高效毛细管色谱法(HPCE)是近年发展起来的一种化学分析方法。由于HPCE符合了多肽、蛋白质(包括酶、抗体)、核酸乃至脱氧核糖核酸的分离分析要求,从而在以生物工程为代表的生命科学各领域得到迅速发展。目前,除了生物化学方面,HPCE在体内药物分析及中药成分分析方面也显示出其良好的性能,有关的研究正在不断深入,HPCE在抗生素类药物中的应用,在近几年也陆续有文章报道,现归纳如下:
1HPCE的原理
HPCE是以高场电压为驱动力,以毛细管为分离通道,依据样品中各淌度和分配行为的差异而实现分离的一类液液分离技术。HPCE的优点可概括为三高二少:高灵敏度,常用紫外检测限可达10-13～10-15mol/L;高分辨率,其每米理论塔板数为几十万,高者可达几百万至千万,而高效液相色谱(HPLC)一般为几千至几万,约为其百分之一;高速度,最快可在60秒内完成;样品少,只需纳升(nl,10-9L)级的进样量;成本低,只需少量流动相和价格低廉的毛细管[1,2]。
HPCE有6种分离模式,分别是:毛细管区带电泳(CZE);胶束电动毛细管色谱(MECC);毛细管凝胶电泳(CGZ);毛细管等电聚焦(CIEF);毛细管等速电泳(DITP);毛细管电色谱(CEC)[3]。
2HPCE在β-内酰胺类药物质量分析中的应用
目前,β-内酰胺类药物的原料药及其制剂的分析已有较成熟的分析方法,如HPLC法等,但对于此类药物在合成及贮存过程中的一些生物合成前体、反应中间体及降解产物的分析测定,运用HPLC法就格外繁琐、费时,效果也不尽理想,而用HPCE法则可获得很好的分离效果。如开发利用三肽D-苯丙氨酸-L-半胱胺酸-D-缬氨酸(D-PCD)和L-苯丙氨酸-L-半胱胺酸-D-缬氨酸(L-PCD)生物合成头孢氨苄和氨苄青霉素,需要建立快速监测方法,王志等[4]研究了同分异构体药物头孢氨苄和氨苄青霉素及其目标生物合成前体D-PCD和L-PCD的毛细管区带电泳分离,结果表明,采用pH2.3的50mmol/L磷酸缓冲液(含12mol/Lβ-环糊精)可将D-PCD和L-PCD分离,且操作简便快速,成本低,为头孢氨苄和氨苄青霉素合成过程的定性监测提供了新的途径。
氨苄青霉素是在临床上广泛使用的β-内酰胺类药物,它在一定的条件下可发生聚合反应,形成聚合程度不同的化合物,从结构上分为开环和闭环聚合物两大类,临床上已经证实氨苄青霉素聚合物能引发过敏反应,随着氨苄青霉素在临床上应用的日益广泛,过敏反应的发生率不断增加,因而提高该产品的质量极重要,牛长群等[5]用高效毛细管电泳分离氨苄青霉素聚合物,并测定了所收集的样品,实验表明,大部分样品以开环和闭环的二聚物为主,其它聚合物量较少,在一定优化的实验条件下可同时分析测定开环和闭环二种不同类型的聚合物,可以用于氨苄青霉素的质量控制。
头孢拉定是临床上广泛使用的β-内酰胺类药物之一,1995版《中国药典》采用HPLC法测其含量及相关杂质,而Paola Emall等[6]用胶束电动毛细管色谱法成功地测定了头孢拉定及其杂质(头孢氨苄),并与HPLC法进行比较,两者无显著差异,其线性范围是:0.5～1.5mg/ml,精密度为0.37,迁移时间的精确度为0.4,所测定数据与HPLC法相应,可见HPCE同样可用于β-内酰胺类抗生素的常规质量控制。
胶束电动毛细管色谱(MECC)是当前高效毛细管色谱法中比较流行的方法,由于它具备良好的选择性和较宽的适用范围,已有文献报道其成功地用于β-内酰胺类药物分析[7]。Zhu Yongxin等[8]用MECC法将酚甲基青霉素从其它8种相关物质中完全分离出来,其线性范围是0.6～1.54mg/ml,精密度为0.63,可见MECC不仅适用于相关杂质的测定,测定结果与HPLC无显著差异,完全可以替代HPLC用于此类药物的分析。
3HPCE法在喹诺酮类药物质量分析中的应用
喹诺酮类药物是广泛应用于临床的新一代广谱抗菌药,它具有抗菌活性强,抗菌谱广,很少有耐药菌株等特点。目前,1995版《中国药典》对此类药物的分析多采用非水滴法和紫外分光光度法,有少数品种如环丙沙星、氧氟沙星采用HPLC法,有关的分析文献以HPLC法最多[9],其次为分光光度法、电化学分析法和荧光分析法,近几年也开始有HPCE法的文献报道。
尹茶等[10]用高效毛细管电泳法同时分离测定4种喹诺酮类药物:盐酸洛美沙星、依诺沙星、盐酸环丙沙星、氧氟沙星,以咖啡因为内标定量,线性范围分别为:氧氟沙星和盐酸环丙沙星20～100mg/L,依诺沙星24～120mg/L,盐酸洛美沙星20.8～104mg/L,进样精密度RSD均小于2。俞掎等[11]用高效毛细管电泳和二极阵列检测器,以环糊精为拆分试剂对氧氟沙星对映体进行手性分离(最大分离度可达2.18),发现衍生化环糊精有较好的分离效果,用含DM-B-CD40mmol/L、KH2PO4 70mmol/L、pH2.5的缓冲液,在25℃电泳,20kv分离电压下得到优化的分离结果。
由于喹诺酮类药物广泛应用于临床,它所引起的光敏反应也引起人们的关注[12],光敏反应包括两类:光毒性反应和光变态反应,此类药物的致敏机制是目前研究的热点,HPCE以其特有的优势将在此项研究中发挥作用。
4HPCE法在四环素类药物质量分析中的应用HPCE法在四环素类药物质量分析中的应用已有一些报道。
Josph用HPCE及CEC法分离了4种四环素类药物及其降解产物,其所获得的分离效果与HPLC法相当或比HPLC法分离得更好,Chen Yongchi[14]用MECC法成功地分离了6种四环素类药物,克服了HPLC法峰拖尾及填充材料上残留的醇羟基导致柱效降低的缺点。他主要通过考查pH5.5～9.0范围内在醋酸胺缓冲溶液中添加不同浓度的SDS,Mixed SDS-Brij35SC与TTAB表面活性剂对6种四环素类药物所得的分离结果,优选出在15kv的电压下含20mmol/L SDS的pH6.5的醋酸胺缓冲溶液为介质可在8min内完全分离,且迁移因子的对数与辛醇—水分配系数的对数呈良好的线性关系。Jettle Tjorndwnd[15]在非水的毛细管电泳系统中加入金属镁离子,与测定组分形成络合物能发出强的荧光,可用于血浆或体液中四环素类药物及其代谢物的测定,避免了HPLC法中非常繁琐的样品制备过程,经考察,在金属镁离子的醋酸盐介质中能形成稳定的具有强荧光的络合物,使4种四环素及3种未知杂质获得基线分离,线性范围在50～100 ng/L,进样精密度为3.6。
HPCE法在四环素类药物质量分析中的应用是很成功的,克服了HPLC法的不足,完全可以替代HPLC用于药物质量控制分析。
5小结
抗生素类药物具有多组分、结构较为复杂、干扰组分多等特点,一般的分析手段获得的分离效果还不尽理想,而HPCE所具备的高分辨率,高灵敏度,样品量少等特点正弥补了其它分析方法的不足,Fluer[16]测定了不同厂家的某些品种的抗生素,并同时用微生物法测定效价,发现含量与效价有很好的相关性,可见HPCE用于抗生素类药物分析是具有发展前景的方向。
HPCE的研究内容涉及到多组分制剂的测定,如药品中杂质成分的分离检查,植物药成分分析,药物对映体的拆分,体内药物测定等。这项新技术的应用促进了药物分析技术的提高,随着HPCE法仪器本身及方法学的不断完善,与当前HPLC法一样,将在药物分析中发挥重要的作用。
1林炳承.毛细管电泳导论.第一版.北京:科学出版社,1996:5
2罗国安,王义明.毛细管电泳简介.色谱,1995,13(4):254
3罗国安,王义明.毛细管电泳的原理及应用.色谱,1995,13(6):437
4王志,孙亦梁,王丹丹.药物头孢Ⅳ号和氨苄青霉素及其生物合成前体的毛细管区带电泳分离.色谱,1997,15(5):378
5牛长群,祝仕清.高效毛细管电泳分离测定氨苄青霉素聚合物.药学学报,1997,32(3):207
6Paola Emaldi,Stefano Fapanni,Anna Baldini.Validation of capi llary electrophoresi s method for the determination of cephradine and its related impurities.J Chromatogr A,1995,711:339
7C J sciacchitano.Identification and separation of f ive cephalosporins bymicellar electrokinetic capi llary chromotography.J Chromatogr B,1994,657:395
8Zhu Yongxin.M icellar elect rokinetic capillary chromatography for the separation of phenoxymethypenicilli n and related substances.J Chromatogr,1997,781:417
9周革荣,樊惠芝,潘景浩.喹诺酮类药物的分析进展.药物分析杂志,1995,15(5):48
10尹茶,吴玉田.高效毛细管电泳法同时测定4种喹诺酮类药物.药物分析杂志,1997,17(6):371
11俞掎,王义明,罗国安.氧氟沙星对映体的毛细管电泳手性分离.药学学报,1997,32(3):203
12金少鸿,胡昌勤.抗生素质量分析研究进展.国外医药抗生素分册,1998,19(5):201
13Josph,J Pesek,Maria,T Matyska.Separation of tetracyclines by highperformance capillary electrophoresis and capi llary electrochromatography.J Chromatogr,1996,736:313
14Chen yongchin,hing-Erh Lin.Migration behavior and separation of tetracycline antibiotics by micellar electrokinetic chromatography.J
Chromatogr,1997,779:235
15Jett le Tjornelund,Steen Honore Hansen.U se of metal complexion in non-aqueous capi llary electrophoresis.J Chromatogr,1997,779:235
16Cheryl,L Flurer,Karen,A Wolnik.Chemical profi ling of pharmaceutical by capillary electrophoresis in the determination of drug origin.J Chromatogr,1994,674:153