藥物分析學(xué)：藥學(xué)研究的新技術(shù)--微流控芯片

1、第十二章 藥學(xué)研究的新技術(shù)-微流控芯片微流控芯片：是將采樣、預(yù)處理、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等集成在微芯片上進(jìn)行的一門新技術(shù)。（將實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備集成在微芯片上）特點(diǎn)：分析速度快，信息量大，試劑消耗量少，污染少，進(jìn)樣量少，操作費(fèi)用低，儀器體積小一、微流控芯片微流控芯片Microfluidic Chip或稱，芯片實(shí)驗(yàn)室Lab on a Chip：是將常規(guī)的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成或基本集成到一塊幾平方厘米的芯片上、并對(duì)微通道內(nèi)微量液體進(jìn)行精確操作的新技術(shù)。按目的、任務(wù)和功能來(lái)分，微流控分析芯片：成分分析-分離分析法微流控功能芯片：在微流控芯片中進(jìn)行成分萃取、化學(xué)合成、藥物篩選等（

2、一）微流控分析芯片目前主要為芯片毛細(xì)管電泳芯片分析儀基本單元：高壓電源、芯片、檢測(cè)器1、毛細(xì)管電泳原理pH2.5的堿性或弱酸性溶液中，毛細(xì)管內(nèi)表面Si-OH 基電離而帶負(fù)電荷，固-液介面形成雙電層, 溶液表面帶正電。在電場(chǎng)作用下，溶液表面正電荷帶動(dòng)溶液整體移動(dòng)，形成電滲流電滲（electroosmotic） 液體相對(duì)于帶電的管壁移動(dòng)的現(xiàn)象。電滲的大小可用電滲淌度表示： 為介質(zhì)的介電常數(shù)； 為Zeta電勢(shì)；為介質(zhì)粘度混合組分隨電滲流移動(dòng)，各組分因淌度及分配行為等差異，遷移速度不同粒子在毛細(xì)管內(nèi)電介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)速度是電泳和電滲兩種速度的矢量和，即或用淌度表示：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(距離)的遷移, 各組分因遷

3、移速度不同而實(shí)現(xiàn)分離作為分離分析方法，在方法分類上屬于色譜分析法。2、進(jìn)樣與分離3、影響電泳分離的主要因素（1）緩沖溶液成分(種類)：涉及與被測(cè)組分的相互作用總濃度：總濃度越大, 分離效果越好。但過(guò)高使電流增大, 發(fā)熱使溫度升高, 分離度反而下降。濃度比：影響溶液pHpH：影響被測(cè)組分的荷電情況（2）添加劑有時(shí)可以提高組分的分離度, 改善峰形, 提高靈敏度如：有機(jī)溶劑, 表面活性劑, -CD等（3）分離電壓：分離電壓越高, 分離效果越好。過(guò)高會(huì)放電。13 kV。（二）微流控功能芯片在微流控芯片中進(jìn)行成分萃取、化學(xué)合成、藥物篩選等。二、芯片分析儀儀器研制1、芯片結(jié)構(gòu)與制作基片(微槽) + 蓋片

4、構(gòu)建微通道2、專用微型電源3、檢測(cè)器（1）非接觸電導(dǎo)檢測(cè)（A）芯片獨(dú)立式非接觸電導(dǎo)檢測(cè)（B）集成電極包埋式的芯片（C）三層結(jié)構(gòu)的PMMA電泳芯片超薄隔離層0.5m，檢出限達(dá)0.07 M（D）基于ITO玻璃蓋片的芯片ITO玻璃既作蓋片，又作非接觸電極（2）電解質(zhì)介導(dǎo)電導(dǎo)檢測(cè)（3）安培檢測(cè)原理與裝置電活性物質(zhì)在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生響應(yīng)電流安培檢測(cè)要求測(cè)定對(duì)象在電極上有電化學(xué)響應(yīng)（氧化還原反應(yīng)），非電化學(xué)活性物質(zhì)不干擾測(cè)定。選擇性強(qiáng)、靈敏度高。電極研究a. 工作電極：鉑電極對(duì)氨基水楊酸鈉注射粉針劑中的痕量雜質(zhì)“間氨基酚”b. 工作電極：鐵氰化鈷納米粒修飾的多壁碳納米管/石墨復(fù)合電極測(cè)定水樣中的

5、肼藥物中的異煙肼檢出限：比用碳糊電極降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)方法和儀器研究（4）電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)復(fù)合電極；斜面電極（檢出限降低近一個(gè)數(shù)量級(jí)）（5）LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)：靈敏度很高; 但體積大, 昂貴。LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)：靈敏度略差; 但體積很小, 很便宜。（6）電磁感應(yīng)檢測(cè)（磁導(dǎo)檢測(cè)）（7）多檢測(cè)集成A. 非接觸電導(dǎo)-熒光同點(diǎn)同時(shí)雙檢測(cè)B. 安培-電化學(xué)發(fā)光同點(diǎn)同時(shí)雙檢測(cè)4、自動(dòng)送液系統(tǒng)包括電控部分、高壓和熒光檢測(cè)器；檢測(cè)器和芯片接口置于金屬避光盒中三、微流控芯片在藥物分析和臨床檢驗(yàn)中應(yīng)用1、在藥物分析中的應(yīng)用 非接觸電導(dǎo)檢測(cè)：中藥中生物堿的測(cè)定、測(cè)定感冒藥中有效成分、滴眼液中鹽酸萘甲唑林、

6、氨基酸的分離檢測(cè) 安培檢測(cè)對(duì)氨基水楊酸鈉注射粉針劑中的痕量雜質(zhì)“間氨基酚” 電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)脯氨酸和三正丙胺混合樣品的分離和電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)；鹽酸氯丙嗪片和鹽酸氯丙嗪注射液的測(cè)定 LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)青霉胺藥片中D-青霉胺（治療）和L-青霉胺（有毒）的測(cè)定 電磁感應(yīng)檢測(cè)復(fù)方氯化鈉注射液和癢苦樂(lè)民注射液的分離檢測(cè)；保施泰片中布洛芬對(duì)乙酰氨基酚的測(cè)定 安培-電化學(xué)發(fā)光雙檢測(cè)鹽酸普魯卡因注射液中鹽酸普魯卡因和雜質(zhì)對(duì)氨基苯甲酸含量的同時(shí)測(cè)定2、在臨床檢驗(yàn)中的應(yīng)用 CCD檢測(cè)：關(guān)節(jié)液中乳酸的含量測(cè)定，關(guān)節(jié)炎癥時(shí)含量會(huì)升高 LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)：評(píng)價(jià)腎功能指標(biāo)的人尿中肌酐的含量測(cè)定四、微流控功能芯片在微流控芯片中進(jìn)行成分萃取、化學(xué)合成、藥物篩選等。五、微流控芯片藥物篩選系統(tǒng)1、分子水平藥物篩選2、細(xì)胞水平藥物篩選：濃度梯度生