生物膜色谱及其在药物活性成分分析中的应用.pdf

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1、第30卷分析化学（FENXIHUAXUE）评述与进展第2期2002年2月ChineseJournaIofAnaIyticaIChemistry231~236"!!!!!!!!"!评述与进展!!"!!!!!!"!生物膜色谱及其在药物活性成分分析中的应用毛希琴孔亮汪海林邹汉法#（中国科学院大连化学物理研究所，国家色谱研究分析中心，大连116021）摘要介绍了一种新兴的色谱技术———生物膜色谱技术，综述了生物膜色谱技术近十几年的发展状况、生物膜的制备与固定化的各种方法，着重介绍其用于药物与膜相互作用研究的原理及研究成果，并展望了该技

2、术在药物活性成分筛选和活性评价领域的应用前景。关键词生物膜，固定化，色谱，药物，活性成分，评述!引言随着生命科学的发展，各个学科都在相互交叉和相互渗透中找到了新的发展方向。近十几年发展起来的生物膜色谱技术便是生命科学与色谱学相结合的产物。目前这一技术已经应用在预测药物与细［1~7］［8~13］［14，15］胞膜的相互作用、多肽及蛋白与脂双层的相互作用、溶质与蛋白的相互作用、蛋白的纯［16~25］［26］［27］［9，28~30］［31］化、核酸的分离纯化、异构体拆分、生物膜亲和色谱以及磷脂的合成等领域，并在固［32~34］定化

3、酶反应器方面得到了应用。本文主要对这一技术在药物与生物膜的相互作用方面的研究进展做一综述，并力图阐明其在药物活性成分分析中的应用前景。一种新药物的诞生都必须经过药物的筛选即药物活性的评定过程。传统的药物筛选在动物模型上完成，劳动密集，耗费时间长，而且只能是小规模筛选。为克服动物模型的种种不利因素，人们一直在努力尝试新的高效、快速、准确的体外药物筛选方法。目前国际上普遍认可的是采用受体模型和酶模型的高通量筛选方法，从组合化学合成的大量化合物中筛选出具有生物活性的有效药物。然而即使这种方法也难以用于成分复杂的药物如中草药的药效分析

4、。因为中药中各组分间可能存在着药效互补及毒性互消等复杂的相互作用，药效亦为组合药效，这不是单一受体模型可以完成的。从模拟人体细胞膜对药物的吸收的角度进行药物活性成分的分析，是近几年药物分析研究工作的新亮点。现在大多数的药物学家相信一种化合物的细胞膜的通透性对于它的活性起关键作用，因为绝大多数的药物必须进入细胞才能表现它的活性而且内用药物还必须能透过目标细胞的细胞膜才能起作用。而且药物的活性、毒性、在体内的分布及其它生理过程都取决于药物在［1］膜上的分配状况。因而考察它的细胞膜的通透性可以作为一种鉴定它是否具有药物活性的可靠而快

5、捷的检测方法。［35］在生物膜色谱技术出现之前，人们通过测定药物在有机溶剂-水系统（如辛醇-水）及反相液相色［31］［36~40］谱系统（如以OD（S十八烷基硅胶）为固定相）中的分配系数或者以单层小肠绒毛细胞及小鼠的［36］小肠为模型来考察药物的被动吸收情况。前两种模式简单易行，但都只能模拟药物在膜上的疏水作用，而无法模拟磷脂的极性头部与药物的相互作用，以及药物透过细胞间隙进入人体的吸收过程。90年代初开始，人工培养的单层小肠绒毛细胞做为研究药物的小肠吸收过程的模型开始受到人们的关［38］［40］注。Artursson等人曾对

6、这一领域的研究进展情况做过专门的综述。这一种模型比前两种模型具［36，38，39］有更好的生物相关性，但因涉及到绒毛细胞的培养过程使操作难度较大。寻找简便且生物相关性好的新模型便成为研究药物吸收的一个方向。2001-01-10收稿；2001-06-12接受232分析化学第30卷脂质体是天然磷脂在水溶液中分散形成的一种具有双分子层的球状闭合体。它能很好地模拟细胞膜的脂双层结构以及膜的流动性，因而一直被人们作为细胞膜的模拟模型加以研究。1987年瑞典的［41］Sandberg和LundahI等最早成功地将脂质体微球固载到烷基衍生的

7、琼脂糖凝胶上，并于1988年最早将［42］［43］该技术用于色谱研究。1989年Pidgeon和Venkataram将磷脂类似物单层固定到硅胶上并首先提出了固定化人工膜色谱（IAMC）的概念。近年来LundahI及Pidgeon对各自的研究领域都发表过综述性文［44~46］章，可让我们对生物膜色谱技术近十年的发展有一个大概的认识。!原理［46］药物透过组织的方式包括从细胞间隙透过和从组织细胞内穿过两种方式。从细胞间隙透过只需克服组织细胞间的障碍，通过扩散作用穿过组织。药物从组织细胞穿过的方式又可分为主动运输和被动运输两大类。主

8、动运输的特点主要是需要消耗能量、具有选择性，被动运输的主要特点是不需消耗能量且与物质在脂双层中的溶解性有关。很少有化合物在人体里的运输方式只包括从细胞间隙透过和主动运输，有研究表明这两种方式在大多数药物的吸收过程中并不占主要地位。当然由于化学物质在结构上的多样性，这两种方式或