质谱联用技术在药品分析中的应用

2023-01-02孟超

化工设计通讯 2022年5期

孟超

（浙江福瑞喜药业有限公司，浙江绍兴 312000）

药品分析主要是利用化学、物理学、生物学等方法与技术对药物稳定性、生物利用度、中草药的有效成分进行定性、定量研究的一种科学。气相色谱与质谱联用技术作为常用的现代化检测技术，可以将气相色谱、质谱特性进行有机结合，补全二者的缺陷，从而提高药品分析质量，对待测药品进行合理鉴定、分离的同时，对药品内部组分的混合物予以定性、定量探究。通过文献综述可发现，在药品分析领域中，气相色谱与质谱联用技术在方剂、兴奋剂检测、天然药物、中药、非甾体抗炎药物等领域中均有所应用，通过科学有效的药品分析，可以明确药品质量，保障临床用药的安全性、有效性。

1 气相色谱与质谱联用技术概述

1.1 气相色谱法理论研究

气相色谱法主要是借助气体流动相的色层分离分析技术，流动相会将已经汽化的试样往色谱柱中带入，在色谱柱内的固定相与试样中每个组分分子作用力存在差异，色谱柱内每个组分在流出的过程中，基于流出时间的差异性，组分之间就会进行分离。选择较为合理的鉴别系统、记录系统，绘制色谱柱中不同组分的流出时间、流出浓度的色谱图，并且可以按照色谱图中的出峰顺序、出峰时间，在化合物处开展定性分析处理。除此之外，根据峰的实际情况，就可以定量研究化合物，其中通常分析的是峰高低、峰面积。开展气相色谱法进行检查的灵敏度高，且操作简便，分析时的速度较快，可以将一些复杂的样品进行有效分离，以此来取得较高的精准度。

气相色谱法是色谱法的一种常见类型，色谱法中包括流动相、固定相两种类型，其中以气体作为流动相，称之为气相色谱法。以色谱分离原理作为依据，可以将气相色谱法分为两种类型，即吸附色谱、分配色谱，吸附色谱所对应的是气固色谱，分配色谱所对应的是气液色谱。将色谱操作方式作为划分依据，可以发现气相色谱是柱色谱的一种，在对色谱进行操作的过程中，按照操作形式进行划分，可将气相色谱归为柱色谱，按照色谱柱粗细，可将其分为两类，即毛细管柱、填充柱，通常情况下，在填充柱中主要是于一根金属管或者一根玻璃管中放置固定相，金属管、玻璃管的内径在2～6mm，毛细管柱又可划分为空心、填充两种类型，空心毛细管柱为在管内壁上涂抹0.1～0.5mm固定液。气相色谱法中常用的检测仪器有很多，其中检测灵敏性较高的仪器有热导检、火焰电离检测器，这些检测器在检验标准上，可以开展大范围的测量。在实际工作过程中，采用气相色谱法主要是经管柱的一头将想要分离、分析的样品注入管内，其中在固定相内，样品中不同组分在吸附能力、溶解能力上存在差异，导致固定相、流动相之间存在差异化的分配系数。组分在固定相、流动相频繁进行调配后，会沿着流动相开始向前移动。在沿着管柱进行运动时，每个组分的速度存在差别，如若分配的系数较小，其在固定相之间进行较短时间的滞留，可以快速地经色谱柱末端流出，将每个组分从管柱末端流出的浓度、进样时间为依据作图处理可发现，最终呈现的图为色谱图。通过分析色谱图可发现，经色谱柱流出的色谱峰并不是以矩形呈现，而是与高斯分布类似的曲线，之所以会呈现出这一形态，主要是指色谱柱中的组分进行移动时，会在漩涡以及纵向扩散等因素的影响下，引发区域扩张的情况。气相色谱图中可以观察到，色谱柱运行时会看到色谱峰，其可以用于判断药物成分中相关化学成分的含量，并且将色谱峰的移动速度、移动效果作为依据，可对内部的组分开展定性、定量研究。虽然气相色谱法具有诸多的优势，但是在开展药物化学成分进行定性分析时可以发现，需要将其与已经知道的物体、数据所对应的色谱峰开展对比处理，或者与其他的质谱法、光谱法进行联用，采用这一方案才可以获得较为直接的后果。

1.2 质谱法的理论研究

质谱法主要是指利用电场、磁场中可以运动的离子之间的不同质荷比实施测定，在将离子质量准确测定出来之后，可精准掌握离子化合物的组成情况。在开展纯物质鉴定的过程中，质谱法是重要的方法之一，其包括测定分子量、确定化学式、开展结构鉴别等多项内容。工作原理方面主要是指对研究药品中的不同组分予以电离，之后生成差异化的荷质比离子，受到加速电场的影响，最终会出现离子束，质量分析器内会对离子束进行研究，借助电场、磁场的作用，使其呈现出方向不同的速度色散，在离子束中速度较慢的离子在经过电场之后会发生较大的偏转，而在速度较小的情况下，其发生的偏转也较小。磁场内的离子偏转也具有角速度矢量相反性，即速度较慢的离子仍然会出现较大的偏转，而在速度增快的情况下，偏转角度则较小，电场、磁场中作用进行彼此之间的补偿处理过程中，轨道就会在一个点上进行相交，并且磁场内会产生质量分离的作用，这种情况下，荷质比相同、速度不同的离子就会在同一个点上进行聚焦，而荷质比不同的离子聚焦的过程中，也会存在于不同的点上，最终的聚集情况就会以质谱图进行呈现，最终确定质谱图的质量。除此之外，质谱法还可以开展定性分析研究，但是若药物成分较为复杂，选择该方法仍然具有一定的局限性，并且在分析有机物的过程中，需要开展一系列的纯化操作，在分离起来较为麻烦，而借助色谱法则可以对有机化合物进行合理的分离、分析，在化合物定量分析中具有不可替代的作用，但是要开展定性分析还是需要依赖于质谱法，所以通常可以采用色谱-质谱联用的方法，对一些较为复杂的化合物予以定性、定量研究。

1.3 气相色谱－质谱联用技术

气相色谱-质谱联用技术就是将气相色谱法与质谱法联合在一起，采用该方法可以充分体现出气相色谱中高效分离的特点，以及质谱中灵敏度较高的优势，以此来获取更加准确的分析结果，用于组分较为复杂的药品中，应用价值更高。截止到现今为止，气相色谱与质谱联用技术在我国的应用已经成熟，发展历史超过20a，在先进科学技术的推动下，一些小型的台式仪器应运而生，这些仪器的研发在色谱研究中属于重要的手段。现阶段在对气相色谱－质谱联合技术进行应用时，人们不满足其分析一些挥发性、低分子量的化合物，而是利用其分析大分子量、不挥发化合物的任务。与气相色谱、质谱单独检验法相比，联合应用两种方法的精密度很高，可以有效将单一检测法无法识别的特定分子进行精确分析，一般情况下，借助质谱仪所处理的样品非常单纯，而使用较为传统的检测器气相色谱在遇到多个分子经过色谱柱时间一致的情况下，难以对其进行有效区分，这种情况就会使得柱子内在同一时间有两个以上的分子流出。单独对质谱检测器进行应用时，也会有样式相类似的离子化碎片呈现，结合应用气相色谱与质谱法可以在最大程度上降低误差发生率，这是由于存在一致性的色谱、质谱的分子很难超过两个。

2 气相色谱与质谱联用技术在药品分析中的应用

2.1 中药分析

在中药分析的过程中，采用气相色谱与质谱联用技术，可以分别将色谱法、质谱法中的分离效率、高专属性有机结合，其在中药成分研究中较为成熟，其中有研究学者指出，在将橘叶挥发油提取出来之后，可以借助气相色谱-质谱联用技术对药材内部的化学成分予以鉴定，与此同时，选择面积归一策略，有助于精准分析各成分的相对分量。将气相色谱与质谱联用技术应用于橘叶挥发油中，针对所分离出的化学组分，约有70%的化学组分都可鉴定出来。除此之外，在对透骨草的挥发性化学成分进行探究时，也可选用气相色谱与质谱联用技术进行分析，可发现鉴定的组分占比高达83.13%，在组分鉴定结果中，透骨草中萜烯类、醇类、酯类以及含氧量较高的衍生物等成分会挥发[1]。在对厚朴挥发油这一中药成分用气相色谱-质谱联合技术分离鉴定处理的过程中，可以借助面积归一化法分析该中药材的相对含量，通过分析挥发油各个成分含量，可以对不同产地的厚朴挥发油成分予以对比，结果显示产地若存在差异，厚朴中的挥发油含量也存在一定的差别，其中浙江产地中厚朴挥发油含量最高，虽然成分含量有所不同，但是其内部的共有成分却高达18种左右。临床采用气相色谱与质谱联用技术的整体特异性高，准确度、重复性佳，可以更好地对药材品质、制剂品质进行管控。

2.2 抗生素类型药物分析

现阶段临床常采用的抗生素类型有很多，其中氯霉素属于常见的抗生素类型，采用该抗生素进行治疗，容易引发再生障碍性贫血，所以当前应该分析气相色谱联合质谱的治疗方案进行氯霉素的鉴别与诊断，采用气相色谱-质谱联合技术分析氯霉素和留存比例可发现，回收率在90%左右，存在较高的灵敏度，且开展该鉴定方法，不易受到相关因素的干扰。除此之外，气相色谱联合质谱法可以对富集条件进行净化、提取处理，对人体组织内的氯霉素留存情况也可以进行检测处理。在结果加样回收率的数值维持在90%左右，RSD＜25%，检出限在0.1μg/mg，样品中氯霉素的比例最小数值可达到0.1μg/mg，最大的氯霉素留存比例数值则高达5.0μg/mg[2]。

2.3 非甾体抗炎药物分析

借助气相色谱与质谱联合技术可以对阿司匹林、水杨酸等非甾体抗炎药物予以分析，借助该测定方法，可以分析人体内非甾体抗炎药物的药代动力学水平，选择该方法主要的内标以苯甲酸为主，血液在酸化之后，利用乙醚－二氯甲烷可开展提取工作，在对药物成分进行测检以及分析的过程中，最常选取的是离子策略。在分析过程中，以水杨酸、阿司匹林等非甾体抗炎药物作为研究对象，可发现上述药物的日内、日间的RSD数值在4.8%、6.2%之下，分析回收比例可以发现其在97%以上。阿司匹林、水杨酸最小的检测密度值分别为10μg/L、0.1mg/L。

2.4 药动力学领域应用

部分文献报道中指出，选择气相色谱-质谱法可开展药动力学分析，采用该方法可以在同一时间对麻黄碱、伪麻黄碱的血药浓度予以分析，将这两种药物注入患者体内，也可判定药品的药代动力学情况。气相色谱-质谱法具有较高的有效性，在整个检测的过程中不容易受到其他生物样本、杂质的影响，针对某些药物种类而言，其成分分离性较高，在开展生物样品检测的过程中，与其相比具有较高的温和性，所以在药品分析的过程中，气相色谱-质谱技术可以对血药浓度予以检测处理。

3 其他质谱联用技术在药品分析中的应用

临床不仅可以采用气相色谱与质谱联用技术对药品进行分析，同时也可采用液相色谱与质谱联用法，相较于气相色谱而言，采用液相色谱的分离能力更高。有研究学者指出，液相色谱－质谱联用技术在中药成分分析、药品质量管控、中药药物代谢动力学分析中都存在一定的价值，在对中药成分进行分析时可发现，采用液相色谱-质谱联用技术可以明确药品中化学成分，如在大黄中，推断出的化学成分高达25种，苦参药材中借助气相色谱-质谱联用技术，可以鉴定的化合物高达42种[4]。在对黄酮类化合物进行分析时，于负离子模式下可以分析其规律，在短时间内将黄酮类内部的15种化学成分鉴定出来。在对药品质量进行控制中，借助该方法可以分析药品内是否掺杂杂质，以此来判断药品是否满足临床要求。选用液相色谱-质谱联用技术可在5min内完成药品的定性、定量分析，并且采用该方法在进行样品处理的方法十分简单，具有极高的选择性、灵敏性，不易出现假阳性率。在对种药品代谢动力学进行探究的过程中，经过不同的给药途径，药物分析会在生物系统中进行吸收、分布、代谢，但是在吸收、分布、代谢等过程中可能存在差异性，这些因素就决定肌体目标位置处有相应浓度的药物进入其中，之后经过一段时间的停留，发挥药效。多数药物所产生的代谢物都会留有原来的药物分析骨架，采用液相色谱-质谱联用技术不仅可以进行分子量确定，同时还可以将药物分子特异性断裂规律作为依据，分析分子重要部分以及完整构架，快速找出可能的代谢物进行结构鉴别[5]。