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基因毒性杂质分析方法和前处理技术的研究进展

发表时间：2020/1/2 来源：《医师在线》2019年10月19期作者：马嫣琼郑婷婷丁雪于敏

[导读] 基因毒性杂质是一种极其不稳定的杂质，当基因毒性杂质进入人体，会和人体中的DNA结合，导致人体内的DNA活跃、突变，会增加致癌风险。

　　
　　
　　　　马嫣琼郑婷婷丁雪于敏
　　（正大天晴药业集团股份有限公司；江苏连云港222000）
　　
　　摘要：基因毒性杂质是一种极其不稳定的杂质，当基因毒性杂质进入人体，会和人体中的DNA结合，导致人体内的DNA活跃、突变，会增加致癌风险。潜在的遗传毒性杂质会破坏人体内的遗传基因，如果在生物提纯的过程中，没有过滤掉其中的基因型毒素，使其跟随药品进入人体，会给人体DNA造成破坏，加大致癌风险。为此，在生物提纯的过程中，应该对其中基因性杂质进行分析，并做出处理，控制其中基因病毒性杂质进入药品，保证人类健康安全。本文通过对基因型杂质的了解，结合生物提纯技术，对各种基因性杂质的分析方法进行讲解，以促进我国基因毒性杂质分析技术发展。
　　关键词：基因毒性杂质；分析方法；处理技术
　　引言：在生物中存在的基因毒性杂质多种多样，这些基因毒性杂质都具有不稳定的性质，摄入到人体会提高致癌风险，然而在我国生物学领域还没有具体的基因毒性杂质数据可供医学研究者参考，因此在我国临床医学中，经常出现因为基因毒性杂质药品摄入而导致的医疗事故，为此，业界各种机构都开始对基因毒性杂质有了一个高度重视。在医药研发企业，他们将分离基因毒性杂质作为生物制药的重点，通过新理念的引进，提升对基因毒性杂质的检测技术，研发更先进的基因毒性杂质分析方法，并对基因毒性杂质进行处理，一起提高我国医药用品安全性。
　　1 基因毒性杂质对人体的影响
　　在医药用品中，来源于反应物的基因毒性杂质有环氧化合物、烷基卤化物、双烷基硫酸酯、肼类化合物等，这些基因毒性杂质在摄入人体后往往会对人体中的DNA产生重大影响，破坏遗传基因，增加致癌风险。为了患者不受基因毒性杂质的影响，生物学家开始对基因毒性杂质的检测技术加以重视。
　　2 环氧化合物的分析技术及处理方法
　　环氧化合物是一种含有三元环醚结构的化合物，例如环氧乙烷。环氧化合物极度活跃，可以和很多其他物质发生反应，进入人体后，会对DNA造成不可挽回的伤害，是一种机器维修的基因毒性杂质。
　　2.1环氧化合物的分析难点
　　在生物制药中，环氧化合物可以通过 LC-MS 法和LC 法和进行分析检测，因为环氧化合物及其不稳定，导致其在高温环境下十分容易分解，为此，在环氧化合物分析过程中，很容易受到环氧化合物分解带来的干扰，不利于分析实验进行。
　　2.2环氧化合物利用固相萃取法处理方式
　　在生物制药中对环氧化合物的处理多用固相萃取法，这种方法可以通过SPE技术分析植物溶液中的环氧化合物残留。例如，在对葡萄藤提取物的检测中，可以通过检测灵敏度为0.023ng·mL-1的SPE技术进行葡萄藤中环氧化合物残留检测，并通过反相液相色谱对检测出不同的环氧化合物进行分析，可测试出其中98％的环氧化合物残留。
　　2.3环氧化合物利用衍生化法处理方式
　　除了固相萃取法，衍生化法也是环氧化合物处理中的一种常见方法，衍生化法可以增强环氧化合物的稳定性，使环氧化合物处在一个稳定的状态，更利于质谱检测的进行。利用衍生化法的溶剂，混合葡萄藤提取溶液，对其进行麦尔外因反应，以检测最小值为10ng.ml-1的HPLC-MS 法对溶液中的环氧化合物进行检测，最后采用离子色谱分析检测出溶液中环氧化合物的含量[1]。
　　3 烷基卤化合物的分析技术及处理方法
　　在盐酸醇的溶剂中烷基卤化合物的残留量十分大，这些烷基卤残留物会和人体内的DNA分子发生反应，从而导致DNA基因受到破坏，导致癌变，因此烷基卤化合物成为了基因毒性杂质中影响较大的一类，因为烷基卤化合物的挥发性极强，十分不利于检测。

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　　3.1烷基卤化合物的检测难点
　　因为烷基卤化合物是一种不稳定的物质，一些烷基卤化合物具有极高的挥发性，而一些烷基卤化合物没有挥发性，因此在烷基卤化合物的检测上会有一些难度。为了适应各种烷基卤化合物的特性，在具有挥发性的烷基卤化合物检测中，可以使用气相色谱进行烷基卤化合物检测，在不具有挥发性的烷基卤溶液中，可以采用液相色谱，如此一来，针对不同烷基卤化合物特性使用不同的检测方法，利于检测实验的开展。
　　3.2烷基卤化合物的顶空分析法分析
　　在医学研究中，技术人员通常会用顶空分析法分析出烷基卤化合物残留，顶空法是一种气相色谱方法，可以对具有挥发性的烷基卤化合物进行很全面的分析，尤其是对碘化物的分析效果极佳。试验通过顶空分析法，对葡萄藤溶液进行分析，将分析检测下限设定为 2.5~290 ng·mL-1。Ho 将离子液体引入到 HS-GC 方法中，可以高效测定出多种高沸点的烷基卤化物。
　　3.3烷基卤化合物的固相微萃取法分析
　　固相微萃取法是基于萃取涂层与样品之间的吸附、溶解、解吸平衡而建立起来的集进样、萃取、浓缩功能于一体的技术。通过灵敏度为0.3 ~4.0ng·mL-1的HS-GC 方法可以检测出氯乙基甲基醚的含量[2]。
　　4 基因毒性杂质中肼类化合物的分析方法和处理方式
　　肼类化合物在医学研究中是一种比较常见的还原剂，这种肼类化合物在医药中不仅会生成氮气和水，其衍生物还会生成碳正离子和碳中心自由基，这些碳离子会对人体内的DNA产生破坏作用，导致基因突变，甚至致癌，所以肼类缓和无已经被列为基因毒性杂质。
　　4.1肼类化合物分析方法中的难点
　　肼类化合物十分不稳定，与其他溶液结合时很容易出现歧化反应，这种反应下会使肼类化合物出现氧化现象，而氧化后的肼类化合物会给其检测分析造成一定影响，从而产生差距。
　　4.2肼类化合物检测技术方法
　　目前，我国科学技术对肼类化合物的检测技术还不是很完善，曾经有试验通过HS-GC-MS 技术检测对药品原液进行试验分析，设定试验灵敏度为2 μg·mL-1，从而检测出丙型肝炎内肼类化合物的含量[3]。
　　5 基因毒性杂质中芳香胺的分析及处理方法
　　芳香胺是一种比较活跃的分子结构，一般为高沸点的液体形态或者低熔点的固体形态，具有毒性气味，不仅是食用，皮肤接触有也会导致中毒，在芳香胺摄入人体后，会与人体内的DNA进行反应，导致基因突变，是一种基因毒性杂质。
　　5.1芳香胺分析方法中的难点
　　芳香胺是一种极其不稳定的分子结构，其形态又分为高沸点的液体形态或者低熔点的固体，这就给芳香胺的分析造成难度，可以利用SPE法对其进行检测，且检测过程中要根据芳香胺的不同状态选择不同的容器，以提高检测质量。
　　5.2芳香胺的检测方法
　　在某试验中，通SPE方法对芳香胺进行浓缩，利用阳离子交换柱分析芳香胺的含量，这是目前为止，最稳定高效的芳香胺分析方法[4]。
　　6 结语
　　随着我国科技的发展，越来越多的植物分子溶液被应用到医药制造中，而很多植物分子溶液中存在多种基因毒性杂质，如果不对这些基因毒性杂质进行处理，进入人体的基因毒性杂质会和体内的DNA进行反应，毒性杂质中的活跃分子会破坏DNA，导致DNA突变，致癌。为此我国科学家正在研究更高效的基因毒性杂质处理方式，以促进医药行业进步。
　　参考文献：
　　[1]谢含仪,林云良,张瑞凌,王珊珊,陈相峰.基因毒性杂质分析方法和前处理技术的研究进展[J].药物分析杂志,2018,38(10):1668-1676.
　　[2]刘雪薇,厉程,韩海云,张文鹏,陈东英.药物中磺酸酯类基因毒性杂质研究进展[J].色谱,2018,36(10):952-961.
　　[3]张霁,张英俊,聂飚.药物研发中基因毒性杂质的控制策略与方法探索进展[J].中国医药工业杂志,2018,49(09):1203-1220.
　　[4]陈雪江,郭丽蓉,沈红娅,刘勇,杨志.长春西汀注射液中的基因毒性杂质研究与含量测定[J].中国药物经济学,2018,13(02):42-44+57.
　　