冷熱雙控溫剪紙芯片測定5-氟尿嘧啶

吳 劍，胡朝奇，張 葉，徐 剛，李蘇菲

（1.安徽中醫藥高等專科學校 校中心實驗室，安徽 蕪湖 241000；2.蕪湖先聲中人藥業有限公司，安徽 蕪湖 241080）

5-氟尿嘧啶是最早、最經典的結腸癌化療藥物，是各種結腸癌化療方案中必不可少的關鍵藥物，有植入劑等多種劑型。目前，5-氟尿嘧啶植入劑的體外溶出度應用紫外可見分光光度法進行檢測，但紫外分光光度計是光學設備，質量較大，且具有精密光路，因此不便攜帶，對環境要求較高，不能有強烈震動，不耐酸堿腐蝕性氣體，而植入劑體外溶出時需要溶出設備，震動強，會用到鹽酸等能釋放強腐蝕性氣體的溶液，因此溶出室和紫外分析室必須隔離，這對相關檢測造成了不便，不能實時在線進行檢測。因此，相關檢測采用24、36、120 h下取樣后檢測的方法進行，比較煩瑣。紙芯片自從被Bruzewicz等[1]提出后，由于成本低、易操作、可攜帶、耗樣量小等優點得到了廣泛應用[2-3]。采用標準 6 mm打孔器制備剪紙，將其均勻分布后，轉移到導熱雙面膠基底表面制備了剪紙芯片，利用5-氟尿嘧啶的顯色反應可以對其進行檢測，但相關反應時間較長。本研究將導熱雙面膠粘附在半導體制冷片表面，對芯片進行加熱可以大幅度縮短反應時間，賦予該芯片實用價值，相關研究尚未見報道，現特報道如下。

1 實驗

1.1 試劑、用品和儀器

打孔器、導熱雙面膠、硅橡膠加熱片等（淘寶），5-氟尿嘧啶標準品（上海甄準生物科技有限公司），硼砂、溴、硫酸、亞砷酸鈉、2,4-二硝基苯肼、氫氧化鉀等（分析純，國藥集團化學試劑有限公司），濾紙、生宣宣紙、熟宣宣紙、半生半熟宣紙等紙品。

1.2 紙芯片的制備過程

紙芯片的制備采用本課題組的專利技術[4]，簡要描述如下：用打孔器將上述紙品切割成直徑6 mm大小的紙片，收集備用。在新剝離保護膜的有機玻璃板表面，將上述紙片排列為4×5的紙片陣列。將導熱雙面膠切割成合適大小，粘附在半導體制冷片表面后，將保護膜剝離后的另一面放到上述紙片上微用力擠壓，即可將紙片陣列完全轉移到導熱雙面膠表面。其中，單片半導體制冷片最高可以調節溫度到65 ℃，如所需控制溫度超過65 ℃，則可將兩片乃至更多片半導體制冷片串聯使用。半導體制冷片粘附在鋁制散熱器上通過9 V的電池供電，可通過串接在電路中的開關打開或關閉整個裝置。如需制冷，可以將電池的正負極與半導體制冷片的正負極反接，但加熱和制冷過程必須間隔5 min以上，避免半導體制冷片因冷熱急劇轉換而損壞。

1.3 5-氟尿嘧啶標準溶液的制備

將一定量5-氟尿嘧啶標準品用1.6%的硼砂溶液溶解，加0.2%的溴水反應后，加入2 mol/L的硫酸，再加入亞砷酸鈉除去多余的溴，用水稀釋到刻度，使用時逐級稀釋。

1.4 5-氟尿嘧啶紙芯片檢測

準確量取5-氟尿嘧啶標準溶液1 μL注入紙芯片，加入 0.1 g/100 mL的2,4-二硝基苯肼溶液1 μL，分別控制芯片溫度為25、35、45、55、65、75、85、95 ℃，放置適當時間后，加入1 μL 1 mol/L氫氧化鉀顯色。

1.5 5-氟尿嘧啶的質量濃度和顏色強度之間的線性關系

在65 ℃下將不同質量濃度的標準5-氟尿嘧啶溶液按上述方法進行顯色后用手機拍照，再用Image J軟件對顯色后的圖像進行分析，結果如圖1所示。

由圖1可得，5-氟尿嘧啶溶液的質量濃度（ρ）和顏色強度（I）之間的線性方程如下：

圖1 5-氟尿嘧啶的質量濃度和顏色強度之間的線性關系

R=0.998 5，具有良好的線性關系。

2 結果與討論

紙芯片可以用濾紙、生宣宣紙、熟宣宣紙、半生半熟宣紙等制備，其中濾紙和生宣宣紙對水溶液的親和性好，溶液可以很快滲透紙片。生宣雖然總體價格較為昂貴，但是量較大，如考慮單一紙片的價格，生宣價格比濾紙便宜，且生宣柔韌性好，如發生折皺可以簡單地通過熨燙恢復原貌，因此多用生宣制備紙芯片。

上述顯色反應在25 ℃下需要80 min左右才可穩定顯色，將其用于藥物檢測顯然會制約實驗的進展。隨著溫度的升高，顯色及達到穩定的時間縮短，其中在65 ℃下10 min左右可以顯色，在85 ℃下4 min左右顯色，95 ℃下試劑揮發較快，往往會出現顯色不均的現象。此外，單片半導體制冷片最高可以加熱到65 ℃，如想獲得更高的溫度，需要串聯兩個及以上的半導體制冷片，這將導致實驗設備體積增加（相關的電池組、配套風扇及保溫裝置均需增加），時間的縮短并不明顯。顯然，采用單片半導體制冷片的冷熱雙控溫剪紙芯片更有利于實驗的開展。

5-氟尿嘧啶的質量濃度在1～50 μg/mL和顯色呈現良好的線性關系，可用于5-氟尿嘧啶各種劑型的快速檢測。

3 結語

用具有自主知識產權的冷熱雙控溫剪紙芯片對5-氟尿嘧啶標準品進行檢測，該方法無需任何大型儀器設備，可以在普通實驗室開展。芯片便攜性好，對環境要求低，與5-氟尿嘧啶的線性關系良好，可為其植入劑或緩釋劑溶出度提供直接在線檢測，還可以用于該藥物的飛行檢查、臨床血藥濃度監控等領域，應用前景廣闊。