毛细管电泳原理及在药学领域的应用

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

　　高效毛细管电泳(HPLC)亦即毛细管电泳(CE)，是一种发展迅猛的新型的分离分析技术，与常用的高效液相色谱法(HPLC)相比，具有分析时间短，分离效率高，适应性广，检测限低，进样量小，溶剂消耗少，自动化程度高等优点，近十多年来已广泛应用于蛋白质、氨基酸、无机离子、有机化合物、药物的分离分析，在生物医药学领域倍受青睐。本文简要介绍HPLC的基本原理、特点及在化学药品分析、中药分析、生物制品分析研究方面的应用，并展望其在药学领域中的应用前景。

　　1-1 电泳迁移

　　不同分子所带电荷性质、多少不同，形状、大小各异。一定电解质及PH的缓冲液或其它溶液内，受电场作用，样本中各组分按一定速度迁移，从而形成电泳。

　　电泳迁移速度(v)可用下式表示：

　　v=uE

　　其中E为电场强度(E=V/L，V为电压，L为毛细管总长度)。u为电泳淌度。

　　1-2 电渗迁移

　　电渗迁移指在电场作用下溶液相对于带电管壁移动的现象。特殊结构的熔合硅毛细管管壁通常在水溶液中带负电荷，在电压作用下溶液整体向负极移动，形成电渗流。带电微粒在毛细管内实际移动的速度为电泳流和电渗流的矢量和。

　　1-3 分离分析类型

　　根据其分离样本的原理设计不同主要分为以下几种类型：①毛细管区带电泳(capillary zone electrophoresis，CZE);②毛细管等速电泳(capillary chromatography，CITP);③毛细管胶速电动色谱(miceller electrokinetic capillary chromatography，MECC);④毛细管凝胶电泳(capillary gelelectrophoresis，CGE);⑤毛细管等电聚焦(capillary isoelectric focusing ，CIEF)。

　　毛细管区带电泳(CZE)为HPCE的基本操作模式，一般采用磷酸盐或硼酸盐缓冲液，实验条件包括缓冲液浓度、pH值、电压、温度、改性剂(乙腈、甲醇等)，用于对带电物质(药物、蛋白质、肽类等)分离分析，对于中性物质无法实现分离。毛细管胶束电动色谱(MECC)为一种基于胶束增溶和电动迁移的新型液体色谱，在缓冲液中加入离子型表面活性剂作为胶束剂，利用溶质分子在水相和胶束相分配的差异进行分离，拓宽了CZE的应用范围，适合于中性物质的分离，亦可区别手性化合物，可用于氨基酸、肽类、小分子物质、手性物质、药物样品及体液样品的分析。毛细管等速电泳(CITP)采用先导电解质和后继电解质，构成不连续缓冲体系，基于溶质的电泳淌度差异进行分离，常用于离子型物质(如有机酸)，并因适用较大内径的毛细管而可用于微制备，但本法空间分辨率较差。毛细管等电聚焦电泳(CIEF)用于具兼性离子的样品(蛋白质、肽类)，等电点仅差0.001可分离的物质。毛细管凝胶电泳(CGE)依据大分子物质的分子量大小进行分离，主要用于蛋白质、核苷酸片段的分离。此外，还有毛细管电色谱(CEC)及非水毛细管电泳(CNACE)，用于水溶性差的物质和水中难进行反应的分析研究。目前CZE和MECC用得较多，本文以这两种方法为例来说明HPLC的原理。

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