固相萃取技术
摘要:了解固相萃取技术的新进展及其在体内药物分析中的应用情况。介绍固相萃取
基本原理、填料种类和自动化操作等,并对该技术在体内药物分析中的应用进行综述。
关键词：固相萃取 体内药物分析
近年来,由于高效液相色谱,特别是反相高效液相色谱的成功应用,人们利用色
谱理论,采用装有不同填料的小柱进行样本制备的固相萃取(亦称液2固萃取)技术( SPE)日益受到重视〔1〕。本文旨在介绍固相萃取技术基本原理、填料种类、自动化操作及近年来其在体内药物分析中的应用〔2〕。
1 SPE基本原理
将不同的填料作为固定相装入微型小柱,当含有药物的生物样品溶液通过时,由于受到“吸附”或“分配”或“离子交换”或其它亲和力作用,药物或杂质被保留在固定相上,用适当的溶剂洗除杂质,再用适当溶剂洗脱药物。洗脱方式有两种:一种是药物比杂质与固定相之间的亲和力更强,因而被保留,然后用一种对药物亲和力更强的溶剂洗脱;另一种是杂质较药物与固定相之间亲和力更强,则药物被直接洗脱。通常使用的是前一种模式。
2 SPE填料种类及萃取机制
SPE技术的核心是填料,填料种类繁多,可分成亲脂型、亲水型和离子交换型3类。根据所采用固相萃取剂的种类,可将固相萃取法分为3类:正相、反相和离子交换固相萃取〔2〕。在生物药物分析中,常用的是反相和离子交换固相萃取。固相萃取的作用机制主要包括非极性作用(色散作用) 、极性作用(氢键作用、偶极矩和诱导偶极作用等) 、离子作用和共价作用等。目前随着新固相萃取剂的应用,由于可以综合应用多种作用机制,从而提高了各种固相萃取方法的应用范围。
3 SPE技术新的进展
SPE技术固有的优势使其在生物样本分析中有着越来越广泛的应用,关于其新型固定相萃取剂和自动化操作设备的研究与应用方面有了一定的新进展。 3、1新型固相萃取剂
3、1、1扩大萃取剂的适用范围,即提高固相萃取的通用性。因此,将极性、非极性基团、离子(阴、阳)交换基团或高分。
3、1、2固相萃取的填料更具有选择性。苯基硼酸( PBA)键合相硅胶被用于选择性地萃取血浆中的一系列β2拮抗剂。其作用机理在于药物与填料以共价
键结合,较为专属地保留该类含醇羟基的药物。
3、2 SPE自动化操作
众所周知,体内药物分析中的样品量相当大,这就决定了如果不设法实现自动化,大量的重复操作不可避免的由人工完成,这个过程是繁杂、费时而又耗费人力的。因此,即使是SPE这种单个操作相对省时的前处理技术,大力开发其自动化技术,也是十分必要的。早期的自动化固相萃取系统是逐个连续进样的,当一个样品完成洗脱过程后,另一个样品才可以进样,耗时较长〔3〕。进入上世纪90年代以后,自动化的平行操作固相系统得到了推广。使用这样的装置,固相萃取的速度远远超过了人工操作。自动化程度高、可与HPLC或LC2MS联用,从而实现样品在线预处理的特点使得固相萃取技术在组合化学、药物筛选等高通量领域得以广泛应用〔19, 20〕。全自动的SPE通过柱切换技术,采用六通阀与HPLC或者LC2MS联用,这种系统也被认为是预柱或双柱系统。目前开发出一系列商品化仪器,例如荷兰Spark公司的Prospect,Merck公司的OSP22, Gilson公司的ASPEC XL。这些仪器自动化程度高,在分析上一个样品的同时,已经开始自动制备下一个样品。
4 SPE在体内药物分析中的应用
随着技术的日益完善,固相萃取以其高效、萃取率高、作简便等优点在体内药物分析中应用不断增多,丰富了生物样品预处理的方法。SPE与液一液萃取相比,操作简单,耗时短,节省试剂,无污染,因此,很多分析工作者尝试采用这种方法,获得了良好的效果。刘蕾等在测定人血浆中地赛米松浓度时,使用Oasis HLB C18固相萃取小柱预处理血浆样品,简便、快速,只需要经过简单的固相萃取,每一样品的分析时间只需9分钟,并且节省试剂,回收率高,符合临床上对人血浆中的地赛米松的浓度测定要求〔4〕。单忠敏等在进行血浆中皮质醇研究时,没有采用国内普遍应用的二氯甲烷提取标本,放射免疫法测定含量的方法,由于工作人员接触有毒试剂,同位素也会污染环境,而且只能单一测一种物质,改用固相萃取技术,应用高效液相色谱方法可同时测定血浆中的可的松和皮质醇两种物质,分离效果令人满意。进行生物样本预处理时引入杂质少、回收率高是SPE的优点之一〔5〕。李冬梅等在测定血浆中的抗癫痫药物时,采取了固相萃取的预处理方法,较之传统的液一液萃取方法简单,用时少:比较同一血浆经两种方法提取后的含量测定色谱图,可见SPE的样品杂质明显减少,因此可减轻对色谱柱的污染,延长其使用寿命〔6〕。
5 结语
SPE技术的出现使生物样本处理过程大为简化,自动化SPE的使用真正实现
了生物样本的在线分析,以其高效、高选择性、高度自动化的特点广泛用于体内药物分析中各种生样品的分离和纯化。但是,应该看到的是,固相萃取技术在使萃取剂更具有选择性和通用性方面仍然存在一定差距,自动化的预处理技术的应用还不够广泛,应该进一步研究。随着这项技术的逐渐成熟,在体内药物分析样本处理中所处的地位会越来越要。
相关文献
〔1〕康建,蒲菲菲,刘亚革,等. 固相萃取反相高效液相色谱法测定人血浆麦考酚酸浓度〔J〕. 中国药学杂志, 2001, 36 (5) : 3311
〔2〕黄作君, 李中东, 施孝金, 钟明康.固相萃取技术及其在体内药物分析中的应用〔J〕.药学服务与研究,2004, 4 (3) : 250
〔3〕王明强,李潇,姜金廷.固相萃取技术在体内药物分析中的应用与发展〔J〕.(2005),18(1):29
〔4〕刘蕾,付逸龙,殷琦,等. SPE. HPLC. MS测定人血浆中地赛米松浓度〔J〕. 中国药学杂志, 2005, 40 (9) : 7051
〔5〕单忠敏,徐凤铎,宋力,等. 应用固相萃取技术同时测定血浆中皮质醇和可的松〔J〕. 中国优生与遗传杂志, 1 997, 5 (4) : 291
〔6〕李冬梅,丁学开,梁民琦,等. 固相萃取用于血浆中抗癫痫药物的提取〔J〕. 中国现代应用药学杂志, 1999, 16 (6) : 561
固相萃取技术
摘要:了解固相萃取技术的新进展及其在体内药物分析中的应用情况。介绍固相萃取
基本原理、填料种类和自动化操作等,并对该技术在体内药物分析中的应用进行综述。
关键词：固相萃取 体内药物分析
近年来,由于高效液相色谱,特别是反相高效液相色谱的成功应用,人们利用色
谱理论,采用装有不同填料的小柱进行样本制备的固相萃取(亦称液2固萃取)技术( SPE)日益受到重视〔1〕。本文旨在介绍固相萃取技术基本原理、填料种类、自动化操作及近年来其在体内药物分析中的应用〔2〕。
1 SPE基本原理
将不同的填料作为固定相装入微型小柱,当含有药物的生物样品溶液通过时,由于受到“吸附”或“分配”或“离子交换”或其它亲和力作用,药物或杂质被保留在固定相上,用适当的溶剂洗除杂质,再用适当溶剂洗脱药物。洗脱方式有两种:一种是药物比杂质与固定相之间的亲和力更强,因而被保留,然后用一种对药物亲和力更强的溶剂洗脱;另一种是杂质较药物与固定相之间亲和力更强,则药物被直接洗脱。通常使用的是前一种模式。
2 SPE填料种类及萃取机制
SPE技术的核心是填料,填料种类繁多,可分成亲脂型、亲水型和离子交换型3类。根据所采用固相萃取剂的种类,可将固相萃取法分为3类:正相、反相和离子交换固相萃取〔2〕。在生物药物分析中,常用的是反相和离子交换固相萃取。固相萃取的作用机制主要包括非极性作用(色散作用) 、极性作用(氢键作用、偶极矩和诱导偶极作用等) 、离子作用和共价作用等。目前随着新固相萃取剂的应用,由于可以综合应用多种作用机制,从而提高了各种固相萃取方法的应用范围。
3 SPE技术新的进展
SPE技术固有的优势使其在生物样本分析中有着越来越广泛的应用,关于其新型固定相萃取剂和自动化操作设备的研究与应用方面有了一定的新进展。 3、1新型固相萃取剂
3、1、1扩大萃取剂的适用范围,即提高固相萃取的通用性。因此,将极性、非极性基团、离子(阴、阳)交换基团或高分。
3、1、2固相萃取的填料更具有选择性。苯基硼酸( PBA)键合相硅胶被用于选择性地萃取血浆中的一系列β2拮抗剂。其作用机理在于药物与填料以共价
键结合,较为专属地保留该类含醇羟基的药物。
3、2 SPE自动化操作
众所周知,体内药物分析中的样品量相当大,这就决定了如果不设法实现自动化,大量的重复操作不可避免的由人工完成,这个过程是繁杂、费时而又耗费人力的。因此,即使是SPE这种单个操作相对省时的前处理技术,大力开发其自动化技术,也是十分必要的。早期的自动化固相萃取系统是逐个连续进样的,当一个样品完成洗脱过程后,另一个样品才可以进样,耗时较长〔3〕。进入上世纪90年代以后,自动化的平行操作固相系统得到了推广。使用这样的装置,固相萃取的速度远远超过了人工操作。自动化程度高、可与HPLC或LC2MS联用,从而实现样品在线预处理的特点使得固相萃取技术在组合化学、药物筛选等高通量领域得以广泛应用〔19, 20〕。全自动的SPE通过柱切换技术,采用六通阀与HPLC或者LC2MS联用,这种系统也被认为是预柱或双柱系统。目前开发出一系列商品化仪器,例如荷兰Spark公司的Prospect,Merck公司的OSP22, Gilson公司的ASPEC XL。这些仪器自动化程度高,在分析上一个样品的同时,已经开始自动制备下一个样品。
4 SPE在体内药物分析中的应用
随着技术的日益完善,固相萃取以其高效、萃取率高、作简便等优点在体内药物分析中应用不断增多,丰富了生物样品预处理的方法。SPE与液一液萃取相比,操作简单,耗时短,节省试剂,无污染,因此,很多分析工作者尝试采用这种方法,获得了良好的效果。刘蕾等在测定人血浆中地赛米松浓度时,使用Oasis HLB C18固相萃取小柱预处理血浆样品,简便、快速,只需要经过简单的固相萃取,每一样品的分析时间只需9分钟,并且节省试剂,回收率高,符合临床上对人血浆中的地赛米松的浓度测定要求〔4〕。单忠敏等在进行血浆中皮质醇研究时,没有采用国内普遍应用的二氯甲烷提取标本,放射免疫法测定含量的方法,由于工作人员接触有毒试剂,同位素也会污染环境,而且只能单一测一种物质,改用固相萃取技术,应用高效液相色谱方法可同时测定血浆中的可的松和皮质醇两种物质,分离效果令人满意。进行生物样本预处理时引入杂质少、回收率高是SPE的优点之一〔5〕。李冬梅等在测定血浆中的抗癫痫药物时,采取了固相萃取的预处理方法,较之传统的液一液萃取方法简单,用时少:比较同一血浆经两种方法提取后的含量测定色谱图,可见SPE的样品杂质明显减少,因此可减轻对色谱柱的污染,延长其使用寿命〔6〕。
5 结语
SPE技术的出现使生物样本处理过程大为简化,自动化SPE的使用真正实现
了生物样本的在线分析,以其高效、高选择性、高度自动化的特点广泛用于体内药物分析中各种生样品的分离和纯化。但是,应该看到的是,固相萃取技术在使萃取剂更具有选择性和通用性方面仍然存在一定差距,自动化的预处理技术的应用还不够广泛,应该进一步研究。随着这项技术的逐渐成熟,在体内药物分析样本处理中所处的地位会越来越要。
相关文献
〔1〕康建,蒲菲菲,刘亚革,等. 固相萃取反相高效液相色谱法测定人血浆麦考酚酸浓度〔J〕. 中国药学杂志, 2001, 36 (5) : 3311
〔2〕黄作君, 李中东, 施孝金, 钟明康.固相萃取技术及其在体内药物分析中的应用〔J〕.药学服务与研究,2004, 4 (3) : 250
〔3〕王明强,李潇,姜金廷.固相萃取技术在体内药物分析中的应用与发展〔J〕.(2005),18(1):29
〔4〕刘蕾,付逸龙,殷琦,等. SPE. HPLC. MS测定人血浆中地赛米松浓度〔J〕. 中国药学杂志, 2005, 40 (9) : 7051
〔5〕单忠敏,徐凤铎,宋力,等. 应用固相萃取技术同时测定血浆中皮质醇和可的松〔J〕. 中国优生与遗传杂志, 1 997, 5 (4) : 291
〔6〕李冬梅,丁学开,梁民琦,等. 固相萃取用于血浆中抗癫痫药物的提取〔J〕. 中国现代应用药学杂志, 1999, 16 (6) : 561