临床生物化学/药物浓度测定常用技术

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从本质上说,药物都是化学物质,其检测方法均为临床化学的常用技术。但体液中的药物大多以μg/ml或ng/ml水平存在,并且其检测不仅受同时存在的多种结构相似的内源性物质干扰,还受和原型药仅有微小差别的代谢物干扰。而某些药物的TDM除原型药外,还需同时检测具药理活性的代谢物。另一方面,药物的有效浓度范围和中毒水平,是结合大量临床观察确定的,要求任何实验室建立的测定方法应具有高度可比性。下面将仅结合药物测定的特殊要求,对常用临床化学技术作一评估性介绍。

(一)光谱

多数药物或代谢物本身在紫外光区即存在吸收峰,一些药物或代谢物受激发后,本身即可发射荧光;而另外一些药物还可通过特异的显色反应用分光法检测。但无论可见光分光光度法、紫外光度法还是荧光光度法,用于体液中药物检测时,都存在灵敏度低、特异性差的缺点,特别是易受代谢物干扰。虽然采用提取、双波长、示差、导数分光光度法等试图提高其灵敏度和特异性,仍未能从根本上克服上述缺点。但光谱法操作简便,所需仪器一般临床实验室都具备,检测成本低,便于推广。对治疗血药浓度水平较高,经适当方法改良光谱法能满足临床需要的药物,现阶段仍不失为一可采用的方法,如阿司匹林对乙酰氨基酚氨茶碱苯妥英钠苯巴比妥钠等。

火焰发射光谱法和原子吸收光谱法特异性及灵敏度均高,操作也较简便,但仅能用于某些含体内仅微量存在的金属离子药物。在TDM中可供锂盐、铂盐检测用。

(二)色谱法

又称层析法。系通过层析作用,使样品中理化性质不同的组分得以分离,若再配以适当的检测器,则可同时完成定性、定量工作。特异性高,可同时检测同一样本中的不同组分,是色谱法的共同优点,这在TDM中尤有意义。薄层色谱法(TLC)虽然不断改进定量点样技术并使用扫描定量,但其灵敏度及重复性仍低于其他色谱法,除用于毒物的检测外,在TDM工作中较少应用。

自60年代末期相继发展成熟的气相色谱法(GC)和高效液相色谱法(HPLC),由于实现了高效层析分离和检测联机,可用微电脑控制层析条件、程序和数据处理,其特异性、灵敏度和重复性均好,并可一次同时完成同一样本中多种药物及其代谢物检测。若采用内标本法定量,还可排除部分操作误差,提高检测结果的可靠性。HPLC和GC相比,由于不需对样品高温气化,一般都可不进行衍生化处理;另一方面,HPLC的固定相种类较多,流动相通过改变其组成成分及比例更是千变万化。二者适当组合,可对绝大多数有机化合物药进行分离测定。事实上,正是GC和HPLC这类先进可靠的检测方法的应用,促进了TDM的形成和发展。特别是HPLC已成为TDM的重要检测技术,并常用作评估其他方法的参考方法。当然,GC和HPLC一般均要求对样品进行预处理,两法所用仪器都昂贵尚难普及。但从发展的观点看,HPLC仍将成为国内TDM的主要分析方法。近年来发展的GC-质谱、HPLC-质谱联机检测,更使这类分析手段的性能极大提高。

(三)免疫化学

不少药物都是半抗原抗原,所以可引起过敏反应。若能制备这些药物相应的特异性抗体,即可根据抗原-抗体反应的特异性,应用免疫化学法检测这些药物。TDM应用的免疫化学法一般都采用竞争性免疫分析,即通过定量加入的少量特异性抗体,与标本中相应的抗原或半抗原性药物及定量加入的标记药物间,产生竞争性结合,检测标记药物与抗体结合的抑制程度,和同样处理的标准管比较,便可对样本中的药物定量。免疫化学法灵敏度极高,大多可达ng甚至pg检测水平,可满足所有药物TDM的要求;该法所需标本量少,一般均不需预处理,操作简便,并可制成商品化试剂盒;还可利用一般生化、荧光自动分析仪进行自动化操作。这些都是免疫化学法的优点。

但在TDM中免疫法存在的主要问题是,特异性易受干扰。干扰因素除来自内源性物质外,特殊的是抗原性决定基团未发生变化的待测药物的代谢,或具相同相似抗原性的其他药物及代谢物。如强心药地高辛洋地黄毒甙、地高辛代谢物二氢地高辛,均可与地高辛抗体结合。显然,在体内几乎不发生代谢转化而原型排泄的药物,则较少代谢物干扰,尤其适用于免疫法检测,如庆大霉素等氨基甙类抗生素。当然,只有具备完全或半抗原性的药物,并要能制备特异性抗体,才能用免疫化学法进行TDM。但总的来说,由于免疫化学法的前述优点,仍是TDM检测技术发展的主要方向。

免疫化学法根据标记物性质不同,可分做放射免疫法、荧光免疫法和酶免疫法三类。根据测定中是否要分离与抗体结合和未结合的标记物,又可分为多相(需分离)和均相(不分离)免疫分析法两种。放射免疫法虽存在放射性污染,又是多相体系,分离结合和未结合标记物操作繁杂,影响因素多,而分离效果又直接影响测定结果,但其灵敏度高,标记技术相对成熟,国内生产的TDM试剂盒多为此类。荧光免疫法按反应体系及定量方法不同,还可进一步分做若干种。与放射免疫法相比,荧光免疫法无放射性污染,并且大多操作简便,便于推广。国外生产的TDM用试剂盒,有相当一部分即属于此类,并且还有专供TDM荧光偏振免疫分析用的自动分析仪生产。酶免疫分析法是目前国外TDM免疫分析中最常采用的方法,特别是均相酶免疫分析法。本法除具有荧光免疫法的优点外,通过选用合适的标记酶,在目前已较广泛普及的多种自动化分析仪即可实现自动化操作,更利于推广。特别是近年来,在TDM的酶免疫分析中,应用酶偶联反应原理,以辅酶黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)标记药物,将葡萄糖氧化酶蛋白、偶联辅助酶-过氧化物酶底物和显色剂4-氯-1-萘酚固化在薄膜上,制成类似pH试纸样的试条。测定时,只要滴上微量样品,根据成色深浅,即可作出药物浓度的粗略判别。这一方法使病人自我或临床医师病床旁方便快速进行TDM工作成为可能。目前国外已有供茶碱和苯妥英钠测定用的这种试条问市。无疑这一方法的推广,将有助于促进TDM的普及,具有良好的发展前景。

(四)其他检测方法

抑菌试验曾用于测定体液中的抗菌药物浓度。该方法简便易行,可利用临床细菌室即可开展。但其特异性、灵敏度、重复性均差,定量粗糙,并易受同时使用的其他抗菌药物的干扰,在TDM中已较少使用。一些本身即为内源性物质的药物,如钾、钠、钙、激素药等,在临床检验中已有成熟的检测方法,则可借用。

必须指出,多数需进行TDM的药物,都有不只一种方法可供选用。应根据测定药物的有效血药浓度水平所决定的灵敏度要求,是否需同时检测多种药物或活性代谢物,可供选用的仪器设备及检测经济成本等,综合考虑,确定一能满足临床要求的可行方法。

32 样品预处理 | 需测定药物浓度进行监测的主要药物 32
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