Phân tích sinh học là một môn học chính của hóa học phân tích bao gồm các phép đo định lượng các chất sinh học (thuốc và các chất chuyển hóa của chúng, các phân tử sinh học ở các vị trí hoặc nồng độ tự nhiên) và các chất sinh học (đại phân tử, protein, DNA, thuốc phân tử lớn, các chất chuyển hóa) trong các hệ thống sinh học.
Hóa học phân tích hiện đại
Nhiều nỗ lực khoa học phụ thuộc vào định lượng chính xác các loại thuốc và các chất nội sinh trong các mẫu sinh học; trọng tâm của phân tích sinh học trong ngành dược phẩm là cung cấp một biện pháp định lượng của thuốc hoạt tính và / hoặc chuyển hóa của nó cho mục đích dược động học, độc lực học, tương đương sinh học và phản ứng tiếp xúc (nghiên cứu dược động học / dược động học). Phân tích sinh học cũng áp dụng cho các loại thuốc được sử dụng cho các mục đích bất hợp pháp, điều tra pháp y, kiểm tra chống doping trong thể thao, và các mối quan tâm về môi trường.
Phân tích sinh học theo truyền thống được nghĩ đến trong việc đo các thuốc phân tử nhỏ. Tuy nhiên, 20 năm qua đã chứng kiến sự gia tăng các dược phẩm sinh học (ví dụ như protein và peptide), được phát triển để giải quyết nhiều loại bệnh giống như các phân tử nhỏ. Các phân tử sinh học lớn hơn này đã trình bày những thách thức riêng của mình để định lượng.
Lịch sử
Các nghiên cứu đầu tiên về các loại thuốc trong dịch sinh học đã được thực hiện để xác định việc dùng thuốc quá liều như một phần của khoa học pháp y / độc tính mới.
Ban đầu, các xét nghiệm không đặc hiệu được áp dụng để đo các loại thuốc trong dịch sinh học. Những thuốc này không thể phân biệt giữa thuốc và chất chuyển hóa của nó; ví dụ, aspirin (khoảng năm 1900) và sulfonamid (phát triển vào những năm 1930) được định lượng bằng cách sử dụng phương pháp đo màu. Kháng sinh được định lượng bằng khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Những năm 1930 cũng chứng kiến sự gia tăng của dược động học, và như vậy là mong muốn cho các xét nghiệm cụ thể hơn . Các loại thuốc hiện đại có hiệu quả hơn, đòi hỏi nhiều xét nghiệm phân tích sinh học nhạy cảm để xác định một cách chính xác và đáng tin cậy các thuốc này ở nồng độ thấp hơn. Điều này đã thúc đẩy cải tiến công nghệ và phương pháp phân tích.
Kỹ thuật phân tích sinh học
Một số kỹ thuật thường được sử dụng trong các nghiên cứu phân tích sinh học bao gồm:
- Hyphenated techniques
- Chromatographic methods
- Electrophoresis
- Ligand binding assays
- Dual polarisation interferometry
- ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay)
- MIA (magnetic immunoassay)
- RIA (radioimmunoassay)
- Mass spectrometry
- Nuclear magnetic resonance
Các kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất là: sắc ký lỏng cùng với quang phổ khối lượng song song (LC-MS / MS) cho các phân tử ‘nhỏ’ và xét nghiệm miễn dịch hấp phụ enzyme (ELISA) cho các đại phân tử.
Chuẩn bị mẫu và trích xuất
Chất xúc tác sinh học đề cập đến các mẫu sinh học phức tạp có chứa chất phân tích cùng với một loạt các hóa chất có thể có tác động bất lợi đến việc định lượng chính xác và chính xác chất phân tích. Như vậy, một loạt các kỹ thuật được áp dụng để trích xuất các chất phân tích từ ma trận của nó. Bao gồm các:
Lượng protein
Khai thác chất lỏng lỏng
Chiết xuất giai đoạn rắn
Các phòng thí nghiệm phân tích sinh học thường giải quyết một số lượng lớn các mẫu, ví dụ như các thử nghiệm lâm sàng. Như vậy, các phương pháp chuẩn bị mẫu tự động và robot xử lý chất lỏng thường được sử dụng để tăng hiệu quả và giảm chi phí.
Tổ chức phân tích sinh học
Có một số tổ chức phân tích sinh học quốc gia và quốc tế hoạt động trên khắp thế giới. Thông thường chúng là một phần của một tổ chức lớn hơn, ví dụ: Nhóm nghiên cứu tập trung phân tích sinh học và nhóm tập trung phân tích sinh học phân tích sinh học, bao gồm cả Hiệp hội các nhà khoa học dược phẩm Hoa Kỳ (AAPS) và FABIAN, một nhóm làm việc của Phòng Hóa học Phân tích của Hiệp hội Hoá học Hoàng gia Hà Lan. Mặt khác, Diễn đàn Xúc tiến Sinh học Châu Âu (EBF) độc lập với bất kỳ hiệp hội hoặc hiệp hội lớn nào.