藥物檢測


藥物檢測

學藥品對於現代生活有不可或缺之重要性,如農藥可以增加經濟作物之生產、提高農作物病蟲害防治效能,西醫用藥則能救治人命,促進人體健康,動物用藥能維護家畜生長及健康,為此各類化學藥劑在我們生活中的使用的確不可少,但是這類化學藥品對食物的污染、農作物是否被農藥污染、一般食品是否被添加西藥、食用肉品是否有藥品殘留,從外觀上是很難辨別的,因此藥物檢測將會是重要的ㄧ環。以下我們就針對各種不同分析技術應用於藥物檢測領域當中一一探討。

層析分析技術於藥物檢測之應用


HPLC(高效率液相層析儀)之應用
● 基礎生理、藥理、生物化學之研究
● 基本病理、致病機轉研究
● 生醫材料開發研究
● 尋找可能之治療方式/選定標的化合物
● 藥物化學、組合化學、可能有效成份之篩選
● 生體可用率(BA/BE)、藥物代謝及代謝產物分析
● 毒性分析/動物實驗/臨床試驗
● 生產製程中之品管/品保,不純物與效期安定性試驗
● 脂溶、水溶性維生素分析
● 生物鹼、生物氨、peptide、蛋白質與nucleotide等生化成份之分離與分析
● 開發階段之藥物化學、組合化學、藥物代謝及其產物之藥效動力學及生體可用率分析
● 生產階段之不純物認定、純度分析,製程之品管/品保成品分析:抗生素、鎮痛解熱劑、麻醉藥品、抗組織氨….等等
● 成品分析:抗生素、鎮痛解熱劑、麻醉藥品、抗組織氨….等等



頂空採樣-氣相層析系統(HeadSpace-GC)、頂空採樣-氣相層析質譜系統(HeadSpace-GCMS)
● 揮發、半揮發有機成份之定性/定量
● 主成份分析
● 藥品之成品/半成品中之揮發性有機不純物(OVIs)分析
● 濫用藥品篩檢及定量分析,如nicotine、caffeine、codeine…等
● 香料及芳香成份分析藥物中不純物及違法添加劑之定性與定量分析
● 藥物中不純物及違法添加劑之定性與定量分析



Linearity of ppb level and precision

無機儀器於環境分析之應用


幾年來隨著國民生活越來越富裕,民眾對於健康的重視較以往積極,坊間及媒體出現大量健康食品及中成藥的廣告,不論是養身、瘦身美容、保肝等等,都號稱擁有驚人的療效。但有許多民眾在服用這些產品之後出現重金屬中毒不適,甚至發生腎衰竭、死亡的現象。

台灣中藥材部分行政院衛生署於民國九十二年七月八日通過公告「杜仲等七種中藥材之重金屬限量標準及其相關規定」草案。自九十三年元月一日起,杜仲、枇杷葉、肉桂、桂枝、皮、白芨及五加皮等七種中藥材,須加做重金屬(鎘、鉛、汞)檢測,其限量標準為:鎘(Cd)2ppm 以(Pb)30ppm以下、汞(Hg)2ppm 以下。

下面我們特別針對市面上隨機取樣之七種藥材之重金屬進行分析,試驗以Anton Paar Multiwave 3000微波消化器(密閉方式前處理裝置)作為前處理裝置及方法開發之工具,以期符合汞在分析上之準確性;因汞元素本身易揮發之特性,若以傳統開放式加熱板加熱處理勢必造成元素本身之漏失,因而影響後續之定量分析結果;因此本試驗以最準確之微波前處理(Microwave Digestion)方式配合方便、準確、快速的PerkinElmer Optima 7000DV感應耦合電漿放射光譜儀(ICP-OES)為試驗之分析工具。



(一)樣品前處理方法: Sample:0.25mg sample Reagents:3 ml HCl (subboiling. 65%)/6ml HNO3 (suprapur. 40%:Merck) 0.5 ml H2O2 (suprapur. 30%;Merck) Digestion program:

(二) 儀器實驗結果:本試驗標準取線配置範圍為5ppb~100ppb,分析關係係數(r值)皆符合規範,其分析線性如下圖所示。


樣品分析元素計算結果:根據實驗結果發現隨機取樣之中草藥皆能符合目前規範之測值。但由實驗可知跟七種中草藥可以使用Anton Paar Multiwave 3000微波消化器作為樣品前處理德到澄清透明之溶液,於後端分析使用感度佳之PerkinElmer Optima 7000DV感應耦合電漿放射光譜儀(ICP-OES)才可符合規範濃度稀釋後之偵測值。



據實驗結果發現隨機取樣之中草藥皆能符合目前規範之測值。但由實驗可知跟七種中草藥可以使用Anton Paar Multiwave 3000微波消化器作為樣品前處理德到澄清透明之溶液,於後端分析使用感度佳之PerkinElmer Optima 7000DV感應耦合電漿放射光譜儀(ICP-OES)才可符合規範濃度稀釋後之偵測值。

FT-IR 於藥物檢測之應用


FT-IR傅利葉轉換紅外線光譜儀是普偏使用在藥品上的有機成份分析,同時應用在中草藥和西藥成份分析。 1990年代PerkinElmer公司,成功的利用FT-IR儀器建立中草藥的標準圖譜,同時也發展更有效率的2D FT-IR技術和FTIR/Microscope Image Mapping技術有效解析藥物的成份分析,在一般IR光譜中,橫軸是、波數、波長的物理參數。縱軸是吸收度(A),穿透度(T%)的變化,將平面不同的光譜集合在一起,再加入不同溫度下產生的光譜變化,利用2D技術的方式,呈現出完全不同的2D光譜風貌,它能夠快速解析使用,需要的資訊,而不用一張一張比對光譜來分析。

其FT-IR判定可以分為三個步驟:

1.利用一般FT-IR光譜的比對,其光譜差異性作成份分析
2. 當第一步驟無法得到好的結果時,可以將光譜作二次微分,利用二次微分的光譜的比較作成份分析
3.利用2D FT-IR的技術加以判別,一般會利用溫度改變而產生光譜的變化,得到有效的2D FT-IR光譜

實例:
下圖是利用FTIR/Microscope Image Mapping技術作藥劑cellulose 微晶檢測,藍色部分是測出cellulose 微晶的區域和光譜,黑色光譜則是比對的標準光譜。



中草藥判別

有些中藥野生和人工栽種會有不同的藥效,這是中草藥最令人著迷的地方,往往特殊的產地和天然野生才有好的藥效,而人工栽種的藥效往往不如人意,當然也有不同的價格,下圖是天然野生丹參的人工種植的不同IR和2D光譜,明顯可以看出900-1000cm-1 2D FTIR有其不同點,透過這些光譜,可以快速的分別不同的丹參。



物的檢測是一個繁雜而困難的工作,使用FTIR/Microscope Image 和FTIR 2D技術可以有效快速進行藥物的判定及成份分析,相信對藥學上有長足的進步和發展。

表面分析技術於藥物檢測之應用


不用像LC-MS的繁複前處理過程,ToF-SIMS可直接偵測藥品粉末或藥錠樣品。如下圖所示,Metoprolol為高血壓用藥,以ToF-SIMS直接測量粉末樣品後,其質譜顯示出Metoprolol的各特性碎裂峰,甚至是Metoprolol的整個分子離子(M+H)皆可偵測。



ToF-SIMS可以由藥丸微粒的橫切面來鑑定出藥物的分布和相對含量,這在做藥品研發的過程中可提供分子影象的訊息,在藥品的製造也可提供品管相關資訊。

在生醫材料如心導管支柱(heart stent)的藥物塗布上,ToF-SIMS可直接偵測出支架和藥物的相容性,且藥物擴散情形可一併得知。如右圖,我們由葯物的離子影像可得知藥物的滲透是在高分子表面上約20微米處。