绿色分析新技术在药物分析实际应用中的研究

[摘要] 大量有机溶剂用于药物分析的色谱和光谱等分析法中易产生大量挥发性废弃物，对环境有害。减少或消除有机溶剂消耗而又无损分析效果的绿色分析技术日益受到重视。该文就色譜、光谱及其他分析技术等进行了综述，并简单介绍气相色谱法、生物分析技术、光谱法及其他分析技术等，同时对绿色分析技术及其在药物分析中的发展进行了展望。

[关键词] 绿色分析技术；药物分析；应用；研究

[中图分类号] R917 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2018）06（c）-0193-02

绿色化学指最大限度减少化合物对于环境所造成的危害，其中包括绿色分析化学，目的为通过新的分析技术降低危险化学品及有害废弃物对环境造成的危害及污染，并同时对环境友好的溶剂进行研究。通过绿色分析化学，可以对药物及其各种制剂的组成、理化性质、及其有效成分的含量、安全性等进行测量，称为药物分析[1]。

1 绿色色谱技术

该技术包括小型色谱仪、超高效液相色谱仪、在分离分析中应用超临界流体色谱法等[2]，目的为降低溶剂消耗、寻找有效的绿色替代溶剂。

1.1 绿色液相色谱

大量有机溶剂被应用于液相色谱法中，其中4.6 mm标准内径和25 cm长的常规液相色谱柱在操作中需要约1～1.5 mL/min流速进行，一般情况下，若流动相每日超过1 L，有机溶剂则被作为废液进行处理[3]。这些有机溶剂一般具有挥发性，易在环境中分散造成污染，甚至具备毒性。由此，人们开始设法通过绿色分析技术开发新的分析方法。

1.1.1 绿色样品制备技术 绿色样品制备技术包括固相萃取、溶剂固相微萃取及超临界流体萃取等。其中固相萃取因环保、消耗有机溶剂少、制备时间短，被广泛用于药品分析，且可全面实现自动化。

1.1.2 快速液相色谱法 液相色谱法分离中，在不增加流动相流量情况下，通过升高柱温或提高洗脱液入口压力增加洗脱液的线速度；或者入口压力不变，采取整体柱等方法增加柱的渗透性；也可增加柱效，采用与系统匹配的全多孔亚-2 μm或亚-3 μm的表面多孔颗粒填料，减少分析时间[4]。

1.1.3 液相系统小型化 小型液相色谱直接缩短了柱长，虽然影响了分离效能，但可通过减少粒径的方式用以补偿。小径柱可减少溶质在流动相中的稀释量，集中检测器中条带显示，提高检测灵敏度。且小径柱具有散热速度快的特点，在较高系统压力下有较大优势。液相色谱小型化中也包括微流色谱，流动相流速以μL/min为单位，则其可在24 h的分析中自动操作，产生的废液小于10 mL，另外，色谱固定相填料用量少，周韦等人[5]研究报道，4.6 mm内径标准柱每次分离中有12 mL溶剂被消耗，而300 μm内径柱只有39 μL。

1.1.4 液相色谱中的替代溶剂 较为绿色和环保试剂包括纯净水、乙醇、二氧化碳等。乙腈虽然可溶解溶质的种类较多，酸度、化学反应性、粘性都较低，但其具有较大的毒性、其废液处理成本也不低。乙醇有与乙腈物理性质相似，但粘度过高。随着科技的进步，高效液相色谱仪的使用压力可≥100 MPa，粘度问题可得到解决。在液相色谱分离中，流动相为乙醇-水，溶剂及流出废物都可与环境相容。此外也可通过采取碳酸丙烯酯与乙醇的混合物用于药物分析，更加绿色环保，且洗脱顺序、色谱保留时间、分离效率和峰对称性等皆不改变。近年来，也有文献报道采取纯热水作为洗脱液，被称为亚临界水色谱法。水的介电常数在高温条件下有所改变，在150℃下与正常环境温度下甲醇-水（50：50）混合溶液的介电常数相似，因此，在非常短的波长中色谱与火焰离子化等检测器可应用纯净水作为溶剂进行联用，可有效增加了离子化效率和信噪比。除此之外，亚临界水色谱法也得到具体应用，流动相具有pH缓冲能力的超临界水在聚苯乙烯—二乙烯基苯色谱柱中，当环境温度到160℃高温温度变化范围内分离出6种抗癌药物。在超临界流体色谱中，采用加压的二氧化碳形成液态或超临界流体作为流动相，由于其粘度低，因此高流速允许通过，从而分离速度大幅度提升，通过极性改性剂提高分析物的峰形状，减压时返回气相，非挥发性分析物得以有效回收[6]。

1.1.5 直接液相色谱技术 通过在线或现场色谱法，在线制备样品、分析装置、定期和自动收集及分析，通过现场检测提高效率，降低色谱分析的时间，显著减少试剂的消耗。

1.2 绿色气相色谱法

绿色气相色谱法在操作过程中一般采用无害的氦气和氢气或氮气等作为洗脱剂，已达到环保的目的。

1.2.1 直接气相色谱技术 该方法主要用于柱上进样，也可采取填充有吸附剂的衬管技术，从而有效阻止样品中的溶剂到达毛细管柱，更适合消除样品的制备。

1.2.2 不同的色谱柱技术 通过缩小柱内径、减少柱长等快速毛细管技术，大大缩短了分析时间，增加样品通量。其中，程序升温法拓宽了分离分析物沸点范围，峰的对称性及检测限等也得以改进。

1.2.3 开发多维气相色谱新技术 对于分离复杂基质中的样品组分可运用全二维气相色谱。其中，在复杂基质中，采用全二维气相色谱-TOF-MS检测目标化合物几乎不需样品制备，分离能力突出，实验时间明显缩短，消耗试剂量显著减少。

1.3 绿色生物样品色谱分析技术

由于药物及其代谢产物往往是极性较大分子，而亲水作用液相色谱可解决其所引起的保留或分离问题，采取在线固相萃取技术直接注射进样的方法或在96孔板上平行处理样品可大大节省样品制备时间[7]。

2 绿色光谱技术

如今，光谱法如荧光分光法、近红外光谱等也得到了较为普遍的应用。赵庆华等人[8]提出并研发了一种环境友好的分光光度法，能够有效检测药物或人尿中的雷尼替丁含量；王小亮等人[9]使用漫反射光谱对于药物制剂中的布美他尼能够有效测定。在溶剂消耗方面，荧光分析技术较一些传统色谱法具有优势。刘静媛等人[10]用荧光法检测了二元混合物中的苯磺酸氨氯地平与奥美沙坦酯，SI de等人[11]采取以水作溶剂的绿色荧光分光法测定了环丙沙星。

3 其他绿色分析技术的应用

绿色化学的应用也较为广泛。水分测定法中采用其他碱化剂代替卡氏试剂中的吡啶，溶劑甲醇也被其他醇类所代替。毒性较小的溶剂应用于薄层色谱法和样品处理中，在滴定分析中，采用Volhard微型滴定法检测氯离子的，不仅增加了安全性，且减少了试剂消耗量。在电解分析上，小型电位传感器因其体型、价格低和设计简单得以大量研究及使用，如采用一次性的屏幕打印电极等[12]。

4 展望

药物分析技术随着一步步的绿化革新不断进步，通过发展新型分析仪器、样品制备技术、废弃物管理，不仅有利于减少溶剂、试剂和能量的消耗并节省分析时间，更是进一步增强了药物分析技术的安全环保，降低了工作人员的风险、对环境的破坏程度等[13]。

[参考文献]

[1] 戴胜云，徐冰，张毅，等.质量源于设计（QbD）在药物分析方法开发中的应用研究进展[J].药物分析杂志，2016（6）：950-960.

[2] 董青，董健，王雅玉，等.现代药物分析中快速检测技术的应用进展[J].中国医药导报，2015，12（6）：156-159.

[3] M Sonawane， SK Sahoo， J Singh， et al. A lawsone azo dye-based fluorescent chemosensor for Cu 2+and its application in drug analysis[J].Inorganica Chimica Acta，2015，438：37-41.

[4] A Czyrski， E Szalek. An HPLC method for levofloxacin determination and its application in biomedical analysis[J].Journal of Analytical Chemistry，2016，71（8）：840-843.

[5] 周韦，刘易昆，陈子林.毛细管电泳-质谱联用技术及其在药物和生物分析中的应用[J].质谱学报，2017，38（4）：362-374.

[6] 李真，周立红，叶正良，等.近红外光谱分析技术在药物质量分析中的应用进展[J].药物评价研究，2016，39（4）：686-692.

[7] S Ansari， M Karimi. Recent progress， challenges and trends in trace determination of drug analysis using molecularly imprinted solid-phase microextraction technology[J].Talanta，2016，164 ：612-625.

[8] 赵庆华，赵豫，巩伟，等.药物分析技术的应用研究新进展[J].中国医药指南，2016，14（10）：39.

[9] 王小亮，张秉华，苏珂，等.注射用单磷酸阿糖腺苷近红外快速定量方法的建立[J].药物分析杂志，2017（2）：352-357.

[10] 刘静媛，武丽南，杨元辉，等.LC-MS/MS法测定家兔血浆中卤米松浓度及其药动学研究[J].中国药理学通报， 2017， 33（3）：411-416.

[11] SI de， D Newgreen， M Schaddelee， et al. A quantitative benefit-risk assessment approach to improve decision making in drug development： Application of a multicriteria decision analysis model in the development of combination therapy for overactive bladder[J].Clinical Pharmacology & Therapeutics，2016，99（4）：442.

[12] 阮运飞，曾珠亮.绿色分析技术及其在药物分析中的应用进展[J].发现，2017（8X）：130.

[13] 衡孝庆，李昊远，邹成效.三界融合视域中的绿色技术分析[J].科技管理研究，2017，37（18）：217-220.

（收稿日期：2018-03-26）

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