近日，武漢大學(xué)的研究團(tuán)隊開發(fā)出一種嗅覺仿生定水管裝置，可用于多種固體藥物制劑的水分含量測定，有望成為卡爾·費休氏法的替代方法。
 
在藥品的質(zhì)量檢測中，水分含量是一個重要的參數(shù)。藥品中的水分含量不僅影響藥品的穩(wěn)定性、理化性狀及藥效作用等，還影響藥品保存過程中霉變、水解、氧化等問題。藥品質(zhì)量直接關(guān)系疾病的治療效果以及人體的健康安全，因此水分含量定量分析是藥品檢測的基本項目，測定方法也被各國藥典收載。
 
我國2015版藥典收載的藥品水分測定法有卡爾·費休氏法(容量滴定法和庫侖滴定法)、烘干法、減壓干燥法和甲苯法。其中卡爾·費休氏法是較為經(jīng)典的水分測定方法，其原理是碘和二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中可以與水進(jìn)行定量反應(yīng)?？?middot;費休氏法檢測速度快，靈敏度高，操作簡單，而且適用范圍很廣，但是卡爾費休試劑中的二氧化硫與吡啶具有很強(qiáng)的毒性和揮發(fā)性，在測定過程中有一定的安全風(fēng)險。因此尋找安全且同樣精確的水分含量測定方法成為一個重要的研究課題。
 
據(jù)研究人員介紹，他們是在鑭系發(fā)光MOF的理論及應(yīng)用研究中萌生出將其應(yīng)用于固體藥物水分含量測試的想法。MOF即金屬有機(jī)框架材料，是由有機(jī)配體和金屬離子或團(tuán)簇在在溫和的反應(yīng)條件下通過配位鍵或氫鍵等超分子自組裝形成的具有特殊結(jié)構(gòu)的框架材料。發(fā)光是MOF的特定性能之一，在光學(xué)傳感領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。
 
研究團(tuán)隊通過低溫溶劑熱法制備了一種新型的鑭系MOF——Eu-MOF。在利用熒光光譜對Eu-MOF的水響應(yīng)性能進(jìn)行研究的時候，研究人員發(fā)現(xiàn)，Eu-MOF對有機(jī)溶劑中的水含量非常敏感，實驗中隨著乙醇溶液內(nèi)水分含量的變化，熒光光譜的熒光峰會出現(xiàn)明顯的變化。因此研究人員認(rèn)為Eu-MOF可用于固體藥物水分含量測試，隨后的研究也進(jìn)一步驗證這一想法的可實現(xiàn)性。
 
為了將Eu-MOF優(yōu)異的水響應(yīng)性能在藥品水分測定中發(fā)揮出來，研究人員不僅將Eu-MOF與濾紙結(jié)合，制作出紙基微傳感器，還設(shè)計出了嗅覺仿生定水管裝置，將紙基微傳感器加入到嗅覺仿生裝置中，實現(xiàn)固體藥品水分含量的快速測定。而且研究人員還將傳感器與計算機(jī)邏輯運算語言結(jié)合在一起，構(gòu)建出智能檢測系統(tǒng)以實現(xiàn)可視化檢測的數(shù)據(jù)化。
 
這一檢測裝置由于包含了嗅覺仿生檢測轉(zhuǎn)化為視覺熒光信號的過程，被稱為“光學(xué)鼻”。在驗證階段，光學(xué)鼻表現(xiàn)出令人滿意的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)，證明光學(xué)鼻可以應(yīng)用于固體藥品水分含量測定，檢測效果不輸卡爾·費休氏法，而且對操作人員沒有危害，安全性更高。同時光學(xué)鼻不需要大型儀器，可以有效減少藥品質(zhì)量控制的成本，這讓光學(xué)鼻擁有廣闊的應(yīng)用前景。也許在不久之后，光學(xué)鼻就將投入市場，為儀器行業(yè)帶來新的活力。