全二維氣相色譜在藥物分析中的應(yīng)用研究

吳明媛（廣西水產(chǎn)科學(xué)研究院，廣西南寧530021）

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全二維氣相色譜在藥物分析中的應(yīng)用研究

吳明媛（廣西水產(chǎn)科學(xué)研究院，廣西南寧530021）

近些年以來，全二維氣相色譜技術(shù)已被普遍運(yùn)用在多個領(lǐng)域當(dāng)中，其憑借分辨度高、廣譜性強(qiáng)等特征優(yōu)點獲得許多生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的一致認(rèn)可。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)⒃摷夹g(shù)用于探究藥物檢測及研發(fā)過程當(dāng)中，并取得較好成績。本文立足于藥物分析的探究角度，對全二維氣相色譜運(yùn)作機(jī)制、具體運(yùn)用等方面內(nèi)容展開相關(guān)探析。

藥物分析；全二維氣相色譜；應(yīng)用

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域藥物分析中所涉及的相關(guān)內(nèi)容極其復(fù)雜，既包括藥物種類、性質(zhì)、成分結(jié)構(gòu)等方面的系統(tǒng)分析，也包括藥物功效、疾病診斷及動物實驗等方面的相關(guān)內(nèi)容。時下，藥物研究工作中引入了全二維氣相色譜及有關(guān)技術(shù)成果，使得藥物分析更具精密性和可行性。作為分離功能相當(dāng)強(qiáng)大的技術(shù)手段之一，全二維氣相色譜能夠為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的藥物分析實踐工作提供高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)工具。

1　解析全二維氣相色譜運(yùn)作原理及設(shè)備情況

1.1原理

從分離系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理方面展開分析，全二維氣相色譜（英文縮寫“GC×GC”）以串聯(lián)方式將兩根獨立工作的色譜柱聯(lián)通于一體，使其共同融合為全新的氣相色譜，這一色譜系統(tǒng)中的色譜柱（兩根）分別連接在調(diào)制器上，再經(jīng)調(diào)制器實現(xiàn)“搜集-聚焦-傳輸”的操作流程（見圖1）。色譜柱中分離出相應(yīng)的色譜峰后，分別通過調(diào)制器開展調(diào)制、脈沖、再分離等一系列實踐操作。

圖1　GC×GC運(yùn)行機(jī)理圖

圖1中，柱1通常是液膜層比較厚或?qū)嶋H長度較長的非極性色譜柱，柱2通常是液膜層比較薄或?qū)嶋H長度較短的極性色譜柱。運(yùn)用厚膜型的毛細(xì)調(diào)制管 （或冷阱控制型毛細(xì)空管）連通柱1、柱2，之后，調(diào)制器把柱1流出色譜分割為具有持續(xù)性的小型切片。一個小型切片都要接受二次聚焦處理，然后在流向柱2的分離體系中。第二維系統(tǒng)中組分效果僅可保存較短時間，通常是1～10s。所有檢測設(shè)備獲取的信號數(shù)據(jù)都用統(tǒng)一軟件實施處理，并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行重組整合，形成三維化的色譜圖 （即x軸代表柱1保留時間、y軸代表柱2保留時間、z軸代表色譜峰實際強(qiáng)度）以及二維化的輪廓圖（見圖2）［1］。

圖2　GC×GC-IFD所形成的二維化色譜圖像和三維化輪廓圖像

1.2儀器

GC×GC設(shè)備包含著六個單元體系，即：①氣源單元；②進(jìn)樣單元；③柱單元；④檢測單元；⑤數(shù)據(jù)搜集、處理單元；⑥溫控單元。當(dāng)中，最重要的體系部分是檢測系統(tǒng)、調(diào)制系統(tǒng)。調(diào)制設(shè)備作為整套系統(tǒng)中最核心的構(gòu)成部件，需達(dá)到三項運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)：①實現(xiàn)持續(xù)性搜集柱1分離出的組分色譜。②實現(xiàn)組分色譜的二次聚焦。③實現(xiàn)組分聚焦快速移動至柱2的頂端部位，突顯進(jìn)樣器功能性。在這一流程中，需格外注重聚焦、二次進(jìn)樣的操作流程，并堅持“無歧視性”、“均衡調(diào)制”原則，以更好地獲取色譜圖像。整套系統(tǒng)的調(diào)制方法分成徑向冷調(diào)、熱調(diào)、冷噴調(diào)、閥調(diào)等四大類別。以冷噴調(diào)制的操作最為簡易，該調(diào)制法不需調(diào)換部件，且方便修理及維護(hù)。在冷噴調(diào)制實踐操作中，工作效果較好，能夠得到具有對稱性的色譜峰高，并且柱1溫值不會受到限制。當(dāng)調(diào)制設(shè)備處于運(yùn)作狀態(tài)時，其可分離出冷、熱兩種氣體，此兩種氣體更替噴落于毛細(xì)柱之上，最終完成聚焦、二次進(jìn)樣等程序操作。

2　全二維氣相色譜運(yùn)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域藥物分析工作中的具體體現(xiàn)

2.1興奮劑、有毒物等方面的分析檢測

全二維氣相色譜是一套兼具高度緊密性、辨識性、靈敏性的分離運(yùn)作系統(tǒng)，將其運(yùn)用到各種興奮劑或毒理物質(zhì)的篩查檢測中，能取得很好效果。早期相關(guān)實驗表示，憑借GC×GCIFD能夠識別二十七種胺類 （接受過嚓陡-醋酸醉乙酞處理）藥物，同時可以提升既定系統(tǒng)的定量分析質(zhì)量。經(jīng)實踐證實，相比未經(jīng)改良的GC×GC檢測法，GC×GC-IFD線性檢測的方式更具精準(zhǔn)性，且運(yùn)用效果顯著?；诖?，GC×GC-IFD常被用在常規(guī)藥劑的檢測實踐中。另外，當(dāng)GC×GC整合于TO FMs中后，可自動化鑒別五十六類藥物，并能針對某一病例情況展開實時鑒別，以線性方法完成核查及分析工作，使得藥物識別過程獲取更多數(shù)據(jù)量，并把這些數(shù)據(jù)充分使用于藥品特征分析的操作實踐中。從聯(lián)用機(jī)制檢測藥物極性的層面看，GC×GC聯(lián)合TO FMs實施檢測時，很多種藥物間的極性差異都體現(xiàn)得相當(dāng)明顯，針對鑒別藥物起到關(guān)鍵作用。當(dāng)GC×GC與四極桿質(zhì)譜相互聯(lián)合時，該檢測模式可對多種藥物展開實時監(jiān)測，這一檢測方式選取較小范圍值為基準(zhǔn)，繼而探查更大范圍信息或數(shù)據(jù)情況，最后實施整合歸納、系統(tǒng)分析等工作。具體的檢測實踐中，質(zhì)譜掃描的實際頻率參數(shù)保持19～20Hz間。另外，借助化學(xué)計量法能夠把GC×GC獲取的數(shù)據(jù)信號導(dǎo)入重疊峰，經(jīng)系統(tǒng)解析后得到藥物的具體成分。

2.2天然藥物、中藥等方面的分析運(yùn)用

當(dāng)前，已納入我國藥物體系的中藥超過一萬種，當(dāng)中的解表性藥材、活血性藥材、行氣性藥材、化濕性藥材等蘊(yùn)含著揮發(fā)性油質(zhì)，經(jīng)藥理實驗后確證，以上幾類藥材中含有的揮發(fā)性油質(zhì)可起到消喘、鎮(zhèn)咳、除痰、壯胃、滅菌、解表、除熱等功效，香葉天竺葵、獲術(shù)等還可使用于抵抗腫瘤蔓延發(fā)展。有關(guān)這些揮發(fā)性油的研究內(nèi)容包括以下幾項：①控制藥材質(zhì)量；②對藥材實施全組分解析，涉及化學(xué)結(jié)構(gòu)、定性征象、定量表征等具體情況；③解析藥材內(nèi)部化合物類型情況，通常以族分離法開展工作。由于中藥種類非常多，且內(nèi)部構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，要對其組分中的內(nèi)部含量進(jìn)行鑒別探究，需要借助先進(jìn)、有效的技術(shù)手段。GC×GC在分析中藥藥材的工作實踐中，可正確鑒別藥物的具體特性，并對構(gòu)建中藥評估體系起到推動作用。另外，GC×GC-TO FMS計量檢測法將多參比峰當(dāng)作工作基礎(chǔ)，進(jìn)而借助二維全色譜圖像實現(xiàn)匹配分析，并按系統(tǒng)模板的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展樣品檢驗操作，當(dāng)全部程序完成之后就可以獲得整套譜圖。有關(guān)實驗顯示，借助GC×GC-TO FMS可快速鑒別揮發(fā)性油質(zhì)中常規(guī)成分和化學(xué)成分的具體區(qū)別，并能呈現(xiàn)出差異的具體征象，這一說法符合定性化（或定量化）藥物分析的試驗結(jié)果［2］。

2.3全二維氣相色譜發(fā)展前景淺析

相比一維型氣相色譜的運(yùn)用情況而言，GC×GC的峰容量更大，且辨析度、反應(yīng)靈敏度都更高，其在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的實踐運(yùn)用，具有相當(dāng)大的價值及潛力。除了以上兩大方面的檢測、分析運(yùn)用之外，GC×GC還被引入藥物代謝檢測方面的分析工作中，其可更好地評估藥物里的毒性類型及程度情況。此外，指紋圖譜的開發(fā)使用也受到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的較高重視，借助指紋型圖譜能迅速搜索、篩查達(dá)到醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)的中藥藥材，這對嚴(yán)控藥材質(zhì)量有很大幫助。此外，GC×GC-TO FMS的檢測方式更易于探究各類藥物內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)及相關(guān)體系情況，比起質(zhì)譜檢測法的運(yùn)用情況，GC×GC-TO FMS更能滿足實時檢測的定性需求，并且，GC×GC-TO FMS檢測法為藥物研究工作提供的檢測數(shù)據(jù)具有二維特性，使相關(guān)信息具有了更強(qiáng)的精確性、可信性。由此推測，全二維氣相色譜將在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的藥物分析工作當(dāng)中展示出更廣、更重要的實際價值。

3　結(jié)語

鑒于GC×GC及相關(guān)技術(shù)具備很高的分辨性能和分離功能，當(dāng)其應(yīng)用到藥物研究領(lǐng)域中后，能夠?qū)崿F(xiàn)更快速、更精確地鑒別藥物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、本質(zhì)特性、毒性特征、代謝反應(yīng)等。此外，藥物樣品的具體特性極其復(fù)雜，當(dāng)一些藥物特性具有趨同性或相近性時，借助GC×GC-TO FMS可較為準(zhǔn)確地判定藥物間的區(qū)別特征，并有助于篩查每一色譜所對應(yīng)的組峰，進(jìn)而簡化了藥物分離的操作流程。因此，全二維氣相色譜在復(fù)雜藥物樣品的篩查鑒定工作中同樣具有較高的實用價值。

［1］白沙沙，李芝，臧曉歡.磁性石墨烯固相萃取-分散液液微萃取-氣相色譜法測定水和綠茶中酰胺類除草劑殘留［J］.分析化學(xué)，2013，8（41）：1178～1182.

［2］李曉飛，唐 磊，羅永此，姚煥煥.固相支撐液液萃取-氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定血液中8種苯二氮類藥物［J］.刑事技術(shù)，2014，29（2）：27～29.

2016-3-10

R917

A

2095-2066（2016）10-0218-02