准确确定可扩散试剂与交互剂相互作用速率的微透析系统技术方案

一种准确确定可扩散试剂与交互剂相互作用速率的微透析系统，通过允许希望测量的试剂扩散进出到小的、已知非常精确体积的微透析探针中，然后用已知体积液体作为单脉冲快速泵送或冲洗(脉冲)探针，可以非常精确的快速测量质量传递。这种扩散和脉冲可以重复。该系统，下文又称为脉冲微透析(PMD)系统，以区别于现有技术的连续流微透析，可用于多种过程的测量，包括蛋白质结合，对粘合剂如活性炭的吸附，从微乳液药物递送系统中释放，测定药物扩散系数和浓度，以及用于各种其他目的。该系统基于菲克(Fick)定律的数学运算。使用甲唑胺、华法林和苯佐卡因作为试验药物，对所得方程进行了实验数据验证。

【技术实现步骤摘要】
准确确定可扩散试剂与交互剂相互作用速率的微透析系统
本技术涉及一种实现和测量质量转移的改进系统。特别地，本技术涉及改进的微透析方法用于测量相对少量溶解，悬浮或分散的材料在两种介质(微透析探针内部和外部之一)之间转移的用途。转移的特征在于从包含它的介质中丢失材料和/或通过其它介质收集材料，特别是可以用于对药物浓度进行取样和/或表征各种过程发生的速率和转移的程度。实例包括药物溶解度的确定，以及诸如药物与蛋白质的结合，药物的螯合和络合，溶液中药物吸附到木炭和其他吸附剂上以及从乳液和微乳液系统释放药物的过程。此外，转移速率可用于确定药物的扩散系数和放置在探针窗口上的涂层的渗透性。(尽管这些实施例涉及药物并具有药学上的意义，但本技术可扩展至任何可通过穿过膜在两种介质之间转移的化学品、颗粒或液滴)。其他应用包括确定药物溶出速率，以及溶解的药物从过饱和溶液中的沉淀/结晶速率和本领域技术人员将想到本技术的范围和意图内的其他应用。
技术介绍
以连续方式进行的微透析是用于从生物组织或体外系统中的介质中取样药物浓度的已知方法；然而，如下面将更全面地讨论的，某些缺陷阻碍了其最佳应用。现有技术基于透析原理，采用“半透性”膜，即对水和小分子具有高渗透性的膜。在该方法中，通过探针连续灌注取样溶液(透析液)，并且药物或其他感兴趣的材料被动地从周围介质扩散到透析液中。收集透析液并分析药物含量，然后根据该信息估计周围介质中药物或其他感兴趣物质的浓度。(可以进行类似的程序，其中透析液是供体，并确定损失到周围介质的药物量。这通常被称为反渗析或逆向透析。)<br>与其他采样方法相比，微透析可以提供显着的优势。例如，由于微透析探针非常小，它们可以直接放入生物组织中进行体内测试或放入体外系统的小“接收器”中。此外，该方法提供了清洁含水样品的优点，而无需预先检测样品制备，例如分离或清洁步骤。因此，微透析正成为药物和生物化学浓度的体内和体外分析的标准技术。在标准微透析方法中，透析液通过探针连续灌注，通常以恒定的流速灌注。(这将被称为连续流动微透析，或CFMD。)对于本技术的目的，膜将涉及为高度可渗透的，即，它可渗透水和相对小的分子、颗粒和液滴(例如，来自微乳液)，但是对于蛋白质等相对大的分子是不可渗透的。当然，必需的参数是该膜对于要测量或通过扩散抽出的材料(例如药物)是可渗透的。透析液的灌注流速的选择主要取决于分析的样品大小。对于将通过例如高压液相色谱(HPLC)方法分析的样品，典型的CFMD灌注流速为0.5-2.0μL/min。然而，在这些流速下，采样所需的时间相对较长，并且样品的时间分辨率(即，将特定浓度与特定时间或短时间间隔相关联的能力)较差。另外，存在与在短时间间隔(小于30秒，可能小于5-10秒)内产生足够的样品体积(5-20μL)相关的问题。例如，样品浓度变得非常稀，并且可能低于所用测定的检测限。因此，CFMD不适合浓度变化相对较快的研究。此类病例经常出现在药学和生物学中，可包括体外细胞药物摄取动力学研究或结合研究，药物络合，药物吸附到木炭或其他粘合剂，从过饱和溶液中沉淀等。例如，据报道，悬浮在缓冲液中的红细胞对甲基唑胺的摄取在早期非常迅速，缓冲液浓度在最初的1-2分钟内降低了50％。对于其他系统，例如蛋白质结合，浓度降低50％可能在不到10-15秒内发生。对于这样的设置，CFMD无法每10-15秒采样一次是一个很大的缺点。此外，对于需要将细胞与缓冲液分离的采样方法例如加标采样，由于在样品制备过程中摄取过程持续进行，因此可能会出现大的错误。因此，可以在相对短的时间范围内提供良好时间分辨率的微透析方法将为这些系统提供显着的优点。与CFMD相关的另一个问题是，在典型的灌注流速下，药物的回收和由此产生的采样效率可能很差。药物的回收是供体流体中的药物浓度与透析液的药物浓度之间的关系，回收的部分(FR)根据透析液浓度(CS)和供体浓度(CD)的比例来定义。对于透析液最初没有药物，当CD可以作为常数时，这被给出为在体外，许多参数影响FR，包括温度，流速，探针长度和药物，灌注液和膜的物理性质。由于灌注在CFMD中是连续的，因此透析液和供体介质之间的平衡不能达到，并且FR通常较低。对于反渗析，类似参数为透析液中剩余部分RF。将输入探针之前透析液中的浓度表示为C0，这被定义为对于在抽取微透析样品期间外部介质浓度发生明显变化的情况，由于CD随时间变化，因此上述FR不适用。因此，需要一种测定在特定时间CD的方法。如上所述，由于快速采集样品通常是困难的事实，这使情况进一步复杂化，因为在样品分析之前的分离或其他净化步骤中采样过程可能正在进行。因此，显然需要一种使用快速方法在特定时间获得特定CD值的方法。
技术实现思路
本技术包括一种在微透析探针内部或外部的介质中通过扩散包含(溶解或悬浮)的至少一些可扩散材料(下文中称为试剂或药物)来转移(提取或给予)的系统。从最广泛的意义上讲，本技术涉及以脉冲方式泵送透析液并分析至少一些这样的透析液中所需物质的含量。更具体地，本技术涉及一种微透析系统，包括一探针，通过探针泵送透析液，而改进包括以脉冲方式泵送透析液并分析至少一些这样的透析液中所需物质的含量。本技术提供了一种用于准确确定可扩散试剂与交互剂相互作用速率的微透析系统，包括：一探针(11)，所述探针包括相对于膜附着的任何材料的相对高渗透性膜的一部分，所述材料用于支撑并定位在透析液源的一入口和容器的一出口之间，并且通过其膜，扩散剂被转移；一第一测定元件(12)，连接该探针(11)，用于确定使用选定的样品体积、流速和静止时间的探针的γ1值；一第一接触元件(13)，连接该探针(11)，用于将所述探针(11)与一介质接触，所述介质中含有待通过扩散转移的试剂；一第二接触元件(14)，连接该探针(11)，用于向所述含有将通过扩散转移的试剂的介质中加入第二种与扩散剂相互作用的试剂；一灌注元件(15)，连接该探针(11)以用于计算γ1的相同的流速Q将已知量的透析液灌注到探针(11)的相对高渗透性部分；以及允许所述已知量的透析液在用于计算γ1的相同静止时间tR内保持静置；一冲洗元件(16)，连接该探针(11)，用单脉冲冲洗掉所述已知量的透析液，以收集该第一测定元件(12)中所选体积相同的透析液样品，其已知体积为VS，以该第二接触元件(14)相同的流速透析进入所述容器中；一第二测定元件(17)，连接该探针(11)，用于确定所述透析液中所述可扩散剂的浓度；一控制模块(18)，以控制相同的流速、样品体积和静止时间重复该灌注元件(15)、该冲洗元件(16)、和该第二测定元件(17)的作动；以及一计算模块(19)，用于通过计算FR0确定采样间隔开始时的回收率分数；以及在采样间隔开始时计算介质中的浓度CD＝CS/FR0。在一优选的实施方案中，相互作用剂至少部分地与可扩散剂结合。在一优选实施方案中，相互作用剂至少部分地吸附可扩散剂。...

【技术保护点】
1.一种用于准确确定可扩散试剂与交互剂相互作用速率的微透析系统，其特征在于，包括：/n一探针(11)，所述探针包括相对于膜附着的任何材料的相对高渗透性膜的一部分，所述材料用于支撑并定位在透析液源的一入口和容器的一出口之间，并且通过其膜，扩散剂被转移；/n一第一测定元件(12)，连接该探针(11)，用于确定使用选定的样品体积、流速和静止时间的探针的γ

【技术特征摘要】
1.一种用于准确确定可扩散试剂与交互剂相互作用速率的微透析系统，其特征在于，包括：
一探针(11)，所述探针包括相对于膜附着的任何材料的相对高渗透性膜的一部分，所述材料用于支撑并定位在透析液源的一入口和容器的一出口之间，并且通过其膜，扩散剂被转移；
一第一测定元件(12)，连接该探针(11)，用于确定使用选定的样品体积、流速和静止时间的探针的γ1值；
一第一接触元件(13)，连接该探针(11)，用于将所述探针(11)与一介质接触，所述介质中含有待通过扩散转移的试剂；
一第二接触元件(14)，连接该探针(11)，用于向所述含有将通过扩散转移的试剂的介质中加入第二种与扩散剂相互作用的试剂；
一灌注元件(15)，连接该探针(11)以用于计算γ1的相同的流速Q将已知量的透析液灌注到探针(11)的相对高渗透性部分；以及允许所述已知量的透析液在用于计算γ1的相同静止时间tR内保持静置；
一冲洗元件(16)，连接该探针(11)，用单脉冲冲洗掉所述已知量的透析液，以收集该第一测定元件(12)中所选体积相同的透析液样品，其已知体积为VS，以该第二接触元件(14)相同的流速透析进入所述容器中；
一第二测定元件(17)，连接该探针(11)，用于确定所述透析液中所述可扩散剂的浓度；
一控制模块(18)，以控制相同的流速、样品体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·A·贝霖童，冯衡生，郭大海，
申请(专利权)人：诺峰药业成都有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51