微流控芯片是一種利用刻制在玻璃、石英或有機(jī)塑料等基片材料上的微通道或通道網(wǎng)絡(luò)實施樣品的處理、轉(zhuǎn)移、分離及檢測等任務(wù)的微型電泳分析裝置。微流控芯片具有體積小、樣品和分析試劑消耗量少、分析速度快、樣品處理簡單、分離效能高、兼具微型化和可集成化等特點(diǎn)，可以實現(xiàn)進(jìn)樣、反應(yīng)、過濾、分離、檢測等多種功能，是未來分析儀器發(fā)展的方向。根據(jù)不同的分析目的，微流控芯片的微通道可設(shè)計為不同構(gòu)型。目前研究中使用的微通道多為十字型，在芯片上有十字交叉的進(jìn)樣-分離通道以及與通道相連的儲液池，待測樣品溶液經(jīng)進(jìn)樣、分離后，經(jīng)檢測器檢測，即可得到各組分的分離檢測圖譜。近年來，微流控芯片在藥物分析與檢測上的應(yīng)用越來越廣泛，不僅涉及片劑、注射液、顆粒劑、膠囊、滴鼻液、滴眼液等多種劑型，而且可檢測的成分也由單一主成分檢測發(fā)展為多成分的同時檢測，應(yīng)用范圍也拓展到了藥動學(xué)研究、手性藥物檢測、組織樣本中的藥物濃度檢測、尿藥濃度檢測、血藥濃度檢測等方面。本研究中，筆者以“微芯片”“微流控芯片”“藥物分析”“紫外-可見光吸收檢測”“激光誘導(dǎo)熒光檢測”“化學(xué)發(fā)光檢測”“電導(dǎo)檢測”“安培檢測”“質(zhì)譜檢測”“Microchip”“Micro-fluidic chip”“Medicine analysis”“UV detection”“Laser induced fluorescence detection”“Chemiluminescence detection”“Conductivity detection”“Amperometricdetect”“Mass spectrometry”等為關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方、維普、PubMed、ScienceDirect、Wiley Online Library、Web of Science 等數(shù)據(jù)庫中組合查詢 2000 年 1 月－2019年 3 月發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)。結(jié)果，共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)121篇，其中有效文獻(xiàn)40篇。本研究在對微流控芯片檢測方法特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)介紹的基礎(chǔ)上，對微流控芯片用于藥物分析的研究進(jìn)行了綜述，以期為微流控芯片的進(jìn)一步研究與應(yīng)用提供參考。

微流控芯片檢測方法介紹

目前可以應(yīng)用微流控芯片的檢測方法主要有紫外可見光吸收檢測、激光誘導(dǎo)熒光檢測、化學(xué)發(fā)光檢測、電化學(xué)檢測、質(zhì)譜檢測等。

1. 微流控芯片紫外-可見光吸收檢測

紫外-可見光吸收檢測以朗伯-比爾定律為基礎(chǔ)，測定物質(zhì)的吸光度，用于物質(zhì)的鑒別、雜質(zhì)檢查和含量測定，具有檢測物質(zhì)種類豐富、檢測器結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。該法以氘燈或鎢燈為光源，選擇一定的波長對微流控芯片上反應(yīng)或分離后的樣品進(jìn)行照射，由紫外-可見光檢測器檢測物質(zhì)的吸收波長從而獲得檢測信息。但微流控芯片的分離通道尺寸較短，限制了檢測吸收光程，直接影響樣品檢測的分離度與靈敏度，因此應(yīng)用微流控芯片紫外-可見光吸收檢測藥物的研究相對較少。

2. 微流控芯片激光誘導(dǎo)熒光檢測

激光誘導(dǎo)熒光檢測是一種利用入射光照射后，物質(zhì)本身或物質(zhì)熒光衍生化后產(chǎn)生的熒光進(jìn)行檢測的方法。激光誘導(dǎo)熒光檢測法靈敏度高，對于某些熒光效率高的熒光探針甚至可以達(dá)到單分子探測水平。在微流控芯片中，大多采用共聚焦光路與激光器及檢測器結(jié)合，可有效消除強(qiáng)激發(fā)光的干擾，降低背景噪音。目前，雖然微流控芯片激光誘導(dǎo)熒光檢測藥物的研究較多，但由于很多藥物自身熒光效率低，需要各類熒光探針或熒光試劑與待測藥物進(jìn)行特異性結(jié)合后才可以進(jìn)行檢測。

3. 微流控芯片化學(xué)發(fā)光檢測

化學(xué)發(fā)光檢測被認(rèn)為是一種高靈敏度的檢測方法，是一種以分子吸收化學(xué)反應(yīng)能量后，在基態(tài)與激發(fā)態(tài)之間躍遷、返回產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象從而進(jìn)行檢測的方法。高效的化學(xué)發(fā)光體系有魯米諾、光澤精、草酸鹽、過氧草酸酯等。微流控芯片與化學(xué)發(fā)光檢測器結(jié)合較為簡單，通常直接將光電檢測器直接置于反應(yīng)通道下方。化學(xué)發(fā)光是以化學(xué)發(fā)光檢測法為基礎(chǔ)發(fā)展而來，其除保留了普通化學(xué)發(fā)光方法所具有的高靈敏度、儀器簡單等優(yōu)點(diǎn)外，還具有重現(xiàn)性好、試劑穩(wěn)定、操作簡便和一些試劑可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。微流控芯片化學(xué)發(fā)光法檢測藥物的研究較為豐富。

4. 微流控芯片電化學(xué)檢測

電化學(xué)檢測包括安培檢測和電導(dǎo)檢測，具有檢測結(jié)構(gòu)簡單，易于集成化、微型化，制造成本、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。安培檢測的原理是基于具有電活性的物質(zhì)在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流信號而進(jìn)行檢測的一種方法，其檢測靈敏度相對較高。電導(dǎo)檢測主要應(yīng)用于可電離物質(zhì)的檢測，該方法是基于樣品和緩沖溶液背景的電導(dǎo)差異而進(jìn)行檢測的，分為接觸電導(dǎo)檢測和非接觸電導(dǎo)檢測。在接觸電導(dǎo)檢測中，電極與通道中的溶液接觸，電極容易受到損壞，且存在高壓分離電場對檢測的干擾及電極污染問題；非接觸電導(dǎo)檢測是在電導(dǎo)檢測器基礎(chǔ)上將檢測電極放置在芯片外表面，避免了電極與待測溶液的直接接觸，從而避免了隨之而來的上述一系列問題。由于非接觸電導(dǎo)檢測干擾相對較少，通用性較好，因此目前大多數(shù)微流控芯片電導(dǎo)檢測藥物的研究多采用非接觸電導(dǎo)檢測。

5. 微流控芯片質(zhì)譜檢測

質(zhì)譜檢測是以微通道末端噴頭與電噴霧電離或基體輔助激光解析電離技術(shù)結(jié)合的一種檢測方法。質(zhì)譜檢測的靈敏度高，結(jié)構(gòu)分析能力強(qiáng)，特別適用于未知結(jié)構(gòu)物質(zhì)的檢測。微流控芯片與質(zhì)譜檢測器結(jié)合，所得到的檢測數(shù)據(jù)豐富而全面，不僅可以分離復(fù)雜混合物，而且可以鑒定各組分。目前微流控芯片質(zhì)譜檢測多用于細(xì)胞-藥物作用后代謝物質(zhì)的分析研究。

微流控芯片在藥物分析中的應(yīng)用

1. 在單一主成分藥物分析中的應(yīng)用

目前，微流控芯片在片劑成分檢測中的應(yīng)用以非接觸電導(dǎo)檢測與安培檢測居多。例如，蘇子豪等使用微流控芯片非接觸電導(dǎo)檢測法測定了鹽酸多塞平片劑中多塞平的含量，以4.0 mmol/L醋酸（HAc）-5.0 mmol/L醋酸鈉（NaAc）（pH 4.78）為緩沖溶液，在分離電壓2.0 kV、進(jìn)樣時間10 s的條件下，于2 min內(nèi)實現(xiàn)了對鹽酸多塞平的快速分離測定，檢測限為2.0 μg/mL。童艷麗等采用微流控芯片非接觸電導(dǎo)法，以 1.86 mmol/L 檸檬酸-0.14 mmol/L 檸檬酸鈉（pH 3.0）為緩沖溶液，在進(jìn)樣時間為20 s、分離電壓為2.5 kV的條件下，實現(xiàn)了對異煙肼片劑主成分的檢測，檢測限為2.4 μg/mL。蔡自由等利用微流控芯片非接觸電導(dǎo)檢測法測定了溴吡斯的明片中的溴吡斯的明含量，以 1 mmol/L HAc-1 mmol/LNaAc（pH 4.5）為緩沖溶液，在分離電壓1.80 kV、進(jìn)樣時間 10 s 的條件下，于 2 min 內(nèi)完成了檢測，檢測限為 0.6μg/mL。段隆慧等搭建了由碳納米管微圓盤電極和鈦管組成的雙電極微流控芯片安培檢測器，在10 mmol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.8）、分離電壓2.0 kV、進(jìn)樣時間10 s的條件下，于 2 min 內(nèi) 實 現(xiàn) 了 對 煙 酰 胺 的 分 離 和 檢測，檢測限為 5.0 μmol/L。此外，Ruda?ová M等采用微流控芯片電導(dǎo)檢測法對N-乙酰半胱氨酸片中的N-乙酰半胱氨酸進(jìn)行了等速電泳分離檢測，結(jié)果其重復(fù)性和準(zhǔn)確性均較好。Ai Lawati HA等將微流控芯片化學(xué)發(fā)光檢測法成功應(yīng)用于分析片劑和多成分咳嗽糖漿中的馬來酸氯苯那敏，結(jié)果檢測限為0.054 9 μmol/L，線性范圍為0.076 9～12.8 μmol/L。

在注射液分析方向，微流控芯片非接觸電導(dǎo)檢測法發(fā)揮了通用性強(qiáng)、適合檢測溶液中離子的優(yōu)勢。肖羽等采用微流控芯片非接觸電導(dǎo)法分別測定了左卡尼汀注射液與門冬氨酸鳥氨酸注射液的含量，選擇 10mmol/L 水 嗎 啉 乙 磺 酸（MES）-10 mmol/L L- 組 氨 酸（L-His）（pH 6.0）為檢測左卡尼汀的緩沖溶液，以 4mmol/L MES-6 mmol/L L-His（pH 4.5）為檢測門冬氨酸鳥氨酸的緩沖溶液，在分離電壓均為 2.0 kV、進(jìn)樣時間均為10 s的條件下，于1 min內(nèi)可分別實現(xiàn)對左卡尼汀注射液和門冬氨酸鳥氨酸注射液的快速測定，檢測限分別為 3.0、10.0 μg/mL。翟海云等采用微流控芯片非接觸電導(dǎo)檢測法分別檢測了鹽酸洛美沙星注射液和加替沙星注射液，分別以 5.0 mmol/L HAc（pH 2.5）-5％乙醇、5.0 mmol/L HAc 為緩沖液，在分離電壓分別為3.0、2.0 kV，進(jìn)樣時間分別為10、15 s的條件下，于1 min內(nèi)分別實現(xiàn)了鹽酸洛美沙星和加替沙星的分離和含量測定，檢測限分別為10.0、1.0 μg/mL。

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