电化学分析法在药物分析中的应用

电化学分析法在药物分析中的应用

电化学分析法electrochemical analysis 是基于溶液电化学性质的化学分析方法，是由德国电化学分析法化学家 C.温克勒尔在19世纪首先引入分析领域的，仪器分析法始于1922年捷克化学家J.海洛夫斯基建立极谱法。电化学分析法的基础是在电化学池中所发生的电化学反应。电化学池由电解质溶液和浸入其中的两个电极组成，两电极用外电路接通。在两个电极上发生氧化还原反应，电子通过连接两电极的外电路从一个电极流到另一个电极。根据溶液的电化学性质（如电极电位、电流、电导、电量等）与被测物质的化学或物理性质（如电解质溶液的化学组成、浓度、氧化态与还原态的比率等）之间的关系，将被测定物质的浓度转化为一种电学参量加以测量。根据国际纯粹化学与应用化学联合会倡议，电化学分析法分为三大类：①既不涉及双电层，也不涉及电极反应，包括电导分析法、高频滴定法等②涉及双电层，但不涉及电极反应，例如通过测量表面张力或非法拉第阻抗而测定浓度的分析方法。③涉及电极反应，又分为两类：一类是电解电流为0，如电位滴定；另一类是电解电流不等于0，包括计时电位法、计时电流法、阳极溶出法、交流极谱法、单扫描极谱法、方波极谱法、示波极谱法、库仑分析法等。

毛细管电泳在药物分析中的应用

1前言

毛细管电泳(CE)的历史可以归溯到1967年Hejerten发表的博士论文，现在人们普遍将CE定义为在内径100 μm以内的毛细管中进行的电泳分析，它的出发点应归功于1979年Mikkers等人在内径0.2 mm的聚四氟乙烯管中进行的研究。1981年Jorgenson和Lukacs发表的研究论文对CE的发展作出了决定性的贡献，他们用内径75 μm的毛细管对荧光标识氨基酸化合物进行CE测定，获得理论塔板数高达40万的高分离性能，并且深入地阐明了CE 的一些基本性能和分离的理论依据。1984年Terabe［1］等人提出了胶束动电毛细管色谱法(MEKC)，使许多电中性化合物的分离成为可能，大大拓宽了CE的应用范围。到80年代后期，CE的研究成为分析化学领域的热门课题，至今已有各种英文专著10多部，这里列举3部与药物分析有密切关系的专著［2～4］，从80年代末开始每年都有多次国际性CE学术会议，表1列出比较有代表性的国际性HPCE会议召开地点和专辑情况，可以看出到目前为止CE研究的中心仍然还在美国。通过STN(the Scientific & Technical Information Network)对美国化学文摘的检索结果表明，90年代以来，CE的论文数几乎成直线上升，应用范围迅速扩大，大有取代目前广泛应用的高效液相色谱(HPLC)之势。鉴于文章篇幅的限制，并考虑到药物分析涉及的范围广、品种多的特点，本文从应用出发，着重叙述一些普通低分子有机合成药的CE分析情况。有关更为详细的综述可以参考最近的报道［5］和J Chromatogr A 的特集［2］。

2CE与药物分析

药物分析大致可分为二大部分：一是原药的定量，原药中不纯物的测定、药剂的分析以及对它们的稳定性的评价等以药品质量管理为目的的测试方法。这些方法要求有良好的选择

性，适当的分析灵敏度和可靠的准确度等。二是对进入人体内的药物或代谢物的吸收、分布、代谢、排泄等体内动态的研究，即临床药物分析。这两大部分的测定一般需要分离与检测相结合。目前HPLC法仍然是药物分离测定的主要手段之一，从总体来说CE还处于发展阶段，研究的对象往往与HPLC有许多重复之处，也可以理解成是一种新旧分析方法的半取代过程。CE的高分离性能、超微量进样和几乎没有废液的特点，吸引了大量的分析化学者从事这一领域的研究，使其在药物分析中的应用得到迅速发展，并将持续较长时间。

采用CE作为药物分离的手段，首先需要判断分析对象的存在状态，以离子形态存在的样品，一般选择CZE分离模式，而非离子状态的样品则选择MEKC分离模式。这两种分离模式都难以达到满意的结果时，就有必要考虑在泳动电解液中加入一些能与样品产生相互作用的添加剂，如环糊精(CD)或有机溶剂。在泳动电解液中添加适当的修饰剂使分离效果得到改善也是CE分析的主要特征之一。

CE的高分离性能和超微量进样成为药物分离分析的一大优势，但也有检测灵敏度不足和再现性差等问题。常用的紫外检测器的检测浓度一般要求样品的进样浓度在10-5 mol.L-1以上，这对于纯药品的测定或实验室进行的研究来说或许不成问题，但在实际应用中，药品中杂质的含量大都只在0.1%左右，浓度过低，难以达到被检测的水平，需要对试样进行前处理。在临床分析时，紫外检出器灵敏度不够的现象也相当突出，所以超微量进样的同时也要求高灵敏度的检测方法。萃取、浓缩等常用的前处理方法仍然在CE分析中发挥重要的作用。Lloyk等［2］针对CE应用于人体液分析时样品的前处理和进样方法作了综述。另外，改善CE的检测方法来提高分析灵敏度也是一项受人关注的研究，如扩大毛细管检测部位的体积或延长毛细管的吸收光路可以使检测灵敏度提1～2个数量级［6］。而根据等速电泳法原理进行的在柱浓缩方法使分析的灵敏度提高上百甚至数万倍［7］。荧光、化学发光、电化学和质谱等高灵敏度检测方法在CE中的应用也有力地推动了CE在药物分析领域的渗透。最近我们开发的固液化学发光体系［8］使CE的在柱检测灵敏度提高到10-8 mol.L-1，并成功地应用于分离和检出ABEI标识的氨基酸。

3CE在药物分析中的实际应用

3.1药品质量控制

3.1.1维生素维生素是人体机能不可缺乏的一类化合物，它所包含的种类相当多，一般分为水溶性维生素和脂溶性维生素。水溶性维生素大多是以离子形态存在于溶液中，可以采用CZE法进行分离分析，如果遇到混合样品中含有电中性的维生素试样时，则必需选用MEKC分离方法，如烟酸以及它的代谢物具有较强的亲水性，尽管这一类化合物中有个别代谢物在水溶液中以中性分子存在，但它们在水中良好的溶解度可以应用MEKC达到分离的目的［9］。有关脂溶性维生素的分离分析报道还相当少，这一部分的药物具有较强的疏水作用，在表面活性剂形成的胶束中可溶程度相当高，造成用MEKC分离的困难。这种情况下，添加CD能较好地分离维生素A和B［10］。这是因为CD分子内部的空洞结构属疏水性而外部的羟基属亲水性，电中性的CD分子不溶于胶束而随电渗流一起移动，在这过程中，疏水性的药物既溶于胶束又可被CD所包接，在这两种不同相中的分配之差使分离得以实现。同样添加有机溶剂或用非水MEKC也可达到既能溶解脂溶性维生素又可提高分离度的目的。