毛细管电泳色谱在手性药物拆分中的应用摘要：毛细管电泳色谱法是手性药物拆分的重要方法之一，是一种高效、快速、简便的手性分离手段。

该技术在药物对映体的拆分、定量方面发挥了重要作用。

近年来，手性药物的毛细管电泳拆分技术得到快速发展，本文参阅了国内外相关文献，对毛细管电泳技术的手性拆分模式及主要手性选择剂作了简单介绍，并介绍了一些新的手性选择剂在手性药物拆分中的应用。

关键词：毛细管电泳手性试剂手性拆分The Application of Capillary Electrophoresis in Chiral DrugSeparationAbstract:Capillary Electrophoresis is one of the crucial methods in chiral drug analysis. It is an important method with highly efficient, rapid and convenient features. This technology plays a crucial role in enantiomeric separation and quantitative analysis. In recent years, the application of capillary electrophoresis in chiral drug analysis has been developing rapidly. According to recent references, this paper makes a brief discription about the application of capillary electrophoresis in chiral drug separation.Keywords: Capillary electrophoresis; Chiral reagent; Chiral separation;引言手性是自然界的基本属性，也是生命系统最重要的属性之一，比如蛋白质、氨基酸、多糖、核酸、酶等生命活动重要基础物质都是手性的。

据统计，在研发1200种新药中，有820种是手性的，占世界新药开发的68 %以上[1]，而用于治疗的手性化合物中约88 %为外消旋体，作为单一对映体用药的只占手性药物的11%左右[2]。

手性药物的立体结构与其生物活性有着密切的关系。

药物在吸收、分布、代谢与排泄过程中，通过与体内大分子的不同立体结合，产生不同的药理作用和不良反应。

如著名的“反应停事件”，沙利度胺只有( S ) -对映体具有致畸作用，( R ) -对映体具有镇静作用而无致畸作用。

目前，手性药物的拆分方法主要有经典结晶法、化学拆分法、生物拆分法、膜分离法、手性液-液拆分法和色谱法等[3, 4]，其中色谱法由于简便快捷、分离效果好而被认为是手性药物异构体拆分最有效的方法。

色谱拆分方法主要包括薄层色谱( TLC )、超临界流体色谱( SFC )、气相色谱法( GC )、高效液相色谱法( HPLC )和毛细管电泳色谱法( CE )等。

毛细管电泳色谱具有选择性强、高效、快速、微量、多模式、经济、环保等特点，在手性拆分领域显示了明显的优势。

CE和高效液相色谱法都是高效分离技术，与HPLC相比CE几乎不消耗溶剂，所需样品为nL级，而HPLC比CE所需的样品量要大且流动相消耗量大，CE仪器远没有HPLC那样复杂，没有高压泵，仪器成本比HPLC更低，柱效远远高于HPLC。

CE 在手性药物分析方法的研究主要集中在手性添加剂和分析条件的优化上，它与GC和HPLC相互补充，已成为近年来手性拆分领域的热点。

本文依据毛细管电泳技术新的研究进展，对毛细管电泳技术及其在手性药物拆分中的应用做一简单综述。

1 毛细管电泳技术1.1 毛细管电泳的发展1807～1809年，俄国物理学家F. F. Reuss首次发现黏土颗粒的电迁移现象。

1937年，瑞典科学家将人血清提取的蛋白质混合液放在两段缓冲溶液之间，两端加电压，第一次分离出白蛋白和α、β、γ－球蛋白。

1967年，Hjerten最早提出了用小内径管在高电场下进行自由溶液的电泳。

1984年Terabe等建立了胶束毛细管电动力学色谱。

1987年Hjerten建立了毛细管等电聚焦，Cohen和Karger 提出了毛细管凝胶电泳。

1988～1989年出现了第一批毛细管电泳商品仪器。

1990年瑞士Ciba-Geigy公司的Manz和Widmer首次提出微全分析系统( Miniaturized total chemical analysis system, a-TAS ) 的概念和设计。

由于CE符合了以生物工程为代表的生命科学各领域中对多肽、蛋白质(包括酶，抗体)、核苷酸乃至脱氧核糖核酸( DNA ) 的分离分析要求，得到了迅速的发展。

1.2 毛细管电泳的分类毛细管电泳技术具有多种分离模式：毛细管区带电泳( CZE )、胶束电动毛细管电泳( MECC或MEKC )、毛细管凝胶电泳( CGE )、毛细管等电聚焦( CIEF )、毛细管电色谱( CEC)、非水毛细管电泳( NACE ) 和亲和毛细管电泳( ACE )。

另外，近年来还新兴起了微乳液电动毛细管色谱( MEEKC )、毛细管矩阵电泳( CAE )、毛细管电泳免疫分析( CEIA )及芯片毛细管电泳( MCCE ) 等。

2 毛细管电泳的拆分方法2.1 间接法间接分析是让对映体与手性试剂进行衍生化反应，通过共价键结合转变成稳定的非对映异构体，再用非手性毛细管电泳法进行分析。

间接分析的优点是衍生化形成非对映异构体的理化性质差异大，分离度高，衍生化产物具有发光或荧光基团，便于检测和提高检测灵敏度。

局限性是[9]：(1) 衍生化引起分析方法快速、准确、精密和简便方面的指标降低；(2) 需要高纯度的手性试剂，这些试剂价格昂贵；(3) 待测对映体必须具有可发生衍生化反应的活性基团；(4) 衍生化反应条件要求温和、简便，且反应要定量、完全。

2.2 直接法直接法是在分析过程中引入手性环境，如加入手性添加剂、手性填充毛细管和手性涂层毛细管。

由于受手性填充毛细管和手性涂层毛细管制作工艺和技术的限制，目前这两种方法应用不太多。

手性添加剂法是把手性试剂加到缓冲液中，手性试剂与对映体药物发生物理化学作用形成稳定性不同的复合物，在电场条件下两个分析物的迁移速率不同，经过分离条件的优化，从而实现两个对映体的分离。

目前直接法应用范围较广，其对手性添加剂的纯度要求不太严格，并且对分离机制的解释显示出优越性，因此得到迅速发展。

3 手性选择剂在手性拆分中的应用研究表明，并非所有手性试剂都适应于手性分离的实际操作，并且某些手性试剂只对某一类手性化合物的分离有良好的分离效果。

理想的手性拆分剂应该具备以下特点[10]：(1) 与一对手性对映体具有显著差异的选择性；(2) 在分离过程中保证良好的分离效果和分离速率；(3) 手性拆分剂本身要稳定；(4) 能与手性物质自由地相互作用；(5) 不能干扰手性对映体的检测结果和不影响非手性成分的迁移；(6) 手性拆分剂还应该满足价格便宜和环境友好的要求。

3.1 环糊精及其衍生物环糊精(CD)及其衍生物是最常用的手性选择剂，是最常用的手性选择剂。

CD是一种水溶性的大环寡聚葡萄糖，根据其结构不同可分为α -环糊精、β-环糊精和γ-环糊精；根据其电性，可分为中性环糊精、阳离子型环糊精和阴离子型环糊精[11, 12]。

CD分子空间构形为筒状结构，其内部为疏水性空间，而外部边缘是羟基具有亲水性，空腔部分的疏水性可以与对映异构体分子的疏水性部位作用，对映体的极性部分与边缘羟基作用。

二元环糊精体系是指缓冲液中同时存在两种环糊精作为手性选择剂，它的拆分能力要比一元体系的更强，对中性化合物有好的分离作用。

此外，在环糊精的某些特定位置上引入氨基、羧酸基、磺酸基和磷酸基等具有离子化功能的基团，通过优化分离条件来改善它的手性分离功能。

由于环糊精的空腔大小一定，因此它的选择性与还与对映异构体分子的大小密切相关。

黄碧云等[13]用高效毛细管电泳法，以羟乙基- β-环糊精为手性选择剂对苯磺酸氨氯地平对映体进行拆分，并确定了最佳分离条件。

该法可用于苯磺酸氨氯地平对映体手性拆分及光学纯度测定。

刘鹏等[14]以高磺化- β-环糊精为毛细管电泳手性选择剂，建立了有效分离7种手性芳香仲醇对映体的方法。

Perez-Fernandez 等[15]采用CD -MEKC法，以胆酸钠为表面活性剂，TM - β-CD作为添加剂，尿素和硼酸溶液为缓冲液( pH值8.0)，分离电压30 KV，分离时间9.2 min，将顺联苯菊酯对映体成功分离。

3.2 冠醚冠醚，又称“大环醚”，是对发现的一类含有多个氧原子的大环化合物的总称。

常见的冠醚有15 -冠- 5和18 -冠- 6，冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂。

冠醚最大的特点就是能与正离子(尤其是碱金属离子)络合，并且随环的大小不同而与不同的金属离子络合。

冠醚主要分离机制是其氧原子与对映体的氢原子之间形成氢键，对映体与其存在静电和位阻作用。

贾绍东等[16]建立了以手性冠醚为手性选择剂，用胶束毛细管电泳分离吉米沙星对映体的方法，实验条件，阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵，(+) -18 -冠- 6四羧酸，Bis-Tris缓冲液，用柠檬酸调节pH值，吉米沙星对映体得到很好的分离效果，为毛细管电泳在痕量对映体药物分析等方而的应用提供了新方法。

冠醚可用于分析的样品种类有限，使冠醚的使用明显少于CD。

但是冠醚可以和CD结合使用，这样分离效率更高。

如Ilisz I等[17]以( S, S ) -二甲基吡啶-18-冠-6和环糊精为手性试剂，建立Betti Bases的毛细管电泳手性分离，为氨基萘酚类似物对映体的手性分离提供很好的方法。

此外，冠醚有一定的毒性，实验时必须避免吸入其蒸气或与皮肤接触。

3.3 杯芳烃类杯芳烃被称为继冠醚和环糊精之后的第三代主体化合物，具有独特的空穴结构(见图1)。

杯芳烃做为手性选择剂有如下特点[18, 19]：①它是一类合成的低聚物，空穴结构大小的调节具有较大的自由度；②通过控制不同反应条件及引入适当的取代基来固定所有需要的构象；③杯芳烃的衍生化反应，不仅在杯芳烃下缘的酚羟基、上缘的苯环对位，而且连接苯环单元的亚甲基都能进行各种选择性功能化；④杯芳烃的热稳定性及化学稳定性好，衍生化后具有很好的溶解性；⑤杯芳烃能与离子和中性分子形成主―客体包结物；⑥杯芳烃的合成较为简单，可望获得较为廉价的产品。