原创 微流控芯片技术在药物分析领域的研究进展（下）

微流控芯片在其他药物剂型（如颗粒、胶囊、滴鼻液和滴眼液等）检测的应用中，也延续了片剂、注射液检测方向以电化学检测为主的趋势。例如，Alhakimi A等建立了快速测定精氨酸布洛芬含量的微流控芯片非接触 电 导 检 测 法 ，以 20 mmol/L 三 羟 甲 基 氨 基 甲 烷（Tris）-20 mmol/L硼酸（H3BO3）（pH 8.6）为缓冲溶液，在分离电压2.0 kV、进样时间10 s的条件下，于45 s内可实现对精氨酸布洛芬颗粒的快速分析。童艳丽等建立了快速测定盐酸克林霉素胶囊中盐酸克林霉素的微流控 芯 片 非 接 触 电 导 检 测 法 ，以 2.0 mmol/L HAc-2.0mmol/L NaAc为缓冲溶液，在分离电压为1.5 kV，进样时间15 s的条件下，于1 min内可实现对盐酸克林霉素的快速分离测定，检测限为 5.0 μg/mL。吴小林等对滴鼻液中的盐酸萘甲唑啉进行了微流控芯片非接触电导测定，选择 20 mmol/L H3BO3-10 mmol/L Tris（pH 7.5）为缓冲溶液，加入2 mmol/Lβ-环糊精（β-CD）作为添加剂，在分离电压2.7 kV的条件下，于3 min内可实现盐酸萘甲唑啉的快速分离检测，检测限为5.0 μg/mL。黄路等建立了快速测定盐酸倍他洛尔滴眼液中盐酸倍他洛尔含量的微流控芯片非接触电导检测法，以 1.5 mmol/LHAc-1.5 mmol/L NaAc（pH 4.69）为缓冲溶液，在分离电压2.1 kV、进样时间10 s的条件下，于0.7 min内实现了盐酸倍他洛尔的快速分离测定，检测限为1.0 μg/m L，且滴眼液中的辅料在该条件下不干扰测定。

由此可见，微流控芯片分析在单一主成分药物分析中的应用较为多样，发挥了微流控芯片检测微型化、快速化、样品/试剂消耗低的优点，可以满足多种制剂主成分检测的需要。

2.2 在多成分药物分析中的应用

多成分药物分析较单一药物成分分析的难度有所增加，各种检测器也发挥了其在药物分析领域的不同优势，研究数量虽然略少，但检测器种类却更加丰富。

杨秀娟等对感冒药日夜百服咛片中的盐酸伪麻黄碱和氢溴酸右美沙芬进行了微流控芯片非接触电导检测，采用缓冲液为20 mmol/L Tris-20 mmol/L H3BO3（pH 8.0）、分离电压3.0 kV、进样时间10 s，结果盐酸伪麻黄碱和氢溴酸右美沙芬的检测限分别为10、5.0 μg/mL。Vlcková M等首次应用微流控芯片紫外检测器，以等电聚焦（IEF）原理成功测定了水蛭素、促红细胞生成素和贝伐单抗3种药物的等电点（pI值）。Ding S等采用微流控芯片电化学发光法，以 50 mmol/L PBS（pH 8.0）为缓冲液，分离电压为1.20 V，进样时间为30 s，在100 s内分离检测了曲马多、利多卡因以及氧氟沙星，检测限为1.0×10－5～2.5×10－5 mol/L。Wu M等使用微流控芯片激光诱导荧光检测器，使用场放大样品堆积（FASS）和反向场堆积（RFS）的片上多重富集方法，同时分析了卡那霉素、万古霉素和庆大霉素的含量，该微流控芯片激光诱导荧光检测与在线多重富集方法的联用使检测灵敏度提高了 259～308 倍，3 种抗生素的检测限为0.20～0.80 μg/L。该方法可以用于河水样品中抗生素的测定，为环境药物监测提供了新方法。

多成分药物同时分析的难度有所增加，且部分应用场景也需要微流控芯片检测联合在线富集技术以进一步提高检测灵敏度。随着复方药物分析、环境药物监测以及其他复杂药物分析场景进一步发展的需要，微流控芯片药物分析会出现更多、更丰富的研究与应用。

2.3 在药动学分析中的应用

微流控芯片在药动学的研究中，充分发挥了其检测快速、样品/试剂消耗量少的优点。

Wang S等开发了一种非接触电导检测与微流控芯片相结合的方法，用于确定两相分布平衡后目标药物的分配系数，其考察了4种药物两相之间的分配平衡，结果与通过高效液相色谱-紫外可见光分光光度法检测和传统摇瓶法获得的结果一致，但分析时间显著缩短，仅40 s。Liu X等选择荧光素钠作为背景，采用微流控芯片激光诱导荧光检测法研究了蛋白质-肝素的相互作用，最终测得的结合常数与其他文献中报道的一致。Salete B等采用微流控芯片质谱检测法进行了人肝微粒体中细胞色素P450（CYP）药物代谢酶对丙米嗪体外代谢作用的研究，结果表明，在芯片通道内丙咪嗪生物转化的米氏常数以及化学抑制剂（反苯环丙胺）对该CYP2C19介导反应的半抑制浓度（IC50）值，与常规测定的文献中报道结果一致，显示了基于微流控芯片的CYP反应用于代谢物筛选与 CYP 抑制测定研究的潜力。Nordman N等通过微流控芯片质谱检测法成功测定了尿液样本中6种曲马多的代谢物和4种对乙酰氨基酚的代谢物，所有代谢物在 30～35 s 内实现了分离，代谢物种类与以往报道一致。

目前微流控芯片药动学研究大多以验证性试验为主，结果显示微流控芯片测定的数据与其他分析方法具有一致性，同时显示出微流控芯片具有的快速检测、样品/试剂消耗量少、可进行细胞的培养与分选、物质的相互反应与检测等其他分析仪器不具备的独特优势。

2.4 在手性药物分析中的应用

微流控芯片在手性化合物研究中的应用多集中于手性药物对药物活性与毒性具有影响的药物种类。Chen B等采用微流控芯片非接触电导法检测了氧氟沙星手性对映体，缓冲液为1 mmol/L MES-1 mmol/LTris（pH 8.0），在分离电压1.5 kV、进样时间10 s的条件下，氧氟沙星手性对映体可以在 1 min 内实现完全分离，左氧氟沙星与右氧氟沙星的检测限分别为 18、21μg/mL，该方法可以应用于含有氧氟沙星手性对映体的产物的分离，例如氧氟沙星滴眼液等。Wallenborg SR等利用微流控芯片激光诱导荧光检测法对去甲麻黄碱、麻黄碱、伪麻黄碱、甲卡西酮、去氧麻黄碱进行了手性检测，缓冲液由 50 mmol/L 硼酸-50 mmol/L 磷酸钠（pH 7.35）、10 mmol/L高度硫酸化的γ-CD 和1.5 mmol/L十二烷基磺酸钠组成，在分离电压8 kV 的条件下，在7min 内实现了上述成分的手性分离。GuoWP 等成功采用微流控芯片电化学发光法实现了对人尿液中山莨菪碱、阿替洛尔和美托洛尔手性对映体的分离检测，检测限为0.3～0.6 μmol/L，该方法可以应用于临床上床旁药物浓度监测。

2.5 在组织样本药物浓度分析中的应用

将微流控芯片用于检测组织样本中的药物含量，在农业、基础科学方面都有一些有益的应用研究。例如，张兰春等利用微流控芯片非接触电导检测法测定了猪肝中的盐酸克伦特罗，结果盐酸克伦特罗在0.4 min内即可得到良好分离，为兽药残留以及食品质量控制提供了一种快速方便的检测方法。Hao M等采用微流控芯片激光诱导荧光检测法，以2，3-萘二甲醛作为衍生化试剂来标记细胞中的谷胱甘肽，对单细胞中谷胱甘肽的含量进行了检测，其线性范围为5×10－4～5×10－3 mol/L，检测限为4.47×10－5 mol/L，为检测单细胞中谷胱甘肽提供了一种简单快速的方法。Ding Y 等通过微流控芯片安培检测法分析了牛奶样本中5种氨基糖苷类抗生素的含量，包括大观霉素、链霉素、阿米卡星、巴龙霉素和新霉素等，其线性范围为 4.9～316.8 μmol/L，检测限为2.1～4.6 μmol/L，为乳业的质量控制提供了新方法。

2.6 在尿药浓度分析中的应用

相对于血液，尿液需要的前处理较少，并且具有相对较好的透光性，因此激光诱导荧光检测、化学发光检测成为微流控芯片尿药浓度分析时大多数研究者的首选。由于二者还具有高灵敏度的特点，目前已成为了微流控芯片尿药浓度分析时最为常用的检测方法。

Hu H等采用非水微流控芯片激光诱导荧光检测法快速分离了尿样中的肾上腺素、多巴胺和去甲肾上腺素，3种药物均在1 min内得到完全分离，检测限分别为2.5、5.0、5.0 μg/L，该方法可以应用于尿样中儿茶酚胺类物质的测定。Kamal T等将微流控芯片激光诱导荧光检测法应用于利尿药的检测，如阿米洛利、三苯乙烯、苄氟噻嗪和布美他尼等，上述4种药物可以在15 s内得到分离，4种化合物的检测限均小于1 μg/mL，线性范围为0.05～20 μg/mL，该方法可以应用于制剂和人尿液中药物的分析，且不受其他成分的干扰。Zhang Y等采用微流控芯片激光诱导荧光检测法，结合FASS和RFS在线富集方法，分离尿样中多巴胺、去甲肾上腺素和5-羟色胺，结果其检测限分别为1.69、2.35、2.73 nmol/L。Du Y等通过微流控芯片电化学发光检测法，在100 s内成功分离了尿液中的海洛因和可待因，该方法可应用于相关药物的法医检测。 Ding Y等使用微流控芯片脉冲电化学法成功实现了沙丁胺醇、特布他林等4种β受体激动剂在尿液样品中的检测，检测限为0.73～1.1 μmol/L。

由此可见，微流控芯片应用于尿药浓度分析时可将高灵敏度、微流控芯片快速便携的特点与尿药浓度分析的需要相结合，使尿药浓度检测仪器做到了小型化、便携化，为尿药浓度分析提供了更丰富的应用场景。

2.7 在血药浓度分析中的应用

由于血液成分复杂，前处理需要的程序较多，而且对检测器灵敏度的要求较高，因此微流控芯片检测血药浓度一直是研究的热点与难点。通用型检测器一般灵敏度较低（例如非接触电导检测），而灵敏度高的检测器却对药物检测的通用性相对较弱（例如激光诱导荧光检测）。这种两难的局面吸引着众多的研究者，从不同方向研究微流控芯片在血药浓度分析中的应用。从高灵敏度检测器方向进行研究的学者，致力于拓展血药浓度分析的药品种类与范围；从通用型检测器方向进行研究的学者，更多的是寻求提高灵敏度的方法。总之，寻求一种通用性强且灵敏度高的微流控芯片血药浓度分析方法，一直是该领域研究者努力的方向。

在检索到的文献中，微流控芯片用于血药浓度分析的方法涵盖了除紫外-可见光检测、质谱检测以外的各种检测法，其中以光谱检测报道居多。例如，Zeid AM等开发了一种微流控芯片激光诱导荧光检测法同时分析血浆和尿样中的加巴喷丁和普瑞巴林，通过亲核取代反应，得到两种高荧光药物的产物，以甲基纤维素和β-CD为缓冲液添加剂，在200 s内成功实现了上述2种药物的分离检测，检测限低于3 ng/mL，回收率在89％以上。Hua L等使用微流控芯片激光诱导荧光检测，开发了一种简单快速分析人血清中多柔比星和柔红霉素的方法，在最佳分离条件下，两者在 60 s 内可得到分离。Huang Y等将在线标记系统和化学发光检测系统紧密地整合到玻璃/聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控芯片上，测定了人血浆中卡托普利、6-巯基嘌呤等4种巯基药物，检测可在90 s内完成，且药物的检测限低于13.5×10－9 mol/L。Wang J等使用多DNA酶功能化金纳米颗粒开发了具有双信号放大的微流控芯片化学发光检测法，以鲁米诺化学发光体系检测了人血清样品中的凝血酶，检测限低至0.55 pmol/L。Huang Y等利用微流控芯片激光诱导荧光法竞争性免疫反应，检测了人血浆样品中苯巴比妥的含量，检测限为3.4 nmol/L。

除了使用光谱检测外，还可见使用电化学检测的报道。Chong KC等采用了基于场放大样品注入（FASI）和胶束 - 溶剂堆积（MSS）的新型在线富集技术，结合微流控芯片非接触电导检测法，检测了人血浆中的万古霉素，检测限可达 1.2 μg/mL。 Ding Y 等采用微流控芯片脉冲安培检测法分析了牛血清中的4种非甾体类抗炎药，包括水杨酸、对乙酰氨基酚、二氟尼柳和双氯芬酸，分离时间在2 min内，线性范围为0.5～15.3 g/mL，为非甾体类抗炎药的血药浓度分析提供了一种高效便捷的新方法。

微流控芯片具有实现血药浓度分析便携化、快速化、低成本化的前景，但血药浓度的分析需要极高的灵敏度、分离度及精密度，这对微流控芯片血药浓度研究与应用是一个较大的挑战。如果能将治疗药物监测（TDM）以微流控芯片检测的方式实现，这会是一个对患者与社会非常有益的研究。

3 结语

微流控芯片检测技术作为一种前沿的分析检测技术，已在不同类型的药物分析中有了较为广泛的应用。一方面，微流控芯片降低了药物分析的成本，使药物分析检测的手段更为丰富，也使药物分析更加的微型化、集成化；另一方面，药物分析场景的新要求，也促进了微流控芯片检测技术的成熟。随着微流控芯片检测技术的进一步发展，未来微流控芯片药物分析必然会应用于更广泛的领域。

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