[实用新型]精确测定试剂释放速率的微透析系统

说明书

一种精确测定试剂释放速率的微透析系统，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。该探针设置于一系统，可实施称为脉冲微透析(PMD)，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。该方法基于菲克(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。

技术领域

本实用新型涉及一种实现和测量质量转移的改进方法。特别地，本实用新型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，但本实用新型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实用新型的范围和意图内的其他应用。

背景技术

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。)

与其他采样方法相比，微透析可以提供显著的优势。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。)对于本实用新型的目的，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著的优点。