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1、浅谈毛细管电泳-电化学检测法及其在药物分析中的应用文章标题:浅谈毛细管电泳-电化学检测法及其在药物分析中的应 用摘要：本文介绍了毛细管电泳以及电化学检测法。叙述了各种分 离模式和检测方法，并评述了近六年来，毛细管电泳电化学检测法在 药物分析中的应用进展。关键词：毛细管电泳；电化学检测法；药物分析；综述毛细管电泳具有分离效率高、快速和所需样品量少等特点。应用 范围包括无机离子、有机分子及生物大分子和对映体等，在分析化学、 生物化学、分子生物学、药物化学、食品化学、环境化学和医学许多 领域，有着广阔的应用前景。毛细管电泳(CE)又称高效毛细管电泳 (HPCE)或毛细管电分离法(CESM),是一类以
2、毛细管为分离通道、以高 压直流电场为驱动力的新型液相分离分析技术，具有分离效率高(理论 塔板数已达106-107/m)、快速(一般20min内即可完成一次电泳操作, 甚至几分钟即可完成几十个阳离子或阴离子的分离)、样品用量少(仅 需纳升级)等特点。在近十几年中，CE受到分离分析科学家的极大关 注，成为生物化学和分析化学中最受人瞩目、发展最快的一种分离分 析新技术。1分离模式毛细管电泳按分离模式的不同主要可分为CZE,MEKC、CGE、CIEP、 CITP、ACE（亲和毛细管电泳）、CAE（毛细管阵列电泳）等。2检测技术CE的检测技术以其高效、微量、快速等特点引起了广泛的重视， 因为毛细管内径极
3、小（通常为25-100微米）和纳升级的进样量,对检测 器的灵敏度要求很高。检测是CE中的关键问题。目前己有多种检测器 成功地用于CE中。检测器检出限（mol/L）特点检测器检出限（mol/L）特点紫外可见吸收激光光热荧光非相干光诱导激光诱导折射指数10-510-610-710-810-710-810-1010-1210-510-7近似通用，常规应用灵敏度高受激光波长限制灵敏度高灵敏度高，价格高通用，简单，灵敏度低电导安培质谱放射间接紫外间接安培法10-510-710-810-910-710-910-910-1110-410-510-510-6通用灵敏度高，选择性好，微量仪器复杂，可获得结构信息
4、灵敏度高，特殊操作CE中应用最广泛的是紫外/可见检测器，其灵敏度低，但通用性 好，十分适合小分子的分析。缺点是受毛细管狭窄内径的限制，有效 光程短，其灵敏度相对较低（一般为10-510-6mol/L） 激光诱导检 测器灵敏度可比紫外可见检测器高1000倍，但是造价昂贵，且大多数 样品需要衍生。联用技术是解决毛细管电泳定性问题的最佳方法。与CE联用的检测器必须有较小的体积和较高的灵敏度。己经有许 多检测器被成功地运用于CE技术中，商品化仪器中常用的检测器主要 是紫外可见检测器，但是毛细管的短光程严重限制了它的灵敏度1。 激光诱导荧光检测器虽然灵敏度高，选择性好，缺点在于仅适合于具 有荧光或易于进
5、行荧光衍生的物质2 3o CE-MS联用法灵敏度高， 专属性强，能提供分子结构信息，是CE非常理想的一种检测器，但是 价格昂贵4。电化学检测器与CE联用不仅可满足分析微量样品时灵 敏度的要求，而且有良好的选择性，仪器造价低廉，易于普及。电化 学检测对于大多数易于氧化还原物质的浓度检测限可达 10-9mol/L（质量检测限可达 10-12mol10-18mol）。3CE电化学检测的基本模式CE电化学检测有三种基本模式:安培法、电导法和电位法5。安 培法测量化合物在电极表面受到氧化或还原时，失去或得到电子，产 生与分析物浓度成正比的电极电流。电导法和电位法是测量两电极间 由于离子化合物的迁移引起的
6、电导率或电位变化。安培法是CE-ED中 应用最广泛的一种检测技术。4毛细管电泳电化学检测法在药物分析中的应用近年来毛细管电泳在药物分析中的应用得到了迅速的发展。在中 药材、中成药制剂、西药复方制剂及生物技术产品等药物和制剂的分 离、鉴定和分析中，显示了高效果、快速的特点，正越来越受人们的 重视。4. 1西药分析4. 1. 1 一般药物黄宝美、莫金垣6采用毛细管电泳柱端安培检测法测定了脂可平 胶囊中的姜黄素。谢玉璇、谢天尧等7采用毛细管电泳-电导法分离 磺胺药物，磺胺。密嚏、磺胺甲嚅嚏、磺胺二甲口密嚏3种结构相近磺胺 药物。汪尔康8采用碳纤维电极CE-ED分离了局部麻醉要普鲁卡因和 利多卡因。4
7、. 1. 2抗生素1 2药物单瑞峰等9采用高效毛细管电泳-电化学检测法测定了氯霉素针 剂和氯霉素片中的氯霉素的含量。Malone等10利用CE-ED直接测定 人血清中的丝裂霉素Co吴明嘉等11利用柱端检测模式测定了尿样 中的异丙嗪。方禹之等以各种金属盘电极作检测电极用于双氢链霉素、 小诺霉素、林可霉素、卡那霉素等九种多羟基抗生素的分离分析检测12, 13, 14 o4. 1. 3复方制剂CE-ED在药物分析中的另一应用是用来分离测定复方制剂中的有 效成分。方禹之等用CE-ED分离分析测定复方磺胺类药物15、三磷 酸腺昔16。4. 1.4手性分离当今化学和医学中，生物物质对映体的分离，特别是在生
8、命界具 有不同生物活性的对映体的分离，引起人们极大的研究兴趣。近年来 CE在手性分离起着重要的作用，最主要因为它有以下优点：1.分离效 率高，分离选择系数小的对映体可以达到很好的分离度；2.可供选择 的分离模式多且变换简单；3.受性选择剂的消耗量小，运行成本低。 近年来也有许多关于CD-ED用于手性分离的研究。Hadwiger等17利用CD-ED在含有环糊精的电泳液中分离了异丙 肾上腺素的两个对映体。方禹之等18, 19以B -环糊精作为手性试剂， 利用该方法在强碱介质中直接分离了两种氨的衍生物，2-氨基-1- （4- 硝基苯基）T, 3-丙二醇和2-二甲基苯基T- （4-硝基苯基）T, 3-
9、 丙二醇。4. 2中药材有效成分分析CE在中药及中成药分析中的应用虽然起步较晚，但发展十分迅速, 目前应用范围以从生物碱类、黄酮类及其首类、有机酸类扩展到香豆 素类、昔类、酚酸类等多种成分的分析。这些成分都可以用CE进行分 析。4. 2. 1生物碱类生物碱是植物中一类重要的化学成分，在植物中分布较广。已知的 生物碱种类至少在3000种以上，生物碱能解离带正电荷，可采用毛细 管区带电泳进行分析。一般在植物中同类生物碱结构极为相似，有时 pKa值相差也很小，因此在分离时，除可以根据pKa值的不同选择缓冲 液pH值，还可根据结构上的细微差异适当加入一些添加剂以增加选择 性和分离度。王峻梅等20以 I
10、mmol/LHAc 2mmol/LNH4Ac 10mmol/L B -CD 2mmol/LSDS缓冲液为电泳介质，分离电压14. 0KV,用高频电导法实现 了对千金藤属植物粉防己中粉防己碱和去甲粉防己碱两种生物碱的测 定。4. 2. 2黄酮类黄酮类化合物是植物中普遍存在的植物次级代谢产物，具有多种 药理作用，比如抗炎、抗菌、抗病毒、解痉、抗肿瘤以及在心血管系 统等方面均具有生理活性21-24 o由于黄酮类化合物在药用方面的重 要性，对于黄酮类化合物分离分析则显得尤为重要。Cao等25,26采用CZE-ED测定了葛根、天麻中的葛根素、大豆 贰元、天麻素等黄酮。Chen等27,28采用CE-ED在
11、碱性条件下测定 了植物中的芦丁、橄皮素、黄苓素和黄琴贰等黄酮贰元和贰。彭友元 等29利用毛细管电泳安培检测器分离测定了沙棘黄酮口服液中的芦 丁和5-羟色胺。陈刚等30用毛细管电泳电化学检测法测定了葛根和 葛藤中葛根素、大豆贰元和芦丁含量。吴婷等31用毛细管电泳-电化 学检测法同时测定了益母草及三种益母草冲剂中的根皮昔、橙皮素、 芦丁、山奈酚、洋芹素和橄皮素六种黄酮类化合物的含量。分离分析药材中的代表性成分，可以用于中药材的鉴别，比如黄 苓首和黄苓素是药用植物黄苓中的主要黄酮类成分，但在药用植物黄 芷中不存在，通过定性定量分析确定黄苓首及黄苓素两种化合物的存 在与否及其含量可以用来鉴定黄苓和黄芷
12、。Chen等32用CE-ED检测 了这两个化合物。4. 2. 3有机酸类酚酸类经解理后带负电，可用CZE模式分离，但分析时间较长， 在中性成分后出峰。在电解液中加入阳离子表面活性剂十二烷基三甲 基氯化铉，使电渗流方向翻转（指向正极），此时出峰顺序为负离子、 中性分子、正离子，使酚酸类出峰时间大大缩短，毛细管等速电泳模 式亦可用于酚酸类的分离。Cao等33以CZE-ED法分析了满山红中原儿茶酸、丁香酸、香草 酸等有机酸的含量。曾玉华、汪云34采用CE-ED法测定了胡黄连中 香草酸和阿魏酸的含量。陈刚等35用CZE-ED法同时测定复方芦丁片 及果汁中芦丁和L-抗坏血酸的含量。4. 2.4昔类Cao
13、等36以CZE-ED法分析了天麻中的天麻昔及其它1种成分。 陈刚等37采用CZE-ED测定了黄苓中的黄苓素和黄苓首。陈缎光38 等采用毛细管电泳安培法测定鸡矢藤中熊果昔的含量。郑一宁等39 采用毛细管电泳-电导法检测法分离检测了双黄连粉针剂中黄苓昔的 含量。4. 2. 5酚类彭友元等40采用CE-ED法同时测定了烟草中的多元酚，即芦丁、绿原酸，橄皮素和咖啡酸。傅亮等41采用CE-ED检测法同时测定了 蜘蛛香根中香叶木素、山奈酚、芹菜素、绿原酸和咖啡酸等5种主要 生物活性成分的含量。4. 2. 6糖类由于糖类结构极其相似，且缺少生色团，给它的分离与测定带来 了困难。传统的糖类测定多采用滴定法，不
14、仅速度慢，而且仅能测定 糖类的总量，对于低含量成分测定结果也不准确。高效液相色谱法具 有同时分离检测多种糖等优点42,但该方法须有专门的分离柱，价 格昂贵，操作较繁琐，其他检测手段多为灵敏度较低的紫外吸收。毛 细管电泳分离效率高、分析速度快，仅需要价廉的石英毛细管、试剂、 样品消耗也很小，因而运行成本低。电化学检测器的灵敏度比紫外检 测器高，对于大多数易于氧化还原物质的浓度检测限比紫外低得多。 因此CE-ED越来越多地被应用于分析如糖类等的缺少生色基团的分 子。单瑞峰等43采用高效CE-ED同时测定了南瓜中的蔗糖、麦芽糖、 葡萄糖、果糖的含量。傅崇岗等44采用CE-ED法同时测定了枣中的 主要
15、成分蔗糖、葡萄糖、果糖的含量。丁祥欢等45利用CE-ED技术 分离测定牛膝多糖水解液中的葡萄糖、甘露糖和果糖3种单糖。4. 3农残分析王文雷等46用CE-ED法对对氧磷、甲基对硫磷、乙基对硫磷、 扑灭松四种常见有机磷农药进行了分离检测。以乙酸-乙酸钠缓冲液, pH值为5. 0,离子浓度为20mmol/L, SDS胶束浓度为20mmol/L,分离电 压12kV,工作电极检测电势为0. 6V(VS. SCE),此方法对4种农药的质量 检测限较气相色谱法低34个数量级。4.4中药物化参数的测定中药中很多成分是弱酸或弱碱性化合物，它们的物理化学常数与 其性能及药理作用有直接的关系。比如解离常数(pKa或pKb)与药物穿 过细胞膜的过程有相关性，这对药理研究和新药开发都具有重要意义。 采用CE测定中药活性成分的解离常数具有简单、快速、不需要纯样品 等特点。宋立楠等47用高效毛细管电泳-安培检测研究了核昔酸水解反 应。方法运行时间短、样品需求量小，适用于生物样品的分析。冯海 清等48利用自制微圆盘铜电极，建立了一种CE-ED同时测定色氨酸、 丝氨酸和半胱氨酸pKa值的新方法。该方法简便、快速，测定值与文 献值符合良好。张兰等49依据
