CN106546772B - 一种基于afm快速检测药物浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AFM快速检测药物浓度的方法，包括如下步骤：（1）制作金球原子级111金面；（2）配置溶液：准确配置浓度为2.0×10‑7mol/L的BSA溶液及药物溶液；（3）吸附样品：将金球放入洗净的空培养皿中，所制备的金111面朝上，最后向金球上滴加混合溶液；（4）吹干样品；（5）电导性能测试：将样品放置于c‑AFM的样品台，测量金111面上样品的电流‑电压曲线；本发明发现将三种药物加入到牛血清白蛋白中，用导电原子力显微镜测量其导电性，发现药物的加入使BSA的电导下降，随着药物浓度的增加，BSA的电流逐渐下降。直接将药物的浓度和电导联系起来，通过AFM直接测得电导，从而快速计算出药物浓度，为一些疾病提供合理的、快速的给药信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于原子力显微镜（AFM）快速检测药物浓度的技术。
背景技术
随着医疗水平的提高，人们更加注重用药的合理性，尤其是用药时间及浓度等。药物作用靶位浓度不足或者过量，势必导致药物治疗的无效或产生新的不良作用，甚可导致药源性疾病的产生，乃至危及生命。通过检测血药浓度判断用药时间，对于病情的控制尤为重要，因而血药浓度的快速检测显得非常重要。血药浓度检测的方法一般有高效液相色谱法、气相色谱法、微生物法。其中高效液相色谱法、气相色谱法操作简单，但易受代谢产物影响，且价格昂贵尚难普及。微生物法主要应用于医院，用来对抗生素的检测，但此方法耗时比较长。目前，过度使用和滥用抗生素现象越来越多，会导致耐药菌发展壮大，使得轻微伤势和常见感染变得致命。目前需要一种迅速、准确的快速检测设备，能够快速确认病人的感染细菌，从而减少不必要的抗生素用量。
原子力显微镜（AFM）以其独特的优势（纳米级空间分辨率、皮牛级力灵敏度、可在溶液下工作）成为分子电子学研究的重要手段。AFM不仅有很高的分辨率，而且对工作环境、样品性质方面要求比较低，越来越广泛的应用于各个研究领域。
当下，基于AFM检测药物浓度的方法尚未见报道过，同时医学中血药浓度的快速检测显得非常重要，能够为患者提供药物浓度信息，患者可以准确及时用药，避免出现一些药物浓度过低起不到药效，从而错过最佳治疗时机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于AFM快速检测药物浓度的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于AFM检测药物浓度的方法，包括如下步骤：
（1）制作金球原子级111金面：将金线放入烧杯中，依次用纯水和乙醇在超声机中清洗，用氢气焰将金线融化成金球，直至金球表面出现金的原子级111面；
（2）配置溶液：准确配置浓度为2.0×10-7mol/L的牛血清白蛋白（BSA）溶液及浓度为2.0×10-5mol/L的阿莫西林（Amox）、头孢氨苄（Cefa）和阿奇霉素（Azit）药物溶液；
（3）吸附样品：首先将BSA与药物溶液混合，其次将金球放入洗净的空培养皿中，所制备的金111面朝上，最后向金球上滴加上述混合溶液直至金球完全浸入；
（4）吹干样品：将金球从培养皿中取出，用氮气快速吹扫样品直至金球表面干燥；
（5）电导性能测试：将样品放置于c-AFM的样品台，选用300R型Au针尖，测量金111面上样品的电流-电压（I-V）曲线；
作为优选，上述方法中，c-AFM中频率选用1.2Hz，参考点设定为0.2，选用20µm的扫描器。
本发明发现将Amox、Cefa、Azit 三种药物加入到BSA中，用导电原子力显微镜（c-AFM）测量其导电性，发现药物的加入使BSA的电导下降，即相同电压下，随着药物浓度的增加，BSA的电流逐渐下降。利用这一结果，可以直接将药物的浓度和电导联系起来，通过AFM直接测得电导，从而快速计算出药物浓度，为一些疾病提供合理的、快速的给药信息。
本发明中BSA是一种具有许多优点的天然高分子化合物，在动物体内起到储运内源性代谢产物和外源性小分子的作用。BSA可以输送药物、提供靶向药物和改进药物的水溶性，同时BSA与人血清白蛋白（HSA）为同源蛋白，常作为体外研究蛋白和药物的模型。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明周期短、响应时间快，可以实现快速检测。
2.本发明需要的样品浓度低，量少，并且状态可以是固体。
3.本发明实现了通过改变BSA的结构，从而改变其电学性能，且探究出BSA二级结构中α螺旋含量与电导的关联性最大。
4.本发明测试方法简单，为癫痫等疾病治疗中何时给药提供一个新方法。
附图说明
图1是用AFM快速检测药物浓度的示意图；
其中1表示Au针尖，2表示BSA-drugs，3表示金原子111面。
图2是用AFM测得样品的表面形貌及厚度图；
(a)金原子(111)面形貌图 (b)BSA形貌图 (c)BSA厚度图。
图3是不同浓度的药物与BSA的I-V曲线图；其中(a) Amox，(b) Cefa， (c)Azit；
图 4是三种药物中各选取50条I-V曲线的密度分布图；
具体实施方式
实施例1：称取0.068g BSA放入50mL烧杯中，加入超纯水，溶解、转移、定容到100mL容量瓶中，准确移取2mL溶液定容到100mL容量瓶，配置BSA的浓度为2.0×10-7mol/L，放置4℃冰箱冷藏。准确称取0.042g Amox放入25mL烧杯中，定容至50mL容量瓶中，准确移取100µL溶液定容到10mL容量瓶，配置浓度为2.0×10-5mol/L Amox溶液。分别向4支比色管中各加入2mlL 2.0×10-7 mol/LBSA溶液，用微量进样器依次各加入0µL，20µL，40µL，60µL浓度为2.0×10-5mol/L Amox溶液，所配成溶液[Amox]/[BSA]的值分别为0，1，2，3。分别取混合后溶液1mL滴加到金球(111)面，至金面全部浸在溶液中，将金球从培养皿中取出，用氮气吹扫金球后，置于样品台，用c-AFM进行测试，其中选用20µm的扫描器，参考点设定为0.2，频率为1.2Hz。从I-V曲线可以明显看出，在相同电压下，随着药物浓度的上升，BSA的电流值逐渐下降。即药物的浓度可以通过电导体现出来，两者存在一定比例关系。药物与BSA的I-V曲线图如图3。I-V曲线的密度分布如图4，颜色越深，分布越多。
实施例2：称取0.068g BSA放入50mL烧杯中，加入超纯水，溶解、转移、定容到100mL容量瓶中，准确移取2mL溶液定容到100mL容量瓶，配置BSA的浓度为2.0×10-7mol/L，放置4℃冰箱冷藏。准确称取0.037g Cefa放入10mL烧杯中，定容至10mL容量瓶中，准确移取20µL溶液定容到10mL容量瓶，配置浓度为2.0×10-5mol/L Cefa溶液。分别向4支比色管中各加入2mL 2.0×10-7 mol/L BSA溶液，用微量进样器依次各加入0µL，20µL，40µl，60µL浓度为2.0×10-5mol/L Amox溶液，配成[Cefa]/[BSA]比值为0，1，2，3的溶液。取混合后溶液1mL滴加到金球(111)面，至金面全部浸在溶液中，将金球从培养皿中取出，用氮气吹扫金球后，置于样品台，用c-AFM进行测试，其中选用20µm的扫描器，参考点设定为0.2，频率为1.2Hz。从I-V曲线可以明显看出，在相同电压下，随着药物浓度的上升，BSA的电流值逐渐下降。即药物的浓度可以通过电导体现出来，两者存在一定比例关系。药物与BSA的I-V曲线图如图3。I-V曲线的密度分布如图4，颜色越深，分布越多。
实施例3：称取0.068g BSA放入50mL烧杯中，加入超纯水，溶解、转移、定容到100mL容量瓶中，准确移取2mL溶液定容到100mL容量瓶，配置BSA的浓度为2.0×10-7mol/L，放置4℃冰箱冷藏。准确称取0.075g Azit放入50mL烧杯中，加无水酒精，定容至100mL容量瓶中，准确移取200µL溶液定容到10mL容量瓶，配置浓度为2.0×10-5mol/LAzit溶液。分别向4支比色管中各加入2mL 2.0×10-7mol/LBSA溶液，用微量进样器依次各加入0µL，20µL，40µL，60µL浓度为2.0×10-5mol/L Azit溶液，配成[Azit]/[BSA]比为0，1，2，3的溶液。取混合后溶液1ml滴加到金球(111)面，至金面全部浸在溶液中，将金球从培养皿中取出，用氮气吹扫金球后，置于样品台，用c-AFM进行测试，其中选用20µm的扫描器，参考点设定为0.2，频率为1.2Hz。从I-V曲线可以明显看出，在相同电压下，随着药物浓度的上升，BSA的电流值逐渐下降。即药物的浓度可以通过电导体现出来，两者存在一定比例关系。药物与BSA的I-V曲线图如图3。I-V曲线的密度分布如图4，颜色越深，分布越多。
Claims (2)
1.一种基于AFM检测药物浓度的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）制作金球金111面：将金线放入烧杯中，依次用纯水和乙醇在超声机中清洗，用氢气焰将金线融化成金球，直至金球表面出现金的金111面；
（2）配置溶液：准确配置浓度为2.0×10-7mol/L的BSA溶液及浓度为2.0×10-5mol/L的Amox、Cefa或Azit药物溶液；
（3）吸附样品：首先将步骤（2）所得BSA溶液与药物溶液混合组成混合溶液，其次将金球放入洗净的空培养皿中，所制备的金111面朝上，最后向金球上滴加上述混合溶液直至金球完全浸入；
（4）吹干样品：将金球从培养皿中取出，用氮气快速吹扫样品直至金球表面干燥；
（5）电导性能测试：将样品放置于c-AFM的样品台，选用300R型Au针尖，测量金111面上样品的电流-电压曲线。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述c-AFM的频率选用1.2Hz，参考点设定为0.2，选用20µm的扫描器。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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