丙泊酚是一種常用于手術(shù)和重癥監(jiān)護的短效靜脈麻醉藥，最初由英國化學工業(yè)公司開發(fā)，該公司研究了苯酚衍生物在動物模型中的鎮(zhèn)靜作用，在1973年首次公布了丙泊酚的麻醉性質(zhì)[1]。丙泊酚不溶于水，初步臨床試驗使用的乳劑中含有聚乙氧化蓖麻油，由于發(fā)現(xiàn)其會引起過敏反應而被撤回。后來改用脂類乳劑后于20世紀80年代在歐洲和美國得到應用。由于其起效快、作用消除快、蘇醒迅速等優(yōu)點，現(xiàn)已成為麻醉誘導和維持的首選藥。丙泊酚主要經(jīng)由肝代謝，在尿液中以原型排出約為1%，隨糞便排出約為2%[2]?；颊咴诮邮軉未蝿┝康谋捶屿o脈注射30~50 s后意識消失，并持續(xù)4~6 min。目前檢測丙泊酚血藥濃度的方法包括高效液相色譜法[3?4] 、電化學檢測[5]、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chromatography?mass spectrometer, GC?MS）[6]、固相微萃取聯(lián)合毛細管氣相色譜法或頂空氣相色譜法[7]。Dawidowicz等[3]的研究發(fā)現(xiàn)，肺組織含有與丙泊酚羥基化相關的P450酶以及與葡萄糖醛酸化相關的UGT酶，所以肺也參與丙泊酚的代謝。由于肺也參與了丙泊酚的代謝，有學者嘗試從呼出氣中監(jiān)測丙泊酚濃度，并有相關文獻證實了其可行性[8]。目前，呼出氣丙泊酚濃度的檢測方法主要包括GC?MS[9]、質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應質(zhì)譜法（proton transfer reaction?mass spectrometer, PTR?MS）等[8]。

1 血中丙泊酚快速檢測的方法

對于麻醉醫(yī)師，在臨床實踐中評估和調(diào)整麻醉深度是其主要任務之一，監(jiān)測靜脈麻醉藥的血藥濃度是控制麻醉深度的一種方法，類似于使用揮發(fā)性麻醉劑的呼氣末濃度。目前測定丙泊酚血藥物濃度的常用方法為高效液相色譜法、氣相色譜法和液相色譜質(zhì)譜法，但由于儀器體積大、樣品預處理復雜等缺點不能實現(xiàn)在臨床和手術(shù)中靜脈麻醉藥濃度的快速檢測。新興的丙泊酚血藥濃度快速檢測方法目前包括離子遷移譜（ion mobility spectroscopy, IMS）技術(shù)、固相萃取與其他技術(shù)聯(lián)用等。

1.1　IMS檢測血中丙泊酚濃度

IMS是一種在弱電場下分離和檢測的技術(shù)，具有靈敏度高、分析速度快、適合攜帶等優(yōu)點，IMS已經(jīng)成功地用于檢測爆炸物、毒物、化學毒劑，儀器具有體積小、便攜性好的優(yōu)點。在Wang等[10]研究中，建立了一種快速測定血漿丙泊酚濃度的獨立IMS：在不進行樣品預處理的情況下，將血漿樣品滴在玻璃微纖維紙上，然后通過熱脫附直接進入IMS系統(tǒng)，每一個樣本都可以在1 min內(nèi)測量出濃度，并用高效液相色譜法測定血漿丙泊酚濃度；結(jié)果證實這兩種方法之間有很好的一致性，可實現(xiàn)在手術(shù)間的環(huán)境下檢測丙泊酚濃度。

1.2　定量比色聯(lián)合固相萃取檢測血中丙泊酚濃度

The Pelorus 1000 analyser（SphereMedicalLtd.，Cambridge, 英國）可實時測量全血中的丙泊酚濃度[11?12]，Pelorus 1000中使用的測量技術(shù)基于定量比色原理：在將全血樣品注入分析儀后，將樣品稀釋，并將紅細胞裂解，使用固相萃取從裂解的血液中提取丙泊酚；丙泊酚的提取是通過全血樣品與吉布氏試劑反應形成有色復合物來檢測，儀器通過吸收光譜測量樣品中復合物的濃度。這臺機器可實現(xiàn)樣品的制備、提取和檢測，丙泊酚的濃度在取樣的幾分鐘內(nèi)就可以得出結(jié)果，因此可以實時地優(yōu)化個體患者的丙泊酚輸注速度，從而立即控制目標濃度。在Cowley等[13]的實驗中使用的丙泊酚分析儀同樣是利用固相萃取從0.5 ml全血中提取丙泊酚，然后使用比色檢測技術(shù)定量該提取物中丙泊酚的量；該裝置在4 min內(nèi)可測定出血樣中丙泊酚濃度，此技術(shù)在2006年首先被提出。在McGaughran等[14]的研究中，抽取了丙泊酚麻醉誘導過程中17例患者的靜脈血標本，并將標本一式兩份，分別用丙泊酚分析儀和高效液相色譜儀進行分析；總計87份樣本通過Bland Alman分析，兩種分析方法沒有顯著偏倚，丙泊酚濃度均在0.34~0.42 mg/L。結(jié)果表明，該方法可適用于全身麻醉期間丙泊酚的快速監(jiān)測。

1.3　在線分子印跡聚合物固相萃取檢測血中丙泊酚濃度

Li等[15]介紹了一種快速檢測全血中丙泊酚濃度的方法，該方法利用在線分子印跡聚合物（molecularly imprinted polymers, MIPs）固相萃取，而不是傳統(tǒng)的C18固相萃取結(jié)合熒光光纖檢測。MIPs在固相萃取中的應用是Sellergren[16]在1994年提出的。MIPs不僅可以集中，而且可以選擇性地將目標分析物與實際樣品分離。MIPs的優(yōu)點包括高選擇性、穩(wěn)定性、可重復使用性、易用性和低成本制備，它們已被有效地用作清潔和選擇性富集不同樣品分析物的吸附劑。這種新開發(fā)的方法已成功應用于測量模擬全血樣品中丙泊酚的濃度，整個分析過程只持續(xù)5 min；結(jié)果顯示新的在線方法和經(jīng)過驗證的高效液相色譜方法之間差異無統(tǒng)計學意義。這種新的在線方法可以更快、更方便地進行丙泊酚的臨床實時檢測。

2 呼出氣中丙泊酚快速檢測的方法

由于Dawidowicz等[3]的研究指出丙泊酚具有可從肺代謝的性質(zhì)，從而使得通過呼出氣分析丙泊酚濃度成為了研究的熱點。目前，測量呼出氣中丙泊酚濃度的常用方法為GC?MS[17?18]，它的缺點是儀器體積大、測量時間長，不能在臨床中常規(guī)應用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，近年來發(fā)展起來的各種創(chuàng)新的化學傳感器可測量呼出氣中微量的物質(zhì)，這又使得人們對于呼出氣中丙泊酚的快速檢測方法產(chǎn)生了濃厚的興趣。與傳統(tǒng)測量方法相比，快速檢測具有實時、方便、快捷的優(yōu)點。丙泊酚的沸點為256 ℃[19]，所以呼出氣中丙泊酚濃度極低，在麻醉時，實時測量丙泊酚濃度的技術(shù)難度很大，目前并沒有實時測量丙泊酚濃度的設備應用于臨床。Harrison等[8]首次利用PTR?MS從患者呼出氣中檢測到丙泊酚及其代謝產(chǎn)物之后，越來越多的學者嘗試利用不同的技術(shù)方法來監(jiān)測呼出氣中丙泊酚濃度。目前的文獻資料中，有關丙泊酚快速檢測的方法包括PTR?MS、離子分子反應質(zhì)譜法（ion molecule reaction?mass spectrometry, IMR?MS）、IMS、毛細管柱聯(lián)合離子流動質(zhì)譜（multicapillary columns?ion mobility spectrometry, MCC?IMS）、選擇性離子流動管質(zhì)譜（selected ion flow tube?mass spectrometry, SIFT?MS）以及氣相色譜聯(lián)用聲表面波傳感器（gas chromatography?surface acoustic wave, GC?SAW）等。以上方法均可實現(xiàn)丙泊酚的實時快速檢測，解決了傳統(tǒng)的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的非連續(xù)性、滯后性的缺點。

2.1　PTR?MS檢測丙泊酚呼出氣濃度

PTR?MS可以用于快速測定呼出氣中痕量物質(zhì)的原理為：H3O+ +M→MH++H2O[20]，通過反應離子H3O+與被測物質(zhì)之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應將被測物質(zhì)轉(zhuǎn)化為MH+，從而實現(xiàn)被測物質(zhì)的質(zhì)子化和后續(xù)的質(zhì)譜檢測。Harrison等[8]在患者的呼出氣中檢測到靜脈注射的丙泊酚，但并沒有評估呼出氣與血液中丙泊酚濃度之間的關系。在Takita等[19]的研究中，利用PTR?MS測出呼出氣中丙泊酚濃度后，與血漿中濃度進行了比較，發(fā)現(xiàn)血漿和呼出氣濃度具有一致性，表明PTR?MS可通過測量呼出氣中濃度來監(jiān)測血漿中丙泊酚濃度。

2.2　IMR?MS檢測丙泊酚呼出氣濃度

Hornuss等[21]抽取一組接受全憑靜脈麻醉的神經(jīng)外科患者的血樣，并使用一個與質(zhì)譜儀相連的自動取樣器對血樣進行丙泊酚頂空測定，另一組質(zhì)譜系統(tǒng)直接連接到同樣進行靶控輸注的神經(jīng)外科患者的氣管導管和麻醉機呼吸回路上，并在線測量呼氣末丙泊酚濃度。在此研究中，呼出氣中丙泊酚濃度測定的方法為IMR?MS，結(jié)果發(fā)現(xiàn)丙泊酚血藥濃度與丙泊酚頂空氣濃度存在密切相關性。該系統(tǒng)以離子分子反應和四極質(zhì)譜聯(lián)用為基礎，為在線和離線抽取呼出氣體中的有機和無機化合物提供了一種高靈敏度的測定方法。Hornuss等[22]還研究了在非穩(wěn)態(tài)時，單次靜脈注射丙泊酚后呼出氣中檢測到丙泊酚的時間，其目的主要是研究呼出氣中丙泊酚濃度是否有延遲;在注射丙泊酚后，呼出氣中檢測到丙泊酚時間為（43±21） s，而BIS的變化時間為（49±11） s。

2.3　IMS檢測丙泊酚呼出氣濃度

在Perl等[23]與Kreuder等[24]的研究中，應用IMS結(jié)合多通道毛細管柱在患者的呼出氣體中直接量化丙泊酚，發(fā)現(xiàn)呼出氣體中丙泊酚濃度與靜脈丙泊酚濃度之間存在相關性;并證實了MCC?IMS方法可以對呼出氣體進行精確測量，允許無創(chuàng)性地評估丙泊酚的濃度，而且不需要對呼出氣體樣本進行預處理。但呼出氣中的水分會影響IMS的性能，如降低選擇性和靈敏度。在Zhou等[25]的實驗中，建立了一種在線檢測的膜入口離子遷移譜（membrane inlet?ion mobility spectrometer, MI?IMS），與直接進樣相比，膜進口可以消除水分干擾，提高丙泊酚的選擇性。近年來，最常使用的膜是有機硅膜，能夠抵抗水蒸氣的透過[26]。利用IMS技術(shù)檢測揮發(fā)性有機化合物時膜入口技術(shù)已被證明是一種有效消除水分的方法[27]。Zhou等[25]的實驗只在鼠身上進行；而Liu等[28]同樣使用了MI?IMS技術(shù)，研究對象是19例患者，得出呼出氣與血漿丙泊酚濃度變化的一致性，表明MI?IMS技術(shù)可提高丙泊酚麻醉的安全性。

2.4　SIFT?MS法檢測丙泊酚呼出氣濃度

SIFT?MS技術(shù)在20世紀70年代中期開發(fā)于英國伯明翰大學[29]，是一種同時測定空氣中和呼吸中痕量氣體的技術(shù)。它的原理是依據(jù)呼出氣中的微量氣體分子的化學電離，四級桿慮質(zhì)器對它們進行質(zhì)量過濾后進行質(zhì)量分析。它的優(yōu)點為實時監(jiān)測濃度可低至1 ng/L，并且操作簡便。SIFT?MS具有足夠的靈敏性，可以同時分析單次呼出氣中幾種微量氣體代謝物。Boshier等[30]將5 m長的管道與通氣回路的氣管導管相連，利用SIFT?MS在5例進行腹腔鏡手術(shù)的患者的呼出氣中檢測到了經(jīng)靜脈注射的丙泊酚。

2.5　表面聲波傳感器聯(lián)合氣相色譜儀檢測丙泊酚呼出氣濃度

在利用GC?SAW測定呼出氣中丙泊酚濃度時，使用了直熱式毛細管柱升溫方式，監(jiān)測呼出氣中丙泊酚濃度的周期就可壓縮至90 s。在董浩等[31]的實驗中，將GC?SAW的進樣口與呼吸機的出氣管相連，采氣周期90 s，并在相應位點抽取患者血液。使用GC?SAW系統(tǒng)測血液樣品的頂空響應，與呼出氣響應作對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)丙泊酚呼出氣濃度與其血藥濃度在變化趨勢上基本一致。在Chen等[32]的實驗中，同樣使用了GC?SAW檢測28例接受丙泊酚靜脈注射患者的血液和呼出氣體中的丙泊酚濃度，證明了GC?SAW可作為一種便捷的方法對丙泊酚進行定量分析。

3 小 結(jié)

相對于耗時長且操作復雜的傳統(tǒng)測量方法，丙泊酚的快速檢測更適用于臨床手術(shù)中。隨著技術(shù)的進步及研究者們的努力，希望在不久的將來，監(jiān)測丙泊酚濃度可以像監(jiān)測揮發(fā)性麻醉藥濃度那樣，能夠快速、實時地指導醫(yī)師評估麻醉深度。