn)象可能是由于知母皂苷B-Ⅱ特殊的吸收性質(zhì)造成的,如存在肝腸循環(huán)、多部位吸收等因素。這一結(jié)果需要進一步實驗確證。
我們對知母皂苷B-Ⅱ在大鼠血漿定量分析方法進行改進與優(yōu)化,建立了大鼠血漿樣品中知母皂苷B-Ⅱ的HPLC-MS/MS定量分析方法,并按照FDA要求進行方法學確證,結(jié)果顯示本研究建立的HPLC-MS/MS法較文獻方法更為快速、靈敏,并能滿足知母皂苷B-Ⅱ藥物動力學的研究。
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