錢 帆,付玉麗,程秀梅,廖秀林,楊秀培
(西華師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,四川 南充 637000)
阿霉素(DOX)是一種有效的抗癌藥物,被廣泛用于癌癥的化療,且已被美國藥典收錄[1]。在化療過程中,DOX有嚴(yán)重的副作用,當(dāng)用量超過550mg/m2時,就會有大于18%的概率出現(xiàn)不可逆的心臟毒性[2];因此,DOX在臨床上應(yīng)正確使用并嚴(yán)格控制用量。應(yīng)用一種簡單、快速且靈敏的方法進行監(jiān)控及其藥物代謝研究也是非常必要的。圖1顯示了DOX的化學(xué)結(jié)構(gòu),其本身具有一定的紫外吸收及熒光性能。目前,測定DOX的方法有光譜法[3]、伏安法[4]、差示極譜法[5]、毛細(xì)管電泳法[6]及液相色譜法[7]等,其中,熒光法具有方便、快速的特點,被廣泛應(yīng)用于眾多實驗室及醫(yī)療院所[8]。盡管熒光法測定阿霉素已有文獻報道[9-10],但一般熒光法的靈敏度不能滿足臨床監(jiān)測的實際需求;因此,許多學(xué)者對提高阿霉素?zé)晒鈾z測的靈敏度進行了研究[11-12]。本文首次提出利用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對阿霉素?zé)晒鈴姸鹊脑雒糇饔?,建立膠束增敏熒光光度法測定DOX的新方法,并應(yīng)用于兔血樣的分析。
圖1 阿霉素結(jié)構(gòu)
RF-5301PC熒光分光光度計(日本島津公司),Waters液相色譜儀-熒光檢測器(美國沃特斯公司),pH酸度計(美國奧豪斯公司),電子天平(美國奧豪斯公司),智能超聲波清洗器(上海之信儀器有限公司),離心機(上海盧湘儀)。
鹽酸阿霉素(Sigma公司,USA),十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、四丁基溴化銨、十二烷基磺酸鈉、磷酸鹽、乙腈、甲醇、無水乙醇(成都科龍化工試劑廠),十二烷基硫酸鈉(天津濱海科迪化學(xué)試劑有限公司),硼酸(上海外崗化工二廠),所用試劑均為分析純或以上,實驗用水均為三次水。
標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:配制質(zhì)量濃度為1.0mg/mL的阿霉素儲備液,放置于4℃下保存。每次實驗前準(zhǔn)確移取適量的儲備液,配制所需阿霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液。
兔血樣的制備:將1.2mL兔血清移入5mL離心管中,加入一定量的阿霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液,再加入1.2mL乙腈,于高速離心機中離心去蛋白。取離心后的上層清液,再加入CTAB和硼酸緩沖溶液-乙醇混合液定容,隨后進行測定。
將一定量的阿霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液、一定量的CTAB溶液和硼酸緩沖溶液加至10mL容量瓶中,定容至刻度,搖勻后測定其熒光強度。用1mL的石英比色皿,以480 nm的波長激發(fā),測定發(fā)射光譜的熒光強度。
分別測定濃度為75ng/mL的阿霉素在硼酸緩沖溶液及CTAB-乙醇-硼酸緩沖液混合體系中的熒光光譜,如圖2所示。阿霉素的最大激發(fā)波長與最大發(fā)射波長分別為480 nm和593 nm。兩種體系看來,CTAB及乙醇的加入對最大發(fā)射波長沒有多少影響,但對阿霉素的熒光強度有明顯增強。本實驗選擇的激發(fā)波長與發(fā)射波長分別為480nm和593 nm。
圖2 阿霉素在不同體系中的熒光光譜
分別比較了十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、四丁基溴化銨、十二烷基硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉等表面活性劑對阿霉素(5.0 ng/mL)熒光強度的影響,如圖3所示。幾種表面活性劑中,CTAB對阿霉素?zé)晒庥性鰪娮饔?,故選CTAB作為增敏劑。
詳細(xì)考察了0~2.5mmol/L CTAB的濃度對阿霉素(7.5 ng/mL)熒光強度的影響,其他條件均為優(yōu)化值。如圖4所示,當(dāng)CTAB的濃度小于1.9mmol/L,阿霉素的熒光強度隨著濃度的增加先劇烈增大然后變緩,當(dāng)CTAB的濃度大于1.9mmol/L,阿霉素的熒光強度隨著濃度的增加而降低。這可能是因為CTAB濃度在小于1.1mmol/L達到其膠束濃度值時,溶液中的游離氧對熒光強度有一定的猝滅作用,隨著CTAB濃度的增加,溶液中的游離氧則逐漸下降,從而減小了溶解氧對熒光的猝滅作用;濃度大于1.1mmol/L后,CTAB濃度大于其臨界膠束濃度而在溶液中形成膠束,降低了阿霉素分子活動的自由度,從而減少了與其他溶劑或溶質(zhì)分子的碰撞猝滅作用;但當(dāng)CTAB濃度大于1.9mmol/L時,可能體系過高的黏性導(dǎo)致熒光強度反而下降。因此,CTAB的最佳濃度確定為1.9mmol/L。
圖3 不同表面活性劑對阿霉素?zé)晒鈴姸鹊挠绊?/p>
圖4 CTAB的濃度對阿霉素?zé)晒鈴姸鹊挠绊?/p>
本實驗對硼酸緩沖液的pH值及濃度作了考察。圖5和圖6分別顯示了硼酸緩沖液pH值及濃度對阿霉素(5.0 ng/mL)熒光強度的影響,其他條件均為優(yōu)化值。當(dāng)pH值小于6.0時,熒光強度隨著pH的增大而增大,當(dāng)pH值大于6.0時,熒光則逐漸的降低。這是因為阿霉素在堿性及過酸條件下不穩(wěn)定,堿性過強時甚至結(jié)構(gòu)會被破壞,因此,在隨后的實驗中,6.0作為緩沖溶液的最佳pH值。從圖6可以看出,緩沖液濃度為17mmol/L時可以得到最大熒光強度;因此,選擇17mmol/L pH為6.0的硼酸緩沖溶液進行實驗。
實驗中發(fā)現(xiàn)添加一定的乙醇會增強阿霉素的熒光,隨后考察了乙醇含量(0%~80%,v/v)對阿霉素(10.0 ng/mL)熒光強度的影響,其他條件為優(yōu)化值,如圖7所示。在含量為60%以下時,阿霉素的熒光隨乙醇含量的增加而增強,然而當(dāng)大于60%時,阿霉素?zé)晒饧眲p弱;因此,乙醇含量確定為60%(v/v)較為適宜。
圖5 緩沖液pH對阿霉素?zé)晒鈴姸鹊挠绊?/p>
圖6 緩沖液濃度對阿霉素?zé)晒鈴姸鹊挠绊?/p>
圖7 乙醇含量對阿霉素?zé)晒鈴姸鹊挠绊?/p>
在480nm的激發(fā)波長下,測定不同濃度的阿霉素混合體系(pH=6.0,17mmol/L硼酸緩沖液含60%乙醇(v/v)、1.9mmol/L CTAB)。得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為
式中:F——體系熒光強度;
c——阿霉素濃度,ng/mL。
線性范圍為0.5~120 ng/mL,測得檢出限為0.161ng/mL(3S/N,n=10)。該靈敏度比同類文獻[13]報道的6.3×10-8mol/L約提高了兩個數(shù)量級。
兔血取于市場上健康的家兔,在實際兔血樣中沒有檢出阿霉素,因此將不同阿霉素加標(biāo)量的兔血樣品進行去蛋白處理后,采用如上熒光法進行回收率測定試驗,結(jié)果如表1所示。其回收率在93.7%~105.6%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為1.1%~1.5%,說明該方法具有較高的準(zhǔn)確度。
表1 加標(biāo)回收率測定結(jié)果(n=5)
藥典[14]中收錄的阿霉素檢測方法為高效液相色譜-紫外檢測法,該方法靈敏度較低,其線性范圍的下限要大于新方法線性范圍的上限,無法很好準(zhǔn)確的進行方法對比,因此本工作采用文獻[7]中報道的高效液相色譜-熒光檢測法(HPLC-FLD)來測定加標(biāo)兔血樣品來對比驗證新方法的準(zhǔn)確度。色譜柱為反相Nucleosil C18柱,流動相為甲醇與0.01mol/L磷酸鹽緩沖液的混合液(65∶35,v/v;pH 2.96),流速為2mL/min,檢測的激發(fā)波長與發(fā)射波長分別為480nm和593nm,進樣量為20μL。表2中給出了所提新方法及HPLC-FLD法對加標(biāo)兔血樣的測定結(jié)果,證明了新方法可替代HPLC法用于臨床阿霉素含量的快速測定。
表2 CE及HPLC法測定加標(biāo)兔血樣結(jié)果(n=5)
本文研究了硼酸緩沖液pH值及濃度、有機溶劑和CTAB濃度等條件對體系熒光強度的影響,建立了兔血清中阿霉素表面活性劑增敏熒光光譜測定方法。結(jié)果顯示,在硼酸緩沖液pH=6.0、濃度為17mmol/L且含 60%乙醇(v/v)、1.9mmol/L CTAB 的條件下,體系熒光強度在0.5~120 ng/mL有良好的線性關(guān)系,且檢測限為0.161ng/mL,測定實際樣品的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.1%~1.5%,回收率在93.7%~105.6%,該法可用于臨床阿霉素含量的快速測定。
[1]De B E L,Bottone A E,Voest E E.Doxorubicin and mechanical performance of cardiac trabeculae after acute and chronic treatment:a review[J].Eur J Pharmacol,2001,415(1):1-11.
[2]Herman A H,Rahman H,F(xiàn)errans V J,et al.Prevention of chronic doxorubicin cardiotoxicity in beagles by liposomal encapsulation[J].Cancer Res,1983,43(11):5427-5432.
[3]Trevisan M G,Poppi R J.Determination of doxorubicin in human plasma by excitation-emission matrix fluorescence andmulti-way analysis[J].Anal Chim Acta,2003,493(1):69-82.
[4]楊志潔,劉盛輝,葉建農(nóng),等.浸蠟石墨電極伏安法測定抗癌藥物鹽酸阿霉素[J].分析化學(xué),1996,24(4):471-474.
[5]譚學(xué)才,李啟隆,尚軍.阿霉素的示波極譜法[J].分析化學(xué),1996,24(7):764-767.
[6]Anderson A G,Gergen J,Arriaga E A.Detection of doxorubicin and metabolites in cell extracts and in single cells by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection[J].J Chromatogr B,2002,769(1):97-106.
[7]álvarez-Cedrón L,Sayalero M L,Lanao J M.Highperformance liquid chromatographic validated assay of doxorubicin in rat plasma and tissues[J].J Chromatogr B,1999,721(2):271-278.
[8]許金鉤,王尊本.熒光分析法[M].3版.北京:科學(xué)出版社,2006:1-2.
[9]趙剛,胡增華,黃力明,等.熒光光譜法測定人血漿中國產(chǎn)阿霉素濃度及臨床藥代動力學(xué)觀察[J].云南醫(yī)藥,1994,15(5):377.
[10]閆繼東,辛華,鄭雅娟,等.應(yīng)用熒光分光光度法測定血清及組織中阿霉素含量[J].中國實驗診斷學(xué),2007,11(5):596-597.
[11]趙一兵,馬學(xué)芳,郭祥群,等.阿霉素的熒光測定研究[J].廈門大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1993,32(6):753-757.
[12]李鳳云,陳浩然,趙鳳欣,等.熒光法測定阿霉素的血藥濃度[J].應(yīng)用化學(xué),2011,28(3):343.
[13]張躍華,王南平,張其平,等.β-環(huán)糊精與阿霉素相互作用熒光光譜[J].黑龍江醫(yī)藥,1996,9(5):243.
[14]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(二部)[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2010:693-694.