药物代谢

吸入型药物具有吸收快、起效快及避免首过代谢的特点，近年来备受关注。然而，吸入性制剂药物通过肺部给药，避免了肝脏首过效应，直接作用于肺部组织，对其进行药物代谢特征研究选用肝细胞及其亚细胞组织并不完全适用，因其在肺部停留时间较长，通常认为应当考察其在肺部的代谢情况。

鉴定新药候选药物代谢产物是药物开发过程中的一项基本工作。在早期药物发现与优化中发挥着重要作用，由此找到具有更好药代动力学和累积特性的候选药物。药物开发后期，鉴定实验动物和再后来鉴定人体的药物代谢产物，是法规要求的安全性实验。人体实际代谢的研究通常要在临床研究中定量服用放射性标记药物。志愿者服用候选新药后，收集人体代谢初步数据，是 I 期临床研究的内容。这时候需要将代谢产物从大体积的生物基质中分离出来，这个例子中的基质是人尿，然后用核磁共振（NMR）波谱学等技术进行结构鉴定。

药物被机体吸收后，在体内各种酶以及体液环境作用下发生化学结构的改变的过程，称为药物代谢（Drug metabolism），又称生物转化（Biotransformation）。药物代谢主要在肝中进行，也发生在肠、肾、肺、血液和皮肤等器官，尤其是药物的肠代谢越来越受到人们的关注。口服药物主要经小肠和大肠吸收进入肠毛细血管床，它是药物进入体内的一条重要途径，但研究发现许多药物通过肠道时即被代谢，这种肠道的首过效应往往造成进入体循环的实际药量减少，从而导致药物的生物利用度降低。

药物代谢研究是创新药物研发的重要内容，它不仅决定了创新药物制剂研发的成败，而且与创新药物研发的速度和质量有密切关系。由于肝脏是药物代谢的主要场所，体外代谢模型多以肝脏为基础。

适用范围适用于动物源食品中硝基呋喃类药物代谢物的测定（该实验选用基质为鸡肉）参考标准：《GB/T 21311-2007 动物源食品中硝基呋喃类药物代谢物残留量检测方法 高效液相色谱/串联质谱法》

无需酶水解即可分析所有代谢物，适用于由26种阿片类药物和阿片类镇痛化合物构成的综合性药物组，样品制备过程快速简单，所有分析物和代谢物具有线性响应，线性、准确度和精密度与稀释法相比都得到了提高，基质效应降低

鉴定新药候选药物代谢产物是药物开发过程的一项基本工作。在早期药物研究与优化中发挥着重要作用，由此找到具有更好药代动力学和预计特性的候选药物。药物开发后期，鉴定实验动物和再后来鉴定人体的药物代谢产物，是法规要求的安全性实验。在药物开发中，药物代谢研究通常是用放射性标记的候选药物完成的，所以很容易用放射化学检测鉴定相关代谢产物。代谢物通常是以低浓度存在于非常复杂的基质中，如尿、胆汁、血浆，要用核磁共振(NMR)波谱等技术对代谢物进行准确鉴定，就必须先对其进行分离纯化。

除了维持水和电解质平衡的生理功能以及排泄内源性和外源性物质外，肾脏也是Ⅰ相和Ⅱ相代谢生物转化的重要器官。肾脏中的药物代谢酶主要分布于肾皮质和肾髓质中，尤其是肾皮质中酶的种类更丰富。

天然和合成阿片类药物一直是法医毒理学研究的一个重要方面。有比例相当高的犯罪和/或死亡事件都是由误用或滥用麻醉镇痛药（如羟考酮和氢可酮），以及非法阿片类药物海洛因所引起。法医实验室通常需要分析全血样本中的不同药物以确定确切的死亡原因，或是判断是否在药物作用下驾驶，或者出于其它犯罪或研究目的。过去，通常用酸或酶使样品水解并释放出葡糖苷酸代谢物之后再进行GC/MS分析。通过酶水解将葡糖苷酸代谢物转化为其游离形式的处理步骤增加了分析时间和成本，而且无法确保水解程度始终如一。随着现代UPLC/MS/MS技术的出现，如今可直接对葡糖苷酸代谢物进行分析。

无需酶水解即可分析葡糖苷酸代谢物，适用于由22种阿片类药物和阿片类镇痛化合物构成的综合性药物组，与传统的L L E、S P E或蛋白质沉淀法相比，样品制备快速简单，去除了内源性磷脂质，对所有分析物和代谢物具有线性响应

本文建立了使用岛津超高效液相色谱三重四极杆质谱联用测定毛发中38种滥用药物及代谢物残留量的方法。化合物在0.05 ~5 ng/mL浓度范围内线性良好，相关系数r2在0.99以上。平行测定4份浓度为0.05 ng/mg的质控样品，38种化合物的回收率在79.8~109.0%之间，RSD在0.94~10.9%之间。该方法灵敏度高，分析时间短，结果准确，可用于毛发中滥用药物及代谢物残留量的准确定量检测。

药物靶点鉴定是发现和开发安全有效疗法的关键步骤。能量代谢通常被认为仅提供“管家”功能，但是现在正成为影响许多细胞功能的关键因素。代谢功能障碍也与越来越多的不同疾病状态相关。因此，研究调控能量代谢的基因、蛋白质和通路是一种有希望用于开发各种疾病新型治疗策略的新途径。

安捷伦用于药物代谢物鉴定及定量的强大解决方案安捷伦致力于推出适合大多数应用的系列解决方案，辅以应用开发领域安捷伦无与伦比的独有专业技术，为 ADME/DMPK 研究提供鼎力支持。因此，我们当之无愧地成为制药公司以及合同研究组织 (CRO) 的优秀合作伙伴。

肝脏是人体最主要的药物代谢器官，由位于肝细胞滑面内质网的细胞色素P450（Cytochrome P450，CYP）酶系催化，因此构建体外模型如肝微粒体和悬浮原代肝细胞便于预测药物在体内的代谢转化过程。前者体外孵育时间一般小于1小时，后者一般小于4小时[1]。

质谱成像（Mass Spectrometry Imaging: MSI）是一种众所周知的无需标记即可实现生物样本中成分可视化的技术。在本研究中，我们使用新开发的被称为大气压基质辅助激光解吸电离-MSI的iMScope QT快速绘制了C57BL/6雄性野生型小鼠的丙咪嗪、氯喹及其代谢物的图谱(32像素/秒）。证实了小鼠肾脏和大脑中药物及其代谢物的区域特定性定位。本研究中观察到的这些药物及其代谢物的详细定位信息有助于了解这些药物的临床相关特性、有效性和潜在副作用。另外，本研究证实了iMScope QT快速绘制生物样本中存在的小分子药物及其代谢物图谱的可行性。

天然和合成的阿片类药物分析一直是法医毒理学的一个重要方面。本应用纪要重点介绍了一种分析26种阿片类药物的方法，该方法在使用混合型SPE提取样品之后直接进行UPLC/MS/MS分析。直接分析葡糖苷酸代谢物消除了对酶解或化学水解步骤的需求。结果表明，混合型SPE与简单的“稀释进样”法相比极大地改善了线性、准确度和精密度，并减小了基质效应。此外，本实验也对之前已经确证的样品进行了分析，以便对上述方法进行进一步的评估。

本应用介绍LC-MS同时分析5种抗流感病毒药物及其代谢物的分析实例。采用HILIC色谱柱TSKgel Amide-80(2.0 mmI.D.× 150 mm,3 µ m)在甲酸铵溶液和乙腈的梯度洗脱条件下进行分离。在分析环境水体中的抗流感病毒药物成分时，先通过阳离子交换或反相-阳离子交换混合模式的固相萃取浓缩100～1000倍后，使用本应用中的分析方法，可用来对环境进行监测。

原代肝细胞二维（2D）培养具有操作简单、费用低等优点，是目前体外药物代谢和毒性评估广泛使用的细胞模型。由于2D培养不能模拟体内微环境和细胞生长状态，2D细胞模型在组织结构、基因表达以及生物学特性等方面与体内细胞相去甚远。三维（3D）细胞培养可提供与体内相似的支架系统，创建与体内类似的生长环境，具有与来源组织十分接近的结构特征和功能特性。肝细胞3D培养模型必将在未来药物代谢、毒性评估以及疾病细胞模型中逐步取代2D肝细胞模型。

药物代谢和药代动力学 (DMPK) 研究通常需要通过质谱 (MS) 鉴定药物代谢物，并在药物开发的后期阶段，通过 NMR 确认代谢物结构。为此，可能需要对代谢物进行纯化。在本应用简报中，将安捷伦自动纯化软件与 Agilent 1260 分析型纯化系统相结合对安非他酮药物代谢物进行纯化。使用通过 Agilent 6540 精确质量四极杆飞行时间 (Q-TOF) 液质联用系统和 Mass-MetaSite 软件采集到的高分辨率精确质量 MS 和 MS/MS 数据对代谢物进行鉴定。

本文采用HPMS-TQ仪器，根据《GB/T 21311-2007 动物源性食品中硝基呋喃类药物代谢物残留量检测方法 高效液相色谱-串联质谱法》，以鸡肉为基质，建立了完整的测定4种硝基呋喃代谢物的应用方案。该方法具有灵敏度满足要求，结果准确，重复性好等特点。

本文建立了使用岛津超高效液相色谱三重四极杆质谱联用测定猪肉中酰胺醇类药物及其代谢物残留的方法。4种化合物在0.2 μg/L~40.0 μg/L浓度范围内线性良好，相关系数r均在0.998以上。在高、中、低三个浓度下，化合物的保留时间和峰面积的RSD%分别在0.06%~0.26%和1.10%~10.27%之间，仪器精密度良好。加标浓度为0.2、1和10 μg/kg的样品，回收率在87.0~116.3%之间。该方法灵敏度高，分析时间短，结果准确，可用于猪肉中酰胺醇类药物及其代谢物残留的准确定量检测。

在本研究中，法医实验室通过全自动化分析血清和其他基质中的阿片类药物、可卡因和代谢物，包括样品稀释、SPE、蒸发、衍生化和样品注射。同时比较了手动法（经验证的常规方法）和全自动方法的分析结果。对近170个血清样本以及50多个其他基质（如尿液、不同组织和心脏血液）样本中的可卡因、苯甲酰爱康宁、美沙酮、吗啡、可待因、6-单乙酰吗啡、二氢可待因和7-氨基氟硝西泮进行了定量测定，并发现即使接近定量极限，全自动方法也能够产生等效的分析结果，非常令人满意。自动化方法节省了人工工作并降低了人为错误的风险，提供更高的吞吐量，使实验室常规任务变得轻松。

岛津LCMS-9030高分辨质谱的一级质谱数的偏差均在2 ppm以内；分子式预测软件、ACD manager软件等多元化的辅助定性软件，可以简单、快速的进行药物及其代谢物定性分析；为临床监控药物的快速定性分析提供参考。

药物靶点识别在药物发现价值链中起到关键作用。药物开发的关键步骤是识别潜在候选药物的直接靶点并区分任何继发或脱靶效应。药物靶点识别的方法之一是表型筛选，涉及向细胞（或较小的模型生物）中添加化合物并测量对目标表型或细胞活性的影响1。对于对表型或细胞功能具有所期望的影响的化合物，必须识别活性化合物直接扰乱的基因或基因产物（即，靶点）。因此，药物开发的关键步骤是识别活性化合物的直接靶点以及该化合物可能影响进一步开发的任何继发或脱靶效应。

本文使用岛津超高效液相色谱仪LC-30A和三重四极杆质谱仪LCMS-8030联用快速测定抗肿瘤药物（代号HD）及其代谢物（代号HD-M）。样品用超高效液相色谱LC-30A分离，三重四极杆质谱仪LCMS-8030进行外标法定量分析，在1.2分钟内完成检测。HD在0.05～50 μg/L，HD-M在0.1～10 μg/L浓度范围内线性良好，标准曲线的相关系数均在0.999以上；对0.5 μg/L、5 μg/L和50 μg/L混合标准溶液进行精密度实验，连续6次进样保留时间和峰面积相对标准偏差分别在0.182%和2.780%之下，系统精密度良好；HD定量限为0.005 μg/L，HD-M定量限为0.1 μg/L。

唾液因为其容易获取，难以掺伪，技术改进可以进行更广泛的药物筛查而越来越广泛地被作为药物测试基质使用。唾液分析用于工作场所药物检测、刑事司法、路边样品采集、事故后处理、“追因”检查和疼痛管理计划等方面。

硝基呋喃类药物(Nitrofurans)是一类合成的抗菌药物，主要有呋喃唑酮、呋喃它酮、呋喃妥因和呋喃西林，其作用机制为干扰细菌氧化还原酶从而阻断细菌的正常代谢。

本应用简报介绍了：? 将 Agilent 1200 系列快速分离 LC 系统与 Agilent 6520 精确质量 Q-TOF 联用进行药物代谢实验中的数据采集? 利用代谢物鉴定软件进行复杂药物分子代谢物的鉴定? 利用代谢物鉴定软件中提供的工具进行复杂代谢物分子的结构解析

许多固体药物可以以不同的物理形式存在。多晶型是药物晶格内部分子依不同方式排列或堆积产生的同质多晶现象。由于分子间力的差异可能引起药物各种理化性质的变化：由于其内部分子排列不同，很可能有不同的表观溶解度和溶解速率；内部晶格排列不一样，或是不定形态，对外界环境条件的反应是不一样的，所以稳定性也很可能不一样，例如不定形态由于结构松散，比较容易吸湿，所以稳定性较晶体形态要差，但相反，不定形态溶解度较好，通常会有更好的生物利用度；分子空间构象与排列规律不同，处于不同能量状态，在体内的溶解、吸收会有差异，很可能影响到药物的生物利用度，伴随地，药物体内代谢也会受到影响；不同表观溶解度、溶出速率、生物利用度和稳定性，导致其生物活性可能会有不同。

为协助研究人员探索复杂的中药（天然药物）活性成分体系，安捷伦创新团队基于液相色谱和液质联用平台，推出了多种解决方案。从液相色谱分离、未知物结构鉴定、产地溯源分析和中药代谢组学研究等方面，帮助研究者阐明中药（天然药物）的药理机制，为未来更广泛的实证医学与目标天然药物的发现提供科学依据。