體內藥物分析是借助于現代化的儀器與技術來分析藥物在體內數量與質量的變化，以獲得藥物在體內的各種藥代動力學參數、代謝方式、代謝途徑等信息。目前，用于體內藥物分析的方法有很多，歸納起來主要有以下幾類：
1. 色譜分析法
體內藥物分析中， 色譜技術(Chromatography)一直是研究體內藥物及其代謝物最強有力的手段，其在體內藥物分析中的應用始于上世紀八十年代。由于其具有分離和分析的雙重功能，且有很高的選擇性和較高的靈敏度，因而可同時分析結構相似的藥物和代謝物等。色譜法可分為薄層色譜法（TLC）、薄層掃描法（TLCS）、氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法 (HPLC)及高效毛細管電泳法 (HPCE)等。
色譜法中以高效液相色譜法最為常用，特別是反相高效液相色譜法(RP-HPLC)更具有試劑價廉、方法簡單和適應范圍廣等優點，現已成為體內藥物分析方法中最重要的方法，并常作為體內藥物分析中評價其它方法的參比方法。
GC法在體內藥物分析方法中也占有重要地位，雖然該法只限于高揮發性、熱穩定性的化合物，但通過化學衍生化技術可使應用范圍大大增加。特別值得一提的是毛細管氣相色譜法，由于其柱效高，可分析復雜的混合物（如興奮劑的檢查），因而在體內藥物分析中具有很好的應用前景。
高效毛細管電泳(HPCE) 是20世紀80年代后期發展起來的經典電泳技術和現代微柱分離相結合的產物，是一類以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離分析技術。它分離模式多， 分離效率高， 速度快， 適用范圍廣， 所需樣品、試劑用量少，
在體內藥物分析中得到廣泛應用。根據分離模式的不同，又可分為毛細管區帶電泳(CZE)，毛細管凝膠電泳(CEC)，毛細管等電聚焦(CIEF)，膠束電動毛細管色譜(MEKC)等，CZE是目前應用最廣泛的毛細管電泳分離模式。
2. 聯用分析法
目前使用較廣泛的為色譜聯用分析法和色譜與核磁共振聯用分析法。
色譜與質譜的聯用是應用于藥物分析中最為活躍的技術，能夠使樣品的分離、定性、定量一次完成。色譜技術為質譜分析提供了純化的試樣， 質譜則提供準確的結構信息。
液相色譜-質譜聯用（LC-MS）是目前最重要的分離分析方法之一，HPLC的高分離性能和MS的高選擇性，高靈敏度及豐富的結構信息相結合，已成為體內藥物分析研究中強有力的工具。分析前樣品預處理簡單，一般無需衍生化或水解， 更適合于體內藥物的分離和鑒定。
GC-MS聯用技術已經是一門成熟的分析鑒定技術，適合于揮發性強、熱穩定的藥物的分離。
隨著核磁共振（NMR）儀在靈敏度、分辯率、動態范圍等方面技術的提高， 色譜， 特別是HPLC與NMR儀直接聯用已成為可能， 并已經成為體內藥物分析中有力的結構鑒定技術之一。
3．免疫分析法
免疫分析法（Immunoassay ，IA）的原理是利用抗原-抗體的特異反應來測定體內藥物的含量。它將分析方法與免疫原理相結合，進行超微量分析，具有靈敏度高、選擇性強、操作簡便、快速用量少、樣品一般不需進行預處理等優點。因此，該法特別適合分析大批量的低濃度的體液樣品。其缺點是測定藥物的種類受試劑盒（Kit）供應的限制，且測定結果的準確度不如色譜法。
根據對抗原標記方法的不同，免疫分析法可分為放射免疫分析 (RIA)、酶免疫分析 (EIA)、化學發光免疫分析 (CLIA)及熒光免疫分析(FIA)等。在體內藥物分析中免疫分析方法已成為一種必不可少的基本檢測技術。
4. 光譜分析法
光譜分析法 (Spectroscopic Analysis)包括比色法（COL）、紫外分光光度法 (UV)、熒光分光光度法(FLUOR)和原子吸收分光光度法
(AAS)。光譜分析法是體內藥物分析中應用較早的方法之一。其特點是儀器結構簡單，測定快速簡便。但由于這些方法本身不具分離功能，易受到結構相近的其它藥物、代謝物及內源性雜質的干擾，因而其應用正逐漸減少，僅適用于分析一些濃度較高、含干擾成分較少的樣品。但是光譜法中的熒光分析法由于靈敏度高，可分析濃度極低的藥物（10-13g/ml），而成為體內藥物分析中不可缺少的方法。此外，原子吸收分光光度法在測定體液中微量金屬元素方面也占有特殊的地位。
5. 電化學分析法
電化學分析法 (ElectrochemicalAnalysis)是一類基于電池內發生電化學反應而建立起來的方法。測定時，通過選擇適當的電極組成化學電池，以測定電壓、電流、電阻、電量等電信號強度變化來對藥物進行定性和定量分析。該類方法的特點是儀器設備簡單、操作方便，易于實現測試的連續化和自動化。本法由于受到方法靈敏度和選擇性的限制，不如色譜法、免疫法應用廣泛，但在測定體內某些離子性化合物以及具有電活性的藥物時具有獨特的作用。
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