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毛细管电泳技术在体内药物分析中的应用

2020-04-24 09:44 出处:未知 人气: 评论(0
  摘要:概述毛细管电泳技术药物化学中的应用。查阅近几年的国内外文献报道,进行整理分析。毛细管电泳这项技术在很多方面应用广泛,特别是临床化学、化学药物制剂以及中药分析方面。CE由于其独特的特点,如高效率的分离,快速的分析,最小的样品消耗,易于实现自动化等特点,在临床化学、化学药物制剂以及中药分析中发挥着至关重要的作用。
 
  关键词:毛细管电泳技术;中药分析;化学药物制剂
 
  毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)主要是利用带电粒子在电场的作用而产生按一定方向移动的原理,由直流电压、检测器、毛细管、数据采集处理器、两个电解槽等组成[1]。根据进样样品不同,毛细管电泳又有三种进样方式。毛细管与传统电泳的差别在于,管口内径小,所以能减少焦耳热的产生。
 
  毛细管电泳的组件包括熔融石英毛细管柱(ID:10~200,OD:350~400),这个管柱主要是作为分离通道,高压电源作为动力来源。主要基于的原理是,样品成分之间的有效电泳迁移率的差异使得带电粒子能够有效且快速的分离。随着技术的发展,CE还可以联用各种检测器,如紫外检测(UV),LIF,蒸发光散射检测器,辐射,质谱,电化学方法,甚至其他分析技术如HPLC[2]。这种改进,使CE应用领域更加广泛。
 
  毛细管电泳分离具有许多优点超过色谱分离,电泳运行速度很快,需要几分钟才能完成。毛细管电泳的分离效率高复杂样品的分离。在药物分析中的应用非常广泛。
 
  1毛细管电泳在临床化学中的应用
 
  CE已经应用于临床化学的几个领域,例如:小分子分析,大分子(蛋白质,碳水化合物和脂质)分析和免疫分析。临床化学是利用各种不同的生物流体和组织进行临床诊断和监测的领域。CE已被用于测定血清,血浆和尿液以及特殊液体如泪液,脑脊液(CSF),汗液,唾液和浓缩呼吸中感兴趣的分析物。另外,对单细胞和组织也进行了一定研究[3]。
 
  2毛细管电泳在化学药物及其制剂中的应用
 
  多年来,由于毛细管技术分析速度快,样本消耗量小邓特点,所以被制药行业广泛应用与药物纯度分析和药物筛选。虽然CE在药物监测应用中发展缓慢,但现在被接受为可靠的药物检测方法。CE-UV已成为一种检测几种药物的成功方法。研究已经确定可卡因,古柯乙烯,海洛因,吗啡,6-单乙酰吗啡和尿中的4-甲基甲基卡西酮[4],尿液中的可卡因及其主要代谢产物[5]和头发样品[6]以及尿液中的厄洛替尼及其代谢产物[7]能用CE来监测。同时,CE被认为是一种能够分析体液,组织和细胞培养液中药物的可行方法[8-9]。能够分析一些治疗药物,包括普萘洛尔,卡替洛尔,美托洛尔,阿替洛尔,吲哚洛尔,艾司洛尔,比索洛尔,贝凡洛尔,丙卡特罗等。
 
  3毛细管电泳在中药分析中的应用
 
  因为中药有复杂的成分和不稳定的临床疗效,为了推动现代化建设的进程,需要提高对中药中生物活性化合物的研究。天然产物中的活性化合物,如类黄酮,酚酸,香豆素,生物碱和有机物酸等,能够有效治疗心血管疾病、抗癌、抗氧化、抗氧化等。研究表明,由丹参,三七和冰片组成的丹参片由于其抗氧化性能,所以可以治疗心血管和脑血管疾病[10]。南方红豆杉已被批准为乳腺癌和卵巢癌的一线化疗药物[11]。金银花以及连翘有助于治疗炎症疾病,如肺炎和肝炎[12]。黄芩拥有抗炎,抗癌和抗病毒影响,也清除热量等[13]。
 
  为了达到中药质量控制要求,有必要进行筛选并确定活性化合物,然后选择它们作为质量评价和控制中药质量的标志物。毛细管电泳(CE)是最常用的筛选活性化合物的工具的一种。其中,CE,以检测样品微量成分为特征,是一个高效和环保的色谱技术。因此,CE在分离和检测天然产物的活性化合物中得到了广泛应用。
 
  3.1黄酮类
 
  黄酮类化合物,一般是黄酮衍生物,含有羟基,来源广泛,大多数来自于水果或者种子类物质。因含有羟基,一般显酸性,易溶于水,难溶于有机溶剂。黄酮类化合物根据取代位置不同,可分为黄酮醇、二氢黄酮、二氢查尔酮等。并且具有抗癌、抗肿瘤、治疗心血管疾病、消除自由基、抗氧化等特点,所以收到人们的关注。对于黄酮类的提取方法也有很多,例如超声微波法、超声波辅助半仿生法等。由于毛细管电泳法具有快速、样本小、高效等特点,其方法被广泛运用到黄酮类物质的分析中。吴婷妮[14]用CE分离出9种黄酮类化合物,例如蒙花苷、木犀草菊花,金合欢素苷等,证明这是一种高效有效的方法,为后期中药中活性化合物的检测提供更多的理论依据。马晓丽等[15]也采用了毛细管电泳方法,主要是用来检测天山花椒中黄酮化合物,这个方法快速、准确,为中药检测和质量控制方面提供了更多的思路。
 
  3.2生物碱类
 
  生物碱类是一种有机化合物含有N元素,主要分布在植物中。因为其含有环状结构,所以不溶于水。根据生物碱的结构不同,可分为有机胺类、吡咯烷类、异喹啉类等六十多类。具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎等药理作用。根据文献报道,很多中草药的生物碱检测都是通过毛细管电泳的方法去测定的。金鸡纳生物碱主要从金鸡纳树皮或者根茎中提取出来,赵文艳[16]用毛细管电泳法测出其中四种生物碱,辛可宁、奎尼丁等,并且摸索出毛细管电泳的分离参数对金鸡纳生物碱测定的影响,为后续研究金鸡纳生物碱奠定基础。
 
  3.3有机酸类
 
  李风雷[17]采用毛细管电泳联合激光诱导荧光的方法,能够检测出异硫氰酸荧光素衍生出来的五种氨基酸,这种方法能够大大增加检测效果并能够减少检测的时间。高静[18]先从丹参中采用超声波提取方法来提取迷迭香酸,对迷迭香酸进行定性定量分析可以用毛细管电泳的方法,其方法准确可靠,为后期对迷迭香酸的研究提供一种很可靠的分析方法。
 
  4 CE新技术在药物分析中的应用
 
  4.1毛细管电色谱
 
  毛细管电色谱[19-20](capillary electrochromatography,CEC)是一种基于高效液相色谱法快速分离技术(HPLC)具有高选择性、高效毛细管电泳(CE)。它已广泛应用于各种领域,包括分子生物学领域。同时,CEC可分离中性或带电组分的混合样品,无需添加表面活性剂。与其他色谱分析技术相比较,CEC具有高效、速度快、样本小等特点。刘海行[21]报道由8 mmol/L NaH2 PO4和8 mmol/L Na2 HPO4(pH=8.02)作为缓冲,运行的时候,电压为12 kV,紫外检测器检测的波长254 nm,主要是来自Eclipta的Flos Sophorae和槐角中总黄酮的含量,为其槐花中的黄酮含量测定提供新的途径
 
  4.2毛细管电泳芯片技术
 
  毛细管电泳芯片技术又叫微流控芯片技术,在ICEC中,样品的反应、分离和检测都集中在芯片上一起进行。鉴于高通量和良好的并行性优点,使用微流控芯片在筛选中草药成分有效成分的领域越来越有广泛[22]。
 
  4.3 CE与不同检测器的联用技术
 
  用于筛选活性化合物与CE联用的常用检测器包括紫外检测器,化学发光(CL)检测器,LIF检测器,灵敏MS检测器以及电容耦合非接触电导检测(C4D)。其中,主要与紫外联用,但其灵敏度相对较低。LIF和MS具有高检测灵敏度,但是,技术复杂并且价格昂贵。C4D是一种新型探测器,灵敏度高而且成本低[23]。CE联合其他检测器能够提高检测效率,能够测得更微量的物质,例如,祝仕清等用高效毛细管电泳法(HPCE)与LC-MS联用,有效分离出硫酸卷曲霉素的组份,并且分析了其成分[24]。
 
  5结语
 
  传统方法可能已经无法满足对产品的分离和定量分析,特别是复杂基质和低含量的中药成分。HPCE作为一种新兴的分离技术,已经成熟并被广泛应用于各种领域,甚至包括生物分子领域。毛细管电泳由于其高效率、速度快、样本小、高自动化等特点,在现在医药学中起到了很大的作用,为其提供了很可靠的分析手段,并且已经能够在中药的活性化合物、化学药物制剂等检测方面取得了很大成就。此外,CE结合不同的检测器可以检测各种化合物。随着浓缩技术发展,天然药物多种微量成分产品可以被检测到甚至量化。根据到现有的方法和CE的特点,创造新颖筛选和鉴定活性化合物的方法是CE应用新材料的趋势作为金属纳米材料,离子液体和石墨烯。在将来,CE能依靠其独特的优势将为科学分析做出巨大贡献。
 
  参考文献
 
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