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SPME在医药卫生领域中的应用

更新时间:2019-05-13 19:34

药品摄入人体后,活性组分是否能针对病变组织发生作用,在参与人体代谢过程中又发生了怎样的形态改变,是许多医务工作者感兴趣的问题;中成药中的溶剂残留、农药残留对患者的影响;酒后驾车肇事的鉴定以及体育比赛中使用兴奋剂的鉴定等许多问题都要求高灵敏度、快捷的分析方法。SPME技术就为这一领域的分析工作提供了无溶剂化,可避免复杂基体干扰的高效方法。

1.血、尿等生物样本中有机化合物的侧定

尿液是一种相对简单的生物样品,往往包含了目标化合物及其代谢产物,而且经过肾脏的作用,其中的化合物还会被浓缩,常被用于药物检测、法医鉴定、工作环境化学品暴露的测定。血液样品组成比较复杂,既可对全血进行分析,也可将血液分离后,对血清进行分析,要根据不同的需要选择分析对象。直接分析全血存在的问题是血液的凝结,会影响目标化合物的迁移和挥发,难于取得平行的结果。全血可以进行脱蛋白处理,向血样中加入强酸后离心分离,可解决血液凝结问题,但这种方法会导致强挥发性化合物的损失;因此常选择加入强碱NaOH,使红细胞溶解,防止细胞凝结。毛发样品也是生物检测的重要样本,其处理方式是:将毛发置于高浓度的碱溶液NaOH中,加热至55℃使之溶解。

这些样品中的目标化合物主要有以下几大类,溶剂与挥发性的有机化合物,如醇类物质、BTEX等;摄入人体的环境污染物,如农药残留等;药物及其代谢产物,包括安非他明、镇痛剂、麻醉剂、抗抑郁剂、兴奋剂等;天然产物,如蛋白质、氨基酸、类固醇等。表3-4列举了SPME在医药领域中的部分应用。

由表3-4中的结果可见,SPME萃取血、尿等生物样品中的化合物时,全血的萃取率为0.8%~12.9%,尿样为3.8%~40.2%。由于基体复杂程度不同,尿样检测往往比血样检测具有更好的灵敏度和精密度,如全血中农药的测定检测限为4.4~80ug·L-1,高于尿样的1.6~24ug·L-1。毛发样品经过消解后可用SPME萃取,作为药物监测的手段,但SPME技术不适于测定毛发样品中的可卡因、海洛因等生物碱,因为这类酯型化合物会在碱性环境中水解。SPME还可用于唾液、粪便等样品的分析,检测药物及其代谢产物。

蛋白质、氨基酸等化合物常用的分析方法是用荧光标记之后进行HPLC-荧光检测。而用PA涂层的纤维可萃取中性环境中的肌血球蛋白、细胞色素C和溶菌酶等蛋白质化合物,并快速达到平衡。蛋白质以含NaCl的Na3PO4溶液洗脱,洗脱液用于HPLC分析,为蛋白质的快速分离和测定提供了新的途径。

2.药物成分分析

SPME-GC联用是分析中药材中挥发性成分的强有力工具。PDMS纤维可从中药丸中顶空萃取多种菇类化合物。笔者研究组对中成药中的溶剂残留进行了分析。

表3-4 SPME技术在医药卫生领域中的应用

我国药典中关注的残留溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、环己烷、正辛烷、苯乙烯、二乙烯苯,规定了它们的限量标准,苯低于2×10-6,其他溶剂低于20×10-1。除此之外我们还选取了一些药物提取中可能使用的溶剂,包括正己烷、乙醚、乙醇、丙酮、二氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、乙腈、乙酸乙酯,这些溶剂中只有二乙烯苯沸点较高,无法用低温色谱进行分离(低温色谱最高柱温为80℃),因此对其他几种溶剂残留进行了HS-SPME-低温色谱-FID富集分离和测定。市售的许多中成药都具有良好的水溶性,只要将样品溶于水就可进行顶空萃取。对影响SPME萃取的参数进行了优化实验,发现PDMS/DVB的纤维对各目标化合物都有很好的萃取效率,酸度的调节对测定没有影响,而加入30% NaCl可明显提高萃取效率,0℃的冰水浴中平衡10~15min就可完成萃取。低温色谱的程序升温为0℃的初温保持2min,以10℃·min-1的速率升至75℃。在上述条件下,SPME-低温色谱联用可使一些直接进样无法分开的化合物如环己烷和苯、乙醚和二氯甲烷、正己烷和乙酸乙酯达到很好的基线分离。图3-9为低温色谱分离中药中溶剂残留的标准色谱图,其中的甲醇为各化合物标准溶液的溶剂。


图3-9 低温色谱分离中药中溶剂残留的标准色谱图
1-甲醇;2-乙醇;3-乙腈;4-丙酮;5-乙醚;6-二氯甲烷;7-正己烷;
8-乙酸乙酯;9-四氢呋喃;10-苯;11-四氯化碳;12-环己烷;13-甲苯;
14-正辛烷;15-乙苯;16-间二甲苯,对二甲苯;17-苯乙烯;18-邻二甲苯

应用该方法多次测定的相对标准偏差为1%~8%;用于实际样品的分析,具有较高的灵敏度,检测限为0.16~5000ug·L-1,线性范围为2~3个数量级,加标回收率范围在88%~112%之间。样品测定的结果表明不同的中成药,由于提取方式不同,所含的溶剂残留也有所不同,感冒冲剂和板蓝根中以乙醚和乙醇残留为主,跌打丸中以丙酮残留为主,但残留量均低于国家规定的标准。

文章来源:《环境样品前处理技术》

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【关键词】氨基酸 蛋白质 二甲苯 环己烷 正辛烷 苯乙烯 二乙烯苯