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为解决新冠治疗药物分析难题,研究人员开展了同步荧光光谱法测定瑞德西韦(Remdesivir)和左羟丙哌嗪(Levodropropizine)的研究。结果显示该方法有效,能用于多种基质分析。这对药物质量控制和药代动力学研究意义重大。
新冠疫情给全球带来了巨大冲击,COVID-19 作为 20 世纪以来最严重的公共卫生事件之一,由 RNA 病毒 SARS-CoV2 引发,常表现为非典型肺炎,还伴有发热、咳嗽等症状。尽管已有多种疫苗获批,但病毒的不断变异、有效替代治疗技术的缺乏以及免疫接种物资的不足,使得疫苗在控制这一全球性大流行疾病方面仍未达到理想效果。在治疗 COVID-19 的过程中,瑞德西韦和左羟丙哌嗪发挥着重要作用。瑞德西韦是一种广谱抗病毒药物,能附着在病毒的 RNA 聚合酶上,阻止 RNA 转录,从而抑制病毒繁殖,已被 FDA 批准用于治疗 COVID-19 住院患者;左羟丙哌嗪则是一种外周性镇咳药,安全性和耐受性良好,在缓解 COVID-19 患者咳嗽症状方面具有重要价值。然而,传统分析方法在测定这两种药物时存在一定局限性,且两种药物的荧光光谱存在重叠,给同时测定带来了挑战。
为解决这些问题,埃及扎加济格大学(Zagazig University)的研究人员开展了一项研究,旨在建立一种准确、灵敏的二阶导数同步荧光光谱法,实现对不同基质中瑞德西韦和左羟丙哌嗪的同时测定。研究结果表明,该方法在分析两种药物时表现出色,可用于药物剂型和加标人血浆的定量分析,且与其他已发表的分析技术相比,无显著差异。此外,该方法在绿色分析化学方面表现优异,经多种绿色评估工具验证,符合绿色化学原则。这项研究成果发表在《BMC Chemistry》杂志上,为 COVID-19 治疗药物的分析提供了新的有效手段,对药物质量控制和药代动力学研究具有重要意义。
研究人员在研究过程中主要运用了以下关键技术方法:首先是同步荧光光谱技术(SFS),该技术通过同时扫描发射光谱和激发光谱,有效解决了荧光光谱重叠的问题,提高了分析的选择性;其次,利用数学衍生化技术,将同步荧光光谱转化为二阶导数光谱,进一步提高了光谱的分辨率和分析的准确性;此外,还对实验条件进行了优化,包括波长差(Δλ)、稀释溶剂、缓冲液 pH 值和缓冲液体积等,以确保实验结果的可靠性。在样本来源方面,使用了扎加济格大学医院提供的血浆样本。
光谱特征研究
研究发现,瑞德西韦和左羟丙哌嗪均具有天然荧光,其激发和发射光谱存在重叠,在甲醇中,瑞德西韦的发射峰位于 403nm(λex.=246nm),左羟丙哌嗪的发射峰位于 357nm(λex.=252nm),标准荧光光谱难以区分这两种化合物。通过测量波长差为 130nm 的同步荧光,并获取二阶导数光谱,成功实现了在 390nm 和 399nm 处分别对瑞德西韦和左羟丙哌嗪进行测量。
实验条件优化
研究人员对多种实验条件进行了优化。在波长差(Δλ)的选择上,发现 130nm 时分离效果最佳,能产生两个轮廓清晰的分离峰,减少光谱干扰;在稀释溶剂的筛选中,确定甲醇为最佳选择;通过对不同 pH 值缓冲液的测试,得出使用 1.5mL pH=4 的 Britton-Robinson 缓冲液时,可获得理想的同步荧光强度。
方法验证
- 范围和线性:在给定实验条件下,以 390nm 处瑞德西韦和 399nm 处左羟丙哌嗪同步光谱二阶导数的峰幅度对相应药物浓度绘制校准曲线。结果显示,瑞德西韦在 5 - 150ng/mL、左羟丙哌嗪在 10 - 600ng/mL 范围内呈良好线性关系。
- 检测限和定量限:研究得到的检测限(LOD)和定量限(LOQ)表明,该方法能够精确测量加标血浆中的药物,可应用于未来的体内研究。
- 准确度和精密度:通过对不同浓度水平的药物进行多次测定,计算平均回收率(R%)和相对标准偏差(RSD%),结果显示该方法准确度高(R% 良好)、精密度高(RSD% 值小)。
- 特异性:通过制备不同比例的药物合成混合物并进行分析,以及采用常规添加法评估基质对药物鉴定的影响,结果表明该方法能够选择性地评估药物,不受辅料干扰。
- 稳健性:对最佳实验条件进行微小改变(Britton-Robinson 缓冲液体积 ±0.1mL、pH±0.1、Δλ±1nm)后进行测试,响应的 RSD% 小于 2%,证明该方法稳健性良好。
绿色分析方法评估
研究人员使用了分析生态规模(analytical eco-scale)、绿色分析程序指数(GAPI)和分析绿色度度量(AGREE)等工具对分析方法的绿色度进行评估。结果显示,该同步荧光光谱法的分析生态得分(89 分)优于参考方法(瑞德西韦 88 分、左羟丙哌嗪 86 分);GAPI 评估中,该方法有更多绿色区域;AGREE 分析的最终得分为 0.69,表明该方法在绿色度方面表现良好,优于参考方法。
药物应用研究
通过该方法对瑞德西韦和左羟丙哌嗪的单一剂型和联合剂型进行测定,结果与参考方法相比无显著差异(经学生 t 检验和 F 检验,在 95% 置信水平下),证明该方法准确可靠,适用于药物剂型分析。
人血浆应用研究
使用该标准同步荧光光谱法测定人血浆中的两种药物,结果显示瑞德西韦和左羟丙哌嗪在血浆中的Cmax均高于各自的 LOD,且定量分析结果令人满意,表明该方法可用于两种药物在人血浆中的药代动力学研究,且不受血浆基质干扰。
研究成功开发并验证了一种高灵敏度的二阶导数同步荧光光谱技术,能够同时测定瑞德西韦和左羟丙哌嗪。该方法在分析药物剂型时不受辅料干扰,适用于质量控制实验室;在测定加标人血浆中的药物时,灵敏度高且血浆基质干扰小。与其他仪器分析方法相比,该方法使用的仪器简单、价格合理,且采用甲醇作为溶剂,更加环保。这一研究成果为 COVID-19 治疗药物的分析提供了新的有效途径,在药物质量控制和药代动力学研究方面具有重要的应用价值。