現(xiàn)代藥物分析中快速檢測技術的應用進展

董青 董健 王雅玉 賈相弟 朱超▲

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

現(xiàn)代藥物分析中快速檢測技術的應用進展

董青1董健2王雅玉1賈相弟1朱超1▲

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

現(xiàn)代藥物分析技術具有簡便快捷、靈敏度高、特異性強的特點，能夠滿足樣品檢測的快速性、穩(wěn)定性等要求。快速檢測的應用范圍涉及藥物殘留、體內藥物代謝、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的特點及應用進展，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、含量測定對藥物質量進行靜態(tài)控制以外，其研究范圍已經擴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)代藥物分析應用范圍的日益擴大，快速檢測技術憑借耗時少、數據信息準確、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備和數據處理系統(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)分析要求運用不同的檢測手段，完成從小分子到大分子等不同目標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，化學發(fā)光技術、光譜技術、色譜及其聯(lián)用技術、DNA擴增技術、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進行綜述，通過簡述快速檢測技術的特點及應用進展，為藥物分析相關實驗研究中檢測方法的選擇提供參考。

1 快速檢測技術

1.1 化學發(fā)光技術

化學發(fā)光分析是通過測量化學發(fā)光成分反映某物質中對應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，廣泛應用于生物醫(yī)藥領域［4］?，F(xiàn)已有測定金霉素、土霉素含量的相關報道［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、轉動等信息研究分子結構，具有穿透力強、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構解析。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構上的細小差異，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、農業(yè)、醫(yī)藥、煙草、石油化工等多個領域中，尤其是醫(yī)藥領域。

1.3 色譜及其聯(lián)用技術

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該種物質，進行反復的吸附或分配等作用，從而將各組分分開。色譜法樣品預處理簡單，方法準確度、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的一種很重要的實驗技術。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］，檢測中草藥中結構類似物［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，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，普遍應用于原料藥生產和制劑過程中的質量控制、純度分析、微量雜質分析、代謝產物分析、降解產物分析等方面［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在質量。

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-質譜聯(lián)用技術作為應用最為廣泛的分析方法之一，色質聯(lián)用技術是憑借色譜的超強分離能力和質譜提供的化合物分子量或碎片分子量等結構信息，實現(xiàn)樣品分離、定性、定量的連續(xù)進行，其綜合了色譜和質譜的優(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(solid phase extraction on-line，SPE on-line)以自動進樣器為基礎平臺，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行分析，可實現(xiàn)復雜基質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技術分析了牛奶中多種β-內酰胺類獸藥殘留情況，該方法靈敏準確，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和色譜層析技術相結合的固相膜免疫分析方法［27］。該技術具有快速、特異性強、穩(wěn)定性好、操作簡便的特點，整個反應僅需8～10 min，滴樣后用肉眼直接判斷結果，無需特殊儀器設備。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擴增技術

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

1.4.1 感染性疾病診斷采用SmartAmp技術可以快速檢測細菌、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。日本學者Kawai等［29］將一步法RTSmartAmp技術運用于甲型流感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技術可以從血樣、口腔或指甲屑等臨床樣本中篩選基因標志物，發(fā)現(xiàn)肥胖、心臟疾病等與患者的基因多態(tài)性有關。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、肺癌風險有關。Azuma等［31］利用此方法對人CYP2A6基因進行了分型，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)規(guī)定的被測量，并按照一定規(guī)律轉換成可用信號輸出的器件或裝置，其技術是實現(xiàn)實時在位、在線分析的重要途徑。主要有化學傳感器和生物傳感器，現(xiàn)已成功應用于生命科學研究和臨床化學中活體成份的分析、藥物分析和藥代動力學分析［32］。

化學傳感器是通過化學敏感層和信號轉換器組成的器件將化合物及其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器，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域有著重要的應用價值和廣闊的應用前景［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換器組成的器件將化合物及其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器，具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、成本低、可實現(xiàn)復雜體系在線連續(xù)監(jiān)測的特點，在化學、食品行業(yè)、發(fā)酵工藝、醫(yī)學等領域應用廣泛。翟慧泉等［35］使待測物與生物識別物質結合后，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的原理、特點及應用見表1。

2 小結與展望

藥物分析是控制藥品質量的手段?，F(xiàn)代藥物分析的主要任務是完成藥物研發(fā)、生產和臨床使用過程中的質量控制、療效評價及探討其與疾病的關系，要求靈敏、準確、簡便、快速、自動化的分析檢測新方法，從而快速、準確地獲取藥物及其代謝過程中的動態(tài)信息［36］。隨著藥學、化學、生物學、醫(yī)學、電子技術、計算科學等交叉學科的發(fā)展，現(xiàn)代藥物分析中藥物質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。這些快速檢測技術的應用將進一步加快現(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、新方法提供基礎和參考，實現(xiàn)現(xiàn)代藥物分析發(fā)展的新突破。

［1］黃承志.現(xiàn)代藥物分析［J］.中國科學:化學，2010，40(6): 578-579.

［2］姜艷彬，單吉浩，王瑩，等.LC-MS/MS技術在藥物代謝研究中的應用進展［J］.藥物分析雜志，2014，34(3):385-391.

［3］楊丹，余艷，楊臘虎.藥物快檢分析儀器進展［J］.現(xiàn)代科學儀器，2013，(4):33-34.

［4］陸燁，李曄，王笑笑，等.生物熒光法快速檢測耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的研究［J］.中華醫(yī)院感染學雜志，2014，24(10):2589-2591.

［5］黃卉，印春生.化學發(fā)光分析測定漁藥中常用抗生素含量的研究［D］.上海:上海海洋大學，2012.

［6］柳艷，尹利輝，陸峰.拉曼光譜法在假藥快檢中的研究進展［J］.藥學實踐雜志，2012，30(6):401-405.

［7］阮健，于海洲.拉曼光譜快速檢測對乙酰氨基酚注射液［J］.藥物分析雜志，2014，34(5):943-946.

［8］陳斌，張少敏，余岳林，等.拉曼光譜快速檢測鹽酸左氧氟沙星注射液［J］.藥物分析雜志，2011，31(9):1715-1718.

［9］Marta B，Lopes，Jean-Claude W，et al.Bioucas-dias，nearinfrared hyperspectral unmixing based on a minimum volume criterion for fast and accurate chemometric characterization of counterfeit tablets［J］.Anal Chem，2010，82: 1462-1469.

［10］李銳，陳國彪.UPLC-Q-TOF-MS法快速檢測補腎壯陽類中成藥中11個PDE5型抑制劑類藥物［J］.藥物分析雜志，2014，34(5):879-884.

［11］郭杰，石輝麗，商金磊.利用QTOF-LC/MS建立二級譜圖數據庫快速檢測187種藥物的研究［J］.刑事技術，2014，(2):30-36.

［12］Wang X，Chi D，Su G，et al.Determination of taurine in biological samples by high-performance liquid chromatography using 4-fluoro-7-nitrobenzofurazan as a derivatizing agent［J］.Biomedical and Environmental Sciences，2011，24(5):537-542.

［13］Rao RN，Maurya PK，Shinde DD，et al.Precolumn derivatization followed by liquid chromatographic separation and determination of tramiprosate in rat plasma by fluorescence detector:Application to pharmacokinetics［J］. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis，2011，55(2):282-287.

［14］李寧，崔梅，江坤，等.TLC法篩查中藥制劑中的14種化學降糖藥物［J］.中國藥房，2011，22(7):618-619.

［15］張宏蓮，李莉，劉吉成，等.TLC法快速檢測降糖類中藥及保健品中的雙胍類成分［J］.齊齊哈爾醫(yī)學院學報，2013，34(5):720-721.

［16］朱青霞，曹永兵，曹穎瑛，等.TLC-SERS法快速檢測降壓類中藥中非法添加的四種化學成分［J］.光譜學與光譜分析，2014，34(4):990-993.

［17］Zhu QX，Cao YB，Cao YY，et al.Rapid on-site TLCSERS detection of four antidiabetes drugs used as adulterants in botanical dietary supplements［J］.Analytical and Bioanalytical Chemistry，2014，406(7):1877-1884.

［18］Lucotti A，Tommasini M，Casella M，et al.TLC-surface enhanced Raman scattering of apomorphine in human plasma［J］.Vib Spectrosc，2012，62:286.

［19］劉靜.超高液相色譜在體內藥物分析中的應用［J］.貴州醫(yī)藥，2014，38(3):281-283.

［20］韓樂，許虎，劉訓紅，等.高效毛細管電泳測定玄參中6種指標成分的含量［J］.中國藥學雜志，2012，47(7):555-559.

［21］張艷華.氣相色譜的聯(lián)用技術［J］.光譜實驗室，2013，30 (6):2836-2840.

［22］王學虎，袁敏，張前上，等.液質聯(lián)用儀自動篩選常見安眠鎮(zhèn)靜藥的應用研究［J］.中國法醫(yī)學雜志，2010，25(6): 420-423.

［23］Chen L，Wang H，Zeng Q，et al.On line coupling of solid phase extraction to liquid chromatography-a review［J］.J Chromatogr Sci，2009，47(8):614-623.

［24］Li J，Chen L，Wang X，et al.Determination of tetracyclines residues in honey by on-line solid-phase extraction high-performance liquid chromatography［J］.Talanta，2008，75(5):1245-1252.

［25］Jing T，Niu J，Xia H，et al.Online coupling of molecularly imprinted solid-phase extraction to HPLC for determination of trace tetracycline antibiotic residues in egg samples［J］.J Sep Sci，2011，34(12):1469-1476.

［26］Kantiani L，F(xiàn)arré M，Sibum M，et al.Fully automated analysis of beta-lactams in bovine milk by online solid phase extraction-liquid chromatography-electrospraytandem mass spectrometry［J］.Anal Chem，2009，81(11):4285-4295.

［27］李學伍.萊克多巴胺及磺胺二甲基嘧啶免疫學快速檢測技術研究［D］.武漢:華中科技大學，2009.

［28］戚麗華，張傳福，史云，等.SmartAmp快速檢測技術及其應用［J］.生物技術通訊，2013，24(1):139-141.

［29］Kawai Y，Kimura Y，Lezhava A，et al.One-step detection of the 2009 pandemic influenza A(H1N1)virus by the RT-Smart-Amp assay and its clinical validation［J］. PLoS One，2012，7(1):1-12.

［30］Ota I，Sakurai A，Toyoda Y，et al.Association between breast cancer risk and the wild-type allele of human ABC transporter ABCC11［J］.Anticancer Res，2010，30(12): 5189-5194.

［31］Azuma K，Lezhava A，Shimizu M，et al.Direct genotyping of Cytochrome P450 2A6 whole gene deletion from human blood samples by the SmartAmp method［J］.Clin Chim Acta，2011，412(13-14):1249-1251.

［32］Su LC，Chang CM，Tseng YL.Rapid and highly sensitive method for influenza a(H1N1)virus detection［J］.Anal Chem，2012，84(9):3914-3920.

［33］申麗輝.航行體水下及出水過程的流體特性研究［D］.哈爾濱:哈爾濱工程大學，2013.

［34］王真真，周靜濤，王春霞.等.基于光纖倏逝波傳感器的磷酸根離子檢測［J］.光電子激光，2011，(11):1683-1687.

［35］翟慧泉，金星龍，岳俊杰，等.重金屬快速檢測方法的研究進展［J］.湖北農業(yè)科學，2010，49(8):1995-1997.

［36］郭磊，吳弼東，謝劍煒.藥物分析檢測技術研究進展［J］.中國科學:生命科學，2011，41(10):904-912.

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)

國家自然科學基金資助項目(編號81202502)。

▲通訊作者