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1、荧光分析法在药物分析中的应用应用化学0901 高军梅 0915020111西安科技大学 化学与化工学院摘要 简要概述了药物分析中荧光分析法的原理、目前在药物方面的应用以及发展前景和发展趋势, 特别介绍了药物荧光分析在抗菌素及中枢神经药物方面的分析应用。关键词 荧光分析 药物 检测1. 前言药物分析是分析化学原理、方法和技术在药学研究及生命科学研究领域中的具体应用。目前, 药物分析(包括体液中的药物及药物残留量的分析) 发展的主要趋势是如何能够简便、快速地从复杂组成的样品(含体液) 中灵敏、可靠地检测一些痕量成分, 了解进入体内的药物在体内的吸收、分布、排泄、代谢及转化信息, 以及药物分子与受体
2、分子之间的关系, 减少药物的毒副作用, 改造药物的分子结构, 为研制疗效更好、毒性更低的药物提供可靠信息。原子和分子发射的荧光是激发态电子跃迁到基态过程中所伴随的一种发光现象，物质的相对荧光光谱可作为物质定性和定量分析的重要手段， 荧光分析法因具有高灵敏度、高选择性、信息量丰富、检测限低等特点, 广泛用于生物化学、生物医学、临床分析等研究领域的痕量分析, 以及从分子水平上对核酸、蛋白质、多肽等生物大分子及超痕量、超微量生物活性物质、单个细胞内神经传递物质(多巴胺儿茶酚胺等) 的分析等，使荧光分析不断朝着高效、痕量、微观和自动化方向发展, 极大地提高了荧光分析法的灵敏度、选择性和特异性, 应用范
3、围不断扩大。随着荧光分析方法研究与应用的迅猛发展,荧光光谱分析法在药物分析中已得到广泛应用, 取得了许多重要的研究成果。2. 荧光分析法的原理1 （1）荧光分析法即是根据物质的荧光谱线位置及强度进行物质鉴定和含量测定的方法。其优点是灵敏度高（比紫外-可见吸收高24个数量级）、选择性好（既可依据特征发射光谱，又可根据特征吸收光谱），其检测限10-10g/mL,甚至10-12g/mL。（2）荧光的产生：分子吸收能量后，从基态最低振动能级跃迁到第一电子激发态或更高激发态的不同振动能级，成为激发单重态分子。所以物质分子体系中存在着电子能级、振动能级和转动能级。室温时，多数分子处在电子基态最低振动能级（
4、S0），当受到一定辐射能的作用时，就会发生能级之间的跃迁。从基态(S0)跃迁至激发态(S1*、S2*、激发态振动能级)，此过程吸收了特定频率的辐射；激发态不稳定又会释放能量回到基态。从激发态回到基态有多种途径和方式(见能级图)；图 1 荧光能级图振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式由高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。发生振动弛豫的时间10-12 s。 内转换：当两个电子激发态之间的能量相差较小以致其振动能级有重叠时，受激分子由高电子能级以非辐射方式转移至低电子能级的过程。 外转换：激发分子与溶剂或其他分子之间产生相互作用而转移能量的非辐射跃迁；外转换使荧光或磷光减弱或“猝灭”。系间跨越：
5、处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程。3. 荧光分光光度计测量荧光的仪器主要由四个部分组成：激发光源、样品池、双单色器系统、检测器。激发光源: 能够在紫外-可见光区连续发光，常用氙灯、高压汞灯或激光光源.样品池: 石英池, 四壁透明.单色器: 两个光栅单色器, 分置于样品池前后.检测器: 光电池或光电倍增管, 与激发光成直角的 方向检测荧光.4. 荧光分析法在药物中的分析就现在来说，在药物分析方面紫外、可见分光光度法、高效液相色谱法法在药物分析中的研究进展及应用则是最基础的技术方式，在抗菌素类药物如青霉素、四环素、头孢类抗菌素及中枢神经类药物如苯二氮杂 羹、血平等药物
6、荧光分析法都发挥着重要的作用下面具体说明它的应用4.1 抗菌素的荧光分析4.1.1 青霉素类药物的荧光分析青霉索是一种使用最广泛的广谱抗菌素药品2，它本身不发荧光，但它与-甲氧基-6-氯-9-(一氨乙基)一氨基氮杂蒽的缩合产物会发生蓝绿色荧光，激发峰在420nm，荧光峰在500nm，可用于血液及尿液中青霉素的测定，测定范围为00625-0625ugmL-17阿莫西林(强氨苄青霉素)为广谱半合成青霉素，具有毒性低、杀菌力强的特点马丽花等L8J用荧光法对其进行了研究，以最大激发波长 =277nm, 最大发射波长=303nm为测定渡长，探索了pH值、温度、溶剂等的影响发现阿奠西林有良好的荧光性质，在
7、微碱条件下测定荧光强度最大，温度每升高1O ，荧光强度下降3，与无机离子Mg2+、Ca2+、Al3+、 Ga3+ 有配合作用，其中与Mg2+、Al3+离子配合使其荧光强度降低，CTAB对阿莫西林有增敏作用4.2.2头孢类抗菌素的荧光分析荧光分析是目前头孢类抗菌素的快速、方便且高灵敏的分析方法，采用PH2的缓冲溶液且有 H2O2存在下，于100加热20mL,使头孢氨苄水解进行了荧光测定3在pH4的缓冲溶液中，头孢氨苄在紫外光照射下能发生光化学反应，形成具有荧光的产物ex =345nm，em=432nm，在头孢浓度为01-40 ugmL-1范围内，荧光强度与浓度呈趣好的线性关系，由此可建立头孢氨苄
8、的光化学荧光测定法(PCF)。该法有助于头孢拉定的临床药理研究。酸降解荧光分析已应用于血清和尿样中头孢拉定的测定。4.1.3 四环素类药物的荧光分析四环素类药物的分析一直是药物分析中引人注目的研究课题。这类检测或是利用四环素类药物本身的荧光，或是四环素类药物与金属离子的柱后或柱上衍生反应所产生的荧光 熊耀华等3发现四环素、金霉素和美满霉素均可与Al3+ 离子形成强荧光的络合物，并且络台物的ex均为383nm, em分别为470nm、480nm和460nm，选择ex =383nm，em =480nm为荧光检测的激发波长和发射波长，借助Al3+离子作为柱前衍生物，提出了于反相柱上分离和荧光检测测定
9、四环素类药物的新方法，并应用于四环素可的松眼膏和金霉素眼膏中四环素类药物的测定4.1.4 氟喹诺酮4类药物的荧光分析氟喹诺酮类药物是目前常用的抗菌素药物之一， 由于这类药物一般本身可以发射弱的荧光，因此，荧光分析法也是这类药物的主要测定方法杜黎明9研究了多种金属离子和不同的表面活性剂对SPFX的荧光增敏作用，发现锌(II)和十二烷基硫酸钠(SDS)对司帕沙星有显著的荧光增敏作用，它在弱碱性介质中能与锌(II)形成稳定的络合物(ZnSPFX)，锌(II)、SPFX与SDS形成的三元体系(ZnSPFXSDS)荧光发射较SPFX强28倍，据此建立了测定人体尿液中SPFX的导数一同步荧光光度分析法；通
10、过研究卤素与SPFX反应产物的荧光特性，发现在酸性介质中，亚硝酸可氧化SPFX继而被卤素取代，所得产物具有强烈的荧光发射，其荧光强度随着卤素原子半径的增大呈现规律性的增强效应SPFX卤化物荧光较SPFX强58-151倍，据此建立了卤素增强荧光光谱测定SPFX的新方法，它用于直接测定尿液中SPFX的含量42 中枢神经药物的荧光分析4.4.1 苯二氮杂卓类药物5的测定1，5一苯并二氨杂卓，是一种新的镇静药，其代谢产物为去甲基1，5一苯并二氮杂卓它们皆为非荧光物质，但经紫外光辐照后形成强荧光物质(最大激发波长 =365nm， 最大吸收波长=395nm)，其HPLCPCF检测限分别为70和120pg，
11、氯羟安定在02molL-1NaOH介质中，经光照生成具有较高芳香性的异构体，荧光强度显著提高，用PCF检测人血清样中氰羟安定含量，检测限为03ngml-1，而用常规荧光法分析药片中氯羟安定，检测限为16 ngml-1 苯二氮杂卓镇静药6，为非荧光物质，经光照后转变成荧光体转化产物的激发波长与发射波长随着介质的不同而改变，用HPLC 一FCF可测定血清样品中此物质的含量。检测限为100pg。4.2.2利血平7的荧光分析利血平(RSP)即18一(3，4，5一三甲基苯甲酰)是一种具有平压和镇静作用的药物，本身不发荧光，但当受到某些氧化剂作用时，会形成具有荧光的氧化产物3，4一二去氢利血平利用渣相色谱
12、柱后的光化学反应器，使利血平在紫外光照射下被亚硝酸氧化，然后采用荧光检测，据此可建立高灵敏度的测定方法在10Hac介质中，利血平经紫外光照射时发生光化学反应，其产物具有强烈荧光(ex =385nm，em =490nm)利血平浓度在O0103ngml-1范围内，荧光强度与浓度呈良好的线性关系由此可建立利血平的光化学荧光测定法方法的检测限为13ngmL-。，相对标准偏差为16 可用于片剂及注射渣中利血平含量的测定利血平与浓硫酸反应，能生成强荧光物质，荧光强度与利血平的浓度在006ugmL-1范围内有良好的线性关系,检测限为O2ng-mL-1本法可直接用于屎液中利血平的定量分析4.2.3 卡马西平8
13、的荧光分析卡马西平是一种常用的抗惊厥药物，本身不具有荧光，通常采用氧化或其它方法将分子中碳碳双键破坏后进行荧光测定4.2.4 扑热息痛的荧光分析扑热息痛是一种解热镇痛类药物在线光化学荧光特性发现丙酮可提高PR的光化学反应速率并增强其光化学荧光强度反应介质的pH值(77l12)对光化学反应的速率影响不大，但对光化学荧光的强度影响明显以含有O04丙酮4.3 其它药物的荧光分析阿苯达唑9 (肠虫清片剂)是苯并咪唑类药物中驱虫谱广、杀虫作用最强的一种,可用荧光光渡法测定阿苯达唑含量的方法，并利用本法测定了腑虫；可用用荧光光渡法测定清片剂中的有效成分阿苯达唑的含量；喜树生物碱是一种抗肿瘤药物，可用用三维
14、同步荧光法详细研究了喜村生物碱衍生物的共性和特性，以及它们之间荧光光谱的变化过程，说明了结构、取代基和溶剂在荧光光谱的变化中所起的作用，并用同步荧光法不经分离同时测定了实际样品中的喜树生物碱和羟基喜树生物碱秋水仙碱柏抑制细胞的有丝分裂，有抗肿瘤作用。5 展望目前发展比较先进的技术是同步荧光分析技术、联用技术及流动注射分析法。通过荧光新技术的联用以及液相、薄层色谱等与荧光分析技术方面的联合应用它们都能够经一般的荧光分析方法具有更好的选择性，更高的灵敏度，以及更快捷的分析速度，就此展开了药物分析迅猛发展的新篇章。 色谱联用在药物分析的方式中色谱是最主要的手段，这种方法克服了直接检测方法的缺点，采用
15、高灵敏度的荧光法分析的间接检测方法称为色谱联用。它很好的完成、实现了对痕量分析及高灵敏度检测。目前已被广泛用于药物检测的荧光分析法其具有灵敏度高、专属性强的优点，这对药物分析的现状有了绝大程度的改观和进步。尤其是各式新的荧光分析仪器的面世以及新的荧光分析方法的产生，使荧光分析法向着更加高效、快捷、正确的道路上前进发展。简化分析手续、降低分析成本、改善分析条件、拓宽荧光分析领域，这些都将是药物分析的新形式。而随着荧光分析方法的不断完善和进步更加广阔的空间在前方等待着我们，可以想象，荧光分析法注定会将药物分析带到一个前所未有的新高度。6.总结荧光分析法,与其他方法测定同一样品,结果基本一致,而荧光
16、分析法具有灵敏度高、选择性强、试样量少和方法简便等优点,特别适用于微量或痕量物质的定性和定量测定,尤其是对中成药有效成分的定量测定具有较重要的意义。荧光分析法在医药上应用的研究,近几年已取得一定的成效和经验,但还有待我们进一步深入研究,提高药品的检测水平,以适应我国加入WTO后对药品质量的要求。随着药学学科的发展，人们对药物分析的要求也将越来越高，因此必须运用和发展更适当的分析方法来满足药物分析的要求。个人认为今后的发展方向是：探索并提出常规药物荧光分析新方法；与计算机技术紧密结合，研制出自动化程度高、获得和处理信息速度快的荧光分析仪器；发现和合成选择性优良的药物荧光试剂；与其他现代化分析仪器
17、和方法联合使用，以更准确、更灵敏、更专一和更低检测限获得药物及药物与生物大分子相互作用的有关信息参考文献：1】Andr6，J Cet al， ChlmActa，105(1997)：2972】u，PKet a1Chinch 30(1984)：303甄健存等中国药学杂志34(3)1999：1744Walter13，Ana1c ，55(1983)：498A5潘祖亭等分析化学，26(8)，1998：9976周 菊等药糟分析杂志，18(3)，1998：2007Soadi，JV et a1，JBiol Chem，164 (1964)：1958马丽花等，光谱学与光谱分析，19(2)，1999：2309Miyazakl Ke1al Chem，Pharm Bul1，27(10)，1979：2278光a