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表面增强拉曼光谱法快速测定尿液中曲马多的研究

姚小静 计佩影 陆峰 施国荣 傅翔

李群英, 李盛建, 须添翼, 解李春子, 赵亮, 须秋萍. 肉桂预煎液中有效成分肉桂酸的稳定性研究[J]. 药学实践与服务, 2020, 38(3): 255-258. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202002002
引用本文: 姚小静, 计佩影, 陆峰, 施国荣, 傅翔. 表面增强拉曼光谱法快速测定尿液中曲马多的研究[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401072
LI Qunying, LI Shengjian, XU Tianyi, XIELI Chunzi, ZHAO Liang, XU Qiuping. Study on the stability of the effective components cinnamic acid in the decoction of cinnamon[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2020, 38(3): 255-258. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202002002
Citation: YAO Xiaojing, JI Peiying, LU Feng, SHI Guorong, FU Xiang. Rapid determination of tramadol in urine by surface-enhanced Raman spectroscopy[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401072

表面增强拉曼光谱法快速测定尿液中曲马多的研究

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401072
基金项目: 杨浦区科学技术委员会杨浦区卫生健康委员会科研课题(面上)(YPM202108);杨浦区科学技术委员会杨浦区卫生健康委员会科研课题(青年)(YPQ202114)
详细信息
    作者简介:

    姚小静,硕士,主管药师,研究方向:药物分析与临床药学,Email:15021187046@163.com

    通讯作者: 傅 翔,博士,主任药师,研究方向:药物分析与临床药学,Email: 15000611618@139.com
  • 中图分类号: [文章编号] 2097-2024(2024)00-0000-00 [DOI] 10.12206 /j.issn.2097-2024.202401072

Rapid determination of tramadol in urine by surface-enhanced Raman spectroscopy

  • 摘要:   目的  应用液-液萃取(LLE)-表面增强拉曼光谱(SERS),建立快速检测尿液中曲马多的方法。  方法  以氯仿∶异丙醇(9∶1)萃取剂从尿液中提取曲马多,采用增强拉曼光谱(波长为785 nm)检测尿液样品中的曲马多。  结果  曲马多的定量曲线Y=204.35 X−465.62,r=0.9952,线性范围为1~100 μg/ml,该方法曲马多的检测限(S/N=3)为0.53 μg/ml;与常规方法相比,SERS具有高灵敏度及合理的重现性。  结论  此方法简单、高效、经济,可以用于曲马多个性化用药的定性和定量分析。
  • 卡培他滨是一种新型的氟尿嘧啶类口服药,它是5-氟尿嘧啶(5-FU)的前体药物。卡培他滨口服给药方便、依从性好、疗效确切,是治疗结直肠癌的基石药物,但在治疗过程中产生的不良反应(手足综合征等)极大地影响了患者的治疗。手足综合征(HFS)是卡培他滨引起的不良反应中较为特殊的反应,也是卡培他滨在治疗过程中的药物剂量限制性不良反应,主要表现为皮肤红肿、水泡、出血、疼痛。合并使用环氧合酶、尿素霜、维生素B6、奥美拉唑也不能完全阻断手足综合征的发生[1-3];合并使用中草药如白芍、桂枝、甘草等可降低手足综合征的发生率[4]。口服卡培他滨的患者手足综合征发生率高达60%[1],严重降低患者用药依从性,严重手足综合征(约17%)的患者只能减少药物摄入量乃至停止服用药物,影响化疗按期、足量进行[5-6]。明确手足综合征的发生机制和有效干预对卡培他滨安全有效的应用具有重要价值。目前手足综合征模型的建立还没有统一的金标准,本实验尝试用ICR小鼠灌胃卡培他滨后建立手足综合征模型,为卡培他滨致手足综合征模型的建立及机制研究提供参考。

    雄性ICR小鼠,SPF级,5周龄左右,共42只小鼠,小鼠由上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供。经上海中医药大学动物伦理委员会批准,实验动物伦理审查号为PZSHUTCM210715004。将小鼠随机编号1~42号,对照组ICR小鼠6只,实验组ICR小鼠36只。卡培他滨(商品名希罗达,上海罗氏制药有限公司,规格:0.5 g/片,国药准字号H20073024);羧甲基纤维素钠(CMC-Na)(国药集团);离心管(Titan公司);动物解剖手术器材(瑞沃德公司);消毒酒精、棉花球、锡箔纸(国药集团)。

    造模前小鼠先饲养1周,保证充足的水源与饲料,42只ICR小鼠自由摄取食物,环境湿度保持区间50%~60%(±5%),控制温度在(23±1) ℃,调节光照为12 h(6: 30至18: 30光照),其余时间为光暗周期。定期观察小鼠培养环境,定期为小鼠更换垫料,清理排泄物。

    卡培他滨0.5 g/片,溶解于10 ml CMC-Na(0.5%)中,制得50 mg/ml悬浊液备用。实验组ICR小鼠(36只),灌胃给药,按275 mg/kg(即小鼠0.15 ml/30g)连续灌胃14 d,2次/d(按照卡培他滨临床给药方案1 250 mg/kg,2次/d的剂量换算)。对照组ICR小鼠(6只),灌胃给予CMC-Na(0.5%)溶液,按照4 ml/kg剂量连续的灌胃14 d,2次/d。

    1.4.1   小鼠手足综合征观察

    取ICR小鼠的后足跖部皮肤组织,用生理盐水冲洗并擦干,以多聚甲醛(4%)对小鼠组织进行固定,石蜡包埋切片,使用苏木精-伊红对小鼠组织染色(H&E染色),使用普通光镜(比例尺5 μm)检测(注:染色呈现蓝色的为表皮层,该层位于淡粉色的角质层和淡蓝色的真皮层之间)。每天肉眼观察,若小鼠出现足跖部特征性改变,立即拍照并记录手足综合征发生时间,每3 d拍照记录小鼠足跖部皮肤变化情况。

    1.4.2   小鼠体重观察

    实验组与对照组自由饲养1周后称重,记录原始体重,灌胃给药后每3 d对所有实验小鼠称重一次并记录体重变化。

    1.4.3   手足综合征阳性参考标准

    标准参考美国国家癌症研究所(NCI)关于手足综合征的分级规定,建模实验中若实验小鼠足跖部的皮肤呈现了红色斑块、组织肿胀、角质层脱屑、溃疡、角质层厚度明显增加及其他明显体征者均可判定为手足综合征阳性。

    1.5.1   手足综合征阳性ICR小鼠的血浆和足趾部皮肤组织样本制备

    对于手足综合征阳性的小鼠,在出现手足综合征后,经眼眶采样,用1.5 ml离心管(肝素钠抗凝)取血约0.5 ml,12 000 r/min离心10 min,收集血浆约0.25 ml,置于−80 ℃冰箱冷冻保存。采集小鼠血样后按照实验动物伦理要求规范处死小鼠,用手术剪取小鼠手足部皮肤,生理盐水冲洗后用锡纸包裹住样本并标号。所有样本置于−80 ℃冰箱冷冻保存,所有操作在1 h内完成。

    1.5.2   手足综合征阴性ICR小鼠的血浆和足趾部皮肤组织样本制备

    小鼠经过14 d给药未出现手足综合征阳性反应,则认定该类小鼠为造模失败小鼠,在第15天对该类小鼠统一进行眼眶采血和足趾部皮肤组织样本收集,方法同“1.5.1”。对照组小鼠在第15天收集样本,方法同“1.5.1”。

    数据采用平均值±标准差(mean±SD)表示,组与组之间根据数据分布状态比较采用学生t检验或秩检验,P<0.05认为有统计学差异。制图采用Excel或Graphpad 8.0软件。

    通过对比对照组与实验组ICR小鼠体重变化,发现对照组ICR小鼠,灌胃14 d后,体重明显增加;而实验组ICR小鼠,灌胃14 d后,体重明显降低。表1图1 为14 d内ICR小鼠的体重变化,实验过程中实验组小鼠死亡3只。

    表  1  实验周期内小鼠体重变化情况(m/g,$ \bar{x}\pm s $
    组别n0 d
    7 d
    14 d
    对照组628.54±0.7132.56±0.8834.66±1.07
    实验组3329.07±0.7626.84±1.74***23.15±2.31***
    *** P<0.001,与对照组比较。
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    图  1  ICR小鼠体重变化折线图

    与对照组ICR小鼠相比,19只实验组小鼠的足底皮肤明显出现红斑、肿涨并出现少许水泡(图2),认为该小鼠出现手足综合征,按照伦理要求将小鼠处死,收集足底皮肤组织样本和血浆样本。

    图  2  小鼠足底皮肤图像
    A.手足综合征阴性小鼠;B.手足综合征阳性小鼠

    将ICR小鼠四肢皮肤用4%多聚甲醛固定后进行H&E染色(因苏木精呈碱性,细胞核内的染色质与胞质内的核酸显紫蓝色;伊红呈酸性,细胞质和细胞外基质中的成分显红色),如图3显示。与正常ICR小鼠相比,手足综合征阳性小鼠皮肤表皮层增厚,角质层呈现粉红色,真皮层呈现浅蓝色,表皮层处在二者之间呈现蓝色。发生HFS小鼠皮肤颗粒层变薄,基底层和棘层间细胞数量减少。正常小鼠角质层明显较薄。

    图  3  足底皮肤组织H&E染色图(4×10倍)
    A.手足综合征阴性小鼠;B.手足综合征阴性小鼠

    ICR小鼠共39只(对照组6只,实验组33只),19只实验组ICR小鼠出现手足综合征阳性症状,发生率为57.58%。实验组ICR小鼠灌胃给药1周,出现手足综合征阳性小鼠与未出现手足综合征小鼠相比:实验组小鼠足底皮肤颜色变深(深红色),少量小鼠四肢掌心有透明水泡样组织出现;在灌胃给药10 d后,实验组小鼠出现手足综合征阳性症状,四肢出现了红斑、脱屑、水泡(红斑出现最多,脱屑其次,水泡最少)等情况。

    将收集的血浆样本按照前期报道的方法进行卡培他滨及其5种代谢产物(5'-脱氧-5-氟胞嘧啶核苷、去氧氟尿苷、5'-氟-2'-脱氧尿苷、5-氟尿嘧啶、5-氟二氢嘧啶-2,4-二酮[7])定量(ng/ml,mean±SD)。结果发现,发生手足综合征小鼠与未发生手足综合征小鼠相比,卡培他滨浓度(ng/ml)分别为(58.08±44.54)和(39.23±26.98),5'-脱氧-5-氟胞嘧啶核苷浓度(ng/ml)分别为(6047.42±3331.94)和(4442.77±2140.44),去氧氟尿苷浓度(ng/ml)分别为(2899.28±1821.15)和(2018.81±1037.86),5'-氟-2'-脱氧尿苷浓度(ng/ml)分别为(112.89±36.85) 和(122.23±19.16),5-氟尿嘧啶浓度(ng/ml)分别为(46.86±23.08)和(38.33±20.62),5-氟二氢嘧啶-2,4-二酮浓度(ng/ml)分别为(24.45±14.79)和(27.34±17.84)。卡培他滨及其代谢产物在发生和未发生手足综合征小鼠体内暴露水平均无明显差异(P>0.05,图4)。

    图  4  卡培他滨及其代谢产物暴露浓度分析
    注:Cap:卡培他滨;5-DFCR:5'-脱氧-5-氟胞嘧啶核苷;5-DFUR:去氧氟尿苷;2-DFUR:5'-氟-2'-脱氧尿苷;5-FU:5-氟尿嘧啶;FUH2:5-氟二氢嘧啶-2,4-二酮。

    体内药物暴露水平同药物疗效和不良反应密切相关。目前药物暴露水平常用的参数有曲线下面积(AUC)、稳态浓度(css)、峰浓度(cmax)、谷浓度(cmin)等。有研究发现[8],根据5-FU的AUC调整给药剂量后,患者血液系统出现3~4级不良反应发生率从之前的17.5%下降为 7.6%(P<0.05),黏膜炎的发生率也从5%降低为0%(P<0.01),总生存时间显著增加,从原来的16个月延长到22个月(P<0.01)。因此,5-FU在体内浓度可能成为预测疗效及不良反应的潜在预警生物标志物之一[9-10]。本研究中未发现卡培他滨及其代谢产物同手足综合征具有相关性,但Daher Abdi在20名75岁以上老年患者中发现,卡培他滨及其代谢产物在发生手足综合征患者体内暴露水平明显较高[11],但体外研究表明,5-FU同手足综合征无明显关联[12]。另有研究表明,手足皮肤局部较高表达的胸苷磷酸化酶可产生局部较高浓度的5-FU,同卡培他滨引发的手足综合征密切相关[13]。总之,卡培他滨引发手足综合征的机制仍需进一步研究。

    在卡培他滨致手足综合征模型的建立方面,黎鹏等灌胃给予SD大鼠200~400 mg/d,2次/d,用药1~2周(1周后停药3 d),建立了卡培他滨致手足综合征模型,并认为200 mg/kg的剂量,灌胃2周可较好地建立手足综合征模型(造模成功率77.5%)[14]。但有研究显示,卡培他滨在大鼠体内的代谢过程与人体不同,因大鼠体内胞苷脱胺酶活性较低,5-DFCR通过糖基化生成其他产物,产生的5-FU较少,而卡培他滨在小鼠体内的代谢过程与人体基本相同,可能是最好的动物模型[15-16];Hiromoto [3]等利用ICR小鼠,灌胃给予200 mg/kg,1次/d,5次/周的方法建立手足综合征模型,3周建立手足综合征模型,但成功率未报道。He和Chen等给予ICR小鼠灌胃200 mg/kg,1次/d,连续灌胃30 d后,6只小鼠中仅有1只未发生手足综合征[17]。前期预实验中,采用灌胃200 mg/kg,2次/d的方法在ICR小鼠上建立手足综合征模型,灌胃1周后,6只小鼠仅有1只发生手足综合征。因此,根据临床卡培他滨用药剂量(1 250 mg/kg,2次/d)换算小鼠剂量为275 mg/kg,2次/d,既缩短了给药时间,又提高了建模成功率(57.6%),且较少有小鼠死亡(3只)。

    本实验成功建立了卡培他滨致手足综合征的ICR小鼠模型,在给药时长、造模成功率方面均有一定优势。卡培他滨及其代谢产物在小鼠体内暴露浓度同手足综合征发生可能无关。手足综合征的发生机制仍需进一步研究。

  • 图  1  银胶的紫外可见光吸收光谱图

    图  2  盐酸曲马多水溶液在pH值4.5~8的SERS光谱

    图  3  基于LLE法采用不同溶剂所得的SERS光谱

    A. 空白尿液加标;B.真实尿液

    图  4  空白尿液加标与真实尿液的基质成分对曲马多测定的干扰

    A. 空白尿液、空白尿液加标、前处理后空白尿液;B. 去离子水、真实尿液、空白尿液加标

    图  5  空白尿液加标与银胶的SERS光谱图

    图  6  空白尿液中含曲马多等多种药物及空白尿液中头孢拉定、阿托品的SERS光谱图

    表  1  曲马多不同浓度的回收率、精密度及准确度

    浓度
    (μg/ml)
    平均
    回收率
    n=3)
    RSD
    n=5)
    日内精密度(n=6) 日间精密度(n=6)
    RSD(%) RE(%) RSD(%) RE(%)
    5 93.01 3.92 3.38 −1.47 4.61 −4.03
    50 96.5 4.27 3.33 −2.64 4.68 4.67
    80 94.9 4.68 3.54 −2.92 4.65 −4.91
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-01-31
  • 录用日期:  2024-07-02
  • 修回日期:  2024-06-27
  • 网络出版日期:  2025-04-09

表面增强拉曼光谱法快速测定尿液中曲马多的研究

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401072
    基金项目:  杨浦区科学技术委员会杨浦区卫生健康委员会科研课题(面上)(YPM202108);杨浦区科学技术委员会杨浦区卫生健康委员会科研课题(青年)(YPQ202114)
    作者简介:

    姚小静,硕士,主管药师,研究方向:药物分析与临床药学,Email:15021187046@163.com

    通讯作者: 傅 翔,博士,主任药师,研究方向:药物分析与临床药学,Email: 15000611618@139.com
  • 中图分类号: [文章编号] 2097-2024(2024)00-0000-00 [DOI] 10.12206 /j.issn.2097-2024.202401072

摘要:   目的  应用液-液萃取(LLE)-表面增强拉曼光谱(SERS),建立快速检测尿液中曲马多的方法。  方法  以氯仿∶异丙醇(9∶1)萃取剂从尿液中提取曲马多,采用增强拉曼光谱(波长为785 nm)检测尿液样品中的曲马多。  结果  曲马多的定量曲线Y=204.35 X−465.62,r=0.9952,线性范围为1~100 μg/ml,该方法曲马多的检测限(S/N=3)为0.53 μg/ml;与常规方法相比,SERS具有高灵敏度及合理的重现性。  结论  此方法简单、高效、经济,可以用于曲马多个性化用药的定性和定量分析。

English Abstract

李群英, 李盛建, 须添翼, 解李春子, 赵亮, 须秋萍. 肉桂预煎液中有效成分肉桂酸的稳定性研究[J]. 药学实践与服务, 2020, 38(3): 255-258. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202002002
引用本文: 姚小静, 计佩影, 陆峰, 施国荣, 傅翔. 表面增强拉曼光谱法快速测定尿液中曲马多的研究[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401072
LI Qunying, LI Shengjian, XU Tianyi, XIELI Chunzi, ZHAO Liang, XU Qiuping. Study on the stability of the effective components cinnamic acid in the decoction of cinnamon[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2020, 38(3): 255-258. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202002002
Citation: YAO Xiaojing, JI Peiying, LU Feng, SHI Guorong, FU Xiang. Rapid determination of tramadol in urine by surface-enhanced Raman spectroscopy[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401072
  • 曲马多是一种具有阿片受体激动剂性质的合成镇痛药,一般用于急、慢性疼痛,中、轻度癌症疼痛,骨折或各种术后疼痛、牙痛等[1],长期使用曲马多可导致成瘾。由于曲马多的缓释制剂、复方制剂在中度及以上疼痛的老年患者中应用范围和使用剂量不断扩大,曲马多引起的不良反应、药物相互作用等潜在不合理用药(PIM)案例报道呈现上升趋势[2]。2023年7月1日起,中国将曲马多复方制剂列入第二类精神药品目录。建立快速测量患者体液中曲马多的方法,有助于减少该类药物滥用和潜在不合理用药。

    口服盐酸曲马多约60%的剂量由肾脏代谢,29%的剂量以原型经尿液排出体外[3]。目前检测体液中曲马多的方法一般是采用高效液相色谱-紫外检测法(HPLC-UV)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)法[4-5],但这些方法灵敏度低,且相对耗时、费力,检测成本较高,很难在基层的临床药品检测中大规模推广。分子光谱技术由于其快速、无损、高效、简单的特点,如拉曼光谱技术,近几年在临床药品检测中逐渐被推广应用[6-9],如用于快速监测血清中卡马西平[8]以及尿液中氯氮平的监测[9]。2015年,Alharbi等[10]利用表面增强拉曼光谱(SERS)检测模拟人工尿液中曲马多的含量,其检测限(LOD)可以达到657.5 ng/ml,已经非常接近临床使用曲马多需要检测的药物浓度。

    为了尽量减少尿液中成分对SERS信号影响,本研究提出用液-液萃取(LLE)来改进基于SERS的尿液中待测成分检测[11-12]。LLE-SERS法测定患者服用曲马多后的真实尿液样品,能够快速确认患者是否服用曲马多以及监测尿药浓度,有助于确定曲马多在缓解老年患者疼痛时的个体化合理剂量,最大程度降低因曲马多药物相互作用带来的药物不良反应和不良事件,提高患者的依从性。此外,本研究还测定了老年患者服用包含曲马多在内多种药物后的尿液,并观察同时服用的其他药物是否干扰曲马多的SERS检测。

    • BWS415-785H便携式拉曼光谱仪(美国B & W Tek Inc.);KQ-250DB数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);Vortex-Genie2多功能旋涡混合器(美国 Scientific Industries 公司);TG16-WS 离心机(上海卢湘仪离心机有限公司);电子分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司);TU-1902 紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);Zeiss EVO MA-10 扫描电子显微镜(德国 Carl-Zeiss 公司)。

    • 盐酸曲马多(99.0%,中国食品药品检定研究院);柠檬酸三钠(C6H5NaO7·H2O,国药集团化学试剂有限公司);硼酸钠(Na2B4O7)、氢氧化钾(KOH)、硝酸银(AgNO3)、碘化钾(KI)、硫酸镁(MgSO4)、异丙醇(iPrOH)、氯仿(CHCl3)、甲苯(C7H8) 和乙醚 (C4H10O) (分析纯, 购自上海试剂公司)。

      本研究使用了空白尿液及医院患者的真实尿液,取样后立即冷冻并储存于−80℃低温冰箱。医疗期间盐酸曲马多收集时间和使用情况的信息,以及从健康志愿者和患者获得的人尿液样本的分析得到了当地伦理委员会的批准。

    • 精密称量盐酸曲马多对照品100 mg,配制成浓度为100 μg/ml的储备液。再利用去离子水按照浓度梯度稀释,依次得到浓度为 10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.95、0.9、0.85、0.8、0.75、0.7、0.65、0.6、0.55、0.5、0.45 μg/ml的曲马多溶液。

    • 按照Lee等[13]的方法制备银胶。在300 ml去离子水中加入54 mg AgNO3并不断加热至微沸,然后加入6 ml质量分数为1%的C6H5NaO7· H2O溶液,继续加热并充分搅拌约1 h,直到溶液变为灰绿色,停止加热,自然冷却至室温,置于棕色玻璃瓶中,避光保存。

    • 银胶中加入5 μl KI溶液(1 mol/L),孵育20 min去除银胶表面杂质信号,然后取10 μl胶体与5 μl样品混合,并加入2 μl MgSO4(0.01 mol/L,加入Mg2+目的是团聚银胶颗粒以增强检测信号),最后将混合物加入石英玻璃管中,立即置于拉曼光谱仪中采集光谱。真实尿液实验步骤同空白尿液。

      将盐酸曲马多溶解在水中,浓度范围为0.5~100 μg/ml。此外,对掺入空白尿液中的盐酸曲马多使用相同的浓度范围。

    • 光谱检测参数如下:激光波长785 nm,分辨率5 cm−1,积分时间3 s,扫描次数为1次,激光功率为 7 mW。

    • 将1 ml尿样与0.05 ml一定浓度的药物溶液混合在4 ml EP管中。然后,用Na2B4O7/KOH缓冲溶液调节pH至7。添加1 ml萃取剂氯仿∶异丙醇(9∶1,V/V)以从尿样中提取曲马多。在室温下剧烈震荡后,以 6000 r/min 离心5 min。弃去上层清液,取下层液0.5 ml至试管里,用氮气仪吹干下层液,加入与下层液等量的去离子水,用于进一步实验。

    • 采用BWSpec软件对采集到的光谱原始数据进行初步处理,主要为光谱平滑和基线校正,然后利用 Matlab 软件对数据进行光谱波段的截取,选取300~1800 cm−1 处的光谱数据进行分析,再采用Origin 8软件对处理好的数据进行绘图。

    • 紫外图谱表征:使用紫外分光光度计在 300~700 nm 波长范围内对银胶进行紫外光谱扫描,并观察物质的紫外特征吸收峰。银纳米颗粒的紫外吸收光谱如图1所示。银纳米颗粒的紫外可见吸收光谱仅在419 nm处有一个吸收峰,半峰宽较窄,这反映出银纳米颗粒大小较均匀,具有良好的分散性。

      图  1  银胶的紫外可见光吸收光谱图

      扫描电镜表征:使用扫描电子显微镜(SEM)扫描纳米银胶颗粒,观察纳米银胶颗粒的形态。银胶颗粒形似球状,大小均匀,直径约为50 nm。

    • 将盐酸曲马多对照品溶于去离子水中,改变溶液的pH值,并评估其对SERS的影响。使用Na2B4O7/KOH缓冲液将溶液pH值调整在4.5~8之间变化,立即获取SERS数据。由图2可知,样本pH 为7.0时,盐酸曲马多SERS信号最强。

      图  2  盐酸曲马多水溶液在pH值4.5~8的SERS光谱

    • Borong等研究发现氯仿∶异丙醇(9∶1)比氯仿或正丁醇能更有效提取尿液中吗啡[6]。本文评估了氯仿、氯仿∶异丙醇(9∶1)以及甲苯和乙醚提取空白尿液加标和真实尿液的效果,以993.8 cm−1的相对峰强度为指标。SERS检测结果显示空白尿液加标和真实尿液中曲马多993.8 cm−1信号均以氯仿∶异丙醇(9∶1)作为萃取剂时最强,乙醚作为萃取剂时最弱,故选定氯仿∶异丙醇(9∶1)作为曲马多的萃取溶剂(图3)。

      图  3  基于LLE法采用不同溶剂所得的SERS光谱

    • 图4A可见,未经前处理尿样直接进行拉曼光谱仪测定,结果显示空白尿液中尿素分子信号与空白尿液加标的704 cm−1和800~850 cm−1处的拉曼信号部分重叠。该干扰峰是由尿素分子中的肌氨酸酐干扰引起的,因此不应把704 cm−1和800~850 cm−1处作为特征峰。而993.8 cm−1处受尿素分子的拉曼信号干扰较弱,可初步选作快速鉴定尿液中存在曲马多的定性依据。此外,经LLE尿液中曲马多的前处理方法,993.8 cm−1处目标分子的特征峰信号受尿液干扰进一步变弱,信号明确增强。

      图  4  空白尿液加标与真实尿液的基质成分对曲马多测定的干扰

      图4B可见,由于真实尿液与空白尿液的澄清度不如去离子水,影响了检测器对拉曼散射光的感应,其特征峰较水溶液中信号相对较弱。同时空白尿液与真实尿液中其他杂质与曲马多形成竞争关系,共同吸附在银胶金属粒子表面,产生一定抑制作用,对特征峰峰形也有一定的影响。因此经LLE尿液中曲马多的前处理方法,真实尿液中993.8 cm−1特征峰信号最强。

    • Kimani等[14]研究显示曲马多的 SERS 以 452、660、704、804、836、993.8、1172、 1253、 1288、 14481603 cm−1 处的峰为主。由图5可得,研究发现804、836与993.8 cm−1在低浓度情况下SERS信号较强,但银胶基底SERS的峰与曲马多804、836 cm−1处峰重合,故本研究以993.8 cm−1 处尿液中曲马多峰为特征峰。

      图  5  空白尿液加标与银胶的SERS光谱图

    • 经查阅文献,头孢拉定与阿托品均以原形药物形式从尿液排出,且他们的特征峰也在993.8cm−1附近[15-16],这可能会影响曲马多的检测。为了进一步验证以上药物同时服用时对尿液中曲马多的检测是否有干扰,本研究采用LLE 预处理并使用SERS检测空白尿液加头孢拉定、阿托品及曲马多的样本。由图6可知,空白尿液加头孢拉定、阿托品未检测到993.8 cm−1处特征峰,而检测空白尿液加头孢拉定、阿托品及曲马多仍可以清晰地识别出曲马多993.8 cm−1处的特征峰。因此,SERS结合LLE可以实现对同时服用头孢拉定与阿托品的老年患者尿液中曲马多的测定。

      图  6  空白尿液中含曲马多等多种药物及空白尿液中头孢拉定、阿托品的SERS光谱图

    • 配制不同浓度空白尿液中盐酸曲马多溶液(1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 μg/ml),将这些溶液置于拉曼光谱仪下的石英玻璃管中进行拉曼光谱测定,以波峰993.8 cm−1的相对强度(Y)为纵坐标,盐酸曲马多对照品溶液浓度(X)为横坐标,拟合线性回归方程为Y=204.35 X−465.62,回归系数r=0.9952,盐酸曲马多的浓度在1~100 μg/ml范围内与特征峰993.8 cm−1的相对强度呈良好线性关系。

      取上述盐酸曲马多对照品溶液逐级稀释测定,测得盐酸曲马多的定量限(S/N=10)和检测限(S/N=3)分别为 1.54 μg/ml和0.53 μg/ml。

    • 取“3.4.2”项下曲马多分别为 5、50、80 μg/ml的加标溶液,分别于1 d和1周内重复测定6次,测得日内、日间精密度(RSD)及准确度(RE)见表1。结果表明,低、中、高含量的日内、日间精密度及准确度均良好。

      表 1  曲马多不同浓度的回收率、精密度及准确度

      浓度
      (μg/ml)
      平均
      回收率
      n=3)
      RSD
      n=5)
      日内精密度(n=6) 日间精密度(n=6)
      RSD(%) RE(%) RSD(%) RE(%)
      5 93.01 3.92 3.38 −1.47 4.61 −4.03
      50 96.5 4.27 3.33 −2.64 4.68 4.67
      80 94.9 4.68 3.54 −2.92 4.65 −4.91
    • 取“3.4.2”项下标准品液配制低、中、高( 5、50、80 μg/ml)3个浓度的加标溶液,每个浓度3份供试样品,按“2.3”项下处理并用SERS测定,测得结果与实际浓度比值计算回收率,见表1

    • 同回收率试验,配制3个浓度的盐酸曲马多加标溶液,于−25 ℃冷冻后,按“2.3”项下处理并用SERS测定,每个样本重复冻融5次,计算RSD,见表1

    • 通过检测3位服用曲马多患者的尿液样本,SERS分析结果可以清楚地识别出患者尿液中曲马多的特征峰。根据标准曲线可得患者A、B、C尿液中曲马多浓度分别为39.55、33.74、27.57 μg/ml。因此,SERS结合LLE可以实现对服用曲马多者尿液中曲马多的快速、灵敏的测定。

    • 对比Alharbi等[10]的研究使用人工尿液做模拟试验,本研究进一步对临床上服用曲马多患者的真实尿液进行检测,采用LLE前处理方法降低尿液中成分对背景 SERS 信号的影响,曲马多的检测限与之前的研究相当(530 ng/ml),证明了本方法检测真实尿液中曲马多的有效性,且方法简单、高效、经济,可以用于曲马多个性化用药的定性和定量分析,并进一步扩展至其他药物的监测。

参考文献 (16)

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