現(xiàn)代藥物分析中快速檢測技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展

董青 董健 王雅玉 賈相弟 朱超▲

1.德州學(xué)院醫(yī)學(xué)系，山東德州253023；2.山東省德州市疾病預(yù)防控制中心檢驗科，山東德州253014

現(xiàn)代藥物分析中快速檢測技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展

董青1董健2王雅玉1賈相弟1朱超1▲

1.德州學(xué)院醫(yī)學(xué)系，山東德州253023；2.山東省德州市疾病預(yù)防控制中心檢驗科，山東德州253014

現(xiàn)代藥物分析技術(shù)具有簡便快捷、靈敏度高、特異性強(qiáng)的特點，能夠滿足樣品檢測的快速性、穩(wěn)定性等要求。快速檢測的應(yīng)用范圍涉及藥物殘留、體內(nèi)藥物代謝、藥物療效評價、臨床診斷及疾病發(fā)生發(fā)展過程的綜合評價和動態(tài)分析。本文通過簡述現(xiàn)代藥物分析中快速檢測技術(shù)的特點及應(yīng)用進(jìn)展，為藥物分析實驗研究中檢測方法的選擇提供參考。

現(xiàn)代藥物分析;快速檢測;定性;定量;應(yīng)用

現(xiàn)代藥物分析是一種廣義的藥物分析，除通過鑒別、檢查、含量測定對藥物質(zhì)量進(jìn)行靜態(tài)控制以外，其研究范圍已經(jīng)擴(kuò)展到藥物的整個研制和使用過程，包括藥物代謝、藥物療效評價及相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展過程的綜合評價和動態(tài)分析，要求建立高通量、多尺度、多參量的新方法［1-3］。隨著現(xiàn)代藥物分析應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，快速檢測技術(shù)憑借耗時少、數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確、檢測環(huán)境要求低，且可以提供適于現(xiàn)場在線檢測的儀器設(shè)備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等優(yōu)勢，實現(xiàn)了方便、快捷、高通量的檢測。同時，藥物的綜合評價與動態(tài)分析要求運(yùn)用不同的檢測手段，完成從小分子到大分子等不同目標(biāo)化合物的定性定量檢測。

近年來，用于現(xiàn)代藥物分析的快速檢測技術(shù)和方法呈現(xiàn)出多樣化的特點，以滿足藥物分析動態(tài)評價分析的發(fā)展要求。其中，化學(xué)發(fā)光技術(shù)、光譜技術(shù)、色譜及其聯(lián)用技術(shù)、DNA擴(kuò)增技術(shù)、生物傳感器等憑借各自的特點和適用范圍成為實現(xiàn)藥物及其代謝物快速檢測的主要方法。本文對以上近年來廣泛用于現(xiàn)代藥物分析的快速檢測技術(shù)進(jìn)行綜述，通過簡述快速檢測技術(shù)的特點及應(yīng)用進(jìn)展，為藥物分析相關(guān)實驗研究中檢測方法的選擇提供參考。

1 快速檢測技術(shù)

1.1 化學(xué)發(fā)光技術(shù)

化學(xué)發(fā)光分析是通過測量化學(xué)發(fā)光成分反映某物質(zhì)中對應(yīng)成分含量的分析方法，多為痕量分析。該方法具有背景值低、分析速度快、操作較簡便等特點，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域［4］。現(xiàn)已有測定金霉素、土霉素含量的相關(guān)報道［5］。

1.2 光譜

1.2.1 拉曼光譜拉曼光譜屬于散射光譜，其原理是通過分析分子振動、轉(zhuǎn)動等信息研究分子結(jié)構(gòu)，具有穿透力強(qiáng)、樣品用量少、容易獲取信息、硬件攜帶方便等特點［6］。拉曼光譜主要用于鑒別實驗和結(jié)構(gòu)解析。阮健等［7］利用拉曼光譜分析鹽酸左氧氟沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星三種化合物分子結(jié)構(gòu)上的細(xì)小差異，這些差異在拉曼光譜圖中顯而易見［8］。

1.2.2 近紅外光譜近紅外光譜技術(shù)可用于多組分的同時在線檢測，具有快速、無損的特點，特別是高光譜分離的近紅外有幾十微米的分辨率，是識別假藥成分的有效方法［9］，已被廣泛用于食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、煙草、石油化工等多個領(lǐng)域中，尤其是醫(yī)藥領(lǐng)域。

1.3 色譜及其聯(lián)用技術(shù)

色譜法雖然不是普遍意義上的快速檢測方法，但是目前發(fā)展的色譜方法都趨于快速、穩(wěn)定、高效。色譜法是利用混合物中各組分在某一物質(zhì)中的吸附或溶解性能的不同，或和其他親和作用性能的差異，使混合物的溶液流經(jīng)該種物質(zhì)，進(jìn)行反復(fù)的吸附或分配等作用，從而將各組分分開。色譜法樣品預(yù)處理簡單，方法準(zhǔn)確度、精確度及靈敏度較高，在測定藥品、食品、保健品和生物組織中藥物含量中的應(yīng)用日益廣泛［10-13］。

1.3.1 薄層色譜法薄層色譜是將被分離的試樣溶液點在薄層板的一段，再用溶劑把試樣點開，從而使試樣組分分離，是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種很重要的實驗技術(shù)。建立的薄層色譜法快檢系統(tǒng)耐用性良好、靈敏度高，檢測樣品僅需要1～2 min，方便、快捷。近年來，不法商販為追求利益，將雙胍類成分非法添加到保健品中，并未在成分組成中注明，若長期服用此類保健品，患者生命將受到嚴(yán)重危害［14］。薄層色譜法能夠快速檢測出其中的雙胍類成分［15］。薄層色譜法還可與拉曼光譜聯(lián)用［16］，檢測中草藥中結(jié)構(gòu)類似物［17］、血液中的嗎啡及代謝物［18］。

1.3.2 液相色譜液相色譜法是一種應(yīng)用范圍極為廣泛的分離和分析方法，是以液體溶劑作為流動相的色譜技術(shù)，具有快速高效、靈敏度高的特點，可實現(xiàn)藥物的快速分離測定，普遍應(yīng)用于原料藥生產(chǎn)和制劑過程中的質(zhì)量控制、純度分析、微量雜質(zhì)分析、代謝產(chǎn)物分析、降解產(chǎn)物分析等方面［19］。韓樂等［20］采用高效液相色譜測定了玄參中的6種化合物的含量，以評價和控制玄參藥材的內(nèi)在質(zhì)量。

1.3.3 氣相色譜氣相色譜具有獨特、高效、快速的分離特性，適用于揮發(fā)性組分分析和殘留溶劑的檢測。氣相色譜的分析方法在向通用型、專用型、微型化方向發(fā)展［21］。

1.3.4 色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)作為應(yīng)用最為廣泛的分析方法之一，色質(zhì)聯(lián)用技術(shù)是憑借色譜的超強(qiáng)分離能力和質(zhì)譜提供的化合物分子量或碎片分子量等結(jié)構(gòu)信息，實現(xiàn)樣品分離、定性、定量的連續(xù)進(jìn)行，其綜合了色譜和質(zhì)譜的優(yōu)點，可用于藥物的自動篩選［22］。簡化樣本前處理過程，實現(xiàn)樣本前處理與分析檢測的在線連接，是實現(xiàn)快速檢測的突破點。在線固相萃取技術(shù)(solid phase extraction on-line，SPE on-line)以自動進(jìn)樣器為基礎(chǔ)平臺，通過SPE on-line模塊，高效凈化分離樣本，然后再切換到色譜流路中進(jìn)行分析，可實現(xiàn)復(fù)雜基質(zhì)樣品中待測物的全自動、高通量、靈敏、高效的分離檢測［23］。Li等［24］利用SPE on-line技術(shù)分析測定了蜂蜜中四環(huán)素類藥物殘留。Jing等［25］以土霉素、金霉素為模板合成分子印跡聚合物，將其作為固相萃取材料，通過分子印跡固相萃取和HPLC聯(lián)用在線分析了雞蛋中微量四環(huán)素類獸藥的殘留情況。Kantiani等［26］利用SPE-LC-MS/MS技術(shù)分析了牛奶中多種β-內(nèi)酰胺類獸藥殘留情況，該方法靈敏準(zhǔn)確，自動化程度高，分析時間大大縮短。

1.3.5 膠體金免疫色譜膠體金免疫色譜法是近年來發(fā)展起來的一種將膠體金免疫技術(shù)和色譜層析技術(shù)相結(jié)合的固相膜免疫分析方法［27］。該技術(shù)具有快速、特異性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、操作簡便的特點，整個反應(yīng)僅需8～10 min，滴樣后用肉眼直接判斷結(jié)果，無需特殊儀器設(shè)備。適用于動植物檢疫、食品安全監(jiān)督、基層樣品中真菌毒素的快速檢測。

1.4 DNA擴(kuò)增技術(shù)

SmartAmp技術(shù)是一種新型的DNA等溫擴(kuò)增技術(shù)，具有快速、高效、特異性強(qiáng)、靈敏度高等特點［28-29］，目前廣泛應(yīng)用于感染性疾病診斷、基因快速篩查等領(lǐng)域。

1.4.1 感染性疾病診斷采用SmartAmp技術(shù)可以快速檢測細(xì)菌、病毒等病原體。SmartAmp能夠識別單個核苷酸差異的功能，不同類別的菌株或耐藥的變異菌株都能同時被檢出。日本學(xué)者Kawai等［29］將一步法RTSmartAmp技術(shù)運(yùn)用于甲型流感H1N1病毒的檢測，并與廣泛使用的流感快速診斷試驗進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)SmartAmp方法在疾病早期即能檢出病毒，可區(qū)分甲流毒株H1N1和季節(jié)性H1N1毒株。

1.4.2 基因快速篩查采用SmartAmp技術(shù)可以從血樣、口腔或指甲屑等臨床樣本中篩選基因標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)肥胖、心臟疾病等與患者的基因多態(tài)性有關(guān)。Ota等［30］用此方法分析發(fā)現(xiàn)了ABCC11基因野生型538G的等位基因538G＞A和耳垢類型、腋臭、肺癌風(fēng)險有關(guān)。Azuma等［31］利用此方法對人CYP2A6基因進(jìn)行了分型，發(fā)現(xiàn)日本男性吸煙者發(fā)生肺癌的決定性因素就是這種多態(tài)性基因。

1.5 傳感器

傳感器是能感受(或響應(yīng))規(guī)定的被測量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號輸出的器件或裝置，其技術(shù)是實現(xiàn)實時在位、在線分析的重要途徑。主要有化學(xué)傳感器和生物傳感器，現(xiàn)已成功應(yīng)用于生命科學(xué)研究和臨床化學(xué)中活體成份的分析、藥物分析和藥代動力學(xué)分析［32］。

化學(xué)傳感器是通過化學(xué)敏感層和信號轉(zhuǎn)換器組成的器件將化合物及其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行檢測的儀器，具有靈敏度高、體積小、價格低廉、測量范圍寬的優(yōu)點，易于實現(xiàn)自動化測量和在線或原位連續(xù)檢測。在疾病診斷、環(huán)境檢測和食品安全等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景［33］。王真真等［34］發(fā)明了一種利用光纖倏逝波傳感器通過光吸收方法來測量溶液中磷酸根離子濃度的新方法。

生物傳感器是通過生物敏感層和信號轉(zhuǎn)換器組成的器件將化合物及其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行檢測的儀器，具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、成本低、可實現(xiàn)復(fù)雜體系在線連續(xù)監(jiān)測的特點，在化學(xué)、食品行業(yè)、發(fā)酵工藝、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。翟慧泉等［35］使待測物與生物識別物質(zhì)結(jié)合后，通過生物傳感器檢測，并以光、電形式輸出信號。

現(xiàn)代藥物分析中快速檢測技術(shù)的原理、特點及應(yīng)用見表1。

2 小結(jié)與展望

藥物分析是控制藥品質(zhì)量的手段。現(xiàn)代藥物分析的主要任務(wù)是完成藥物研發(fā)、生產(chǎn)和臨床使用過程中的質(zhì)量控制、療效評價及探討其與疾病的關(guān)系，要求靈敏、準(zhǔn)確、簡便、快速、自動化的分析檢測新方法，從而快速、準(zhǔn)確地獲取藥物及其代謝過程中的動態(tài)信息［36］。隨著藥學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)、計算科學(xué)等交叉學(xué)科的發(fā)展，現(xiàn)代藥物分析中藥物質(zhì)量的控制方法不斷推陳出新，出現(xiàn)了多種智能化、微型化、便攜式的自動分析儀器。這些快速檢測技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步加快現(xiàn)代藥物分析的發(fā)展，并為發(fā)展高通量、多尺度、多參量的新技術(shù)、新方法提供基礎(chǔ)和參考，實現(xiàn)現(xiàn)代藥物分析發(fā)展的新突破。

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Application progress of technologies for rapid detection in modern pharmaceutical analysis

DONG Qing1DONG Jian2WANG Yayu1JIA Xiangdi1ZHU Chao1▲1.Department of Medical，Dezhou University，Shandong Province，Dezhou253023，China；2.Clinical Laboratory，Dezhou Center for Disease Control and Prevention，Shandong Province，Dezhou253014，China

In modern pharmaceutical analysis，technologies with high sensitivity and strong specificity for rapid detection can meet the requirement of stability，rapidity and real-time.The rapid detection is utilized to study drug residues，drug metabolism，therapeutic evaluation，clinical detection and comprehensive evaluation and dynamic analysis of disease process.This paper is to provide reference to detection method selection by brief description of the characteristics and the application progress of technologies for rapid detection in modern pharmaceutical analysis.

Modern pharmaceutical analysis；Rapid detection；Qualification；Quantitation；Application

R92

A

1673-7210(2015)02(c)-0156-04

2014-11-20本文編輯:程銘)

國家自然科學(xué)基金資助項目(編號81202502)。

▲通訊作者