课件大四下临床药代计算题chapter14.tdm

第14章

治疗药物监测（TDM）

治疗药物监测

（therapeuticdrugmonitoring、TDM）

定义：是指在药物治疗过程中，定时采集患者的生物样本（血液、尿液或唾液等），采集灵敏快速的分析技术测定生物样本中的药物浓度，根据药物动力学原理对其进行解释，评价药物浓度与疗效及毒性间的关系，设计或调整给药方案，提高药物疗效，避免或减少药物不良反应。治疗药物监测

（therapeuticdrugmonitoring、TDM）

目的：最大限度地发挥药物疗效，同时将药物不良反应控制在最小限度，以保证用药安全有效。TDM是临床药学工作的一个重要方面，是临床医师制订个体化给药方案的依据，也是临床药师为患者提供药学监护的重要手段，对提高临床药物治疗水平具有重要意义。第1节TDM一、TDM的临床意义实行个体化的用药提高病人用药的依从性评价药剂质量（一）实行个体化的用药由于药物反应的个体差异，治疗用药须遵循“个体化”原则个体差异的来源主要是由药动学的差异造成的，因此导致到达作用部位的药物浓度显著不同。药效取决于作用部位的药物浓度，但此浓度难测到，多数药物的作用部位浓度和血药浓度又存在平行的关系，因此可通过测量的血药浓度了解治疗水平，指导用药。（二）提高病人用药的依从性依从性：即病人是否按照医嘱用药。约有60%的病人不遵照医嘱用药，导致治疗的失效。通过TDM可以及时发现病人是否自动停药、减量或超量等。

（三）评价药剂质量药剂的质量直接影响药物的生物利用度。药剂学因素与药物疗效密切相关，如药物的解离度、脂溶性、粒径、晶型、溶出速率、剂型、制剂工艺、辅料等，在很大程度上都会影响药物的吸收。某些中药中非法添加了西药，导致患者服用后发生严重不良反应。第2节TDM的指征治疗指数低的药物具有非线性动力学特征的药物肝、肾、心及胃肠功能损害合并用药治疗作用和毒性反应难以区分治疗指数低的药物治疗指数低的药物安全范围窄，治疗量与中毒量十分接近，容易产生不良反应，应进行TDM经常进行TDM的药物有：地高辛、茶碱、奎尼丁、普鲁卡因胺、甲氨蝶呤等。具有非线性动力学特征的药物此类药物的消除能力有一定限度，即体内消除药物的能力容易达到饱和，一旦饱和后，剂量稍有增加即可引起血药浓度不成比例的急剧增加，其t1/2亦随剂量的增加而延长，易发生不良反应和中毒。药物有：苯妥英、水杨酸盐、保泰松、普萘洛尔、甲氨蝶呤、双香豆素等。肝、肾、心及胃肠功能损害肝功能损害消除减慢、结合蛋白减少肾功能障碍排泄减慢心衰时，心输出量减少，肝肾血流量减少，导致药物消除减慢胃肠道疾病时，药物吸收不良以上情况需进行TDM，调整给药剂量合并用药同时服用多种药物时，由于药物间的相互作用导致药物在体内的药动学过程发生改变，需经过TDM进行剂量调整。合并使用肝药酶诱导剂或抑制剂时，血药浓度发生改变，需进行TDM。目前临床上常进行血药浓度监测的药物类别药物抗癫痫药苯妥英钠、苯巴比妥、丙戊酸钠、扑米酮、乙琥胺、卡马西平三环抗抑郁药阿米替林、去甲替林、丙咪嗪、去甲丙咪嗪抗躁狂药碳酸锂解热镇痛抗炎药水杨酸强心苷类地高辛、洋地黄毒苷抗心律失常药利多卡因、奎尼丁、普鲁卡因胺、胺碘酮治疗哮喘药茶碱抗生素类庆大霉素、卡那霉素、阿米卡星、妥布霉素、链霉素、氯霉素免疫抑制剂环孢素抗肿瘤药甲氨蝶呤第3节血、尿药物浓度测定方法1.比色法2.紫外分光光度法3.荧光分光光度法4.原子吸收光谱法5.薄层层析法6.气相色谱法7.高效液相色谱法8.放射免疫分析法9.酶免疫测定法10.微生物测定法一、比色法原理根据比较溶液颜色深浅从而测定所含有色物质浓度的方法。一些无色物质可与显色剂或通过一定的化学反应形成颜色物质，亦可用比色法原理为比尔定律，即在一定浓度内药物浓度与吸收度成正比朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律当一束平行单色光（只有一种波长的光）照射有色溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液。设入射光的强度为I0，溶液的浓度为c，液层的厚度为b，透射光强度为I，则，式中lgI0/I表示光线透过溶液时被吸收的程度，一般称为吸光度（A）或消光度（E）。因此，上式又可写为：A=Kcb它表示一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。K为吸光系数，当溶液浓度c和液层厚度b的数值均为1时，A=K，即吸光系数在数值上等于c和b均为1时溶液的吸光度。对于同一物质和一定波长的入射光而言，它是一个常数。特点：灵敏度低，检出限通常大于0.2g/ml特异性差，目前应用较少某些药物如磺胺类、水杨酸盐等可用（因为临床上应用剂量较大，血药浓度较高）优点:简便易行比色法常用的化学反应1.重氮偶联反应（Bratton-Marshall反应）2.形成喜夫碱（schiff碱）3.腙类物质的形成4.与铁离子的反应5.离子对提取比色测定1.重氮偶联反应（Bratton-Marshall反应）：芳香伯氨类化合物（磺胺类、对氨基水杨酸等）和间接形成芳香伯氨类化合物的药物（氯霉素），在酸性条件下与HNO2反应生成重氮化合物，后者在碱性条件下与一个具有活性氢原子的酚类（麝香草酚）偶联形成有色的偶氮染料。NaNO2/HBr0~5℃-N2BrNaNO2/H2SO40~5℃-N2HSO4NaNO2/HCl0~5℃-N2Cl-NH2HBF4-N2BF4重氮化反应形成喜夫碱（schiff碱）芳香伯胺能与多种芳醛在酸性介质中缩合为喜夫碱，再用比色法测定常用的芳醛有：对二基苯甲醛、香荚醛、水杨醛等用于对氨基水杨酸、磺胺类药物尿中浓度的测定氨基和羰基加成-脱水形成希夫碱腙类物质的形成含酰肼基的药物（异烟肼、肼屈嗪）与醛类试剂（香荚醛、对二加氨基苯甲醛）形成腙某些醛类化合物与肼类世纪（2，4-二硝基苯肼盐酸盐）缩合形成腙类化合物，再测定。与铁离子反应水杨酸盐和对氨基水杨酸与硝酸铁在酸性条件下起反应形成水杨酸铁紫红色络盐，可用比色法测定。离子对提取比色测定特点：特异性和灵敏性较高应用：碱性药物的测定原理：酸性染料和有机碱类形成离子对复合物，此复合物易溶于某些有机溶剂中，通过测定有机相重酸性染料药物复合物色泽深度，求得有机碱的含量。酸性染料：ｐＨ指示剂－甲基橙有机溶剂：苯、二氯乙烯、氯仿等(CH3)2N--N=N--SO3Na（甲基橙）4’-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸钠二、紫外分光光度法原理：以紫外光源测定无色物质的方法，原理为比尔定律化合物的最大吸收波长λmax是此法测定的基础，λmax取决于化合物的化学结构紫外吸收光谱范围为200~400nm本方法适用于有共轭双键等结构的化合物选用波长为220~350nm特点：灵敏度较高（最低检测浓度0.1~1g/ml）精密度较高（变异系数0.5%）对温度变化不敏感，故不需要保持恒温有一定特异性（化合物有特异的λmax

）提高紫外分光光度法特异性的方法特异性不高的原因：内源性物质及药物的代谢物在紫外区均有不同程度的吸收，波长越接近200nm，干扰越大，溶剂也有强吸收。方法：1.测定波长增加，血浆中内源性物质的干扰减少，特别在300nm以上测定2.溶剂提取-紫外分光光度法能提高特异性3.TLC-紫外分光光度法：去蛋白----薄层层析---溶剂洗脱-----测定4.示差紫外分光光度法5.通过特殊化学反应提高特异性三、荧光分光光度法原理：在一定浓度范围内，物质的荧光强度与浓度成正比，故可利用物质发射荧光的特性鉴定和测定物质含量化合物-----天然荧光或通过化学反应产生荧光天然荧光-----直接测定：氨苯喋啶、呋塞米、奎宁诱发荧光------诱发测定：将无荧光物质与荧光试剂偶联形成荧光物质----分析。例如：吗啡与丹酰氯结合-----荧光物质特点：灵敏度为光度分析中最高者(检出限为1~10ng/ml)取样量少特异性好：因为不同物质分子产生足够强度的荧光所需的紫外光波长（激发波长）和发射的荧光波长（发射波长）不同，根据激发光谱和荧光光谱曲线、激发λmax和荧光λmax以及荧光的颜色，可以鉴别结构相似的有机物影响荧光强度的外界因素1.温度：此法需要恒温2.溶剂：溶剂需要净化处理，排除杂质干扰3.pH值：pH值改变可以改变弱酸、弱碱及两性应该物质的结构4.无机盐类：降低荧光强度总之，最适宜的条件需通过实验条件摸索确定。四、原子吸收光谱法（AAS）原理：从光源辐射待测元素的特征波长通过样品蒸汽时，被蒸汽中待测元素的基态原子吸收，通过辐射波长强度减弱的程度，即可求待测样品中待测元素的含量。当原子蒸汽的厚度保持一致时，吸光度与浓度C符合朗伯—比尔定律。在实际应用中，只需要测定样品溶液的吸光度与相应的标准液吸光度，即可根据标准溶液浓度算出样品中待测元素的浓度。特点：灵敏度高、精密度好、干扰少、测定快速和易于自动化。但是只能进行无机元素的含量分析，不能同时进行多元素分析。仪器设备：原子吸收光谱仪：光源、原子化器、单色光系统、检测系统定量方法：１．标准曲线法：配制一系列浓度（Ｃ）的标准溶液，测定其吸光度Ａ，以Ａ对Ｃ作图，即得标准曲线２．直接比较法：ＣX、CS分别为样品与标准品的浓度AX、AS分别为样品与标准液的吸收度紧密内插法：是选取接近样品溶液Cx的两个标准液C1及C2，C1＜Cx＜C2，分别测定其A值，然后用公式：A1、A2分别为C1、C2的吸收度标准加入法：利用标准曲线外推求得样品溶液的浓度。要求标准曲线须经过原点，并呈线性。五、薄层层析法（TLC）原理：不同物质在固定相和流动相中的差速移形，而使不同组分得以完全的分离ＴＬＣ具有极好的分离能力和较高的特异性，使用仪器简单，应用广泛（药物分离、定性、定量极生物样品中药物浓度测定）。优点：应用范围广，灵敏度高，分离能力强，样品用量少。缺点：结果重现性差，色谱板不易保存定性定量方法：1.定性方法：Ｒf值为定性指标，需要与标准品对照；Rf值受多种因素的影响，重现性差。2.定量方法：（1）溶出法：将被测物质斑点用溶剂洗脱（2）原位斑点扫描法：将斑点扫描—光密度定量用硅胶薄层层析，得到所示结果：展开剂为石油醚/乙酸乙酯，体积比分别为(1)15/1；(2)25/1；(3)35/1。A为第一次展开，B为经第一次展开后的薄板待展开剂挥干后再置于同一体积比的展开剂中进行第二次展开的结果，C则是经第二次展开后的薄板待展开剂挥干后再置于同一体积比的展开剂中进行第三次展开的结果。从图可看出：只经一次展开，两待分离组分的Rf差值<0.05，薄板上两斑点基本上没分开。经第二次展开后，其Rf差值亦不明显。而经第三次展开后，明显可见两主斑点。六、气相色谱法原理：在GC中流动相是气体，固定相可以是固气吸附剂（气-固色谱法，GSC），也可以是涂在惰性固体表面上的液膜（气-液色谱法，GLC）。基本原理是样品中各组分在气-固或气-液两相中进行反复分配，最终由于其分配系数的不同而达到分离。其中GLC应用最广泛，因为作为固定相的液体可用于高达450℃的温度。气相色谱仪的组成气路系统进样系统柱系统检测系统数据处理和控制系统色谱分离理论1.分离过程：组分赛跑2.分离原理：两相分配色谱分离理论同时起跑先后到达终点什么原因？色谱柱是各组分的跑道1.

组分赛跑技巧/体能/状态各组分何技巧？色谱分离理论2.两相分配固定液载气迁移平衡固定液载气有些成分与固定液“关系密切”“关系密切”，留下输了比赛固定液载气各成分在固定液中溶解<>挥发平衡分离原理溶解度(2相分配)不同特点：该法分析速度快，分离效果好，且灵敏度高，检测限可达pg水平或更低。在药物分析特别是新药体内过程研究中，只要选择适当的分析条件，原形药、代谢物及病人可能同时适用其他结构相近的药物均能得到很好的分离。缺点：要求被测组分或其衍生物必须具有一定的挥发性和热稳定性。气相色谱只适合分析在操作温度下能气化而不分解的有机化合物，仅占15%，衍生后也只有不到20%。GC不适用于高沸点、难挥发及热不稳定化合物、离子性化合物、高聚物等实物1GC-MS整机外观图GC法测定的流程：样品由进样器导入并被汽化，被载气带入色谱柱中，经分配后进入检测器中。检测信号经处理后，由记录仪或计算机记录色谱图、峰面积或峰高。载气系统气相色谱分析流程示意图1–

载气钢瓶；2–

减压阀；3–

干燥管；4–

针形阀；5–

流量计；6–

压力表；7–

进样器；8–

色谱室；

9–

检测器；11–

记录仪进样系统色谱柱检测器纪录系统GC法测定的流程：色谱条件的选择：1.载气：高纯氮、惰性气体氦气2.汽化室：温度一般选择高于或等于柱温，使样品瞬间汽化挥发。3.柱温：恒定和均匀4.色谱柱：色谱系统的心脏5.固定相：液体和固体6.担体：支持固定液，使成均匀薄膜，以利气液平衡7.检测器：（1）火焰离子化检测器（2）碱火焰离子化检测器（3）电子捕获检测器填充柱与毛细管柱的比较参数内径mm常见长度m每米柱效N柱材料

柱容量

程序升温应用

固定相填充柱

2～50.5-31000玻璃、不锈钢

mg级

基线漂移

载体＋固定相

毛细管柱0.1-0.5310-603000熔融石英

100ng基线稳定

固定液

程序升温分离多种物质定性定量方法：1.定性方法：（1）已知物对照法（2）相对保留值法2.定量方法：（1）归一化法（2）内标法（3）外标法七、高效液相色谱法（HPLC）原理：HPLC过程是溶质在固定相和流动相之间进行的一种连续多次的交换过程。该方法通过溶质在两相间的分配系数、吸附能力、亲和力、离子交换或分子排阻作用的差别，使不同溶质得到分离。流动相是液体，又称冲洗、溶剂或载液。一、色谱过程、分离原理及特点（一）色谱过程指被分离组分在两相中的“分配”平衡过程以吸附色谱为例见图示

吸附→解吸→再吸附→再解吸→反复多次洗脱→被测组分分配系数不同→差速迁移→分离图示分配系数的微小差异→吸附能力的微小差异微小差异积累→较大差异→吸附能力弱的组分先流出；吸附能力强的组分后流出慢中等快色谱分离Temporalcourse淋洗液HPLC应用广泛：适合分析那些用气相色谱难以分析的物质，如挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质。HPLC：高效色谱柱、高压泵、高灵敏检测器流程：

HPLC测定时，流动相溶剂被输液泵吸入，然后输出，经压力和流量测量后导入进样阀。被分析样品由进样阀注入，并随流动相一起通过色谱柱后进入检测器，检测信号由微处理机采集并进行数据处理，或用积分仪、记录仪记录色谱图及色谱峰面积或峰高。HPLC的特点

1.分离效能高、适用范围广2.分析速度快3.灵敏度高4.特异性高5.高度自动化6.样品易回收1.色谱柱6.2高效液相色谱仪Normalcolumn 5-m、4.6-mNarrowborecolumn 1-3mMicrocolumn <1m

色谱柱是实现分离的核心部件。要求柱效高、柱容量大和性能稳定。柱性能与柱结构、填料特性、填充质量和使用条件有关。色谱条件的选择：

色谱柱填料sphericalandirregularsilicaparticles

Macroporoussphericalsilicaparticle.[K.K.Unger,Poroussilica,Elsevier,1979]

基质：载体或担体。数m~数十m，球形。硅胶或有机高分子聚合物柱填料：PellicularparticlePorousparticle30-50m1-2m3-10m,一般用作固定相

色谱柱填料6.2高效液相色谱仪功能层：物理吸附或化学键合以硅胶为基质的填料在表面上通过化学反应引入C8~C18烷基、醚基、氰基或离子交换基团成为化学键合相柱填料化学键合固定相优点：避免固定相的流失，可做正相和反相色谱以微粒硅胶为基质的各种键合相约占整个HPLC柱填料的70%

以上，使分析极性药物和离子型药物的重要材料正相：固定相极性大于流动相反相：固定相极性小于流动相，应用较广HPLC分类：（一）吸附色谱法（二）分配色谱法（三）离子交换色谱法（四）凝胶滤过色谱法（空间排阻色谱法）（一）吸附色谱法要求：固定相→吸附剂（硅胶或AL2O3）具表面活性吸附中心分离机制：

各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离吸附→解吸→再吸附→再解吸→无数次洗脱→分开

（二）分配色谱法要求：固定相→机械吸附在惰性载体上的液体流动相→必须与固定相不为互溶载体→惰性，性质稳定，不与固定相和流动相发生化学反应分离机制利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分离（三）离子交换色谱法要求：固定相→离子交换树脂流动相→水为溶剂的缓冲溶液被分离组分→离子型的有机物或无机物分离机制：

依据被测组分与离子交换剂交换能力（亲和力）不同而实现分离（四）凝胶滤过色谱法（空间排阻色谱法）要求：固定相→多孔性凝胶流动相→水——凝胶过滤色谱流动相→有机溶剂——凝胶渗透色谱分离机制：利用被测组分分子大小不同、在固定相上选择性渗透实现分离四种色谱的分离机制各不相同，分别形成吸附平衡、分配平衡、离子交换平衡和渗透平衡

K分别为吸附系数，狭义分配系数，选择性系数和渗透系数除了凝胶色谱法中的K仅与待测分子大小尺寸、凝胶孔径大小有关外，其他三种K值都受组分的性质、流动相的性质、固定相的性质以及柱温的影响流动相的选择（反复实践）

反相色谱常用的流动相

1.部分含水溶剂：适于分离中等极性药物，甲醇，乙腈较常用

2.非水溶液：分离疏水性化合物

3.缓冲溶液：适用于溶于水并可解离的化合物：蛋白质、肽以及弱酸或弱碱性化合物洗脱方式：等度洗脱：流动相组分保持不变梯度洗脱：分段改变流动相的组分衍生物的制备：

柱前衍生化：

在色谱分离前对待测物进行化学修饰。柱后衍生化：

样品被色谱分离后再与试剂反应预柱的应用：除去部分杂质、蛋白等检测器：紫外吸收、紫外-可见分光、荧光等一个理想的检测器：-灵敏度高-稳定性和重现性好-对样品无损检测-通用性好，对所有样品都有响应-线性响应范围宽定性定量分析：

1.定性分析

2.定量分析：内标法和外标法内标物必须符合的要求：1.与被检测组分化学结构、溶解特性相似。2.与样品的各组分完全分离3.内标物不得为内源性干扰物4.具有化学惰性5.与被测组分的浓度及峰值最好相近6.与待测物的保留时间相近。特点：1.分离效能高、适应范围广2.分析速度快3.灵敏度高4.特异性高5.高度自动化6.样品易回收八、放射免疫分析法（RIA）根据放射性核素测量的高度灵敏度和免疫学抗原抗体反应的高度特异性相结合的一种超微量分析方法原理：将高度纯化的待测物标准品作为抗原（Ag），然后根据Ag与其放射性核素标记物（标记抗原*）和一定的Ab产生特异性结合。当达到平衡时，将结合的抗原抗体复合物（Ag-Ab与Ag*-Ab）与未结合抗原分离，测定其放射活性，即可计算被测物质的量。RIA的特点：优点：1.特异性极高2.灵敏度极高3.应用范围广泛4.取样量小，不需事先分离，样品测定十分快速缺点：1.抗体的特异性不稳定2.抗体对代谢产物有交叉亲和力3.需要有放射性核素防护设备测定步骤：1.标准品及标记物的制备2.特异性抗体的制备3.培育4.分离与测定5.绘制标准曲线与计算十、微生物学测定法原理：能抑制或促进微生物生长的药物均可用此法测定。用于血、尿中抗菌物质浓度的测定。特点：灵敏度高，方便易行。第5节生物样品的预处理样品采集与组织匀浆除蛋白有机溶剂提取固相提取化学修饰法柱切换技术1.样品采集与组织匀浆血浆样品：抗凝处理，常用的抗凝剂：肝素、钙结合剂EDTA、枸橼酸盐、草酸钾、氟化物等。组织脏器样品：----组织匀浆（1：5或1：10），提高回收率。2.除蛋白生物样品中加入蛋白沉淀剂，除去蛋白。常用的蛋白沉淀剂：三氯醋酸、乙腈、乙醇、高氯酸、磺基水杨酸、钨酸等3.有机溶剂提取药物与干扰物在水相与有机相中分配特征不同以及酸碱特性不同，使样品纯化。将生物样品调成碱性（对碱性药）或酸性（对酸性药），使药物变成亲脂性非解离形式，然后与适当有