核磁共振在药物代谢研究中的应用

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1、核磁共振在药物代谢研究中的应用摘要：简要介绍了核磁共振(NMR)技术，并结合具体实例阐述了核磁共振技术在药物代谢研究领域的应用及进展。核磁共振技术凭借其简便、无损伤性、无偏向性、信息量大等优点，被广泛应用于尿液、血液及其他体液中药物及其代谢产物的检测，同时也可与固相萃取、高效液相、质谱等技术联用，成为药物代谢研究中最重要的分析手段之一。关键词：核磁共振；药物代谢；联用技术1引言核磁共振法广泛应用于有机化合物的结构解析和定性分析，但是它在化合物纯度定值、含量测定中也具有很多优势，所以定量核磁共振法(qNMR)是近十几年来兴起的

2、研究热点。近年来，随着核磁共振波谱仪灵敏度、分辨率的提高，化学位移的扩展，多脉冲实验技术的发展，使ＮＭＲ技术在生物和医学领域的应用有了飞速的发展［1］。2核磁共振技术简介核磁共振是指原子核的磁共振现象，只有当把原子核置于外加磁场中并满足一定的外在条件时才能产生，但只有显示磁性的原子核才会产生核磁共振现象，成为核磁共振的研究对象，而产生磁性的内在根本原因在于原子本身固有的自旋运动，不同的原子核，自旋运动的情况不同。让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，处于低能态的自旋核吸

3、收电磁辐射能跃迁到高能态，这种现象称为核磁共振。核磁共振主要包括1HNMR、19FNMR、31PNMR、13CNMR。1.1核磁共振技术的优点NMR技术具有以下几个突出优点，因而很适合研究代谢产物中的复杂成分，现已成为快速简便检测化合物及结构的最实用方法[2]:（1）对生物样品无损伤性，由于它对生物样品无干扰、不破坏，分析结果更接近于生理状态。（2）不需提取分离或只需简单预处理即可同时测定多种成分。（3）无偏向性，只要被分析物的浓度超过NMR的检测限度，都应当在图谱中检测出来，因此不会出现漏检的现象。（4）可设计多种编辑手段

4、，实验方法灵活多样，具有较高的重现性。2核磁共振技术在药物代谢研究中的应用利用高分辨率的1HNMR波谱，可检测血浆、尿和胆汁等生物体液中有特殊意义的微量物质的异常成分，可以同时对所有代谢物进行定量分析，且不需要样品前期准备，对任何成分都有很高的灵敏度。核磁共振技术在药物代谢研究中发挥了极其重要的作用。2.1在尿液中药物检测的应用目前用NMR法进行的药物代谢产物研究主要集中于对尿液中的代谢产物的研究。尿液中的主要成分是水，肌酸酐作为一种恒定的排泄物被称为基线，可用它作为对比来推测其他成分，采用水峰压制技术后，高分辨核磁共振仪可

5、以直接检测尿液。分析腹腔注射Pr（NO3）3，168ｈ内大鼠尿液血清中内源性代谢物浓度的变化，及其对大鼠肝肾组织可能造成的急性生物效应。尿液中内源性代谢物的变化不仅能反映泌尿系统的疾病，而且对其系统的疾病诊断也有重要意义[3--5]。大鼠血清中葡萄糖含量降低，尿液中TCA循环中间体浓度降低，说明给药Pr（NO3）3后动物机体中的能量代谢速率加快。当肝功能受损时，肝细胞不能有效摄取氨基酸，致使血清中游离氨基酸增加，严重时甚至会从尿中排除，形成氨基酸尿。而乳酸含量的升高则表明缺氧代谢增加。高剂量组（５０ｍｇ／ｋｇ体重）Ｐｒ（ＮＯ

6、３）３不但对大鼠肝脏和肾脏造成了比较严重的损伤（肝脏线粒体中脂肪代谢和糖代谢紊乱，肾小管重吸收能力遭到破坏），还可能影响了肠道微生物群的正常活动，其对肝、肾造成的损伤在１６８ｈ内不可恢复。与曾报道过的硝酸钕急性毒性相比[6]，镨和钕两者的靶向器官均为肝脏和肾脏。硝酸钕对肝肾的影响都比较大，而Ｐｒ（ＮＯ３）3以肝脏为主，且急性安全剂量应该稍高于硝酸钕。2.2在其它体液中药物检测的应用药物在体内的排泄途径还有很多，如胆汁、粪便、汗液、乳汁、呼出的气体等。特别是胆汁排泄，在药物代谢中占很重要的比例。对氨基酚（PAP）就是一个经胆汁

7、代谢的经典例子，用插管法收集的胆汁经自旋-回波法检测，几个PAP的代谢产物在正常和毒性状态下都能被检测出来。由于胆汁的NMR谱中高场水峰和内源性物质对化合物的峰不产生干扰，特别适合于PAP类芳香族化合物的代谢研究。同时，核磁共振仪还用于研究了大量的体内生物样本如脑脊髓液、精液等。2.3联用技术在药物代谢研究中的应用随着各种仪器分析和生物检测技术的提高，结合计算机技术的普及，促使药物分析向自动化、微量化、智能化不断发展[8]。核磁共振在药物代谢研究中的应用最早始于20世纪80年代初期，但当时只能利用高分辨核磁共振仪研究尿液中的

8、代谢物。后来借助于与固相萃取预处理技术的联用，低分辨核磁共振仪就可以对待测物进行检测。从90年代中期，随着高效液相与核磁共振仪联用技术的突破，核磁共振技术在药物代谢研究中的应用又向前迈进了一步。HPLC、MS和NIVIR都是现代分析化学中比较常用的仪器检测手段，单独使用时，在决定分子结构方