开发了一种超高性能液相色谱-质谱/质谱(UHPLC-MS/MS)方法,用于定量大鼠体内的DMPC和DMPG,并对其药代动力学和组织分布进行了研究与应用
《Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis》:Development of a UHPLC-MS/MS method for the quantification of DMPC and DMPG in rats and its pharmacokinetic and tissue distribution application
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时间:2025年11月20日
来源:Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 3.1
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本研究建立了超高效液相色谱-串联质谱法,用于同步定量分析 Dimyristoyl phosphatidylcholine (DMPC) 和 Dimyristoyl phosphatidylglycerol (DMPG) 在大鼠体内的药代动力学特征及组织分布,阐明二者半衰期差异与纳米颗粒理化性质相关。
这项研究旨在开发并全面验证一种灵敏且快速的超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)方法,用于同时定量大鼠体内静脉注射两性霉素B磷脂复合物悬浮液及其辅料(DMPC和DMPG)后的DMPC和DMPG含量。该方法在生物样本中成功实现了对这两种磷脂辅料的高效检测,并为进一步研究其药代动力学特性提供了基础。
随着纳米药物的不断发展,其在临床应用中的重要性日益凸显。纳米药物通常通过两种主要方式开发:一是直接对活性药物成分(API)进行纳米工程以形成独立的纳米颗粒,二是将API封装在由生物相容性材料构成的功能性纳米载体系统中。相较于传统药物,纳米药物展现出诸多优势,如增强的物理化学稳定性、改善的溶解性、可调控的释放动力学、促进跨膜转运、改变药代动力学特征以及通过组织特异性靶向降低系统毒性。这些特性使得纳米药物在治疗多种疾病方面具有广阔的应用前景。2018年,首个源自纳米体的治疗药物Caplacizumab(Cablivi?)获得监管批准,标志着纳米药物研发的重要进展。截至目前,已有超过100种纳米药物获批用于临床,还有超过500种处于不同阶段的临床开发中。在这些纳米药物中,脂质体制剂是最常见的一种,约占市场总量的三分之一。脂质体是通过将治疗药物包裹在磷脂双分子层中形成的微小囊泡,因其良好的生物相容性和能够提升治疗效果同时减少不良反应而被广泛使用。
近年来,随着纳米药物的广泛应用,监管机构对非临床药代动力学研究的要求也愈加严格。例如,中国国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)于2021年8月发布了《纳米药物非临床药代动力学研究技术指导原则》,明确要求在血液和组织中对载体材料的浓度进行定量分析,以阐明体内药物释放动力学及载体的降解和分解动态。这一规范不仅有助于评估纳米药物的吸收效率,还能对潜在的毒性和不良反应进行分析。与之类似,美国食品药品监督管理局(FDA)在《脂质体药物产品指南》中虽然未明确要求单独对载体进行药代动力学研究,但强调了对游离药物和封装药物的药代动力学特征进行表征的重要性。同时,欧洲药品管理局(EMA)虽未专门针对脂质体制定指南,但其相关文件中明确指出,封装药物的药代动力学行为受到载体影响,而载体的药代动力学特征又取决于脂质体的物理化学性质。因此,无论是从监管角度还是从科学角度出发,对纳米药物载体的系统研究都显得尤为重要。
在药代动力学研究中,对药物及其载体的全面分析有助于更好地理解药物在体内的行为,从而为药物的安全性和有效性提供依据。对于脂质体这类常见的纳米药物载体,其主要成分是磷脂(PLs)和少量胆固醇。磷脂可以分为天然磷脂和合成磷脂,而合成磷脂因其优越的稳定性、较强的抗氧化能力以及更长的最终产品保存期限,通常被用作载体材料。然而,目前对于合成磷脂辅料(如DMPC和DMPG)的吸收、分布和代谢行为的研究仍较为有限,这限制了对其体内行为的深入理解。因此,开发一种能够准确检测DMPC和DMPG在生物样本中的方法,并进一步研究其药代动力学特性,对于指导合成磷脂辅料的体内研究具有重要意义。
本研究中所开发的UHPLC-MS/MS方法具有较高的灵敏度和准确性,适用于大鼠血浆和组织匀浆中的DMPC和DMPG检测。该方法采用Agilent ZORBAX Extend-C18色谱柱,通过梯度洗脱方式实现了两种磷脂辅料的高效分离。洗脱液由异丙醇-乙腈(90:10,体积比)和水组成,其中均含有10?mM乙酸铵和0.1%甲酸。该方法在0.3?mL/min的流速下,仅需4.0分钟即可完成分离过程。同时,采用多反应监测(MRM)模式对目标化合物进行定量分析,确保了检测的特异性和准确性。对于DMPC,其质荷比(m/z)为678.9→184.0(正离子模式);DMPG则在负离子模式下进行检测,其MRM过渡为665.5→227.2;而作为内标物的氯雷他定(Loratadine)则在正离子模式下检测,其MRM过渡为383.0→337.1。该方法在10.0至1000?ng/mL的线性范围内表现出良好的线性关系,且其日内和日间精密度均符合标准,分别为15.0%以内和-12.8至12.7%之间。此外,DMPC和DMPG在样品储存、制备和分析过程中均表现出良好的稳定性,确保了检测结果的可靠性。
本方法不仅实现了对DMPC和DMPG的高效检测,还成功应用于大鼠静脉注射两性霉素B磷脂复合物悬浮液后的药代动力学研究和组织分布分析。研究结果表明,DMPC和DMPG的血药浓度-时间曲线下面积(AUC)和最大血药浓度(Cmax)均随剂量增加而升高,显示出剂量依赖性。这表明,随着药物剂量的增加,这两种磷脂辅料在体内的暴露量也随之增加,且其体内行为与剂量密切相关。然而,值得注意的是,DMPC和DMPG的生物半衰期表现出一定的差异。当大鼠接受两性霉素B磷脂复合物悬浮液注射后,DMPC的半衰期为1.2至3.4小时,而DMPG的半衰期为4.6至8.1小时。相比之下,当仅注射辅料(DMPC和DMPG)时,DMPC的半衰期延长至3.5小时,而DMPG的半衰期则缩短至1.1至2.3小时。这种半衰期的变化可能与纳米颗粒的物理化学性质有关,例如颗粒的大小、表面电荷、脂质组成以及体内环境的相互作用。因此,深入研究这些因素对于理解磷脂辅料在体内的行为具有重要意义。
此外,本研究还探讨了纳米药物载体的体内行为如何受到其物理化学性质的影响。例如,DMPC和DMPG作为两种常见的合成磷脂辅料,其在体内的代谢和排泄过程可能受到纳米颗粒结构的调控。在体内环境中,纳米颗粒可能通过不同的机制被清除,例如通过肝脏代谢、肾脏排泄或通过其他组织的摄取和降解。这些过程可能会影响辅料的体内停留时间及其在组织中的分布情况。因此,本研究的结果不仅有助于阐明DMPC和DMPG的药代动力学特性,还为其他类似合成磷脂辅料的体内研究提供了参考。
本研究的另一个重要发现是,DMPC和DMPG在静脉注射后的体内行为呈现出不同的特征。DMPC的半衰期在两性霉素B磷脂复合物注射后明显延长,而在单独注射时则表现出更长的停留时间。相比之下,DMPG的半衰期在两性霉素B磷脂复合物注射后有所缩短,而在单独注射时则更短。这种差异可能与两种磷脂在纳米颗粒中的相互作用有关。例如,DMPC可能在纳米颗粒中表现出更强的稳定性,从而减缓其在体内的代谢和排泄过程。而DMPG可能由于其化学结构或与其他成分的相互作用,导致其在纳米颗粒中的代谢更快。这种现象可能对纳米药物的整体药代动力学行为产生影响,进而影响药物的生物利用度和治疗效果。
本研究还强调了对纳米药物载体进行系统药代动力学研究的重要性。由于纳米药物的载体材料在体内可能具有独特的代谢和排泄途径,因此单独研究载体的药代动力学特性有助于更全面地理解药物在体内的行为。此外,对载体的体内行为进行分析还可以为药物的安全性评估提供依据。例如,某些载体材料可能在体内被快速代谢或排泄,从而减少其潜在的毒性作用。而另一些载体材料可能在体内停留时间较长,导致其在特定组织中积累,进而增加毒性风险。因此,对载体材料的药代动力学研究不仅有助于优化纳米药物的配方设计,还能为药物的临床应用提供重要支持。
综上所述,本研究开发并验证了一种灵敏、快速的UHPLC-MS/MS方法,用于检测大鼠体内DMPC和DMPG的含量,并成功应用于药代动力学研究和组织分布分析。该方法不仅能够准确表征这两种合成磷脂辅料在体内的行为,还为其他类似辅料的研究提供了参考。研究结果表明,DMPC和DMPG在静脉注射后的体内行为受到其物理化学性质和纳米颗粒结构的影响,显示出不同的代谢和排泄特征。这些发现对于进一步理解纳米药物载体的体内行为、优化其配方设计以及评估其安全性具有重要意义。此外,本研究也强调了对纳米药物载体进行系统药代动力学研究的必要性,为未来纳米药物的开发和监管提供了科学依据。
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