毛细管电泳在药物分析中的应用.doc

1、毛细管电泳在药物分析中的应用林金明*, 陈子林1 前言毛细管电泳(CE)的历史可以归溯到 1967 年 Hejerten 发表的博士论文，现在人们普遍将 CE 定义为在内径 100 m 以内的毛细管中进行的电泳分析，它的出发点应归功于 1979 年 Mikkers 等人在内径 0.2 mm 的聚四氟乙烯管中进行的研究。1981 年 Jorgenson 和 Lukacs 发表的研究论文对 CE 的发展作出了决定性的贡献，他们用内径 75 m 的毛细管对荧光标识氨基酸化合物进行 CE 测定，获得理论塔板数高达 40 万的高分离性能，并且深入地阐明了 CE 的一些基本性能和分离的理论依据。1984

2、年 Terabe1 等人提出了胶束动电毛细管色谱法(MEKC)，使许多电中性化合物的分离成为可能，大大拓宽了 CE 的应用范围。到 80 年代后期，CE 的研究成为分析化学领域的热门课题，至今已有各种英文专著10 多部，这里列举 3 部与药物分析有密切关系的专著 24 ，从 80 年代末开始每年都有多次国际性 CE 学术会议，表 1 列出比较有代表性的国际性 HPCE 会议召开地点和专辑情况，可以看出到目前为止 CE 研究的中心仍然还在美国。通过 STN(the Scientific 3: p-L-tyrosine; 4: p-D-tyrosine; 5: m-L-tyrosine; 6: m

3、-D-tyrosine; 7: o-L-tyrosine; 8: o-D-tyrosine; 9: o-fluoro-L-phenylalanine; 10: o-fluoro-D-phenylalanine; 11: m-fluoro-D-phenylalanine; 12: p-fluoro-L-phenylalanine; 13: m-fluoro-D-phenylalanine; 14: p-fluoro-D-phenylalanine.3.1.3 解热镇痛药、抗组胺药、消炎药和止咳药 这些药物常用于治疗感冒头痛。这些化合物大部分在溶液中是电中性或不溶于水，比较适合采用 MEKC 法，

4、早在 90 年代初寺部等 17 对 12 种感冒药成分的分离进行了研究，发现 5 种不同的直链烷基阴离子表面活性剂的极性功能团对分离的选择性有很大的影响。市售的解热镇痛药片中的无水咖啡因、扑热息痛等用 MEKC 进行分离与定量，回收率接近 100%，相对标准偏差低于 2%18 。有关这一方面的应用报道，近几年来逐渐增加，特别是添加有机溶剂、环糊精或混合表面活性剂使 MEKC 法所能适用的样品范围得到扩大。3.1.4 降压药 以普萘洛尔为代表的降压药物，分子内含有苯乙醇胺骨架，大多数的化合物呈碱性(pH 10 左右)，所以用阳离子表面活性剂的 MEKC 法分离这一类化合物相当适用 19,20 。

5、如用 MEKC 法分离测定了尿样中 10 种 -阻滞剂的含量 19 以及血清样品中 9 种 -阻滞剂的浓度 20 ，尿样测定结果的相对标准偏差在 7%以内，但对血清测定结果的相对标准偏差则偏高，大部分在 10%左右，最高达 15.8%，这也表明对于成分越复杂的样品，测定结果的误差可能性越大，在这一点上，CE 与其它方法是相同的。Prunonosa 等 21 在 100 mmol.L-1硼酸缓冲溶液中(pH 8.3)加入 25 mmol.L-1 SDS 和 10%乙腈，使用内标法对血液中吡啶类降压药环泰宁的浓度进行测定，结果与 HPLC 法相比较，MEKC 分析所需时间短，试样用量少。3.1.5

6、 抗生素、合成抗菌剂 抗生素、合成抗菌剂大多以离子形态存在于溶液中，适用于 CZE 法。如用 0.15 mol.L-1硼酸作为电泳液(pH 9.4)对硫酸庆大霉素进行分离与定量 22 ，针剂中的 3 种有效成分的移动时间的相对标准偏差为 5%，定量结果的相对标准偏差为2.1%3.6%，与微生物定量法的结果一致。另外，头孢拉定(cephradine)以及所含的主要杂质头孢氨苄(cephalexin)的分析，采用MEKC 法可以得到良好的分离 23 ，比较了 9 批头孢拉定冲剂的 HPLC 和MEKC 分析结果，两组的数据非常相近，测定结果的相对差值在-1.66%0.22%之间。Croubels

7、等 24 比较了用 CZE，MEKC 和 HPLC 分离四环素、二氧四环素和二氯四环素的分离特性，在 0.2 mol.L-1磷酸盐缓冲溶液(pH 2.2)中添加适当的表面活性剂 Triton-100 或 Tween 20 与Tween 80 的混合物可使分离效果得到很大的提高，但在含有 Triton-100 和 Briji-35 的电泳液中添加 -CD 时则分离未改善。而用 HPLC 分离由于受到酸度的影响，得不到满意的分析结果。3.1.6 激素、甾族类化合物 甾族类化合物或卵巢激素等，一般是脂溶性和电中性的，比较适合采用 MEKC 法进行分离分析，但是由于这类化合物的亲脂能力强，在水中不溶或

8、难溶，很容易溶解于具有直链烷基的表面活性基 SDS 形成的胶束中，这种情况也给分离带来困难。笔者25 利用非水溶剂的 MEKC 法对 3 种甾族化合物进行分离，发现以含有20 mmol.L-1 NaH2PO4和 180 mmol.L-1 SDS 的甲酰胺有机溶剂为电泳液时，分离效果好，其谱图如图 2 所示。除了用有机溶剂体系使试样在胶束相和有机相中的分配更有利于分离的处理方法以外，还可在电泳液中添加高浓度的尿素、环糊精等改善试样分子在不同相中的分配比例，在水相溶液中添加适当的有机溶剂是提高分离的有效手段。Vomastova 等 26用由 0.81%己醇、6.61%丁醇、3.31% SDS 和

9、20 mmol.L-1磷酸盐组成的微乳剂(pH 10.0)作为 CE 电泳液，分离分析了组织中 11-羟甾脱氢酶，可测的浓度范围为 310-4310 -5 mol.L-1，检出下限达 1 pmol。Fig 2 Electrophoretic separation of three steroids. (1) dexamethasone, (2) prednisolone, (3) testosterone. Conditions: The electrolyte is a formamide containing 20 mmol.L-1 K2HPO4 and 180 mmol.L-1 SDS.

10、 The capillary was 0.050 mm ID (0.375 mm OD) of 50 cm in total length and 35 cm to the detection. The applied voltage was 20 kV and the detection wavelength was 254 nm.3.2 临床应用CE 在临床应用方面的研究报道较少，主要原因是检测问题，许多临床样品的浓度都很低，并且成分复杂，所以对血液、尿、唾液等人体液中的相关药物测定时，通常需要对样品进行萃取、浓缩等前处理。尽管如此，采用 MEKC 作为分离手段时，也有可能直接对血浆或尿样

11、中的某些药物进行分离分析。如尿样中的阿替洛尔以及与其分子结构相类似的一类 -阻滞剂，用 pH 9.0 的硼酸盐作电泳液时，能成功地分离和分析尿样中阿替洛尔、阿米洛利、氢氯噻嗪和苄氟噻嗪 27 ，检出的相关系数在线性范围 0.110 g .mL-1内为 0.9900.997，测定的下限为0.10.6 g .mL-1。应用 MEKC 直接测定血浆、尿、唾液中黄嘌呤时在75 mmol.L-1 SDS (pH 9.0)溶液中得到良好的分离 28 ，待测药物的迁移时间约为 712 min，15 min 后才出现血浆蛋白质的吸收峰，这样样品中的蛋白质就不构成对分离的干扰。血浆、尿液中的阿司匹林代谢物的测定

12、也可以采用 MEKC 法 29 ，样品不需前处理，因为样品中的蛋白质成分可以被表面活性剂胶束所包溶，在 MEKC 过程中，待测物的泳动速度快于蛋白质，可采用直接进样方法，分析速度快，操作也相当方便。此外，还有许多有关医学上 CE 应用的报道，特别是针对血清、尿液和其他人体组织相关的样品中的药物或代谢物的测定可以参考最近发表的综述文献 30 。4 结语CE 由于它所能应用的药物种类相当多，仅近 5 年发表的论文已近千篇，对它们进行全面的综述评价是有相当难度的，笔者只能以自己近年来的研究所相关的文献为主，着重介绍了一些常用小分子医药品的 CE分离分析的近况，还有许多研究论文以及各种技术等可以参考其

13、他综述文献。从 CE 的发展来看，目前仍然是分析化学的一个热门的分支，Anal Chem, J Chromatogr 等杂志每期都刊登多篇 CE 分离的论文。尽管如此，这一由经典电泳发展起来的新型分离手段也存在测定的稳定性和准确度的问题。将来能否普及有效地应用于药物的实际分析还有待于时间的证明。不过，从欧美，日本等国发表的药物 CE 分析数据来看，这一新方法已经涉及到新药开发的研究领域，可以预言在今后较长的一段时期内，CE 与 HPLC 将并驾齐驱，成为药物分析的一种重要工具。关键词 毛细管电泳；胶束动电毛细管色谱法*Tel:(81)426-77-1111, Fax:(81)426-77-28

14、21, E-mail:linecomp.metro-u.ac.jp作者简介：林金明 男，36 岁，博士陈子林 男，35 岁，博士生作者单位：东京都立大学大学院工学研究科应用化学专攻，日本 东京References1 Terabe S, Otsuka K, Ichikawa K, et al. Anal Chem, 1984,561112 Cohen AS, Terabe S, Deyl Z. Capillary Electrophoretic Separations of Drugs. Reprinted from J Chromatogr A, Vol. 735. Amsterdam: El

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