摘要:揮發(fā)性藥物因其易揮發(fā)、易分解的特性,在藥物分析中面臨諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)分析技術(shù)存在靈敏度低、分辨率差、操作復(fù)雜等缺點(diǎn),難以滿足現(xiàn)代藥物研發(fā)和質(zhì)量控制的高標(biāo)準(zhǔn)要求?,F(xiàn)代分析技術(shù)具有高靈敏度、高分辨率和高通量的特點(diǎn),能夠快速、準(zhǔn)確地檢測藥物中的揮發(fā)性成分和微量雜質(zhì)。探討了現(xiàn)代藥物分析技術(shù)的種類、特點(diǎn)以及適用條件,并通過具體案例展示其應(yīng)用效果,為揮發(fā)性藥物的分析提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞:揮發(fā)性藥物;現(xiàn)代分析技術(shù);藥物分析
藥物分析是藥物研發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié),對藥物的安全性、有效性和質(zhì)量控制起著至關(guān)重要的作用[1]。揮發(fā)性藥物以其起效快、藥效強(qiáng)的特性,在醫(yī)療領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而,由于揮發(fā)性藥物的劑量控制難度大、副作用明顯,對其進(jìn)行精確的分析尤為重要。揮發(fā)性藥物在研發(fā)和臨床應(yīng)用過程中,高效、準(zhǔn)確的分析技術(shù)提供了基礎(chǔ)保障。常見的現(xiàn)代藥物分析技術(shù)主要分為色譜技術(shù)、光譜技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)?,F(xiàn)代藥物分析技術(shù)的應(yīng)用,為優(yōu)化藥物治療方案、提高患者生活質(zhì)量提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
1現(xiàn)代藥物分析技術(shù)
1.1現(xiàn)代藥物分析技術(shù)的分類與特點(diǎn)
現(xiàn)代藥物分析技術(shù)是利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和儀器設(shè)備對藥物的成分、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、含量等進(jìn)行檢測、鑒定和分析的技術(shù),在藥物研發(fā)、質(zhì)量控制、臨床應(yīng)用等方面起著重要作用。根據(jù)分析原理的不同,藥物分析技術(shù)可以劃分為色譜技術(shù)、光譜技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)[2]。
(1) 色譜技術(shù)是現(xiàn)代藥物分析中最常用的一種技術(shù),主要包括氣相色譜(GC)、液相色譜(LC)和薄層色譜(TLC)。①氣相色譜法利用物質(zhì)在氣態(tài)和固態(tài)之間的分配平衡,對揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分離和定量分析的一種技術(shù),廣泛應(yīng)用于揮發(fā)性藥物的分析。②液相色譜是利用物質(zhì)在液態(tài)和固態(tài)之間的分配平衡,對非揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分離和定量分析的一種技術(shù),應(yīng)用范圍更廣。③薄層色譜則是利用物質(zhì)在固定相和移動相之間的分配平衡,對藥物進(jìn)行定性和定量分析的一種技術(shù),操作簡單,分析速度快。④GC技術(shù)分析速度快,靈敏度高,但不適合非揮發(fā)性物質(zhì);LC對半揮發(fā)性物質(zhì)應(yīng)用范圍廣,分離效果好,但分析時間較長;TLC適用于定性和定量分析,成本低廉,但分離度和重復(fù)性相對較差。
(2) 光譜技術(shù)是現(xiàn)代藥物分析中另一種重要的技術(shù),主要包括紫外光譜(UV)、紅外光譜(IR)、熒光光譜(FL)和核磁共振光譜(NMR)等。①紫外光譜技術(shù)依賴于藥物分子吸收紫外光區(qū)特定波長的光子,常用于測定藥物的濃度。②紅外光譜技術(shù)則基于分子振動能級的躍遷,提供了藥物分子特定官能團(tuán)的信息,對于結(jié)構(gòu)鑒定尤為重要。③熒光光譜技術(shù)通過測量藥物分子激發(fā)后發(fā)射的光,對于檢測微量藥物和研究藥物的相互作用具有高靈敏度。④核磁共振光譜技術(shù)則是通過測量核磁共振現(xiàn)象,獲取藥物的分子結(jié)構(gòu)信息,尤其適用于復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)解析。⑤UV對于測定藥物的濃度具有操作簡便、快速的特點(diǎn);IR對藥物分子特定官能團(tuán)敏感;FL對檢測的微量藥物靈敏度高;而NMR提供所測藥物分子詳細(xì)的結(jié)構(gòu)信息。
(3) 質(zhì)譜技術(shù)在揮發(fā)性藥物分析中發(fā)揮著重要作用,通常包括電噴霧質(zhì)譜(ESIMS)、基質(zhì)輔助激光解析/電離質(zhì)譜(MALDIMS)和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GCMS)。①電噴霧質(zhì)譜通過電噴霧技術(shù)產(chǎn)生帶電的微粒,適用于大分子藥物的分析。②基質(zhì)輔助激光解吸/電離質(zhì)譜技術(shù)則使用激光能量使樣品在基質(zhì)中解吸和電離,適合分析大分子和高分子量的藥物。③氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)結(jié)合了氣相色譜分離和質(zhì)譜的鑒定能力,適合揮發(fā)性和熱穩(wěn)定的小分子藥物。④ESIMS操作靈活,適合多種樣品;MALDIMS樣品制備簡單,有助于大分子藥物分析;GCMS則因其高分離效率和高鑒定能力,在揮發(fā)性藥物分析中應(yīng)用廣泛。
1.2現(xiàn)代藥物分析技術(shù)的進(jìn)展
隨著藥物分析儀器的不斷更新和分析方法的不斷創(chuàng)新,現(xiàn)代藥物分析技術(shù)在靈敏度、準(zhǔn)確性、分析速度及自動化程度等方面都取得了顯著進(jìn)步[3]。
(1) 在色譜技術(shù)方面,氣相色譜(GC)在提高檢測靈敏度和分離效率方面取得了進(jìn)展,特別是在揮發(fā)性藥物分析中的應(yīng)用。液相色譜(HPLC)技術(shù)通過采用新型色譜柱和檢測器,實(shí)現(xiàn)了更高的分離效率和更低的檢測限。而薄層色譜(TLC)則因其操作簡便、成本低廉的特點(diǎn),在快速篩選和初步分析中仍保持其重要地位。
(2) 在光譜技術(shù)方面,紫外光譜(UV)和紅外光譜(IR)技術(shù)在提高數(shù)據(jù)采集速度和分析靈敏度方面取得了進(jìn)展。熒光光譜(FL)技術(shù)因其高靈敏度和特異性,在藥物分析中的應(yīng)用越來越廣泛。核磁共振光譜(NMR)技術(shù)在提高譜圖分辨率和自動化水平方面取得了顯著進(jìn)步,為復(fù)雜藥物分子的結(jié)構(gòu)解析提供了強(qiáng)大的工具。
(3) 在質(zhì)譜技術(shù)方面,電噴霧質(zhì)譜(ESIMS)中的軟電離技術(shù),通過多級串聯(lián)質(zhì)譜分析,可為生物大分子分析提供豐富的結(jié)構(gòu)信息。基質(zhì)輔助激光解析/電離質(zhì)譜(MALDIMS)因樣品處理簡便的優(yōu)勢,逐漸在蛋白質(zhì)組學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GCMS)則因高分離能力和高靈敏度在環(huán)境、食品安全等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
1.3各類技術(shù)在揮發(fā)性藥物分析中的適用性
揮發(fā)性藥物通常指在常溫下易于揮發(fā)的藥物,主要特點(diǎn)是分子質(zhì)量小、脂溶性好、揮發(fā)性強(qiáng)?,F(xiàn)代分析技術(shù)在揮發(fā)性藥物分析中能更為準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行藥物的檢測,大大提高了藥物分析的效率和質(zhì)量。在揮發(fā)性藥物分析中,氣相色譜(GC)是最常用的技術(shù)。光譜技術(shù)在揮發(fā)性藥物分析中,紫外光譜(UV)和紅外光譜(IR)是兩種主要的技術(shù)手段。UV通常用于定量分析,而IR則主要用于定性分析。質(zhì)譜技術(shù)在揮發(fā)性藥物分析中,氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GCMS)是最常用的技術(shù)。
2現(xiàn)代藥物分析技術(shù)在揮發(fā)性藥物中的應(yīng)用2.1色譜技術(shù)
色譜技術(shù)能夠?qū)?fù)雜的樣品進(jìn)行有效分離,并對各組分進(jìn)行定量分析。對于揮發(fā)性藥物來說,色譜技術(shù)能夠有效地將藥物與其他成分分離,從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定量分析。同時,色譜技術(shù)還能夠提供藥物的保留時間等信息,有助于藥物的鑒定和結(jié)構(gòu)分析。在實(shí)際應(yīng)用中,色譜技術(shù)的分析效果受到色譜柱、流動相、檢測器等多方面因素的影響,選擇適合的色譜條件是實(shí)現(xiàn)分析效果的關(guān)鍵。
苯并三唑[4]是一種廣泛應(yīng)用的抗真菌藥物,具有良好的抗菌譜和療效。氣相色譜(GC),具有優(yōu)良的分離效果和高靈敏度特點(diǎn),特別適合于對苯并三唑這類揮發(fā)性藥物的分析。實(shí)驗(yàn)過程中,需要先將苯并三唑溶解在合適的溶劑中(如甲醇)。將溶液通過自動取樣器注入色譜柱中,通常選擇的是非極性的石英毛細(xì)管柱。其次,控制色譜柱的溫度程序,讓苯并三唑在色譜柱中移動,并在適當(dāng)?shù)臅r間點(diǎn)被檢測器檢測。最后,對獲得的色譜圖進(jìn)行解析,便可以得到苯并三唑的定量結(jié)果。使用GC對苯并三唑進(jìn)行分析,可以準(zhǔn)確、快速地測定樣品中苯并三唑的含量,還能提供苯并三唑的保留時間等信息,保證良好的分析效果。
2.2光譜技術(shù)
光譜技術(shù)是一種基于物質(zhì)對光的吸收或發(fā)射特性進(jìn)行分析的技術(shù),能夠提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息。對于揮發(fā)性藥物來說,光譜技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對藥物的快速、無損分析,從而大大提高了藥物分析的效率。同時,光譜技術(shù)還能夠提供藥物的定量分析,對于藥物的質(zhì)量控制和藥效評價(jià)具有重要意義。
異丙醇是一種揮發(fā)性的有機(jī)溶劑,具有穩(wěn)定性和優(yōu)良的溶解性特點(diǎn)。紫外光譜(UV)和紅外光譜(IR)作為常用的光譜分析技術(shù),可以提供異丙醇的結(jié)構(gòu)信息,用于藥物的鑒定。在UV分析中,需先將異丙醇樣品用適當(dāng)?shù)娜軇┫♂?,然后將稀釋后的樣品放入紫外光譜儀的樣品槽中。通過測量樣品,分析異丙醇在不同波長下的吸收情況,得到異丙醇的紫外光譜圖,從而了解其分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。在IR分析中,需先將異丙醇樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚ㄈ鐗浩蛲科?,然后將處理的樣品放入紅外光譜儀的樣品槽中。通過測量樣品,分析異丙醇在不同波長下的吸收情況,得到異丙醇的紅外光譜圖,從而了解其分子振動和旋轉(zhuǎn)情況,并進(jìn)一步推斷其分子結(jié)構(gòu)。使用UV和IR兩種分析技術(shù),可以從不同的角度了解異丙醇的化學(xué)性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)。
2.3質(zhì)譜技術(shù)
質(zhì)譜技術(shù)是一種依據(jù)離子質(zhì)量和離子數(shù)目來分析物質(zhì)組成的技術(shù),能夠?qū)ξ⒘?、痕量物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。對于揮發(fā)性藥物來說,該技術(shù)具有高靈敏度和高準(zhǔn)確度特點(diǎn),可以準(zhǔn)確地檢測和分析藥物的成分和含量。此外,質(zhì)譜技術(shù)也能用于藥物的代謝研究,分析藥物在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物,了解藥物的作用機(jī)制和可能的副作用。
麝香酮因特殊的香味和揮發(fā)性,常用于外用的止疼藥物。使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GCMS),對其進(jìn)行藥物分析。首先將麝香酮樣品進(jìn)行提取、純化處理,將處理好的樣品用微量注射器注入GCMS的進(jìn)樣口。樣品在高溫下汽化,轉(zhuǎn)化為氣態(tài),通過載氣(通常為氮?dú)饣蚝猓┧腿肷V柱。不同成分的物質(zhì)因?yàn)樵诠潭ㄏ嗪鸵苿酉嘀g的分配系數(shù)不同而被有效分離。分離后的各成分進(jìn)入質(zhì)譜儀,經(jīng)過電子轟擊后離子化。采用質(zhì)量分析器,按照質(zhì)量電荷比進(jìn)行分離,由檢測器記錄每個離子的相對豐度,從而得到質(zhì)譜圖。通過對質(zhì)譜圖的解析,得到麝香酮的結(jié)構(gòu)信息和含量信息,從而進(jìn)行定量分析。
3結(jié)語
隨著藥物研發(fā)的深入,揮發(fā)性藥物的成分越來越復(fù)雜,需要具有更高靈敏度、更廣檢測范圍和更強(qiáng)分辨能力的分析技術(shù),以準(zhǔn)確地評價(jià)藥物的安全性和有效性?,F(xiàn)代分析技術(shù)正不斷地進(jìn)行更新和優(yōu)化,將色譜技術(shù)、光譜技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對揮發(fā)性藥物成分的全面分析,從而確保藥物的質(zhì)量和安全,這對于提高藥物的療效、保障患者用藥安全具有重要意義。
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作者簡介:林清鈺,女,福建福清人,講師,本科,研究方向:藥學(xué)方向。