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药物分析过程中新技术或和新方法

最后更新:2010-3-13 阅读次数: 【字体:

超高效液相色谱是分离科学中的一个全新类别,它给实验室带来了新奇而强大的能力。UPLC助于HPLC的理论及原理,涵盖了小颗粒填料、非常低系统体积及快速检测手段等全新技术,增加了分析的通量、灵敏度及色谱峰容量。

UPLC的核心技述是使用了全新研发的专利1。7mm乙基架桥结构之氢化颗粒技术,层析理论告诉我们若使用越微小的填充粒子,在高线性流速的使用下可得到更高的层析效率,为了发挥如此微小粒子的优越效能,Waters设计了一个全新的LC系统,不但新的溶煤输送模组可在高压 (>15,000psi)下运作,超低的系统体积(<130mL)、不同以往的管路及接头设计,再搭配上令人诧异的超低交叉污染样品管理模组及最低扩散、更高速的侦测器,这优化了所有参数的整体系统,突破了数十年来HPLC的使用极限,彻底实现了层析实验工作者对于速度、灵敏度、解析度的苛刻要求!

ACQUITYUPLCTM超高效液相色谱

开创了分离科学中的一个全新类别,它给实验室带来了神奇而强大的能力。同当前最快的工业标准高效液相色谱系统(HPLC) 相比,ACQUITY UPLCTM的速度快了9 倍,分辨率高出2 倍,灵敏度高出3 度。今天高效液相色谱的分离质量被色谱柱的化学品所推动,同时也被其所限制。优秀的色谱填料会给色谱过程带来速度、灵敏度及分离度的提高。其中,填料颗粒度对色谱柱性能的贡献最大我们遇到的挑战是, 今天的仪器是否能够把更小颗粒度填料的性能表现出来。 因此, ACQUITY UPLCTM就是为了满足这些需求而提出的一个新的、综合的技术或领域, 这不仅仅是靠小颗粒填料就可以实现的技术。

N维色谱:

N维色谱是针对传统的一维色谱而提出的新概念。一维色谱就是在一根色谱柱或一种色谱分离模式下进行的色谱分离分析。N维色谱是指两根或多根色谱柱通过一定的接口技术对不同色谱分离模式的组合,或一根色谱柱内通过填充不同分离模式的色谱填料而进行的分离。N维分离是近年来发展起来的一种新型复合分离技术,与一维分离模式相比,这种技术可以极大地提高峰容量,便捷地调整分离选择性,因此已成为近期分析化学领域的重要研究热点。从本质上说N维色谱是一种联用技术。

相对于一维色谱,二维或N维色谱体系由于可以提供足够的分辨率和峰容量,可以方便地调节分离选择性,并能多模式组合搭配,具有极高的分离能力, 因此,在当前要求越来越高的生化、环境污染、食品安全、药物分析等复杂、痕量和超痕量分离检测中具有明显的优势。为基因工程、蛋白质组学、代谢组学、疾病诊断、新药开发、药代动力学研究、环境监测等领域的应用提供了广阔的空间。

发展N维分离系统理论研究的基本方法应基于不同分离模式的分离机理,充分考虑到接口和柱外效应的影响,建立能够描述溶质在不同N维系统中输运过程的理论模型,从理论上阐述谱图的特征与样品性质、分离模式及操作条件的关系。

对于N维系统分离效果的综合评价指标,必须综合考虑N维分离谱图的特征,确定可以反映峰展开角、峰容量等因素的总体分离评价指标。

对于N维分离系统中溶质的输运特征研究,应充分考虑不同的分离模式下溶质依不同分离机理完成的柱内输运过程,并结合接口的影响,建立溶质在整个N维分离系统中的质量平衡方程(即输运方程)。通过求解输运方程,进一步阐述峰位置与峰形、样品特征、分离模式及操作条件的关系。

两种不同分离模式的组合,分离机理的差别及选择性的不同直接影响到整体的分离结果;两种在一维分离中可能得到最大分离峰数的分离模式相结合,并不意味着可以得到最佳的综合分离结果。对溶质在整个分离系统中输运特征的研究是探讨正交分离模式组合与最佳分离条件的基础。

根据不同的分离要求和样品特征,可以设计并采用不同的分离模式组合。为了达到理想的分离结果,必须构建相应的分离平台。接口和切换技术是限制N维分离效果和应用的瓶颈。

在流动相兼容的情况下,N维分离系统中不同柱的分离互不影响。流路的设计可以采用串联、并联和混合串并联等多种方法,组成二维或N维分离系统。

接口技术是实现N维分离的关键。在毛细管分离系统的连接中,接口的死体积对分离结果有较大的影响,这可能是多种分离模式难以组合的直接原因。

分离系统之间的切换是N维分离的又一关键技术。在二维分离模式下,第二维的采样速度不仅决定了样品的分析时间,而且对系统的选择性也有着至关重要的影响。理论和实验结果表明,第二维分离的采样时间越短,整个系统的选择性越高。为了获取最大的选择性,对于同步采样来说,进入第二维分离的每一个峰应该至少采样3 次;而对于非同步采样,采样的次数则应该增加到至少4次。

把一维的色谱模式应用到N维系统中,必须考虑的因素:选择性、分离能力、峰容量、样品负载量、生物兼容性、分离速度。

常见的N维色谱组合:

高效液相色谱——气相色谱(HPLC)——(GC)

高效液相色谱——高效液相色谱(HPLC)——(HPLC)

尺寸排阻色谱——反相高效液相色谱(SEC)——(HPLC)

离子交换色谱——反相高效液相色谱(IEC)——(HPLC)

高效液相色谱——毛细管电泳(HPLC)——(CE)

毛细管电泳——毛细管电泳(CE)——(CE)

亲和色谱——尺寸排阻色谱——反相高效液相色谱(AC)——(SEC)——(HPLC)

亲和色谱——离子交换色谱——反相高效液相色谱(AC)——(IEC)——(HPLC)

亚临界液体萃取(subcritical liquid extraction,简称为SLE):

原理:与常压下的液体一样,处于高饱和压力下的液体也可作为溶剂,在亚临界状态下把亚临界液体与待分离物质相接触,使其有选择性地依次按极性大小、沸点高低、分子量大小把成分萃取出来。当需要与溶质分离时,只要将液化气体蒸出即可。

优点:亚临界液体的使用比超临界流体更方便,特别是在实验室内更具优势,因为在一个容器内就能进行萃取。同时,以液化气体作萃取剂与以超临界气体作萃取剂所得结果相近,只是在萃取物回收率或质量方面存在差别,有时可相差一个数量级。

应用:亚临界液体萃取技术在食品、医药、化工、能源及环境保护中得到广泛应用,如将SFE用于中药挥发油的提取。然而,在筛选实验中,亚临界液体萃取是比超临界流体萃取更具吸引力的方法,它已被应用到许多实际问题中,如植物原料、土壤、聚合物等的浸出过程,甚至是大规模的工业生产中,如在英国和澳大利亚等国建有用液体CO 提取啤酒花的工厂。对SLE技术在中草药提取中的应用进行探索和研究,必将更好地发挥SLE的巨大潜力。

谈到新的分析技术和方法,本人因为工作性质的原因接触的尖端的新技术和方法不是很多,对NIR倒是接触比较多。 NIR其实也谈不上什么很新的技术,NIR是非可见光中发现最早的光谱区,但因为有些技术难题解决不好,一直都没有很好的应用。近些年,随着计算机技术和化学计量学技术的发展才重新焕发了青春,成为进几年来分析领域的一个新的热点,尤其NIR的在线分析优势和现场分析优势以及低成本优势正在逐渐得到重视和应用。

离子探针是一种研究生物体内无适当光、磁信号金属离子的结合状态的有效手段。应用顺磁离子探针研究了人血清白蛋白与Gd(III)的作用。在荧光探针方面,并对Scatchard方程进行了探讨、应用白蛋白的内源荧光发色团为探针,研究了多种药物与其相互作用,推导出了荧光加强效应用于给体-受体作用的新的理论公式,进而研究了在人生理条件下,曙红、罗丹明和亮绿与人血清和牛血清白蛋白和γ-球蛋白间的相互作用,得出了它们之间的生成常数、结合位置数和作用距离。还从荧光淬灭的角度研究了药物与蛋白的作用,并从一个新的角度,推导了含有n个键合部位的生物大分子与淬灭剂缔合的公式,用以研究并得出了它们的解离常数、给体-受体间距离,讨论了作用机理。应用上述公式研究了四磺酸基锌酞青与牛血清白蛋白的作用;应用上述公式研究了白蛋白与荧光黄的作用。离子探针法还可用来研究溶液体系的多体相互作用。

随着配位化学研究领域的扩展,用于研究生物大分子结构-功能的离子探针,已发展成为金属络离子探针。应用双氢锇胺探针[trans-en2Os(η2- H2)]2+、一种竞争模式来研究一系列抗肿瘤金属化合物在接近生理条件的溶液中是如何同单核苷酸dGMP及其二聚体作用的。由于探针与核苷酸的碱基或磷酸基结合后的双氢信号峰,位于远离其它信号的负区(δ=0—-20ppm)这个特殊的窗口,从而,对竞争金属离子的结合位点可以作出准确的判断。杨频等用此方法首次查明了Cp2TiCl2、Cp2ZrCl2、Me2SnC2、Et2SnCl2、Et2Sn(phen2)Cl2、cis-DDP和cis- RuIICl2(DMSO)4与AMP、dGMP及其二聚体的结合位点、弄清了三元溶液中各组分的量、即多组分溶液化学,确定了金属抗癌剂与AMP、 dGMP及其二聚体的结合状态。结果表明,Ti既可与dGMP的磷酸氧、又可与碱基氮配位;而这三种Sn则主要是同磷酸氧配位,进而阐明了他们的抗癌活性规律。这一实验结果为两极互补原理中的“作用方式的两极互补”提供了证据。

高效液相-核磁共振联用 (HPLC-NMR)技术的研究开始于 1 978年,当时仪器可采用停止流动模式,即随后在第二年,连续流动模式打通,从此以后,随着仪器设计,磁场强度,流动探头等方面研制水平的提高与改进,以及有效的压制溶剂峰的脉冲序列的建立,使得这项技术现在已广泛应用到实际工作中。在HPLC-NMR联用技术中,HPLC提供了强有力的分离手段,NMR提供了化合物结构的大量信息 ,如化合物的结构特征、立体化学信息等。

提示:本文药物分析过程中新技术或和新方法属于生物制药文章,主要介绍药物分析方面的知识,内容仅供学习交流与参考,不代表中生网的观点。
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