離子遷移譜及其在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
中國食品藥品檢定研究院的馮雪、尹利輝、金少鴻、張學(xué)博、朱俐、趙瑜、張銳發(fā)表在藥物分析雜志 Chin J Pharm Anal 2013，33( 7)的文章，論述了離子遷移譜及其在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
離子遷移譜( IMS) 是基于大氣壓下在弱電場中進(jìn)行氣相離子分析的一種檢測技術(shù)，具有靈敏度高、分析速度快、易于實(shí)現(xiàn)便攜等特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛，在藥學(xué)領(lǐng)域可用于藥品質(zhì)量控制及藥品生產(chǎn)過程中潔凈度的驗(yàn)證等方面。本文將在介紹離子遷移譜基本原理及其儀器研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步重點(diǎn)闡述離子遷移譜在藥學(xué)領(lǐng)域的各種應(yīng)用。
離子遷移譜( ion mobility spectrometry，IMS) 又稱為離子遷移率譜，是 20 世紀(jì) 60 年代末發(fā)展起來的一種檢測技術(shù)，其利用樣品在大氣壓下電離形成的氣相離子在弱電場中漂移，由于各離子的大小、電荷、質(zhì)量和形狀不同使得它們通過遷移管的時(shí)間不同，由此來進(jìn)行離子的分離定性。IMS 與飛行時(shí)間質(zhì)譜( time of flight mass spectrometer，TOF － MS) 相類似，但 IMS 是在常壓下對氣態(tài)離子進(jìn)行分析而非質(zhì)譜所需的高真空條件。IMS 特別適合于一些揮發(fā)性有機(jī)化合物的痕量探測，因此在化學(xué)戰(zhàn)劑、毒品、爆炸物等的檢測方面有廣泛的應(yīng)用，而 IMS的靈敏度高，分析快速簡便，以及由便攜式 IMS 儀實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)場快速檢測等優(yōu)點(diǎn)也引起了藥學(xué)研究者的關(guān)注，近些年來有關(guān) IMS 用于藥物質(zhì)量控制和藥品生產(chǎn)過程監(jiān)控的研究日益增加。
IMS儀進(jìn)展
近年來IMS裝置的研究主要集中在采樣和進(jìn)樣方式的多樣化，離子化效率高的離子源的研發(fā)，新型遷移管和 IMS 儀的微型化，以及用來提高IMS儀應(yīng)用范圍的各種聯(lián)用技術(shù)。
離子遷移譜在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
用于藥物非法添加檢測
藥物非法添加問題一直存在于制藥行業(yè)內(nèi)，尤其是在中成藥和保健食品中。目前對于非法添加的藥物常用檢查方法是液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，但需要進(jìn)行樣品的前處理以及溶劑對所測樣品進(jìn)行溶解，且分析時(shí)間較長，操作較為復(fù)雜。而IMS樣品前處理簡單，有時(shí)甚至不需要溶劑的溶解，減少了有機(jī)溶劑的使用，是比較經(jīng)濟(jì)環(huán)保的一種方法，且IMS檢測快速靈敏，可以快速測定非法添加物質(zhì)。Connie 等用IMS分析了26 種市售中藥保健品，以檢測其中非法添加的壯陽藥及其類似物，通過與對照品的對照發(fā)現(xiàn)其中16 種樣品都含有非法添加物。
識別藥物真?zhèn)?/strong>
IMS還可以直接用于藥物制劑的分析，以識別藥物真?zhèn)巍，F(xiàn)如今由于網(wǎng)絡(luò)購物的快速發(fā)展，假冒偽劣藥銷售渠道變多，藥品的大量流通要求檢測方法需更加快速便捷，能夠迅速識別出藥品的真?zhèn)巍?/p>
用于藥物輔料檢查
IMS亦可用于藥物輔料的檢測。現(xiàn)常用的藥物活性成分及輔料的檢測方法為HPLC法、GC法等，但這些方法均需要對樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理，實(shí)驗(yàn)過程比較復(fù)雜、耗時(shí)，而IMS法以其快速、靈敏、便捷的優(yōu)點(diǎn)可以彌補(bǔ)這些缺陷，快速地從復(fù)雜的藥物基質(zhì)中檢測出藥物輔料并對其進(jìn)行定量。
作為藥物研發(fā)中的分析手段
物研發(fā)周期長，風(fēng)險(xiǎn)大，費(fèi)用高，且近些年來研發(fā)成本上升，這都使得控制研發(fā)速度與成本具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，而IMS用來作為藥物研發(fā)中的分析手段，以其分析速率快( ＜ 1000 ms) ，分析方法開發(fā)簡單等優(yōu)勢可作為HPLC的替代方法，且與HPLC相比，節(jié)省了在色譜分析柱及溶劑上的成本。
IMS 在藥物生產(chǎn)過程中的應(yīng)用
IMS在藥品生產(chǎn)過程中還可用于生產(chǎn)設(shè)備的清潔驗(yàn)證。我國現(xiàn)行《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》( GMP) 明文規(guī)定了對藥品生產(chǎn)設(shè)備的驗(yàn)證以更好得保證藥品的生產(chǎn)質(zhì)量。
IMS可以通過直接測定擦拭棉簽以快速檢測生產(chǎn)設(shè)備表面的藥物殘留及清潔劑，而非如HPLC、總有機(jī)碳( total organic carbon，TOC) 分析等傳統(tǒng)方法需對擦拭后的棉簽進(jìn)行提取分析，大大簡化了分析過程，且縮短了驗(yàn)證時(shí)間。IMS快速、靈敏、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，使得它成為一種理想的設(shè)備清潔驗(yàn)證方法。Mark 等還利用IMS實(shí)現(xiàn)了設(shè)備儀器的在線檢測代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室分析。
其它應(yīng)用
許多藥物制劑中都含有多種聚合物作為藥物輔料，如聚乙二醇( PEG) 等。這些聚合物有時(shí)在藥物制劑中濃度較高，進(jìn)行制劑分析時(shí)可能會掩蓋其中的痕量雜質(zhì)如降解物、中間體等的響應(yīng)信號。而且這些聚合物易被 ESI 電離，對于利用LC-MS進(jìn)行雜質(zhì)分析也會造成一定困難。
結(jié)語與展望
IMS以其靈敏快速、操作簡便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)成為藥物質(zhì)量控制( quality control，QC) 和質(zhì)量保證( quality assurance，QA) 的理想方法，尤其在藥物快速檢測方面具有廣闊的應(yīng)用前景，但I(xiàn)MS同時(shí)存在著分辨率低、線性范圍窄、靈敏度受捕集手段影響較大等缺點(diǎn)，且在藥物基質(zhì)復(fù)雜的情況下，還會發(fā)生電荷交換反應(yīng)或引起競爭電離，導(dǎo)致被測成分信號受抑制等問題。然而隨著IMS自身技術(shù)的進(jìn)一步完善，以及與其他分析手段，如HPLC、GC、MS的聯(lián)用技術(shù)的成熟，將使其呈現(xiàn)出更良好的分析性能，從而不斷推動 IMS在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。與此同時(shí)，IMS儀微型化的不斷研究，將使其適用于現(xiàn)場快速檢測，以應(yīng)對各種突發(fā)的藥害事件。
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