Chen Lin-Zhi 博士
高级研究员
兼生物分析集团主管，
勃林格殷格翰
(Boehringer Ingelheim)
药代动力学与药效学 (PK/PD) 研究是药物发现和开发工作流程中的重要一步。勃林格殷格翰公司的科学家们利用三重四极杆 - 飞行时间质谱技术以及三重四极杆质谱技术来评估潜在的新疗法。
勃林格殷格翰（Boehringer Ingelheim）是一家致力于新型人用药物和兽药研发、生产和销售的全球性制药公司。开发新疗法的关键步骤就是评估潜在药物的特性，这也是在美国里奇菲尔德）Ridgefield, USA）生物分析集团的药物代谢和药代动力学） DMPK）部门的作用。高级研究员兼生物分析集团主管 Lin-Zhi Chen 博士解释道：“药物的发现和开发从药物作用靶点确认开始，然后是进行化合物筛选以确定潜在候选化合物，以便进行进一步的研究。一旦确定了最佳候选化合物，DMPK 部门将提供生物分析服务来评估其特性，包括毒理学和 PK/PD 研究。”
Lin-Zhi 博士还提到：
我使用质谱已经有30 年了，大多数时间都是在利用质谱技术对生物制剂和寡核苷酸类等生物大分子进行药物代谢和 PK/PD 评估，也包括定量和生物转化研究。我们部门有 12 台 SCIEX 的质谱仪器。其中，三重四极杆质谱我们已经使用了很多年，最近又购买了高分辨率的飞行时间质谱 —— 3 台 TripleTOF™ 6600 系统。这些仪器被广泛应用于小分子、大分子和寡核苷酸类药物的临床前研究，包括用于免疫和癌症治疗、心血管疾病和代谢性疾病等类型的药物。我们现在 95% 以上的研究都是基于质谱技术的，必要时还会辅以荧光和紫外检测的液相分析。
我们分析来源于人或动物的血浆、尿液和组织样本，探索蛋白质药物的体内生物转化过程，并对蛋白质和寡核苷酸类药物进行定量分析。在进行这些分析时，遇到最大的挑战就是通过样品的纯化和富集来最大程度的提高灵敏度。例如，我们常规使用免疫捕获技术从血浆样本中纯化和富集蛋白质药物，然后在三重四极杆质谱上进行定量，灵敏度可以达到 ng/mL 水平。使用抗药抗体磁珠捕获药物，然后，药物被从样品中分离。清洗磁珠后，药物被从磁珠表面洗脱后， 可根据我们的不同类型分析目标，进行后续的处理， 比如酶解。酶解处理会使我们的定量分析拥有更好的选择性，但完整蛋白质或亚基分析通常不能使用胰蛋白酶酶解，因为我们需要对蛋白质分子结构有整体的了解。
直到最近，大多数发表的文献都使用荧光法对寡核苷酸类药物进行分析，但随着工业届的变革，把高分辨质谱技术推到前台。“从前，从事早期寡核苷酸类药物开发的大多是小型生物技术公司，它们倾向于使用液相紫外或荧光法检测的方法，或酶联免疫吸附测定（ELISA) 法，因为使用这些方法不需要在配备高科技仪器或专业技术人员上进行大量投资。这些已经是历史了。如今，更多大型制药公司关注寡核苷酸药物研究，而选择分析技术的关注点则转向高分辨率质谱技术。在我们部门，我们采用三重四极杆- 飞行时间质谱 （QTOF）同时进行寡核苷酸类物质的定量分析和代谢轮廓分析。仪器的高分辨率和质量精度可以帮助我们减少或消除任何干扰峰的影响，提高灵敏度。”
“我们已经证明，目前质谱技术拥有可以匹配甚至超过荧光检测技术的灵敏度，若使用二级质谱碎片（MS/MS）分析，灵敏度可以提高 10 倍。”通常情况下，我们使用高分辨率质谱定量法可以获得低于 10 ng/ mL 的水平的灵敏度，如果使用 MS/MS 分析方法可以获得的灵敏度可低至 pg/mL——这一结果可能优于大多数液相 - 荧光法或 ELISA 法。与此同时， 我们已经能够将样品的运行时间从液相 - 荧光法的大约 10 分钟缩短到质谱法的 5 分钟左右，显著提高了检测通量；因为液相 - 荧光法需要一个很长的洗脱梯度运行来分离需要定量的药物原型和代谢产物，而质谱可以根据化合物的质量来区分他们，因此梯度运行时间可以更短。而 QTOF 质谱技术更大的优势是可以对寡核苷酸类原型药物进行定量的同时进行代谢物的轮廓分析和定量分析，这是单独的液相荧光检测方法难以实现的，而 ELISA 或定量聚合酶链式反应（Quantitative Polymerase Chain Reaction, qPCR） 检测方法同样无法做到。”
Lin-Zhi 博士总结道：
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