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1、河北大学 硕士学位论文 乳液聚合整体柱用于人血液中药物的分析 姓名：张巧霞 申请学位级别：硕士 专业：药物分析学 指导教师：杨更亮 20100601 摘 要 I 摘 要 高效液相色谱法在目前药物分析领域中占有主导地位， 其中色谱柱处于液相色谱的 核心地位，因此固定相的研究与改进具有重要的意义。由于生物样品组成复杂、富含蛋 白，故不能直接进入色谱系统，需要对生物样品进行适当的前处理，以使样品净化。另 外，由于生物体液中药物浓度较低，需进一步富集才能检测出来。而利用整体柱进行在 线固相萃取可以解决这些问题。 本文首先介绍了近几年来整体柱的发展现状， 着重介绍了有机聚合物整体柱的制备 方法、结构特征
2、、化学修饰，并概述了其在生物样品预处理中的应用。 其次，利用自制乳液聚合整体柱作为固相萃取材料，将其应用于人血浆中间尼索地 平的在线萃取、 富集及含量测定， 考察了 12 h 内小鼠口服间尼索地平药物的药代动力学。 该整体柱只需结合六通进样阀即可实现柱切换， 在线去除生物样品中大分子干扰物质的 同时富集分析药物。这种方法解决了传统样品预处理方法操作繁琐、所需样品量大、萃 取效率低以及污染环境等问题，将这类整体柱用于在线预处理血液样品，可实现简单、 快速和高效的分析要求。 最后， 以硝苯地平为模板分子， 甲基丙烯酸(MAA)为功能单体， 采用乳液聚合方法， 制备了分子印迹聚合物整体柱。利用该聚合
3、物整体柱作为固相萃取材料，对血样中的硝 苯地平进行了在线分析测定。结果表明，该分子印迹聚合物整体柱，有明显的分子识别 特征，并且该聚合物有萃取痕量硝苯地平的能力。 关键词 乳液聚合整体柱 固相萃取 分子印迹 间尼索地平 硝苯地平 生物样品 Abstract II Abstract High performance liquid chromatography plays an important role in pharmaceutical analysis. Column is the heart of the HPLC, so the bulking agent of the column
4、has an influence on the efficiency of the separation. Unfortunately, due to the complexity of biological fluids, the direct injection of these samples is not compatible with most chromatographic systems. A sample preparation step is necessary to carry out. In addition, because of the low concentrati
5、on of medicines in biological samples, enrichment is needed for trace analysis. On-line solid phase extraction is utilized to overcome these problems. In this paper, the development of monolithic column was reviewed. The preparation and modification of polymeric monolithic column were also introduce
6、d. Moreover, the application of the monolithic column for the pretreatment of biological samples on HPLC was described. Furthermore, a novel emulsion polymerization monolithic column was prepared using glycidyl methacrylate as monomer. Using this monolith as SPE material, m-nisoldipine in human plas
7、ma could be on-line enriched and meanwhile the protein could be eluted. Moreover, twelve-hour pharmacokinetic profile of m-nisoldipine in mouse after oral administration was investigated. On-line column switching devices combined with such kind of monolith could be applied to on-line remove matrix c
8、ompounds in biological fluid and simultaneous enrichment of small molecule medicine. Exploration of the material is expected to solve the traditional sample pretreatment problems such as extensive manipulations, large sample volume, low extraction efficient and environment contamination. At last, a
9、new emulsion polymerization molecular imprinted polymer of nifedipine was synthesized using methacrylic acid as the monomer. In addition, a solid-phase extraction column packed with nifedipine-imprinted polymers was used to enrich the nifedipine. Results indicated that it provided a simple and fast
10、method for assaying nifedipine in plasma sample and this method could be applied for monitoring of nifedipine. Keywords Emulsion polymerization monolithic column Solid phase extraction Molecular imprinting m-Nisoldipine Nifedipine Biological sample 第 1 章 绪 论 1 第 1 章 绪论 1.1 引言 高效液相色谱具有分离效能高、分离速度快和对样品
11、适用范围广等优点。而色谱柱 作为液相色谱的核心，对分离效果的好坏起着重要的作用。 整体柱,又称棒柱、连续床层、无塞柱,它是由单体、引发剂、致孔剂等混合物通过 原位聚合制备而成一个棒状整体,具有制备方法简单、内部结构均匀、重现性好和可进 行快速分离等优点，是继葡聚糖、涂覆以及单分散之后的第四代分离介质。整体柱可同 时具有微米级的通孔、十到几十纳米的中孔、小于几纳米的小孔，能很好地满足人们快 速、高效、高通量分离的要求。整体柱的制备过程简单、易操作，省却了柱体的填充过 程，所以，自上世纪八十年代末出现以来1，在短短的十几年的时间中得到了广泛的应 用。 1.2 整体柱的分类 用于高效液相色谱的整体柱
12、按其制备方法主要分为以填充柱为基础的整体柱， 硅胶 整体柱和有机聚合物整体柱。 1.2.1 以填充柱为基础的整体柱 目前人们对以填充柱为基础的整体柱研究较少，其报道也较为少见，主要应用于毛 细管色谱技术2,3。 其制备方法是通过采用各种方法将传统的球型填充材料原位固定在毛 细管中以形成一个整体结构。 1.2.2 硅胶类整体柱 硅胶整体柱是以硅胶为基质的无机整体柱，具有理想的机械强度，比表面积大，适 合分离小分子混合物4。 在孔结构控制方面表现出明显优势， 同时具有大孔和中孔结构， 孔隙率80%，并且大孔间互相连通形成网络结构，使其有强的通透性，骨架上的中孔 提高了填料的比表面积，使其有较高的柱
13、容量和柱效。硅胶整体柱的内表面含有大量的 硅羟基，可以对其进行化学修饰。其缺点是抗溶剂性能差，适用的pH范围较小。硅胶整 体柱可以分为用于HPLC的常规硅胶整体柱和用于CEC或LC的微型硅胶整体柱。 1.2.3 有机聚合物整体柱 河北大学理学硕士学位论文 2 聚合物整体柱由于选材范围广，适用的pH范围宽，近几年得到了迅速的发展5,6。 相对于硅胶整体柱，聚合物整体柱的制备更为简单、便捷。将单体、交联剂、致孔剂和 引发剂的混合溶液加入空柱管中通过热引发或光引发聚合， 反应完成后用有机溶剂除去 致孔剂及其它杂质，即得到大孔聚合物整体柱，然后通过对其进行化学改性可以满足各 种色谱模式。根据所用单体的
14、不同，聚合物整体柱可以分为聚甲基丙烯酸酯类，聚丙烯 酰胺类，聚苯乙烯类以及分子印迹整体柱等。 1.2.3.1 聚甲基丙烯酸酯类整体柱 该类整体柱功能单体主要有甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、 甲基丙烯酸丁酯(BMA)、 2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷-1-磺酸(AMPS)等，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)， 引发剂通常为偶氮二异丁腈(AIBN)，致孔剂为正丙醇、1, 4-丁二醇、甲醇、环己醇、十 二醇等中的一种或几种混合醇7-10。 聚甲基丙烯酸酯类整体柱的性质因酯基部分的组成变化而不相同。 若酯基部分是烷 基， 疏水程度可由甲基丙烯酸酯的比例和烷基链的长度来调整。 若酯部分含有环氧基
15、团， 那么这种整体柱易于衍生化，使其具有不同选择性，而且可以在pH2-12 范围内使用， 从而扩大应用范围。例如，以GMA为单体的聚合物可通过水解、胺解反应等较容易地 引入新的功能基团，从而获得离子交换型整体色谱柱11,12和亲和型整体色谱柱13等。 1.2.3.2 聚丙烯酰胺类整体柱 该类整体柱单体主要采用丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺等14-16，交联剂为亚甲基双 丙烯酰胺(BIS)或二丙烯酰哌嗪等17,18，水溶性的过硫酸铵常被用作引发剂。聚丙烯酰胺 是典型的水相聚合体系，单体溶于水，因而具有良好的生物相容性，适于生物大分子分 离，但机械强度较差。 1.2.3.3 聚苯乙烯类整体柱 聚苯乙
16、烯类整体柱单体比较单一，仅为苯乙烯、乙烯基苄氯(氯甲基苯乙烯，VBC)， 交联剂为二乙烯基苯(DVB)，AIBN为引发剂，甲醇、乙醇、丙醇、甲苯等为致孔剂。聚 苯乙烯类整体柱出现较早，发展时间长，方法也比较成熟。由于其本身具有苯环结构， 导致其有很强的疏水性，因此可直接用于小分子、肽以及生物大分子的反相或疏水色谱 分离19-22。 1.2.3.4 分子印迹整体柱 分子印迹技术是一种使所得到的聚合物的作用点对目标分析物具有预定识别选择 第 1 章 绪 论 3 性的聚合物制备技术23,24。 分子印迹整体柱结合了分子印迹和整体柱技术，具有优良的特异选择性。分子印迹 整体柱由于其制备简单、选择性高、柱压低、可重复使用的优点，已经被广泛应用于色 谱分离介质中，特别适用于对映异构体的分离、手性药物的分离和生物样品中药物的固 相萃取。 闫伟英等25,26以4-氨基吡啶(4-AP)为印迹分子原位合成整体柱。 他们的研究表明有 机添加剂的含量对印迹聚合物的印迹识别能力影响很大，甚至能改变混合物的流出顺 序。 李志伟等27通过原位聚合
