學習重點 方法適用的檢品濃度範圍主要取決於靈敏度。痕量分析看靈敏度與偵測極限;複雜檢品的鑑別則看選擇性與專一性。 要分清靈敏度、偵測極限、定量極限、線性範圍與適用濃度範圍。「測得到」不等於「能準確定量」。 常見儀器的靈敏度大致排序為:質譜 > 螢光 > 紫外光 > 紅外光 > 核磁共振。核磁共振需要的待測物最多。紫外光相對於螢光的優勢是耐變性(robustness)。 治療藥物監測的測定範圍應從略低於療效下限(如 MIC)延伸到略高於毒性閾值。 不純物與中藥摻西藥的檢測需要「分離+鑑別」。層析法(TLC、HPLC、GC)可用來分離與比對,LC-MS(HPLC-MS)兼具痕量偵測與結構鑑別能力。只提供元素資訊的原子光譜法不能確認有機西藥。 核心觀念 一、適用濃度範圍與方法靈敏度 選擇分析方法時,先要確認檢品中待測物的濃度是否落在該方法能可靠測定的範圍內。方法適用的檢品濃度範圍主要與靈敏度有關:靈敏度越高,越能分析低濃度檢品。選擇性是指排除干擾的能力。重複性與再現性屬於精密度,和方法能測多低的濃度無關。 名詞意義與判斷重點 靈敏度(sensitivity)待測物濃度改變時,分析訊號變化的程度,常以校正曲線的斜率表示。 偵測極限(LOD)能可靠辨認待測物存在的最低量或濃度,但不一定能準確定量。 定量極限(LOQ)能以適當準確度與精密度定量的最低量或濃度。 線性範圍分析訊號與濃度呈線性關係的區間。 適用濃度範圍(range)已證明具有適當準確度、精密度與線性,可供預定用途使用的濃度區間。 選擇性/專一性在基質、不純物、降解物等其他成分存在下,仍能辨認或測定待測物的能力。 耐變性(robustness)分析條件出現小幅、刻意的變動時,方法仍能維持可靠結果的能力。 靈敏度與偵測極限相關,但兩者不能畫上等號,因為偵測極限還受背景雜訊影響。線性良好也不代表整段範圍都符合定量要求。 二、常見儀器的靈敏度比較 方法靈敏度與特性 質譜法(MS)靈敏度最高,偵測極限最低,在適當條件下可達 pg 等級(如 0.1 pg)。可直接分析 ppb、ng/mL 等級的痕量藥物及其代謝物,並提供質荷比與碎片資訊來鑑別結構。 螢光光譜法對具螢光性的分子,靈敏度通常比紫外光高很多,選擇性也較好。在光譜法(螢光、UV、IR、NMR)之中靈敏度最佳。 紫外光/可見光光譜法適用於具有發色團的物質,操作簡便、耐變性佳,但痕量偵測能力不如螢光與質譜。 紅外光光譜法(IR)主要用於官能基判讀與鑑別,靈敏度低,不適合直接定量極低濃度的藥物。 核磁共振光譜法(NMR)結構資訊最豐富,但靈敏度最低,所需待測物量最多(通常需 mg 等級)。 原子吸收/原子放射光譜屬於元素分析,用於金屬或元素的定量,無法鑑別有機分子的結構。 判斷原則:只要題目出現 ppb、ng/mL、pg 這類痕量數值,而選項中有質譜,就選質譜。若選項沒有質譜,只比較光譜法,則以螢光法最靈敏。pg 是質量,ng/mL 是濃度,兩者單位不同,但都屬於質譜擅長的痕量範圍。 三、紫外光與螢光的比較 比較項目螢光法紫外光法 靈敏度較佳較差 選擇性較佳(激發與發射兩個波長可同時設定)較差 耐變性較差(易受溫度、pH、溶劑、淬熄、溶氧影響)較佳 適用對象只限於具螢光性或可衍生化的分子具發色團的分子皆可,範圍較廣 系統適用性(system suitability)是在每次分析時,以預定標準確認系統是否合格,不能說某類光譜法本身的系統適用性較佳。 四、治療藥物監測的測定濃度範圍 用 HPLC 等方法監測藥物濃度時,測試範圍必須同時做到兩件事: 涵蓋療效下限(如最低抑菌濃度 MIC)以下,才能判斷濃度是否不足、療效是否不夠。 延伸到毒性閾值以上,才能偵測是否達到中毒濃度。 因此最恰當的範圍是「略低於 MIC 至略高於毒性濃度」,大約各往外延伸一個數量級。例如 MIC 為 10 μg/mL、毒性閾值為 50 μg/mL 時,1~100 μg/mL 最合適。 範圍過窄不行:只落在 MIC 與毒性濃度之間,就無法判斷療效不足或中毒。範圍過寬也不行:跨越太多數量級,校正與確效都更困難,線性也不易維持。 五、不純物與摻偽分析的專一性 專一性的核心是在其他成分存在時,仍能確認待測物的身分。這類分析通常需要兩個步驟: 分離:用層析法把待測物和賦形劑、天然成分、其他不純物分開。 鑑別:與標準品比對,或由質譜取得分子量與碎片資訊。 單純的 UV、IR、示差折射率(RI)、滴定法或重量分析法,只能提供總量或吸收訊號,缺乏分離能力,不足以確認混合物中的微量有機不純物。 LC-MS(HPLC-MS)結合液相層析的分離與質譜的高靈敏度及結構資訊,是快速鑑定微量不純物的最佳方法。依 ICH 不純物規範,新原料藥的有機不純物若超過鑑定閾值(每日最大劑量 ≤2 g 者約為 0.10%),就必須鑑定其結構,此時以 HPLC-MS 最符合要求。 如果選項中沒有聯用技術,只有電位滴定、重量分析、TLC 與 UV,則 TLC 較合適,因為只有它兼具分離能力,並能與標準品比對 Rf 值,是 GMP 原料藥不純物確認常用的層析方法。 檢測中藥摻西藥時,TLC、HPLC、GC 都屬於層析分離法,可配合標準品比對來確認摻入的西藥。原子放射光譜(以及原子吸收光譜)只能測元素,無法辨認摻入的是哪一種有機西藥,因此不能作為摻偽的確認方法(但可用於重金屬檢驗)。 常考陷阱 「適用濃度範圍取決於選擇性、重複性或再現性」:錯。適用濃度範圍取決於靈敏度;重複性與再現性屬於精密度。 「紫外光法比螢光法靈敏度或選擇性更佳」:錯。紫外光的優勢是耐變性(robustness),也不是系統適用性。 「NMR 結構資訊最多,所以最靈敏」:錯。NMR 靈敏度最低、所需樣品量最多。結構資訊多不代表偵測能力強。 「ppb、ng/mL、pg 等級的痕量分析選 UV 或 IR」:錯。應選質譜。原子吸收、原子放射只用於元素分析,不適合分析有機代謝物。 「光譜法中 UV 最靈敏」:錯。在螢光、UV、IR、NMR 之中,螢光最靈敏。 「監測範圍只要介於 MIC 與毒性濃度之間」:錯。範圍必須往下低於 MIC、往上超過毒性濃度。 「監測範圍越寬越好」:錯。跨越太多數量級並不恰當,略為涵蓋上下限即可。 「滴定、重量分析、UV 可確認不純物身分」:錯。這些方法缺乏分離能力,應選層析法,最好是聯用質譜。 「原子光譜可確認中藥摻西藥」:錯。原子光譜只提供元素資訊;TLC、HPLC、GC 才能作為確認方法。 「層析保留時間相同就一定是同一物質」:不一定。可能發生共洗脫,需要時應加上質譜鑑別。 記憶口訣 「質螢紫紅核,靈敏依序落;核磁量最多,紫外最耐磨。」(靈敏度:質譜 > 螢光 > 紫外 > 紅外 > 核磁;紫外的優勢是耐變性。) 「下包 MIC,上越毒性,前後各留一級。」(治療藥物監測範圍:略低於 MIC 至略高於毒性濃度。) 「先分離、再鑑別;LC-MS 最在行,原子光譜只認元素。」