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人体液中甲磺酸培氟沙星的荧光定量分析二阶校正方法研究

作　者: 杨琛
导　师: 杨天鸣
学　校: 中南民族大学
专　业: 药物化学
关键词: 甲磺酸培氟沙星化学计量学二阶校正三维荧光药物定量分析
分类号: R927.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着现代科学技术的飞速发展，人们对自然现象的研究逐步深入，化学家所面临的研究体系日益复杂，促使物理、电子学家研制大量新型多通道高阶分析仪器。高阶分析仪器所产生的数据，不再是简单的标量或矢量响应数据，而是成千上万个数据点组成的基于阵列基础之上的三维或是四维的数据阵。这些庞大的数据阵在含有丰富的有用的化学信息的同时，也含有一些仪器噪音、干扰物质响应和背景响应等，促使化学计量学多维校正理论与方法不断地发展。三维化学数据解析方法的发展，使得传统分析化学难以处理的“灰色”与“黑色”体系的直接分析成为可能。甲磺酸培氟沙星是一种新的甲基-4-哌嗪喹诺酮类衍生物，它通过抑制DNA回旋酶阻断DNA复制而发挥抗菌作用。对G-及G+菌，包括肠细菌科、绿脓杆菌、不动杆菌属、嗜血杆菌属，奈瑟氏球菌属及葡萄球菌（包括耐甲氧西林的菌株）具有广谱活性。其抗金葡菌性能和万古霉素相仿，但抗绿脓杆菌不及环丙氟哌酸和噻甲羧肟头孢菌素，对一些多价耐药菌株和甲氧青霉素耐药菌也有效。甲磺酸培氟沙星可口服和静脉注射，蛋白结合率约30%；在体内可代谢成活性产物脱甲基衍生物以及无活性的N-氧化物，t1/2都在10-12小时左右。胃肠道吸收良好，口服后药时曲线下面积与静注给药相似。在体内分布广泛，脑脊液、扁桃体、支气管、骨骼与肌肉、前列腺及腹膜液中都达到有效浓度；其约50%主要通过肾和肝脏消除。因此，甲磺酸培氟沙星在血液、尿液中定量分析的研究尤为重要。本文主要利用化学计量学多维数据信息的二阶校正结合三维荧光光谱分析，以“数学分离”代替“化学分离”实现在复杂基质中对甲磺酸培氟沙星的定量分析，为今后体内药代动力学的分析提供新的思路。本论文的主要内容包括以下几个方面：1.甲磺酸培氟沙星二阶校正定量分析模型的构建（第二章）目前，对于甲磺酸培氟沙星的分析方法主要有：高效液相色谱（HPLC）法、毛细管电泳电化学发光法、流动注射化学发光法等。本文运用荧光分光光度法，利用胶束增敏法使得弱荧光药物甲磺酸培氟沙星的荧光增强，再运用增强的三维荧光光谱结合二阶校正方法（包括平行因子分析（PARAFAC）、交替三线性分解（ATLD）和自加权交替三线性分解（SWATLD）三种算法），方便、快速地分析了甲磺酸培氟沙星的含量。通过对验证集样品的预测和统计结果的T检验值的考察，评估该校正模型的准确性。该方法具有较低的检测下限和较高的灵敏度。2.人体血液中甲磺酸培氟沙星的二阶校正定量分析方法（第三章）复杂血浆中药物的快速分析是现代生命医学领域面临的一个重要的问题，传统方法采用色谱分离技术来实现这一目的，通常情况下通过调整色谱柱或者色谱条件分离，但是由于血浆中含有不可预测的基质及其他干扰物，在某些情况下往往难以实现完全分离，并且对于色谱分离条件的考察也十分费时费力。因此，考虑到荧光检测技术具有高灵敏度、高选择性、费用低等优点，以及化学计量学二阶校正相比一阶校正具有二阶优势：即使有未知干扰共存也能对感兴趣目标组分进行准确定量分析，本文利用二阶校正方法与三维激发-发射荧光光谱相结合，基于平行因子分析、交替三线性分解和自加权交替三线性算法，对血浆中的甲磺酸培氟沙星三维荧光光谱进行分析，在甲磺酸培氟沙星与血浆干扰的响应信号相互重叠的情况下，利用“数学分离”去除血浆样品中未知干扰物响应信号的影响，利用简单的回归法实现甲磺酸培氟沙星的血药浓度直接有选择性的定量分析，获得满意的定量结果。该方法快速简便，花费成本低廉，定量结果满意。不仅为复杂体系中弱荧光或无荧光的目标组分的荧光分析提供一种有效便利的途径，而且有潜力成为一种临床监控人体液中甲磺酸培氟沙星含量的快速、灵敏分析方法。3.人体尿液中甲磺酸培氟沙星的二阶校正定量分析方法（第四章）通过三维荧光技术结合平行因子分析、交替三线性分解和自加权交替三线性算法，以“数学分离”代替“物理化学分离”，并借助二阶校正方法的“二阶优势”，成功实现了具有高灵敏、快速、绿色的直接有选择性的测定尿液样中甲磺酸培氟沙星的含量。为了进一步在活体甲磺酸培氟沙星剂量原形代谢研究、肾清除率和生物利用度等研究，提供一种快速、简单的分析方法。4.多基质模型中甲磺酸培氟沙星的二阶校正定量分析方法（第五章）本章对二阶校正方法在构建的同天多基质模型、不同天多基质模型之间对人体液样品中甲磺酸培氟沙星的预测分析能力的进行了比较。通过对其品质因子，包括选择性（SEL）、灵敏度（SEN）、检测限（LOD）和检测量（LOQ）的评估，结果表明二阶校正方法能够在多种人体液的样品中同时测定某种感兴趣的目标组分，进一步丰富了二阶校正方法的“二阶优势”内涵。该方法不仅为研究复杂体液中药物浓度分析提供一种高灵敏的绿色分析方法，也可望为体内药代动力学网络型研究提供一种更为可靠、简单的方法。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-13
第1章绪论  13-23
  1.1 化学计量学的发展及应用  13-14
  1.2 多维校正方法的发展  14-17
    1.2.1 零阶校正  14-15
    1.2.2 一阶校正  15-16
    1.2.3 二阶及高阶校正  16-17
  1.3 荧光光谱结合二阶校正的进展及应用  17-18
    1.3.1 荧光光谱的优势  17-18
    1.3.2 三维荧光结合二阶校正的应用进展  18
  1.4 本论文的研究意义及主要内容  18-23
    1.4.1 甲磺酸培氟沙星(Pefloxacin Mesylate)的简介  18-20
    1.4.2 甲磺酸培氟沙星的研究进展和意义  20-21
    1.4.3 本论文的研究内容  21-23
第2章甲磺酸培氟沙星二阶校正定量分析模型的构建  23-34
  2.1 前言  23-24
  2.2 方法原理  24-27
    2.2.1 三线性模型的构建  24
    2.2.2 平行因子分析算法（PARAFAC）  24-26
    2.2.3 交替三线性分解算法（ATLD）  26
    2.2.4 自加权交替三线性分解算法（SWATLD）  26-27
  2.3 实验部分  27-29
    2.3.1 仪器与试剂  27-28
    2.3.2 实验条件  28
    2.3.3 实验方法  28-29
  2.4 结果和讨论  29-33
    2.4.1 不同 pH 缓冲液中甲磺酸培氟沙星的三维荧光光谱  29-30
    2.4.2 三维荧光信号的稳定性考察  30-32
    2.4.3 甲磺酸培氟沙星定量分析的建模  32-33
  2.5 小结  33-34
第3章人体血液中甲磺酸培氟沙星的二阶校正定量分析方法  34-44
  3.1 前言  34-35
  3.2 方法原理  35
    3.2.1 三线模型的构建  35
    3.2.2 平行因子分析（PARAFAC）算法  35
    3.2.3 交替三线性分解（ATLD）算法  35
    3.2.4 自加权交替三线性分解（SWATLD）算法  35
    3.2.5 品质因数  35
  3.3 实验方法  35-37
    3.3.1 仪器与试剂  35-36
    3.3.2 实验条件  36
    3.3.3 实验方法  36-37
  3.4 结果与讨论  37-43
    3.4.1 甲磺酸培氟沙星在血浆中的三维荧光光谱特性  37-39
    3.4.2 组分数的估计  39
    3.4.3 二阶校正对甲磺酸培氟沙星干扰共存下的定量分析  39-42
    3.4.4 品质因数和椭圆置信区间检测  42-43
  3.5 小结  43-44
第4章人体尿液中甲磺酸培氟沙星的二阶校正定量分析方法  44-54
  4.1 前言  44
  4.2 方法原理  44
    4.2.1 三线性成分模型  44
    4.2.2 平行因子分析（PARAFAC）算法  44
    4.2.3 交替三线性分解（ATLD）算法  44
    4.2.4 自加权交替三线性分解（SWATLD）算法  44
  4.3 实验方法  44-47
    4.3.1 仪器与试剂  44-45
    4.3.2 实验条件  45
    4.3.3 实验方法  45-47
  4.4 结果与讨论  47-53
    4.4.1 甲磺酸培氟沙星在不同量尿液中的三维荧光光谱  47-48
    4.4.2 组分数的估计  48
    4.4.3 二阶校正对甲磺酸培氟沙星干扰共存下的定量分析  48-51
    4.4.4 品质因子和椭圆置信区间  51-53
  4.5 小结  53-54
第5章多基质模型中甲磺酸培氟沙星的二阶校正定量分析方法  54-70
  5.1 前言  54-55
  5.2 方法原理  55
    5.2.1 三线模型的构建  55
    5.2.2 平行因子分析（PARAFAC）算法  55
    5.2.3 交替三线性分解（ATLD）算法  55
    5.2.4 自加权交替三线性分解（SWATLD）算法  55
    5.2.5 品质因数  55
  5.3 实验方法  55-59
    5.3.1 仪器与试剂  55
    5.3.2 实验条件  55
    5.3.3 实验方法  55-59
  5.4 结果与讨论  59-69
    5.4.1 同天多基质模型  59-64
    5.4.2 不同天多基质模型  64-68
    5.4.3 椭圆置信区间  68-69
  5.5 小结  69-70
结论  70-72
参考文献  72-82
致谢  82-83
附录：攻读学位期间发表的学术论文  83

人体液中甲磺酸培氟沙星的荧光定量分析二阶校正方法研究

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