色谱技术用于microRNA检测和布洛芬杂质分析

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microRNA(miRNA)是一类由18~25个核苷酸组成的内源性非编码RNA,在动植物细胞中参与基因的表达调控。研究表明,不同种类miRNAs的表达水平变化与肿瘤、心脏病、糖尿病、神经性疾病、血液疾病等多种疾病的发生发展密切相关,因此对于miRNA表达水平进行准确灵敏定量分析,在表达谱分析、临床诊断、靶向治疗、相关药物研究及筛选等领域具有重大意义。毛细管色谱是一种基于流体动力学和壁面静电相互作用的分离方法,样品分子由于粒径、结构等方面的差异,在窄内径、未经修饰的毛细管内受到不同的静电相互作用力,且由于流体动力效应的存在,可实现多种样品的分离分析。该方法以低样品量、高灵敏度、分析时间短、检测成本低等优点在分离聚合物颗粒、胶体颗粒、蛋白质和DNA核酸片段等领域得到广泛应用。  布洛芬(Ibuprofen,IBU)是一种非甾体抗炎类药物,具有止疼、抗炎、解热作用,在治疗头疼、关节痛、类风湿性关节炎、感冒发热等疾病方面得到广泛应用。布洛芬合成路线多达数十种,相应的合成产生的杂质已记载的有18种。对于杂质的控制,一直以来都是各国药典和医药监管部门的重点。通常,杂质控制需要借助仪器进行种类和含量的检测,高效液相色谱(HPLC)是目前医药行业使用最多的检测仪器,HPLC色谱方法的开发显得尤为重要。  本论文针对microRNA和布洛芬杂质检测分析提出的相应的要求,采用了不同的色谱分离技术。搭建毛细管色谱-激光诱导荧光检测器(LIF)系统实现了多种类miRNAs的定量分析;开发HPLC检测体系实现了布洛芬及其17种杂质的分离分析,并进行了方法验证。主要研究内容如下:  (1)通过设计不同长度单链DNA(ssDNA)的特异性探针实现了多种类miRNAs的分离检测:首先,针对不同种类miRNAs,设计出带有不同长度拖曳标签的DNA互补链;随后,依据分子杂交理论,每一条miRNA与互补DNA杂交形成双链(DNA-RNA),并在体系中加入可以识别双链DNA-RNA结构的荧光染料(YOYO-1);最后,通过优化毛细管色谱的体系条件:毛细管内径、Tris-EDTA(TE)浓度及pH值、流速等,实现了多种类miRNA的灵敏分离检测。实验方案应用于非小细胞肺癌A549细胞中三组miRNAs(miR-182、miR-155、let-7a)分离检测,结果表明A549细胞中miR-182和miR-155高表达,let-7a低表达,与文献报道结论相符。  (2)基于金纳米颗粒的microRNA毛细管色谱分离初步探索:利用纳米金与DNA可通过Au-S共价键结合的特点,将ssDNA探针连到金纳米颗粒上,再与目标miRNA杂交,金纳米颗粒作为拖曳标签,已验证可实现两组miRNAs的毛细管色谱分离。将来,更多种类miRNAs分离分析可通过合成不同粒径的金纳米颗粒来实现。  (3)开发、验证HPLC技术方法用于检测分析布洛芬及其17种相关杂质:选择优化:色谱柱、缓冲液体系及pH值、检测波长、梯度洗脱程序、流速、柱温等操作参数,较好的实现了布洛芬及其17种杂质分离检测。方法验证按照人用药物注册技术要求国际协调会议(International Conference on Harmonization,ICH)指南,进行了系统适应性、选择性、线性、精密度、准确度、灵敏度、LOD、LOQ、鲁棒性和样品稳定性的验证。最后,运用该HPLC方法,进行了市售的7个品牌的布洛芬药片的检测,发现其中1个品牌的药片杂质含量超标,证明该方法适用于制药工业的常规质量检验及科研研发需要。
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