毛細管電泳與液相層析-飛行式質譜儀於藥物與毒化物之分析研究

Abstract

第一部分: 開發毛細管電泳法於藥物及三聚氰胺之分析 分析的方法追求正確、靈敏、快速、環保。本研究第一部分開發快速、簡單、節省樣品及溶媒的毛細管電泳法分析生物檢品中的藥物以及奶粉中的不法添加物。Teicoplanin是一種能夠有效治療methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)的抗生素，安全且有效的治療MRSA感染需要監控治療藥物血中濃度在理論範圍(therapeutic range)內。此部分開發了快速且具經濟效益的膠束電動層析法(micellar electrokinetic chromatography, MEKC)並結合固相萃取樣品處理技術達到分析物線下(off-line)濃縮10倍以上，可定量病人血清中之teicoplanin濃度。最低偵測極限(S/N=3)小於0.06 μg mL-1。為了提升毛細管電泳的偵測靈敏度，線上濃縮技術包括sweeping和stacking皆大幅改善偵測極限。於奶粉中違法添加三聚氰胺(melamine)近幾年來一直是重要的社會議題，利用所開發的sweeping-MEKC方法可快速、靈敏地篩檢奶粉中的三聚氰胺含量，最低偵測極限(S/N=3)可達10.9 ng mL-1，和傳統區帶電泳相比濃縮效率提升70倍。而利用所開發的cation selective exhaustive injection-sweeping-MEKC (CSEI-Sweep-MEKC)方法，合併場放大樣品堆積和掃集法兩種線上濃縮原理分析病人血中抗肺結核藥物isoniazid的濃度，其偵測極限可達9 ng mL-1，和膠束電動層析法相比濃縮效率提升85倍。本研究所開發的方法皆成功應用於分析實際樣品，顯示毛細管電泳配合線下及線上濃縮，可有效應用在生物檢品及奶粉中添加物的分析，為一靈敏、快速、簡單、環保的分析平台。 第二部分: 開發液相層析-飛行式質譜儀方法快速篩檢尿液中之 濫用藥物 藥物濫用能導致謀殺、自殺、性侵害和許多社會問題。此部分研究首先開發高效液相層析-飛行式質譜儀(HPLC-TOF MS)方法並進一步開發超高效液相層析-四極柱-飛行式質譜儀(UHPLC-QTOF MS)法快速篩檢尿液中之濫用藥物。具有高度濫用率的藥物包括amphetamines，opioids，benzodiazepines，barbiturates，ketamine，lysergic acid diethylamide (LSD)，cannabis。本研究採用正、負離子模式分析，使所有的測試標準品皆可得到最佳的偵測靈敏度；分析管柱與移動相條件也經過最佳化來獲得良好的專一性與靈敏度；HPLC-TOF MS部分使用Atlantis dC18作為分析管柱，5 mM ammonium acetate / 0.1 % formic acid水溶液 (pH=3)與ACN作為鹼性分析物分析時的移動相。酸性分析物則使用pH值較高的10 mM ammonium acetate水溶液(pH=7)與ACN作為移動相。HPLC-TOF MS平台可準確篩檢尿液中的濫用藥物，但是偽陽性結果的問題無法直接解決。UHPLC-QTOF MS最佳化的條件為利用Poroshell EC C18做為分析管柱，0.1 % acetic acid 水溶液與methanol作為移動相組成，可在20分鐘內完成正、負離子模式分析；由於UHPLC-QTOF MS配合Jet stream離子源具有高靈敏度，尿液樣本可直接在簡單稀釋5倍後進行分析。兩種分析平台分別經過專一性、再現性、萃取回收率、基質效應與靈敏度的方法驗證，峰面積再現性在10倍法規閾值濃度與1倍法規閾值濃度的相對標準差皆小於25 %。UHPLC-QTOF MS並能進行二級質譜分析，確認篩檢結果的正確性。所開發分析方法不因篩檢品項增加而降低靈敏度，於資料處理軟體中建立不限品項數且欲篩檢之分析物分子式資訊，軟體即能自動比對精確質量與同位素模式(isotopic pattern)，進行分析資料篩檢，縮減尿液中所含未知濫用藥物的種類範圍及品項，進一步可利用同一平台針對可疑化合物進行二級質譜確認，高效率的分析平台。為驗證方法的效力，我們將所開發的方法應用於分析12個尿液檢體。