毛细管电泳技术在药物分析中的应用

(安徽师范大学化学与材料科学学院，芜湖 安徽 241000)

摘  要：本文综述了毛细管电泳技术在中药、西药及中西药复方制剂分析中的应用以及研究进展，比较了毛细管电泳技术在中药和西药分析应用中的异同点，同时也对毛细管电泳新技术在医药分析中的应用做出了展望。

关键词：毛细管电泳；中药；西药；复方制剂；药物分析

近年来，毛细管电泳法（CE）的发展极为迅速，这一技术广泛的运用到社会生活和科学研究当中，而毛细管电泳技术在医药分析上的应用小之涉及到我们日常生活中服用的基本药物，大之到与我们生命结构息息相关的蛋白质、核酸等生命物质。CE与我们传统的药物分析方法如色谱法、 免疫法等相比，CE具有高效、快速、重现性好、仅需少量样品和缓冲液，并且操作简单，仅需一台仪器等特点。目前以毛细管电泳法为载体的分离分析方法有毛细管区带电泳（CZE）、毛细管凝胶电泳（CGE）、胶束电动毛细管色谱 (MECC, MEKC)、毛细管等电聚焦（CIEF），毛细管等速电泳（CITP）、毛细管电渗色谱(CEC）、非水毛细管电泳(NACE)等。使得毛细管电泳技术在药物分析领域有着极其广泛的应用前景。本文综述了毛细管电泳技术在中药、西药及中西药复方制剂分析中的应用，并分析了毛细管电泳在中西药分析中的异同点。

1. 毛细管电泳法在中药中的应用

中药品种繁多、药材产地各异、成分复杂，无论是药材还是成药的分析，都是一项非常艰难的任务。中药分析工作用现代化仪器设备和科技手段（如薄层色谱、HPLC等）虽取得巨大进展和成就，但往往只是对药材和成药成百上千个成分中的一个或几个成分的分析，实际只是一种象征性的代表式分析，与之起化学和药理效应的实际组合成分（起码是有效成分）相比，任有相当大的距离。而CE技术在中药材及其有效成分的鉴别与分析方面快速发展，近年，报道CE分析中药材已有18种，成药70种和有效成分120个以上。毛细管电泳法已经日益广泛的应用到中药有效成分的分离和含量测定中，分离测定的成分包括生物碱、黄酮类、有机酸类、酚类、苷类、蒽醌类、香豆素类等。如：王峻梅等[1]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。李伟等[2]利用毛细管区带电泳法（CZE）分离和测定了金银花中莨菪烷类生物碱，并进行了定量分析。Liu等[3]用MECC分离了黄芩中的黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素 (Wogonin, W) 、汉黄芩素 -7-O -葡糖苷酸 (WG) 、木蝴蝶素 A (oroxylin A, O)和木蝴蝶素 A-7-O-葡糖苷酸 (OG) 。Y. Y. Peng等[4]采用毛细管电泳-电化学检测法（CE-ED）在中药红山叶草中定量分析大豆苷元、染料木素和鹰嘴豆芽素。Hsieh等[5]利用毛细管电泳-激光诱导荧光检测（CE-LIF）联用法定量测定了马兜铃中草药中马兜铃酸的含量。祝馨怡等[6]利用毛细管区带电泳法（CZE）定量分析了中药红景天中的没食子酸。翟海云等[7]采用毛细管电泳高频电导法（CE-HFCD）对丹皮酚进行了快速分离检测，对电泳介质的种类及浓度、操作电压和进样时间等影响因素进行了优化，成功测定了中药牡丹皮中的丹皮酚，回收率达94%~99%，方法简便、快速、灵敏，可用于药物分析。杨更亮等[8]利用毛细管胶束电动色谱法（MECC）以30mmol/L磷酸盐缓冲液(NaH2PO4-Na2HPO4)中含20 mmol/L SDS的表面活性剂作电解质，测定了牡丹皮、白芍、赤芍及其不同炮制品的牡丹酚、芍药甙的含量。Marchart等[9]利用毛细管电泳法（CE）在西番莲属中分离并定量分析黄酮苷。颜流水等[10]通过梯度加压毛细管电色谱（CEC）分离了大黄中大黄酸、芦荟大黄素、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚等蒽醌类化合物。Ochocka等[11]以毛细管区带电泳法（CZE）分离了野菊花中7种香豆素类化合物，包括7-甲氧基香豆素(herniarin)、香豆素、伞形花内酯(umbelliferone)、香豆酸(coumarinicacid)、4-羟基香豆素 (4-hy2droxycoumarin)、6,7-二羟基香豆素(aesculetin)和二氢香豆素 (dihydrocoumarin)。

2.毛细管电泳法在西药中的应用

目前对于西药中成分的研究一般采用CE和HPLC，但CE比HPLC优越之处在于：可减少样品的前处理过程，方法简单，成本低。因此在大部分的分析过程中我们都采用毛细管电泳法来进行分析。

2.1毛细管电泳法在小分子西药中的应用

近年来毛细管电泳技术在我们日常熟悉的小分子西药分析中起到重要的作用，为我们临床药物的研发和分析作出了重要贡献。刘向健等[12]利用胶束电动毛细管色谱（MEKC）分析胆汁引流患者血样中的洛氟沙星，在操作电压18 kV，压差进样10 cm，10 s，测定温度30 °C，检测波长215 nm，50 mmol/L硼砂溶液+50 mmol/L磷酸二氢钠(pH=8.50)的缓冲溶液中成功分析了诺氟沙星。王艳红等[13]建立同时测定4种氟喹诺酮类抗菌药物(左氧氟沙星、培氟沙星、色拉沙星和洛美沙星)的高效毛细管电泳法(HPCE)，考察了缓冲液离子浓度和pH、分离电压、运行温度等电泳参数，确立了最佳的电泳条件。黄慧玲等[14]建立了血液中苯妥英钠和苯巴比妥钠（PHT）的高效毛细管电泳分析方法（MEKC），最低检限为1.0 mg/L，其线性范围为1.0～80 mg/L，平均回收率为95.4%，RSD为2.0%。

2.2毛细管电泳法在生物大分子药物中的应用

随着生物技术领域的发展，对于生物大分子的研究也逐渐加深，而毛细管电泳法在生物大分子药物分离、分析中起到了非常重要的作用。目前研究的生物大分子主要包括各种蛋白质、DNA、核酸等，通过毛细管电泳技术可以有效的分析生物大分子的结构及功能，并为基因药物、抗癌药物的研究提供了有力的支持。

2.2.1 毛细管电泳法在蛋白质大分子的应用

Tsai等[15]通过采用六甲基二硅氧烷等离子聚合膜修饰玻璃芯片通道的方法抑制蛋白质吸附，在等电聚焦的分离模式下分离了藻青蛋白(pH=4.65)、血红蛋白(pH=7.0)和细胞色素C(pH=9.6)3种蛋白质混合物，分离在3 min内完成，分离效率为19 600塔板／m。Yowell等[16]采用毛细管区带电泳法（CZE）、毛细管等电聚焦（CIEF）、高效毛细管电泳法（HPLC）测定了制剂中重组人类细胞巨噬细胞集落刺激因子（rhGM-CSF）的含量及纯度，并讨论了制剂中基质对测定的影响。在重组人肿瘤坏死因子（rhTNF）、重组人白细胞介数-2（rhIL-2)和重组人干扰素-γ（rhIFN-γ）等基因工程药物测定中的应用也有报道。廖海明等[17]采用熔融石英毛细管柱，以CZE分离模式检测了重组人胰岛素V8蛋白酶酶切产生的5个肽段，鉴定了CZE和HPLC的肽谱中各峰之间的对应关系，成为用于重组人胰岛素的常规鉴定HPLC法的有效补充。

2.2.2 毛细管电泳法在DNA、核酸大分子中的应用

黎源倩等[18]用聚合酶链反应(PCR)扩增分枝杆菌hsp65基因的长度为439bp的片段，该扩增片段经限制性内切酶BstEⅡ和HaeⅢ酶切后，分别用CE-LIFD装置和常规琼脂糖电泳(AGE)对比检测酶切片段，对PCR扩增片段的酶切样品的预处理和CE条件进行了优化，获得了8种分枝杆菌DNA的限制性内切酶谱图。DNA片段相对迁移时间的相对标准偏差(RSD)≤36%，结果表明：CE的分离效能明显高于AGE，是研究DNA限制性内切酶谱的更有效的检测手段。毛细管电泳法质谱联用（CE-MS）在金属抗癌药物分析方面也取得了一些成就，如 Warnke等[19]用 CZE-MS分离并鉴定了顺铂和 DNA 的复合物。Timerbaev等[20]用 CEICP /MS技术研究了铂类药物与人血清白蛋白的相互与作用。苏强、刘清飞等[21]人采用高效毛细管电泳法（HPCE），分离在pH= 3.7～9.0的缓冲液中铂配合物与其降解产物，联用电喷雾质谱（ESI MS/MS）检测，研究了新型抗癌铂配合物3,5-二异丙基水杨酸、1,2-环己二胺合铂（Ⅱ）（SM54111）在溶液中的稳定性，证实该新型抗癌铂配合物SM54111在生理pH范围的溶液中稳定。

2.3 毛细管电泳法在手性药物拆分方面的应用  

在多种CE方法中，最简单、直接的方法是将手性选择剂加入背景电解质溶液中，以CZE的方式进行对映体的分离。张锴等[22]采用环糊精毛细管区带电泳法（CZE）分离6种药物对映体，用高硫酸盐环糊精作手性分离剂，很好地拆分了美沙酮、氯口比格雷、美西律、异丙肾上腺素、苯海索和地佐辛6种临床常用的碱性药物。张智超等[23]采用毛细管区带电泳法（CZE），分别以HP-β-CD、HS-β-CD及二者混合物为手性选择剂，研究了美西律、异丙肾上腺素、咳平、苯海索、维拉帕米和扑尔敏等六种药物的对映体分离，比较了HP-β-CD和HS-β-CD手性识别能力，并发现使用二元环糊精体系较之使用单一的环糊精，除扑尔敏外，其它五种药物的对映体分离均有十分显著的提高。夏小庆等[24]利用毛细管区带电泳（CZE）在20 mmol/L的Tris-H3PO4(pH=2.06)加入18C6H4分离了去甲肾上腺素等八种氨基手性药物，并与用手性柱Crownpak CR(+)的HPLC法进行了比较，结果表明使用HPCE法拆分的各物质的分离度Rs值较大。

3. 毛细管电泳法在中西药复方制剂中的作用

由于中药成分和西药成分各有其作用，因此在现代医药学中通常采用中西药结合的复方制剂，这样既能保持中成药的特性，同时又能发挥西药的快速有效的作用。高苏亚等[25]采用区带毛细管电泳法（CZE），同时分离测定珍菊降压片（一种治疗高血压病的常见药物）中芸香苷、绿原酸、木犀草素、盐酸可乐定和氢氯噻嗪5种中、西药成分的含量。卢玲等[26]采用高效毛细管电泳法（HPCE）测定仲草胶囊中槲皮素与绿原酸的含量，结果仲草胶囊中槲皮素与绿原酸分别在0.01155～0.184 8 mg/L和0.014 65～0.234 4 mg/L浓度范围内线性关系良好，平均回收率分别为100.26%和99.28%。陈恒武等[27]利用毛细管区带电泳法（CZC）快速测定复方布洛芬片中布洛芬和伪麻黄碱含量的方法。在0.0025mol／L的磷酸盐缓冲液（pＨ=8.1）中，11次测定含有99.5mg／Ｌ盐酸伪麻黄碱和66.7ｍg／L布洛芬的试样溶液，相对标准偏差为2.9％（伪麻黄碱）和1.9％（布洛芬），回收率为103.1％（伪麻黄碱）和97.6％（布洛芬），应用毛细管区带电泳法测定复方布洛芬片剂的含量，所得结果与HPLC法一致。

4. 毛细管电泳法在中西药分析中的异同点

随着毛细管电泳技术在药物分析中的应用领域逐渐增宽，同时出现了很多不同的新型的分析手段，使得对于中、西药的分析范围变得越来越宽，适应性也变得越来越强，但是又由于中、西药成分的不同和处理药物成分难易程度的不同，也存在着一些差异。相同点：1. CE对于大部分的中药和西药成分都可以进行监测分析，而且效果很好。2. 在中西药和西药的分析中都大致可以使用普通的毛细管电泳法（CE）、毛细管区带电泳法（CZE）、胶束电动毛细管色谱（MECC）等方法。3. 在中、西药手性成分的拆分上利用毛细管电泳方法处理很相似。不同点：1. 由于中药的品种繁多、药材产地各异、成分复杂，因此对于中药成分的获取和前处理比较的复杂，而西药中有效成分的提取和前处理则相对简单和容易。2. 由于大部分的中药成分带有一定的电性，则多数可以采用毛细管区带电泳法（CZE）来进行分析。3. 由于有些西药成分中含有一些大分子，如蛋白质、核酸等大分子，他们的存在促使得毛细管电泳技术的发展，近年出现了毛细管凝胶电泳、芯片毛细管区带电泳、芯片毛细管凝胶电泳、芯片等电聚焦分离、芯片自由流电泳、微流控芯片毛细管电泳系统等新型的分析技术。极大程度上满足了对于药物大分子（蛋白质等）分离分析的需要。

5. 展望

随着毛细管电泳技术在医药方面的广泛应用，也必将带来更大的挑战，未来的毛细管电泳技术在药物分析中的发展趋势主要在细胞、组织等在内的复杂生物样品体系。生物样品分析必然要求进一步发展复杂样品前处理和富集技术、更灵敏的检测技术及与质谱联用出现的一系列问题，如接口技术、样品利用率、浓度灵敏度、检测波动性等方面，同时在研究抗癌药物，分析药物与生物大分子之间相互作用方面也必将会起到重大作用，为我们生命科学的研究带来新的希望。

参考文献

[1] 王峻梅.毛细管电泳高频电导法测定粉防己药材中的生物碱[J]．分析试验室，2004，23(12):66-70.

[2] 李伟，李洪霞，柴金玲，等。区带毛细管电泳法分离测定洋金花中莨菪烷类生物碱[J]．分析试验室，2006， 25(5):56~58.

[3] LiuYM, SheuSJ. Determination of the six major flavonoidsin scutellariae radix bymicellarelectrokinetic  capillary electrophoresis. Anal Chim Acta, 1994, 288: 221.

[4] Peng, Y.; Ye, J. Determination of isoflavones in red clover by capillary electrophoresis with electrochemical detection. Fitoterapia, 2006, 77(3)∶171~178.

[5] Hsieh, S.-C.; Huang, M.-F.; Lin, B.-S. et al. Deter-mination of aristolochic acid in Chinese herbalmedicine by capillary e-lectrophoresiswith laser-induced fluorescence detection. J Chromatogr A., 2006, 1105(1-2): 127~134.

 来源：化学工程与装备-官方网站-创刊于1972    2022年第1期  在线投稿  >>