生物样品预处理.

作者简介：尤斯涵，研究方向：网络药理学；Ｅ ｍａｉｌ：４７８０３２００８＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：郭春燕，教授，硕士生导师；研究方向：体内药物分析和靶向药物分析；Ｅ ｍａｉｌ：ｇｕｏｃｈｙ０３１１＠１６３．ｃｏｍ生物样品的预处理技术研究进展尤斯涵　殷宏艳　杨宋蕊　刘鑫淼　郭春燕河北北方学院药学院，河北省神经药理学重点实验室，张家口，０７５０００，中国【摘要】　基于生物样品具有药物种类繁多、理化性质各异、生物介质组分复杂的特点，生物样品的预处理产生了多种技术和方法。

基于以上背景，该文综述了近年来在体内药物分子中生物样品的预处理方法，以期为不同生物样品的预处理提供参考。

【关键词】　生物样品；预处理；体内药物分析【中图分类号】　Ｒ９６３ 【文献标识码】　Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５ １３９６．２０２３．０５．０１０犃犱狏犪狀犮犲犻狀犘狉犲狋狉犲犪狋犿犲狀狋犜犲犮犺狀犻狇狌犲狊犳狅狉犅犻狅犾狅犵犻犮犪犾犛犪犿狆犾犲狊ＹＯＵＳｉ ｈａｎ，ＹＩＮＨｏｎｇ ｙａｎ，ＹＡＮＧＳｏｎｇ ｒｕｉ，ＬＩＵＸｉｎ ｍｉａｏ，ＧＵＯＣｈｕｎ ｙａｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈａｒｍａｃｙ，ＨｅｂｅｉＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｅｂｅｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｅｕｒｏｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ，Ｚｈａｎｇｊｉａｋ ｏｕ，０７５０００，Ｃｈｉｎａ【犃犅犛犜犚犃犆犜】　Ｄｕｅｔｏｔｈｅｄｉｖｅｒｓｅｔｙｐｅｓｏｆｄｒｕｇｓ，ｄｉｖｅｒｓｅｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｄｉａｉｎｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓａｍｐｌｅｓ，ｖａｒｉｏｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｈａｖｅｅｍｅｒｇｅｄｆｏｒｔｈｅｐｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓａｍｐｌｅｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｂｏｖｅｂａｃｋ ｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｐｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓａｍｐｌｅｓｉｎｖｉｖｏｄｒｕｇｍｏｌｅｃｕｌｅｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｗｉｔｈｔｈｅａｉｍｏｆｐｒｏｖｉｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓａｍｐｌｅｓ．【犓犈犢犠犗犚犇犛】　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓａｍｐｌｅｓ；ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｉｎｖｉｖｏｄｒｕｇａｎａｌｙｓｉｓ 体内药物分析主要指利用现代分析仪器及方法对人或动物血样、尿样及组织等生物样品中的药物进行定性、定量分析。

生物医药中的样品预处理技术生物医药领域涉及到的样品种类繁多，包括血液、尿液、组织、细胞等。

为了获得准确、可靠的分析结果，样品预处理技术尤为重要。

样品预处理技术可以从多个角度对样品进行处理，如去除游离离子、蛋白质除杂、化学修饰等手段，以达到分离分析所需成分的目的。

本文将介绍在生物医药领域中常用的几种样品预处理技术及其应用。

固相萃取技术固相萃取技术是一种简单、快速、高效的样品处理技术，通过选择不同的固相材料，可以实现分离不同的物质成分。

在生物医药领域中，固相萃取技术常用于样品前处理。

以血浆样品为例，血浆中含有大量的蛋白质、糖蛋白和酸性物质等，这些物质会影响后续质谱分析的灵敏度和准确度。

利用固相萃取技术可以去除这些有干扰的物质，提高质谱分析的准确性。

分离柱色谱技术分离柱色谱技术是将混合物经过柱色谱分离后得到所需成分的一种技术。

在生物医药领域中，分离柱色谱技术尤为重要。

比如在纯化一些特定的蛋白质时，可以通过离子交换、凝胶过滤等柱色谱方法，将目标蛋白质从其他杂质中分离出来。

此外，分离柱色谱技术还可以用于分离复杂的样品混合物，例如从组织中分离出细胞成分等。

电泳技术电泳技术是将静电场或电场作用于样品中带电的物质，在介质中由于电极力的作用而发生移动的技术。

在生物医药领域中，电泳技术最常用于蛋白质和核酸分析。

比如在核酸分析中，可以通过尺寸分离电泳的方法来区分DNA和RNA。

在蛋白质分析中，凝胶电泳技术可以将蛋白质按照其分子量从大到小排列，以此来分离和鉴定蛋白质。

磁珠分离技术磁珠分离技术是一种快速、高效的样品处理技术。

这种技术基于磁珠，通过在磁场作用下对样品中的物质进行有效、准确、快速的捕捉和分离。

在生物医药领域中，磁珠分离技术广泛用于核酸和蛋白质的纯化、富集和分离等过程。

此外，磁珠分离技术还可用于医学检测、组织修复和细胞分离等领域。

结语生物医药领域中的样品预处理技术是保证实验结果准确性和稳定性的重要环节。

本文介绍了固相萃取技术、分离柱色谱技术、电泳技术和磁珠分离技术等常见的样品预处理技术及其应用。

生物样品的采集制备和预处理生物样品的采集制备和预处理一、生物样品采集1、植物样品的采集（1）采集的植物样品要具有代表性、典型性、适时性。

（2）布点方法常采纳梅花形五点取样法或交叉间隔取样法。

（3）采样方法①采样前应预先准备好采样工具。

②依据实际情况确定样品采样量。

③选择优势莳植物在采样区内按梅花形五点或交叉间隔取样方式采集5－10处的植株混合构成一个代表样品。

④将采好的样品装入布口袋或聚乙烯塑料袋中，贴好标签，并填写采样登记表。

2、动物样品的采集（1）尿的采集定性检测尿液成分时应采集晨尿。

定量检测尿液成分时一般采集24h总排尿量。

（2）血液的采集一般用注射器抽取10mL血样冷藏备用。

常用于分析血液中所含金属毒物及非金属毒物。

（3）毛发和指甲的采集采集和保存较为便利，重要用于汞、砷等含量的测定。

（4）组织和脏器采集二、生物样品的制备对于液体状态的动物样品常无需制备，对动物组织和脏器重要是采纳捣碎的方法制成浆状鲜样备用，而对植物样常依据不怜悯况，利用不同方式进行样品制备。

植物样品的制备（一）平均样的获得四分法、切成块的1/4－1/8混合（二）分析试样的制备1、鲜样2、风干样：60－70摄氏度低温真空干燥箱中烘干（匀浆、小片）3、水分含量测定（100－105摄氏度烘干/真空干燥/低温烘干）三、生物样品的预处理常用的预处理方法有湿法消解法、灰化法、提取、分别和浓缩法等。

1、湿化消解法利用强酸等与生物样品共同煮沸，将样品中有机物分解成二氧化碳和水除去。

常用的消解试剂体系有浓硝酸－高氯酸、浓硝酸－浓硫酸、浓硫酸－过氧化氢等。

2、灰化法利用坩埚或氧燃烧瓶，使样品在高温条件下分解，并用适当的溶液溶解或汲取分解产物，制成分析试液。

3、提取法整个过程包括提取、分别、浓缩三个步骤。

（1）提取应依据样品的特点、待测组分的性质、存在形态和数量、分析方法等因素选择，常用方法有：1、振荡提取法2、组织捣碎提取法3、脂肪提取器提取4、直接球磨提取法（2）分别用提取剂从生物样品中提取欲测组分的同时，不可避开的会将其他相关组分提取出来，因此，在测定之前，还必需将上述杂质分别出去。

生物样品预处理的原理生物样品预处理涉及到对生物样品中的杂质、干扰物以及与实验目的无关的成分进行去除和处理，以保证实验结果的准确性和可靠性。

生物样品预处理的主要原理包括样品的选择与采集、样品的保存与保护、样品的前处理步骤等。

首先，生物样品的选择与采集是生物样品预处理的第一步。

根据实验的需要和目的，选择合适的生物样品进行采集。

生物样品的选择要基于样品的来源、适应实验的要求以及研究的目标等因素进行综合考虑。

例如，对于研究人类血液中特定物质的含量，可以选择采集血液样本作为研究对象。

样品采集的方法和技术也应根据实验的要求选择，包括无菌采集、活体采集、组织切割或取样等。

其次，样品的保存与保护是生物样品预处理的重要步骤。

样品的保存和保护可以避免样品在采集后发生腐败、分解、变质等现象，确保样品的完整性和稳定性。

常见的样品保存方法包括低温保存、冷冻保存、真空保存、避光保存等。

对于涉及酶、蛋白质和核酸等生物分子的实验，常采用低温冰箱或液氮保存样品，以避免生物分子的降解和失活。

第三，样品的前处理步骤是生物样品预处理的关键环节之一。

在实验分析之前，通常需要对样品进行一系列的处理步骤，以去除杂质、净化样品或改变样品的性质，以满足后续实验的需求。

常见的前处理步骤包括离心沉淀、超滤、脱色、溶解、稀释等。

离心沉淀可以去除悬浮物、沉淀物和大分子物质，使样品更纯净。

超滤可以去除大分子，提取溶液中的小分子成分。

脱色可以去除样品中的色素、杂质和自动发生的化学反应产物。

溶解可以将样品溶解到适当的溶液中，以满足后续实验的需要。

稀释可以调整样品的浓度和组分比例，以便于后续分析或实验。

此外，为保证样品预处理的准确性和可靠性，还需要注意以下几点。

一是实施严格的质量控制措施，包括使用消毒剂消毒实验室设备、无菌操作、采用纯净试剂和纯水等。

二是避免样品污染与交叉污染。

样品之间、样品与外界以及样品与实验人员之间的交叉污染会导致实验结果的干扰和扭曲。

因此，要严格控制实验环境的洁净度、操作人员的卫生习惯和实验区域的通风等。

2 干灰化法（Dry Ashing）将生物材料样品置于坩埚中，蒸发至干并炭化，然后在高温炉（马弗炉）中灼烧使灰化，直至样品中的有机物全部分解成为白色残渣为止，这样的处理方法称为干灰化法。

其一般操作步骤分为干燥、炭化、灰化和溶解灰分几个过程。

待灰化样品必须先行干燥，否则在高温下易发生暴溅，使样品丢失或玷污。

另外，需注意某些元素的气化损失。

灰分是指样品经过灼烧后残留的无机物。

为各种矿物元素的氧化物。

主要元素有Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、I等，此外，尚有微量元素，总数不少于60余种。

碳化dry distillation；carbonization；carbonification，碳化同炭化。

又称干馏(dry distillation)。

有机化合物在隔绝空气下热分解为碳和其他产物，以及用强吸水剂(浓硫酸)将含碳、氢、氧的化合物(如糖类)脱水而成炭的作用也称碳化。

按照灰化方式不同，可将干灰化法分为高温分解法和低温灰化法。

⑴高温分解法（Decomposition Method in High Temperature）属于这一类的干灰化法有以下3种。

①常压高温分解法将经粉碎或匀浆的样品置于铂、镍、银或瓷坩埚中，先在一定温度下干燥并炭化，再置于高温电炉中灼烧至样品灰分呈白色或浅灰色，经溶解、定容，供分析测定。

②高压干灰化法高压干灰化法在氧弹中进行。

氧弹结构如图所示：图1.1 氧弹结构如图氧弹能抗高压，外壳为不锈钢。

对某些特殊组分，如氟的测定，要求用铂衬里，以避免腐加速溶剂萃取系统由压力控制泵、气路、不锈钢萃取池、加热炉及萃取收集器等部件组成。

该系统适用于固体或半固体样品的预处理，尤适用于组织块类生物材料样品中有机磷、有机氯、其它有机农药、多氯联苯、多环芳烃等组分的分离测定。

其装置模似图及运作流程见图：操作时先将样品装入萃取池，向萃取池加注溶剂后提高萃取池的温度和压力，以压缩气体（如N2）将待萃取组分吹入收集瓶，以供分析测定。

样品预处理4.1.5.1准备工作若必要时将冷冻样在冰箱（-2-4C）中放置过夜，使部分解冻以便切片。

用合成洗涤剂清洗塑料刀、碟、镊子、塑料板及尺和称重塑料膜，用蒸馏水或清洁海水漂洗干净。

工作台用洗净的塑料膜罩上。

用合成洗涤剂(4.1.2-2)仔细地洗手，后用蒸馏水或漂洗干净。

PF一胸鳍；DF一脊鳍，虚线表示刀切位置图3鱼体简图中小型鱼样制备4.1.5.4.1单个体样品：测量鱼的叉长，并于聚乙烯称样膜上称重。

记下叉长和体重。

用蒸馏水或清洁表层海水（4.1.2.1)洗涤鱼样，将它放在工作台上，用塑料刀切除胸鳍并切开背鳍附近自头至尾部的鱼皮（图3),在鳃附近和尾部，横过鱼体各切一刀；在腹部，鳃和尾部两侧各切一刀。

四刀只切在鱼体一侧，且不得切太深，以免切开内脏，沾污肉片。

最好在切片时，由另一人帮助按住鱼的头尾。

用镊子将鱼皮与肉片分离，谨防外表皮沾污肉片。

用另一把塑料刀将肌肉与脊椎分离，并用镊子取下肌肉。

将组织盛于塑料容器中，称重并记录重量。

若一侧的肌肉量不能满足分析用量，取另一侧肌肉补充。

盖紧容器，贴上标签或记号，记录各所有数据，于低温冰箱中保存。

鉴定性腺性别。

4.1.5.4.2多个体试样：制备方法如下。

仔细记下各个体体长、鲜重、肌肉重。

鉴定性别。

个体数不应少于6个，且性别应相同，大小相近。

用匀浆器匀化鱼组织，将匀浆转入已知重量的塑料容器中，盖紧，贴上标签并称重，记下匀浆重和其他数据。

置于低温冰箱中存放。

干样制备将部分新鲜试样按4.1.6.1或4.1.6.2步骤烘干，计算干／湿比，以校正水分含量。

干燥后的样品用玛脑研钵磨碎，全部筛过80-100目（尼龙筛），供痕量元素分析用。

4.1．6干重测定41.6.1烘干半开称量瓶的磨口盖，放入105℃烘箱中。

2h后，取出称量瓶，置于干燥器中冷却30min. 盖好瓶盖，用分析天平称重，记下重量。

取5^10g生物制备样（4.1.5)于称量瓶中，盖好瓶盖，再称重（士0.5mg）并记下重量。

生物样本处理技术现状与趋势随着人类基因组计划的启动和转录组学、蛋白质组学、代谢组学等研究的不断深入，生物样本处理技术在生物医学领域的重要性也日益凸显。

生物样本处理是指对各类样本（如血清、血浆、尿液、组织、细胞等）进行加工、预处理和分离，从而提取有用的生物大分子或细胞，以用于后续的科研分析、诊断或治疗。

本文将探讨生物样本处理的现状与趋势。

一、样本处理技术现状样本处理技术按照操作步骤可以分为以下几类：1. 样品预处理样品预处理对最后实验数据的准确性和可重复性有很大的影响。

常见的样品预处理技术包括蛋白质去盐、植酸盐去除、脂肪去除、萃取等。

2. 样品提取样品提取是指将生物样本中的目标分子或细胞分离出来。

目前，常用的样品提取技术有离心、滤膜、电泳、吸附、固相萃取等。

3. 样品富集样品富集是指将提取的生物大分子或细胞进一步纯化。

生物样品中的细胞大多呈极低浓度，对于检测而言十分不利；而某些蛋白质的含量非常低，需要通过富集才能进行检测。

目前夹杂层析、电泳，以及一些新型的富集技术如拦截电释芯片技术（iChip）、液滴微滴提取技术（Droplet Microextraction）等均有广泛应用。

4. 样品检测样品检测包括常见的方法如UV-Vis分析、红外光谱分析、质谱、比色、荧光、同位素标志、内源性标记等。

当然，样品处理技术并不是一个独立的技术，实际构成了一个完整的生物分析体系。

5. 样品质量控制(QC)如此高灵敏度的检测技术，在分析生物样本时，就必须要求样品在等量操作的情况下呈现高一致性，以保证检测成果的一致。

因此，关键的样品质量控制分析就越来越重要了。

常用的样品质量控制技术包括分析纯化、Q-TOF分析检测、内标标准等。

二、样本处理技术趋势1. 自动化自动化的样本处理技术得到越来越广泛的应用。

常用的自动化样本处理方法包括自动提取工作站、自动液处理工作站等。

这种方法通常被用于大规模高通量的分析试验中。

2. 微流控技术微流控技术是指通过毫升级别的体积操作，将样品分离、喷射、操纵等工作转变为微米级别的工作。

生物样品的采集、储存和预处理的SOP1. 生物样品的采集：服药前取空白血样，服药后取样点应包括吸收相，分布相，消除相；药浓度峰值前至少有4个点，峰后取6个点或6个以上点，峰时间附近应有足够的取样点。

总取样点不少于11个，取样应持续到3 ～ 5个半衰的1/10 ～1/20。

具体可依据文献报道及预试验结果确定具体采血时期，或Cmax间点。

于服药前（0 h）和各时间点，取前臂静脉血5mL，处理后，离心10 min ( 3000r.p.m)，分离血浆或血清样品置试管中。

2. 生物样品的储存:血浆、血清样品，尽快分离（24h内），冷冻保存；短期内分析，可置4℃冰箱内冷藏。

长期分析，于－ 20℃冰箱内冷冻保存。

3. 生物样品的预处理:依据药物的理化性质，其酸碱性（pKa）、分子的亲脂性、挥发性、稳定性及可能的生物转化途径，制定相应的预处理方法。

a. 沉淀蛋白法生成不溶性沉淀:酸性试剂（三氯醋酸、高氯酸、钨酸、焦磷酸）重金属盐类（锌盐、铜盐、银盐、汞盐）盐析、脱水:硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等中性盐。

甲醇、乙腈、丙酮等可与水混溶的有机试剂。

各种沉淀试剂使用情况表b. 液-液萃取法水相pH：碱性药物最佳pH应高于其p Ka 2 ～ 3个单位酸性药物最佳pH应低于其p Ka 2 ～ 3个单位常用的有机溶剂：正己烷、异辛烷、环己烷、四氯化碳、甲苯、乙醚、苯、1，2-二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯（极性由依次小至大）。

有机溶剂与水相容积比一般为 1：1或2：1。

选择提取溶剂的原则：对被测物有较大的亲和力；与水不互溶，极性较小；沸点适宜；不影响紫外检测；价廉、无毒、不易燃烧；化学性质稳定。

生物样品预处理技术的研究及应用：随着生物学和医学的快速发展，越来越多的研究成果需要离体或体内样品的分离、提取和纯化。

能有效地去除体内或离体样品中其他物质对目标分析的影响，就成为进行生物分析的首要步骤。

这就需要一些较为先进的生物样品预处理技术，它们可以有效地去除样品中可能的干扰物质，提高分析的准确性和灵敏度。

1. 生物样品预处理技术的定义生物样品预处理技术是指将生物组织样品中目标成分与干扰因素分离、富集的技术过程。

其作用是去除与分析目标无关的成分或干扰因素，提高分析结果的准确度、灵敏度和可靠性。

在生物医学领域中，常用的实验样本有血浆、尿液、唾液、DNA、RNA、蛋白质等。

2. 现有的生物样品预处理技术（1）柱层析技术。

柱层析技术是一种常用的生物样品预处理技术，包括离子交换层析、凝胶过滤层析、透析层析、亲和层析等。

通过改变柱内载体、缓冲液、离子强度和pH值等因素，使得不同的物质在柱中发生不同程度的作用，从而实现对目标成分的富集。

（2）固相萃取技术。

固相萃取技术是利用化学反应、物化性质或其他因素在固态萃取剂上吸附或排斥分子的技术。

该技术具有自动化程度高、富集效率高、反应时间短、操作简便等特点，广泛应用于各种生物样品中目标成分的富集与分离。

（3）超滤技术。

超滤技术是利用膜过滤和离心膜过滤等原理，将混合液分离成固体和液体两部分或液体和液体两部分。

根据溶液中物质的分子量不同，采用不同的膜过滤器，去除低分子量的物质，使高分子量、目标物质被富集和分离。

3. 应用举例（1）蛋白质预处理技术的应用。

在蛋白质组学研究中，蛋白质样品的预处理技术是非常重要的。

目前常用的技术有尿液、血浆、细胞、组织等样品的制备和富集。

其中，固相萃取和超滤技术是常见的蛋白质预处理技术，它们可以去除杂质物质，提高蛋白质复杂混合物的分离效果，便于后续的质谱分析等实验研究。

（2）DNA和RNA预处理技术的应用。

DNA和RNA是生物研究中的重要物质，在分子生物学、基因工程、疾病诊断等领域得到广泛的应用。