毛细管电泳仪的原理与应用

毛细管电泳(capillary electrophoresis，CE)是20世纪80年代初发展起来的一种新型分离分析技术，乃经典电泳技术和现代微柱分离有机结合的产物，是继gao效液相色谱(HPLC)之后，分析科学领域的又一次革命。

毛细管电泳泛指以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术。毛细管电泳仪的基本结构包括一个高压电源，一根毛细管，一个检测器及两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液贮瓶。

毛细管电泳仪的工作原理

毛细管电泳所用的石英毛细管柱，在pH>3情况下，其内表面带负电，和溶液接触时形成一双电层。在高电压作用下，双电层中的水合阳离子引起流体整体朝负极方向移动的现象叫电渗。粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流(EOF)两种速度的矢量和。正离子的运动方向和电渗流一致，故Zxian流出；中性粒子的电泳速度为“零”，故其迁移速度相当于电渗流速度；负离子的运动方向与电渗流方向相反，但因电渗流速度一般都大于电泳流速度，故它将在中性粒子之后流出，从而因各种粒子迁移速度不同而实现分离。

毛细管电泳仪的应用

毛细管电泳仪CE具有多种分离模式(多种分离介质和原理)，故具有多种功能，因此其应用十分广泛，通常能配成溶液或悬浮溶液的样品(除挥发性和不溶物外)均能用毛细管电泳仪CE进行分离和分析，小到无机离子，大到生物大分子和超分子，甚至整个细胞都可进行分离检测。毛细管电泳仪应用于生命科学、医药科学、临床医学、分子生物学、法庭与侦破鉴定、化学、环境、海关、农学、生产过程监控、产品质检以及单细胞和单分子分析等领域。

1、毛细管电泳仪CE在药物制剂分析中的应用

药物制剂中成分复杂，除含有有效成分外，往往还含有一些有效成分的稳定剂或保护剂，一般几毫克的有效成分需要几十毫克的基体。CE法具有能排除高含量复杂基体干扰、检测痕量成分的能力，且样品只需经简单预处理即可分析其有效成分含量，毛细管电泳仪现已广泛应用于片剂、注射剂、糖浆、滴耳液、乳膏剂及制剂等各种剂型中主药成分的定量测定。

2、毛细管电泳仪CE在药物杂质检查中的应用

药物合成中带入的杂质和药物的降解产物通常与药物有相似的结构，而且一般含量很低。毛细管电泳仪CE作为药物的杂质痕量组分分析方法，具有多组分、低含量和同时分离分析能力，故可以用毛细管电泳作为药物杂质的检测手段。毛细管电泳仪CE也可以用于药物生产过程全方位控制与检测，以保证药物质量，提高工艺水平。

己有文献报道用NACE法测定己烯雌酚片及其降解物；CE法定量分析盐酸罗匹尼罗及其潜在杂质；CZE法分析伊班磷酸盐及其相关杂质；CZE和CITP法检测高舍瑞林中缩氨酸和反离子物质的含量；CZE法定量检测半胱胺钠磷酸盐中的杂质。

3、毛细管电泳仪CE在中药分析中的应用

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，仍有相当大的距离。

随着毛细管电泳仪CE技术对中药材及其有效成分的鉴别与分析的快速发展，建立在此基础上的中成药和中药制剂中有效成分的定性、定量分析已有进展，且有希望解决长期困扰中药质量控制中的重大难题。近年，报道毛细管电泳仪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。

4、毛细管电泳仪CE在手性药物分析中的应用

手性药物的每个对映异构体在生物环境中表现出不同的药效作用，在药物吸收、分布、代谢、排泄等方面存在立体选择性差异。为了能准确地了解药效和安全用药，发展和建立简单、快速的手性药物对映体的奋力分析方法，并用于临床研究和医药质量控制，显得日益迫切。

毛细管电泳仪CE因其gao效、快速、选择性强的特点而成为目前Z有效的手性拆分方法。各种毛细管电泳仪CE分离模式皆可用于对映异构体分离，因此手性拆分成为毛细管电泳仪CE应用Z活跃、Z独特的领域。其中，添加剂法只需向电泳缓冲液中加入合适的手性试剂，经过一定的分离条件优化即能实现手性分离。目前，主要的手性添加剂有环糊精类(CDs)、冠醚类、大环抗生素、蛋白质等。

5、毛细管电泳仪CE在生物样本中的药物及其代谢产物分析

生物体内药物及其代谢物的随时间与位置分布研究，即药物动力学分析，在临床医学中有重要意义。在非水溶剂中可降低被分析物与管壁的作用，降低由于吸附所引起的峰拓宽并改善拖尾，同时可显著提高被分析物的回收率，降低用管壁面积较大的毛细管进行分析时被分析物的损失。

近年来，用毛细管电泳法进行生物样本中的药物及其代谢产物的分析已成为研究热点。已有文献报导用CE法监测腺昔及其代谢物含量变化；用CE法测定人血浆中的优降糖、甲福明二甲双肌、苯乙双肌含量；用CE一化学发光法检测人尿中儿茶酚胺的含量；用CZE-安培法测定尿中的L-酪氨酸及其代谢物浓度；用CZE法测定人尿中两种盐的浓度；HPCE法测定头抱克罗血浆浓度；CE法测定血浆中蛋氨酸的含量；用CE-电导法检测血清中的丙戊酸含量。

毛细管电泳仪CE分析速度快，有良好的时间分辨性，能为zhi疗机制与用药水平提供可靠的分析，将来一定会加深在此领域内的应用。

毛细管电泳仪的展望

毛细管电泳仪CE技术的研究和应用，给药物分析领域和药品检验工作带来了生机与活力，无疑将对该专业技术的发展及提高起着重要的推动和促进作用。尤其以对基因工程药物、中成药制剂的分析和中药材种属的鉴定，令人瞩目。

但任何事物都有两面性，它也有弱点和不足，如有的药物用CE分析精确度还不够高；有的灵敏度很高，但专属性界定尺度又不易掌握；毛细管电泳仪CE仪器昂贵，很难普遍推广等等，都需要不断研究解决。尤其以如何巧妙地与其它方法和技术(如HPLC、MS等)联合使用，以收到更好的效果，是今后毛细管电泳仪CE技术研究、完善的方向和课题。

可喜的是，这方面的工作已开始启动，毛细管电泳仪CE一HPLC、毛细管电泳仪CE一MS联用己取得gao效率、高质量的分析成果。经过科学工作者的不懈努力，一个药物分析领域的新技术快速发展时期即将到来。