毛细管电泳技术在药物分析中的应用

毛细管电泳技术在药物分析中的应用

杨明伟 张晓梅 胡燚 谭莹 魏淑梅

牡丹江市食品药品检验检测中心，黑龙江 牡丹江 157011

摘要 综述了毛细管电泳法（CE）在药物分析中的应用，叙述了各种分离模式和检测方法，分析药物及其代谢产物等，与质谱联用具有广阔的应用前景。

关键词 毛细管电泳；电化学检测法；药物分析

毛细管电泳法（CE），又称“高效毛细管电泳HPCE”，是90年代发展最快的分离手段之一，是新型高效、快速的分离、分析方法，是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分的不同迁移速度来实现分离的液相分离技术。在化学药品、抗生素、手性药物和中药、中药指纹图谱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、快速的特点，益发受到重视。本文综述了毛细管电泳法在药物分析中的应用概况。

1. CE的特点

采用电化学检测器，最低检测限可达10^-19mol

高灵敏度

每米理论塔板数为几十万，高者可达几百万甚至几千万

高 效

特 点

通常的分析时间不超过30min

高 速

只需nL(10^-9L)级

样品用量少

只需少量(几毫升)流动相，在价格低廉的毛细管柱中进行

低消耗

无机物、有机物、生物、中性分子，生物大分子等

应用范围广

图1 CE的特点

2. 实验流程和步骤

一般流程：预平衡、进样、分离、检测和数据处理

典型的实验步骤:

将运行缓冲液充满毛细管

移去进样端缓冲液池,用样品池代替

用电动或压力进样方式进样

将进样端缓冲溶液放回

毛细管两端操作电压进行电泳分离

分离样品迁移至检测窗检测,记录数据和处理

图2 实验步骤

3.毛细管电泳的分类(按分类模式）

依据为溶质在自由溶液中的淌度差异 可用于解离的或离子化合物、手性化合物及蛋白质、多肽等

毛细管区带电泳(CZE)

依据为溶质分子大小与电荷/质量比差异 用于蛋白质和核酸等生物大分子

电泳型毛细管凝胶电泳(CGE)

电泳型

分离依据为等电点差异 应用于蛋白质、多肽

毛细管等电聚焦电泳(CIEF)

(CIEF)

毛细管电泳的分类

电渗流驱动的色谱分离机制 应用范围同HPLC

色谱型毛细管电色谱(CEC)

色谱型

依据为溶质在胶束与水相间分配系数的差异 用于中性或强疏水性化合物、核酸、多环芳烃、结构相似的肽段

胶束电动毛细管色谱(MECC)

电泳/色谱型

电泳谱型微乳液电动毛细管色谱(MEECC)

电渗流驱动、电泳和色谱综合作用 可以同时分离水溶性、脂溶性、带电或不带电的物质

图2 毛细管电泳的分类(按分类模式）

4.CE的检测器

紫外可见光谱法（UV）检测器

最常用的方法，通用性好，特别是蛋白质的适应性强

可获得时间-波长-吸光值三维电泳图，多波长信号检测、峰纯度测定、峰的定性，未分离峰定量

二极管阵列检测器

CE的

检测器

荧光检测器（激光诱导荧光）

灵敏度最高，光强度大，单色性、相干性好，可检测单细胞，通用性差，适合DNA检测，样品衍生化

电导检测器（ECD）

无机离子和较小有机离子检测

具有氧化-还原性质的物质

电化学检测器（EC）

仪器复杂 可获得结构信息

质谱检测器

图4 CE的检测器

5.毛细管电泳在药物分析中的应用

5.1化学药品及其制剂分析

孙彤等^[1]采用反向电压下场放大进样富集技术，建立4种磺胺类药物的毛细管区带电泳分析方法。确立了优化的实验条件，4种磺胺类药物在该方法条件下检出限可达10^-9-10^-10mol/L水平。李兴华等^[2]建立了高效毛细管电泳-紫外检测法快速分离测定10-羟基喜树碱（10-Hydroxy camptothecin,10-HCPT）、6-巯基嘌呤（6-mercaptopurine,6-MP）、5-氟尿嘧（5-Fluorouracil,5-Fu）三种抗肿瘤药物方法。考察了检测波长、分离电压、进样时间、缓冲液的pH值及离子强度对分离效果的影响。整个试验没有使用有机溶剂，方法用于尿样、血样样品的测定，结果满意，为临床对10-HCPT、6-MP、5-Fu 3种抗肿瘤药物的用药监测提供了更加简单快速的分析方法。

5.2抗生素药物分析

李享等^[3]基于万古霉素和去甲万古霉素对Ag（Ⅲ）配合物-鲁米诺化学发光体系的抑制作用，建立了毛细管电泳-化学发光法测定人血清中万古霉素和去甲万古霉素的新方法。优化了毛细管电泳分离与化学发光检测条件。采用固相萃取法处理血清样品,测得万古霉素的回收率为94.5%-102.1%,去甲万古霉素的回收率为83.3%-95.8%。李敏等^[4]建立了[Bmim][BF4]以离子液体为背景，电解质高效毛细管电泳同时测定注射用头孢噻肟（CTX）、头孢唑啉（CFZ）、头孢曲松（CRO）以及头孢米诺（CMN）四种头孢类药物的方法。该方法用于分析注射用头孢药物，回收率在98.12-101.88%。离子液体经CH₂Cl₂萃取回收，可重复使用。

5.3手性药物分析

刘建华等^[5]用毛细管电泳法拆分抗胆碱类手性药物托吡卡胺。利用毛细管电泳法，筛选托吡卡胺溶液质量浓度、波长、缓冲液浓度等条件，添加磺酸化β-环糊精聚合物（S-β-CDP），对托吡卡胺拆分，能够实现良好拆分。赵凌国等^[6]采用5种β受体阻滞剂（普萘洛尔、美托洛尔、阿替洛尔、倍他洛尔和卡拉洛尔）为手性分离对象，以羧甲基-β-环糊精（CM-β-CD）为手性选择剂进行毛细管电泳分离研究，系统考察CM-β-CD浓度、分离电压、pH值、缓冲液种类对拆分效果的影响。建立简便、快速的拆分方法，分离度良好，适用于手性分离β受体阻滞剂。杨思文等^[7]建立了在毛细管电泳中以三甲基羟乙基双三氟甲磺酰亚（HOEtN_1,1,1NTF₂）离子液体和羧甲基-β-环糊精（CM-β-CD）联用，分离氟西汀对映体的毛细管电泳新方法。在最佳实验条件下，氟西汀对映体在11min内实现了基线分离，分离度为2.33。该方法操作简便、分析快速、分离效果好，适用于分离氟西汀对映体。

5.4生物样本的药物及代谢产物分析

潘婷婷^[8]建立了高效毛细管电泳法（HPCE）同时分析测定盐酸二甲双胍（Metformin hydrochloride,MET）、盐酸罗格列酮（Rosiglitazone hydrochloride,RLZ）、瑞格列奈（Repaglinide,RGN）和格列美脲（Glimepiride,GLM）等4种降糖药的方法，并对其6种不同制剂进行了含量测定。HPCE方法的建立为4种降糖药在体内药代动力学的研究提供新思路，拓展了分析方法的选择性。

5.5中草药分析

郭静^[9]建立了简单、高效的有机溶剂改性的胶束电动毛细管电泳法，分离测定了苦玄参中的4种有效成分，并成功用于苦玄参药材及其制剂中4种有效成分的含量测定。为苦玄参药材及其制剂的质量控制提供了科学依据。建立快速、灵敏、有效的分离分析7种异黄酮的毛细管电泳方法，为葛根药材及相关制剂中7种异黄酮的分析提供方法依据。郭海涛^[10]建立了简单、高效的胶束毛细管电泳法，分离了雷公藤中3种萜类和4种生物碱类成分，应用于雷公藤药材及3种不同制剂中7种有效成分的含量测定。该法为雷公藤药材及其制剂的质量控制提供了科学依据，有助于雷公藤制剂临床应用的有效性和安全性。袁哲^[11]通过单因素试验和响应曲面法，借助Design-Expert8.0软件优化了中草药刺五加成分的萃取分离条件和旋覆花、通经草、罗布麻成分的毛细管电泳分离条件，并对样品中的部分成分进行了含量测定，为其质量评价提供了新方法。该方法方便、快速、成本低，可用于上述几种中药质量分析。

5.6中药指纹图谱研究

孙姗^[12]通过毛细管电泳技术分析手段建立了白车轴草，苦瓜，苣荬菜，车前草等几种

药用植物的毛细管电泳指纹图谱，为其质量评价提供了新方法。方法简便、准确、重现性好。不同来源的同种药材在化学成分种类方面具有较好的一致性，但不同生态环境差异会影响含量。张政等^[13]用未涂层弹性熔融石英毛细管柱（93 cm×0.75μm），有效柱长79 cm；二极管阵列检测器；50 mbar压力进样10s；运行电压-30 kV;柱温为20℃；运行时间60 min；考察不同检测波长、pH、缓冲溶液种类、浓度等对色谱峰的影响，并对10批样品做了相似度评价。建立了高效毛细管电泳指纹图谱法来检测全蝎酶解液中蛋白类成分（>10k Da）的分析方法。

6.结语

CE作为新型高效的分离技术，给现代药物分析提供了强有力的分离分析手段。近年来毛细管电泳在药物分析中的应用得到迅速的发展。CE的多种分离模式给样品分离提供了不同的选择机会，尤其是分离来源复杂的生物样品，更为有利。随着CE的发展和完善，将在中药分析、食品分析、环境监测等领域得到广泛应用。

参考文献：

1. 孙彤,张营,翁前锋.反向电压下场放大进样毛细管电泳分析磺胺类药物[J].广州化工. 2016,44(12):130-132.

2. 李兴华,李甜,段婕.高效毛细管电泳-紫外检测法快速分离测定三种抗肿瘤药物[J].化学研究与应用. 2019,31(04):753-758.

3. 李享,王玮,檀笑昕等.毛细管电泳化学发光法测定人血清中的万古霉素和去甲万古霉素[J].分析试验室. 2017,36(02) :138-142.

4. 李敏1乔卫叶1王秀玲等.离子液体为电解质背景毛细管电泳法同时测定四种注射用头孢药物的含量[J].化学研究与应用. 2017,29(05):604-609.

5. 刘建华,苏志国,化泽美.托吡卡胺的毛细管电泳拆分[J].吉林医药学院学报. 2019,40(04):244-246.

6. 赵凌国,尹江伟,钟伟燕等.毛细管电泳法分离5种β受体阻滞剂[J].分析仪器. 2019,(03);56-62.

7. 杨思文,代语林,邓宁等.毛细管电泳分离氟西汀对映体[J].合肥工业大学学报(自然科学版). 2016,39(06):837-841.

8. 潘婷婷.HPCE法对体内及制剂中四种降糖药物的分析测定 [D].保定:河北大学,2017.

9. 郭静. HPCE在分离测定葛根、苦玄参中有效成分的应用研究 [D].太原:山西医科大学,2020.

10. 郭海涛. 胶束毛细管电泳法在雷公藤有效成分研究中的应用 [D].太原:山西医科大学,2019.

11. 袁哲. 几种传统中草药成分的分离及含量测定 [D].济南:济南大学,2019.

12. 孙姗. 几种药用植物毛细管电泳指纹图谱研究 [D].济南:济南大学,2018.

13. 张政,孙志艺,王涵琪等.高效毛细管电泳指纹图谱法检测全蝎酶解液中蛋白类成分（>10 kDa）的实验研究[J].当代化工. 2019,48(06);1144-1148.

作者简介：杨明伟（1974.2），男，汉族，黑龙江牡丹江，牡丹江市食品药品检验检测中心，副主任药师，硕士，主要研究方向为药物分析与药品质量标准研究。

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