现代药物分析中快速检测技术的应用进展

董青 董健 王雅玉 贾相弟 朱超

[摘要] 现代药物分析技术具有简便快捷、灵敏度高、特异性强的特点，能够满足样品检测的快速性、稳定性等要求。快速检测的应用范围涉及药物残留、体内药物代谢、药物疗效评价、临床诊断及疾病发生发展过程的综合评价和动态分析。本文通过简述现代药物分析中快速检测技术的特点及应用进展，为药物分析实验研究中检测方法的选择提供参考。

[关键词] 现代药物分析；快速检测；定性；定量；应用

[中图分类号] R92 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2015）02（c）-0156-04

现代药物分析是一种广义的药物分析，除通过鉴别、检查、含量测定对药物质量进行静态控制以外，其研究范围已经扩展到药物的整个研制和使用过程，包括药物代谢、药物疗效评价及相关疾病的发生发展过程的综合评价和动态分析，要求建立高通量、多尺度、多参量的新方法[1-3]。随着现代药物分析应用范围的日益扩大，快速检测技术凭借耗时少、数据信息准确、检测环境要求低，且可以提供适于现场在线检测的仪器设备和数据处理系统等优势，实现了方便、快捷、高通量的检测。同时，药物的综合评价与动态分析要求运用不同的检测手段，完成从小分子到大分子等不同目标化合物的定性定量检测。

近年来，用于现代药物分析的快速检测技术和方法呈现出多样化的特点，以满足药物分析动态评价分析的发展要求。其中，化学发光技术、光谱技术、色谱及其联用技术、DNA扩增技术、生物传感器等凭借各自的特点和适用范围成为实现药物及其代谢物快速检测的主要方法。本文对以上近年来广泛用于现代药物分析的快速检测技术进行综述，通过简述快速检测技术的特点及应用进展，为药物分析相关实验研究中检测方法的选择提供参考。

1 快速检测技术

1.1 化学发光技术

化学发光分析是通过测量化学发光成分反映某物质中对应成分含量的分析方法，多为痕量分析。该方法具有背景值低、分析速度快、操作较简便等特点，广泛应用于生物医药领域[4]。现已有测定金霉素、土霉素含量的相关报道[5]。

1.2 光谱

1.2.1 拉曼光谱 拉曼光谱属于散射光谱，其原理是通过分析分子振动、转动等信息研究分子结构，具有穿透力强、样品用量少、容易获取信息、硬件携带方便等特点[6]。拉曼光谱主要用于鉴别实验和结构解析。阮健等[7]利用拉曼光谱分析盐酸左氧氟沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星三种化合物分子结构上的细小差异，这些差异在拉曼光谱图中显而易见[8]。

1.2.2 近红外光谱 近红外光谱技术可用于多组分的同时在线检测，具有快速、无损的特点，特别是高光谱分离的近红外有几十微米的分辨率，是识别假药成分的有效方法[9]，已被广泛用于食品、农业、医药、烟草、石油化工等多个领域中，尤其是医药领域。

1.3 色谱及其联用技术

色谱法虽然不是普遍意义上的快速检测方法，但是目前发展的色谱方法都趋于快速、稳定、高效。色谱法是利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能的不同，或和其他亲和作用性能的差异，使混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组分分开。色谱法样品预处理简单，方法准确度、精确度及灵敏度较高，在测定药品、食品、保健品和生物组织中药物含量中的应用日益广泛[10-13]。

1.3.1 薄层色谱法 薄层色谱是将被分离的试样溶液点在薄层板的一段，再用溶剂把试样点开，从而使试样组分分离，是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术。建立的薄层色谱法快检系统耐用性良好、灵敏度高，检测样品仅需要1～2 min，方便、快捷。近年来，不法商贩为追求利益，将双胍类成分非法添加到保健品中，并未在成分组成中注明，若长期服用此类保健品，患者生命将受到严重危害[14]。薄层色谱法能够快速检测出其中的双胍类成分[15]。薄层色谱法还可与拉曼光谱联用[16]，检测中草药中结构类似物[17]、血液中的吗啡及代谢物[18]。

1.3.2 液相色谱 液相色谱法是一种应用范围极为广泛的分离和分析方法，是以液体溶剂作为流动相的色谱技术，具有快速高效、灵敏度高的特点，可实现药物的快速分离测定，普遍应用于原料药生产和制剂过程中的质量控制、纯度分析、微量杂质分析、代谢产物分析、降解产物分析等方面[19]。韩乐等[20]采用高效液相色谱测定了玄参中的6种化合物的含量，以评价和控制玄参药材的内在质量。

1.3.3 气相色谱 气相色谱具有独特、高效、快速的分离特性，适用于挥发性组分分析和残留溶剂的检测。气相色谱的分析方法在向通用型、专用型、微型化方向发展[21]。

1.3.4 色谱-质谱联用技术 作为应用最为广泛的分析方法之一，色质联用技术是凭借色谱的超强分离能力和质谱提供的化合物分子量或碎片分子量等结构信息，实现样品分离、定性、定量的连续进行，其综合了色谱和质谱的优点，可用于药物的自动筛选[22]。简化样本前处理过程，实现样本前处理与分析检测的在线连接，是实现快速检测的突破点。在线固相萃取技术（solid phase extraction on-line，SPE on-line）以自动进样器为基础平台，通过SPE on-line模块，高效净化分离样本，然后再切换到色谱流路中进行分析，可实现复杂基质样品中待测物的全自动、高通量、灵敏、高效的分离检测[23]。Li等[24]利用SPE on-line技术分析测定了蜂蜜中四环素类药物残留。Jing等[25]以土霉素、金霉素为模板合成分子印迹聚合物，将其作为固相萃取材料，通过分子印迹固相萃取和HPLC联用在线分析了鸡蛋中微量四环素类兽药的残留情况。Kantiani等[26]利用SPE-LC-MS/MS技术分析了牛奶中多种β-内酰胺类兽药残留情况，该方法灵敏准确，自动化程度高，分析时间大大缩短。

1.3.5 胶体金免疫色谱 胶体金免疫色谱法是近年来发展起来的一种将胶体金免疫技术和色谱层析技术相结合的固相膜免疫分析方法[27]。该技术具有快速、特异性强、稳定性好、操作简便的特点，整个反应仅需8～10 min，滴样后用肉眼直接判断结果，无需特殊仪器设备。适用于动植物检疫、食品安全监督、基层样品中真菌毒素的快速检测。

1.4 DNA扩增技术

SmartAmp技术是一种新型的DNA等温扩增技术，具有快速、高效、特异性强、灵敏度高等特点[28-29]，目前广泛应用于感染性疾病诊断、基因快速筛查等领域。

1.4.1 感染性疾病诊断 采用SmartAmp技术可以快速检测细菌、病毒等病原体。SmartAmp能够识别单个核苷酸差异的功能，不同类别的菌株或耐药的变异菌株都能同时被检出。日本学者Kawai等[29]将一步法RT-SmartAmp技术运用于甲型流感H1N1病毒的检测，并与广泛使用的流感快速诊断试验进行比较，发现SmartAmp方法在疾病早期即能检出病毒，可区分甲流毒株H1N1和季节性H1N1毒株。

1.4.2 基因快速筛查 采用SmartAmp技术可以从血样、口腔或指甲屑等临床样本中筛选基因标志物，发现肥胖、心脏疾病等与患者的基因多态性有关。Ota等[30]用此方法分析发现了ABCC11基因野生型538G的等位基因538G>A和耳垢类型、腋臭、肺癌风险有关。Azuma等[31]利用此方法对人CYP2A6基因进行了分型，发现日本男性吸烟者发生肺癌的决定性因素就是这种多态性基因。

1.5 传感器

传感器是能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置，其技术是实现实时在位、在线分析的重要途径。主要有化学传感器和生物传感器，现已成功应用于生命科学研究和临床化学中活体成份的分析、药物分析和药代动力学分析[32]。

化学传感器是通过化学敏感层和信号转换器组成的器件将化合物及其浓度转换为电信号进行检测的仪器，具有灵敏度高、体积小、价格低廉、测量范围宽的优点，易于实现自动化测量和在线或原位连续检测。在疾病诊断、环境检测和食品安全等领域有着重要的应用价值和广阔的应用前景[33]。王真真等[34]发明了一种利用光纤倏逝波传感器通过光吸收方法来测量溶液中磷酸根离子浓度的新方法。

生物传感器是通过生物敏感层和信号转换器组成的器件将化合物及其浓度转换为电信号进行检测的仪器，具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、可实现复杂体系在线连续监测的特点，在化学、食品行业、发酵工艺、医学等领域应用广泛。翟慧泉等[35]使待测物与生物识别物质结合后，通过生物传感器检测，并以光、电形式输出信号。

现代药物分析中快速检测技术的原理、特点及应用见表1。

2 小结与展望

药物分析是控制药品质量的手段。现代药物分析的主要任务是完成药物研发、生产和临床使用过程中的质量控制、疗效评价及探讨其与疾病的关系，要求灵敏、准确、简便、快速、自动化的分析检测新方法，从而快速、准确地获取药物及其代谢过程中的动态信息[36]。随着药学、化学、生物学、医学、电子技术、计算科学等交叉学科的发展，现代药物分析中药物质量的控制方法不断推陈出新，出现了多种智能化、微型化、便携式的自动分析仪器。这些快速检测技术的应用将进一步加快现代药物分析的发展，并为发展高通量、多尺度、多参量的新技术、新方法提供基础和参考，实现现代药物分析发展的新突破。

[参考文献]

[1] 黄承志.现代药物分析[J].中国科学：化学，2010，40（6）：578-579.

[2] 姜艳彬，单吉浩，王莹，等.LC-MS /MS技术在药物代谢研究中的应用进展[J].药物分析杂志，2014，34（3）：385-391.

[3] 杨丹，余艳，杨腊虎.药物快检分析仪器进展[J].现代科学仪器，2013，（4）：33-34.

[4] 陆烨，李晔，王笑笑，等.生物荧光法快速检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的研究[J].中华医院感染学杂志，2014， 24（10）：2589-2591.

[5] 黄卉，印春生.化学发光分析测定渔药中常用抗生素含量的研究[D].上海：上海海洋大学，2012.

[6] 柳艳，尹利辉，陆峰.拉曼光谱法在假药快检中的研究进展[J].药学实践杂志，2012，30（6）：401-405.

[7] 阮健，于海洲.拉曼光谱快速检测对乙酰氨基酚注射液[J].药物分析杂志，2014，34（5）：943-946.

[8] 陈斌，张少敏，余岳林，等.拉曼光谱快速检测盐酸左氧氟沙星注射液[J].药物分析杂志，2011，31（9）：1715-1718.

[9] Marta B，Lopes，Jean-Claude W，et al. Bioucas-dias，near-infrared 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] 李锐，陈国彪.UPLC-Q-TOF-MS法快速检测补肾壮阳类中成药中11个PDE5型抑制剂类药物[J].药物分析杂志，2014，34（5）：879-884.

[11] 郭杰，石辉丽，商金磊.利用QTOF-LC/MS建立二级谱图数据库快速检测187种药物的研究[J].刑事技术，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] 李宁，崔梅，江坤，等.TLC法筛查中药制剂中的14种化学降糖药物[J].中国药房，2011，22（7）：618-619.

[15] 张宏莲，李莉，刘吉成，等.TLC法快速检测降糖类中药及保健品中的双胍类成分[J].齐齐哈尔医学院学报，2013， 34（5）：720-721.

[16] 朱青霞，曹永兵，曹颖瑛，等.TLC-SERS法快速检测降压类中药中非法添加的四种化学成分[J].光谱学与光谱分析，2014，34（4）：990-993.

[17] Zhu QX，Cao YB，Cao YY，et al. Rapid on-site TLC-SERS 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] 刘静.超高液相色谱在体内药物分析中的应用[J].贵州医药，2014，38（3）：281-283.

[20] 韩乐，许虎，刘训红，等.高效毛细管电泳测定玄参中6种指标成分的含量[J].中国药学杂志，2012，47（7）：555-559.

[21] 张艳华.气相色谱的联用技术[J].光谱实验室，2013，30（6）：2836-2840.

[22] 王学虎，袁敏，张前上，等.液质联用仪自动筛选常见安眠镇静药的应用研究[J].中国法医学杂志，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，Farré 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] 李学伍.莱克多巴胺及磺胺二甲基嘧啶免疫学快速检测技术研究[D].武汉：华中科技大学，2009.

[28] 戚丽华，张传福，史云，等.SmartAmp快速检测技术及其应用[J].生物技术通讯，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] 申丽辉.航行体水下及出水过程的流体特性研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2013.

[34] 王真真，周静涛，王春霞.等.基于光纤倏逝波传感器的磷酸根离子检测[J].光电子激光，2011，（11）：1683-1687.

[35] 翟慧泉，金星龙，岳俊杰，等.重金属快速检测方法的研究进展[J].湖北农业科学，2010，49（8）：1995-1997.

[36] 郭磊，吴弼东，谢剑炜.药物分析检测技术研究进展[J].中国科学：生命科学，2011，41（10）：904-912.

（收稿日期：2014-11-20 本文编辑：程 铭）