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多数小分子抗肿瘤药物具有水溶性差、循环半衰期短、生物利用度低的缺陷,聚乙二醇（PEG）修饰技术能够改善小分子抗肿瘤药物的药效学特性,是目前化学修饰的研究热点之一,具有较好的应用前景。阿霉素,是癌症化学治疗中经常使用的小分子药物,其不良反应主要包括脱发,恶心,呕吐,口腔粘膜炎,骨髓抑制等。阿霉素经PEG修饰之后,能够有效降低阿霉素的上述不良反应。PEG化药物的开发和评价,需要建立能够分析完整PEG化药物本身及释放药物的准确耐用的分析方法。但是,由于PEG化药物的分子量不唯一,直接分析挑战很大。由于缺少有效的分析方法,基于完整PEG化药物和释放药物水平的药代动力学研究很难进行。本文建立了能够分析生物样品中PEG化阿霉素（PEG-DOX）、游离阿霉素（DOX）、游离PEG的浓度的液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）方法,并将其应用于细胞水平、组织水平、系统水平的DOX、PEG-DOX的药物代谢动力学研究中,为PEG-DOX乃至PEG化纳米药物的开发及有效性评价提供分析手段和数据理论支持。（1）DOX、PEG、PEG-DOX的质谱裂解规律研究通过高分辨率串联质谱Q/Q/TOF,分别选择Product Ions Scan扫描模式和MSall扫描模式对DOX、PEG和PEG-DOX的质谱裂解规律进行研究。在Product Ions Scan扫描模式下,碰撞能量CE为30 eV时,能够看到DOX母离子碎裂产生的碎片离子,如m/z 526.0735,397.0195,379.0098,361.0028,321.0158,148.0706,130.0634;在MSall扫描模式下,针对不同分子量大小的PEG,在碰撞能量CE的作用下,可以得到与PEG亚单位密切相关的碎片离子,如m/z 89.0582,133.0870,177.1155,221.1442,265.1738（分别代表2,3,4,5,6个亚单位）,通过这些碎片离子可以完成不同分子量PEG的定量分析;通过MSall扫描方式,PEG-DOX在四极杆处发生碰撞诱导解离,能够产生与PEG-DOX结构相关的碎片离子,例如与DOX结构相关的碎片离子m/z 397.0883,379.0779,361.0673,321.0726以及与聚乙二醇亚单位结构相关的碎片离子m/z 89.0582,133.0836,177.1094,221.1357,265.1619。实验结果证明了MSall扫描模式可以用于高分子辅料PEG的分析,是分析分子量不唯一的聚合物的有力工具。（2）DOX、mPEG2K-DOX的大鼠药代动力学研究建立了测定大鼠血浆中DOX、mPEG2K-DOX、mPEG2K的液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）方法,并将其应用于DOX、mPEG2K-DOX的大鼠药代动力学研究,阐释了DOX、mPEG2K-DOX药代动力学行为的差异,为PEG化药物的研发和评价提供了数据参考。研究结果表明,DOX经大鼠血管内途径给药后,能够迅速从血浆向全身各个组织分布;mPEG2K-DOX给药后,药物在血浆中主要以mPEG2K-DOX的形式存在,并逐渐释放出游离药物DOX,同时会有mPEG2K解离释放,DOX作为发挥药理作用的物质基础发挥药效;经PEG修饰之后给药能够显著降低血浆中游离药物DOX的C0和Cmax浓度,从而降低药物的毒副作用;DOX单独给药后,大鼠血浆中DOX的消除半衰期t1/2为0.498±0.475 h;DOX经PEG修饰给药后,血浆中mPEG2K-DOX消除半衰期t1/2为1.41±0.416 h,DOX消除半衰期t1/2为1.38±0.188h;PEG修饰能够延长药物在体内的循环时间。Wistar大鼠尾静脉给予1 mg/kg的DOX后,DOX药时曲线下面积AUC0-t为97.4±10.4 h·μg/L,AUC0-∞为97.7±10.2h·μg/L;Wistar大鼠尾静脉给予1 mg/kg的mPEG2K-DOX（按照DOX给药量折算）后,DOX药时曲线下面积AUC0-t为177±56.2 h·μg/L,AUC0-∞为184±55.3h·μg/L;DOX经过PEG修饰之后,能够提高游离药物DOX的AUC和生物利用度,从而提高DOX的抗肿瘤效果;DOX单独给药后,DOX表观分布容积Vz为7.52±7.37 L/kg;mPEG2K-DOX单独给药后,DOX表观分布容积Vz为11.7±4.02 L/kg,均大于大鼠的体液总体积0.667 L/kg,说明DOX在大鼠体内组织具有广泛的分布,PEG修饰之后,DOX的表观分布容积有所增加,有可能会在某些组织有特异性的分布。（3）DOX、mPEG2K-DOX的荷瘤鼠组织分布研究建立了能够分析荷瘤鼠的主要组织如肿瘤、脑、心脏、肝脏、生殖器官、脾脏、肺、肾脏中DOX、mPEG2K-DOX的LC-MS/MS分析方法,测定了DOX、mPEG2K-DOX在荷瘤鼠主要组织中的分布情况,比较了荷瘤鼠静脉注射DOX和mPEG2K-DOX之后,DOX在荷瘤鼠的主要组织如肿瘤、脑、心脏、肝脏、生殖器官、脾脏、肺、肾脏中分布的差异。研究结果表明,PEG化修饰能够提高mPEG2K-DOX在肿瘤组织内的分布,具有更好的抗肿瘤效果,同时药效维持的时间更长,但由于游离药物浓度较低,短期内药效可能不会显著的提高;mPEG2K-DOX降低了DOX在心脏、肾脏、肺、脾、生殖器官和脑中的分布,减小了对正常组织的毒性,安全性更好。（4）DOX、mPEG2K-DOX的排泄研究建立了测定大鼠尿液和粪便中DOX、mPEG2K-DOX、mPEG2K的LC-MS/MS分析方法,测定了大鼠分别给予DOX和mPEG2K-DOX后,DOX、mPEG2K-DOX、mPEG2K经尿液和粪便的排泄情况。研究结果表明,DOX可以通过尿液和粪便排泄,120 h尿液和粪便累积排泄量为6.895%,说明DOX除了以原形排泄以外,还有大部分可能在体内发生了代谢,以代谢产物的形式排出体外。mPEG2K-DOX在体内可以代谢成DOX、mPEG2K,从而以DOX、mPEG2K、mPEG2K-DOX的形式排出体外,肾排泄是mPEG2K和mPEG2K-DOX排泄的主要形式。DOX经PEG修饰之后,DOX在尿液和粪便的排泄量发生了明显的下降,而mPEG2K和mPEG2K-DOX的肾排泄量却较大,因此,mPEG2K和mPEG2K-DOX是否会对肾脏产生一定的毒性,需要引起进一步的关注。（5）DOX、mPEG2K-DOX细胞水平药代动力学研究建立了能够分析细胞中DOX、mPEG2K-DOX的LC-MS/MS分析方法,测定了DOX、mPEG2K-DOX在细胞中的分布情况,比较了细胞给予DOX和mPEG2K-DOX之后,DOX在细胞中分布的差异。mPEG2K-DOX进入A549细胞内部之后会逐渐解离释放出DOX,在A549细胞给药后第1 h,细胞内DOX的含量占mPEG2K-DOX含量的11.15%,占细胞内总药量（DOX和mPEG2K-DOX）的10.0%;随着时间的推移,细胞内DOX占总药量的比例在4 h缓慢上升到26.4%,从8 h到72 h这个比例一直持续稳定在20%左右,说明DOX经PEG修饰之后能够起到缓释的效果。A549细胞给予原形药物DOX,给药后1-48 h,细胞中DOX的含量要远大于细胞给予mPEG2K-DOX后释放出的DOX的量,因此,在这个时间段,给予DOX的毒性和药效都要远大于mPEG2K-DOX,说明给予DOX原形会更快的达到药效,但是在体内,由于DOX无靶向作用,实际在靶组织、靶细胞的药物浓度相对较低,而mPEG2K-DOX由于EPR效应的存在,实际在靶组织、靶细胞中的药物浓度相对较高。A549细胞给予mPEG2K-DOX,给药后72 h,细胞中DOX的含量是细胞给予原形药物DOX后DOX含量的109.85%,进一步说明mPEG2K-DOX具有缓释的效果,能够保证在细胞内的长循环。