毛细管电泳技术及在药物
分离中的应用
专业：药物分析学
毛细管电泳技术及在药物分离中的应用
摘要 对毛细管电泳的基本原理、分离模式、检测方法、特点进行了概括性的总结。并且综述了近5年毛细管电泳在手性药物、抗生素、非甾体抗炎药、维生素等多种药物分离中应用。提出毛细管电泳在药物分析中将有广阔的应用前景。 关键词 毛细管电泳；药物分离；手性药物；抗生素
毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，简称CE)又称高效毛细管电泳，是20世纪80年代兴起并且迅速发展起来的一种新型液相分离分析方法，是现代分析化学中继高效液相色谱之后的又一重大发展，它一出现就引起分离科学界极大的关注。目前，它己成为和20世纪50年代末、60年代初出现的气相色谱 (GC)以及20世纪70年代初出现的液相色谱(HPLC)相媲美的一种分离技术，并被认为是当代分析科学最具活力的前沿研究方向，也是近二十年来发展最快的分离分析技术之一。它使物质的分离从微升水平进入纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能。可应用于药物分析、生化分析、环境分析、食品分析等几乎所有的分析领域。
1 毛细管电泳的基本原理
毛细管电泳的基本原理是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的电泳淌度(即溶质在单位时间间隔内和单位电场下移动的距离)或分配行为的差异而实现的液相分离技术，其基本结构见图。
毛细管电泳示意图
毛细管和电极槽首先充有相同组分和浓度的背景电解质溶液。样品从毛细管进样端导入，在毛细管两端加上电压后，荷电溶质便朝与其电荷极性相反的电极方向移动。若样品组分淌度不同则迁移速度不同，一定时间后各组分按其淌度大小依次通过检测器被检测出，得到按时间分布的电泳图，根据谱峰的迁移时间和峰面积或峰高即可进行定性和定量分析。
电泳用的毛细管通常内径为25-100um，外径一般为弹性聚酞亚胺外涂层的熔融石英管。毛细管电阻高，能应用于高电场(100-l000v/cm)，缩短了分析时间；大的表面积/体积比能有效扩散所产生的热量，避免对流，提高了分离效率。毛细管电泳所用的石英毛细管柱由于硅羟基的作用，在pH>3的情况下，管壁的硅羟基－SIOH开始部分解离使其内表面带负电荷。在静电引力的作用，电解质溶液中的阳离子被吸引到管壁附近，并在一定距离内形成阳离子相对过剩的扩散双电层(Stem层和扩散层)。在外加电场作用下，电双层中的水合阳离子引起流体整体地向阴极流动，形成电渗流 (Eleetroosmotie Flow，EOF)。组分的流出时间取决于电渗速度和电泳速度的矢量和，一般电渗方向从阳极到阴极且电渗速度大于电泳速度，因此组分中的阳离子、中性分子、阴离子都能同时检出。带电粒子在毛细管缓冲溶液中的迁移速度等于电泳淌度和电渗流的矢量和，各种粒子由于所带电荷多少、质量、体积以及形状不同等因素引起迁移速度不同而实现分离。毛细管中EOF另一重要特征是塞状流，流速在整个横截面上几乎相等，平流型与高效液相色谱中泵驱动产生的抛物流形不同，它不直接引起组分区带扩散，这是毛细管电泳获得高分离度的重要原因之一。
2 毛细管电泳的分离模式
毛细管电泳技术的分离模式的发展是多方面的，经典的分离模式有毛细管区 带电泳、毛细管胶束电动色谱、毛细管凝胶电泳等:新方法的发展研究难度大，但近年来却有不小的进展，目前，毛细管电泳技术分离模式主要有以下几种：
(1)毛细管区带电泳(capillary zone electrovhoresis，CZE)：用以分析带电溶质。 CZE原理是利用带电物质离子的大小和电荷存在着差异，从而导致电泳淌度不同而实现了彼此间的分离。CZE是最基本也是最常见的一种操作模式，应用范围最广，可用于多种蛋白质、肽、氨基酸的分析。
(2)毛细管胶束电动色谱(micellar electrokinetic capillary chromatography,MEKC):在缓冲液中加入离子型表面活性剂如十二烷基硫酸纳，形成胶束，分析物在水和胶束相(准固定相)之间分配系数存在差异并随电渗流在毛细管内迁移，达到分离。
(3)毛细管凝胶电泳(capillary gel electrophoresis，CGE)：根据待测物迁移通过凝胶填充柱时，它们孔径大小的筛分差异而实现分离。CGE分凝胶和无胶筛分两类，主要用于DNA、RNA片段分离和顺序、PCR产物分析及蛋白质等大分子化合物的检测。
(4)毛细管等速电泳 (eapillary isotachophoresis，CITp)：适宜不连续的缓冲体系，在一种不连续的缓冲体系中完成的，样品组分在前导和后导或终止缓冲液间浓缩，产生了一个连续样品区带组成的稳态迁移构型。
(5)毛细管等电聚焦电泳(capillary isoeleetriefoeusing，CIEF)：适宜具pH梯度的两性电解质，是基于等电点值的不同而实现分离。CIEF已经成功用于测定蛋白质等电点、分离异构体等方面。
(6)亲和毛细管电泳(affmity capillary electrophoresis，ACE)：在毛细管内壁涂布或在凝胶中加入亲和配基，以亲和力的不同达到分离。可用于研究抗原－抗体或配体－受体等特异性相互作用的结合常数和结合位点数。
(7)毛细管电色谱(capillary eleetrochromatography CEC)，是将高效液相色谱(HPLC)的固定相填充到毛细管中，或在毛细管内壁涂布固定相，以电渗流为流动相驱动力的色谱过程。此模式兼具电泳和液相色谱特点。
(8)非水毛细管电泳(nonaqueous capillary eleetrophoresis，NACE)：使用含有电解质的有机溶剂进行分离。有机溶剂的粘度和介电常数影响样品和电解质的离子迁移和电渗流水平，从而改变其pKa和淌度，达到分离目的。
(9)微乳液电动毛细管色谱(microemulsion electrokinetic capillary chromatography，MEEKC)：使用含有电解质、微乳液液滴的缓冲液，利用分析物在微乳液滴和周围水相间的分配系数不同，从而实现被测物的有效分离。
3 毛细管电泳的检测方法
由于毛细管电泳采用微体积进样，所以毛细管电泳要实现广泛应用与深入发展面临的主要挑战是高灵敏度与多模式检测器的发展。检测器是毛细管电冰仪器
的核心部件之一，已有许多检测技术与CE联用，在不同的实际应用领域中发挥作用。
3.1 紫外可见光吸收检测器
此类检测器应用最广泛。属于“在柱”检测即透光窗口直接开在毛细管上。它可分为二类：(1)结构简单的固定波长或可变波长检测器；( 2)二S极管阵列检测器( Diode Array Detector，DAD)，能提供时间、波长、吸光度三维图谱，以便于观察各个组分的分离情况。紫外可见光吸收检测法的主要缺点是光程太短引起的灵敏度不高。
3.2 荧光检测器
荧光检测法也是毛细管电泳中一种常见的“在柱”检测法。检测灵敏度很高，比紫外检测器灵敏l000倍，尤其是激光诱导荧光检测法(Laser induced
Fluorescence，LIF) 灵敏度高达10～10 mol/L。可用于有天然荧光或易于用荧光试剂标记或染色的物质的检测。
3.3 电化学检测器
它有三种检测模式：电导检测、电位检测、安培检测。安培检测器应用较广，但被检测物质必须具有良好的电化学活性。电化学检测方法可避免光学类检测器遇到的光程太短的问题．对电活性组分的检测具有灵敏度高、线性范围宽、选择性好以及价格低廉等特点。
3.4 质谱检测器
质谱(mass spectrometry，MS)是CE所有检测器中最复杂和最昂贵的检测器。质谱法具有较强的定性功能。在一次分析中可获得很多结构信息，因此将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法学中的一项突破性进展。
4 毛细管电泳的特点
与经典电泳相比，毛细管电泳法克服了由于焦耳热引起的谱带宽和柱效较低 的缺点。CE引入高的电场强度，改善了分离质量，具有分离效率高、速度快和 灵敏度高等特点，而且所需样品少、成本低，更为重要的是，它又是一种自动化 的仪器分析方法。毛细管电泳法与高效液相色谱一样同是液相分离技术，在很大 程度上两者互为补充，但无论从效率、速度、用量和成本来说，毛细管电泳法都 显示了它独特的优势:如毛细管电泳成本相对较低，且可通过改变操作模式和缓
冲液成分，根据不同的分子性质(如大小、电荷数、疏水性等)对极广泛的物质 进行有效分离;而高效液相色谱法要用价格昂贵的色谱柱和溶剂。可见，毛细管 电泳法具有仪器简单、分离模式多样化、应用范围广、分析速度快、分离效率高、 灵敏度高、分析成本低、环境污染小等优点。
5 毛细管电泳在药物分离中的应用
毛细管电泳作为一项分析分离技术被发现发展起来后，已经被应用于手性化合物、抗生素、非甾体抗炎药、维生素、肽、氨基酸、生物碱基等许多药物的分离。
5.1 手性化合物
在手性药物拆分中，毛细管电泳显示了强大的实力，具有广阔的应用前景。 随着毛细管电泳技术的完善和人们对手性药物的重视，今后利用毛细管电泳分析 分离手性药物将会得到进一步发展。在手性分离研究中，一个重要的发展方向是 开拓各种类型的适于CE分析需要的手性选择剂，以满足多种药物手性分离的需 要。因此，如何选取合适的手性选择剂己经成为手性药物分离的关键。目前这方 面的工作还是主要依靠不断的试验和经验积累，没有现成的规律可循，不过利用 分子模型软件研究CE手性分离对手性拆分剂的选择具有重要意义。虽然现在对 手性拆分的机理尚不是十分清楚，但随着新型手性选择剂的开发应用以及毛细管 电泳方法的不断改进与创新，CE在手性分离方面的优势会更加突出，在某些领 域将会取代HPLC成为首选技术。
肖溶等建立了毛细管区带电泳手性拆分а-萘基缩水甘油醚对映体的方法。考察了不同手性拆分试剂对手性选择性的影响。刘 鹏等以高磺化－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。方法测定了7种芳香酮不对称氢转移反应产物7种手性芳香仲醇的百分对映体过量值(％ ee)，其测定结果与高效液相色谱、气相色谱测定结果完全一致。本方法可以用于手性芳香仲醇光学纯度的测定。郑志侠等以环糊精(α-CD、β-CD和γ-CD)为手性选择剂,采用毛细管电泳对扑尔敏、异丙嗪和二氧异丙嗪对映体进行了分离。颜流水等建立了以a－环糊精为手性选择剂的毛细管区带电泳用于分离治疗老年性痴呆病药物加兰他敏手性异构体的方法。韦寿莲等采用毛细管电泳法,以铜(Ⅱ)-L-异白氨酸为手性拆分剂,同时分离了氧氟沙星、洛美沙星、司帕沙星和加
替沙星四种喹诺酮类药物对映体。利健文等提出了毛细管电泳手性拆分β-受体阻滞剂美托洛尔、阿普洛尔、卡替洛尔的方法。黄碧云等以葡萄糖基 一环糊精(Glu-β-CD)为手性选择剂，用毛细管区带电泳法对手性药物苯磺酸氨氯地平进行了拆分研究。
5.2 抗生素
喹诺酮类抗生素是人工合成萘啶酸衍生物,通过抑制DNA旋转酶的活性杀死细菌，由于其抗菌谱广、吸收好、血液浓度高、能迅速分解到各组织、半衰期长等特点,被广泛应用于人体和家禽。但喹诺酮抗生素对人体有一定的副作用,因而肉类和蛋类中的喹诺酮药物残留量已引起人们的广泛关注。目前常规的分离方法有气相色谱法和高效液相色谱法,前者需要大量的样本和繁琐的提纯衍生等前处理过程,而后者大多需要复杂的前处理过程,且操作繁琐。毛细管电泳(CE)是20世纪80年代迅速发展起来的一种分析分离技术,它具有高效、快速、节省样品和污染小等突出优点,在食品、医药和环境安全检测中的应用日益广泛。近来国内外学者也将毛细管电泳应用于分离检测喹诺酮类抗生素。
田晶晶等采用毛细管电泳-紫外检测法,对加替沙星、洛美沙星、依诺沙星、环丙沙星、氧氟沙星5种喹诺酮类抗生素进行分离检测,探讨了电泳参数对分离结果的影响。系统地优化了操作参数,并用于检测市售洛美沙星片有效成分的实际质量分数。吴凌荔等采用毛细管电泳紫外法分离检测环丙沙星、洛美沙星、氧氟沙星、氟罗沙星、帕珠沙星等5种喹诺酮类抗生素,讨论了电泳操作参数对分离、检测的影响,并对实验条件进行了优化,用建立的方法检测了市售药品奥复星片剂中氧氟沙星的含量。孙汉文等对快速分离和同时测定人体尿液中8种氟喹诺酮的毛细管区带电泳新方法进行了研究。所提出的方法能有效分离和同时测定人体尿液中的多种喹诺酮。李日锋等用区带毛细管电泳法同时分离检测6种喹诺酮类抗生素(司帕沙星、诺氟沙星、依诺沙星、环丙沙星、氧氟沙星和培氟沙星)，考察了缓冲液种类、离子浓度、pH 以及分离电压、温度等因素对电泳分离的影响，优化了电泳条件，并对方法进行了评估，为动物源性食品中残留的痕量喹诺酮类药物的检测提供一种简便可靠的方法。
5.3 非甾体抗炎药
非甾体抗炎药物( non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)是临
床上常用的解热镇痛抗炎药,广泛应用于风湿性疾病、关节炎以及各种发热、痛性疾病。该类药物疗效肯定,但不良反应严重,对胃肠道、肾脏和肝脏有较大影响,因此,临床上通常需要测定此类药物在体液中的浓度以评估其用药安全性。非甾体抗炎药物的分离分析多数采用HPLC。毛细管电泳法近年来也逐步被采用,分离模式主要为毛细管区带电泳(CZE)、胶束电动毛细管色谱、毛细管电色谱和非水毛细管电泳(NACE)。由于NACE可增加分析对象范围,改善分离度,增加选择性,提高灵敏度,且易于与质谱检测器联用,因此对水难溶性非甾体抗炎药物的分离分析有更大优势。肖玉秀等采用NACE法对五种非甾体抗炎药物(布洛芬、萘普生、奥沙普秦、舒林酸和双氯芬酸钠)进行了良好分离,建立了奥沙普秦的NACE定量分析方法,并用于奥沙普秦肠溶片的含量测定。
5.4 维生素
维生素是维持生物生长和代谢所必需的一类微量有机化合物。这些药物的分析多是采用分光光度法、荧光法和高效液相色谱法。采用分光光度法和荧光法分析时因干扰因素多，谱峰相互重叠而无法同时测定多种维生素，常常需要多种方法相互配合才能完成，不利于快速分析；采用高效液相色谱法分析时也因仪器昂贵、运行成本高、分析时间长而受到限制。毛细管电泳不但可通过改变操作模式和缓冲液的成分等调节选择性，而且可以根据不同的分子性质(如大小、电荷数、疏水性等)对各种样品进行有效的分离。目前采用毛细管电泳法分离水溶性维生素已有少量报道，所用分离电压都在30 kV以下，迁移时间在5～l0 min。研究仅限于复方维生素B药片、注射用维生素水溶液、蘑菇等样品中的水溶性维生素。
胡晓琴等采用毛细管电泳法对菠菜中常见的8种水溶性维生素(VB1、VB2、VB6、D－泛酸钙、D－生物素、VC、烟酸和叶酸)的快速分离分析电泳条件进行了探讨，通过双模对接高压电源实现了40 kV以上的超高压，并通过优化其他条件，保证了系统的稳定性，在2.2 min内成功地分离了8种水溶性维生素，进一步提高了分离速度。在此基础上，以菠菜为实际样品进行优化分离与定量分析研究，拓展了毛细管电泳的应用范围。
5.5 小肽
肽是蛋白质代谢的主要产物,在生命体中起着重要作用,是生物体实现其功能的物质基础, 小肽能被肠道完整吸收的观点被人们完全接受。与游离氨基酸相比,
小肽吸收具有转运速度快、耗能低、不易饱和等特点，因此小肽制剂可改善体弱病人的蛋白质营养状况,还可成为运动员营养中很好的氮源,研究小肽在非水毛细管电泳条件下的分离对生物和食品等科学领域具有重要意义。多肽的分析一般采用低波长的紫外检测,由于小肽只有很弱的紫外吸收,直接紫外检测不能满足低含量组分的要求,因此采用衍生试剂衍生以增加组分的紫外吸收强度,提高检测灵敏度,改善组分的分离度。
王明清等以咔唑-9-乙基氯甲酸酯为柱前衍生试剂,采用非水毛细管电泳对衍生小肽进行分离。王延宝等采用非水毛细管电泳对BCEOC小肽衍生物的分离研究，以1，2－苯并－3，4－二氢咔唑－9－乙基氯甲酸醋(BCEOC)为柱前衍生试剂，以甲醇乙睛混合液为有机溶剂，乙酸－乙酸按为电解质，采用235nln二极管阵列检测，实现了4种小肤衍生物的基线分离。孔宇等采用高效毛细管区带电泳法对糖尿病肾病变患者血液内红细胞中参与氧化应激的氧化型谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽进行了测定。对影响分离的条件等进行了优化。明永飞等采用新合成的荧光试剂咔唑-9-乙基氯甲酸酯作为柱前衍生剂,在胶束电动色谱的模式下考察并优化了小肽类衍生物分离的关键条件。
5.6 氨基酸
在生化领域,氨基酸(尤其是微量氨基酸)的测定是非常重要的。氨基酸不仅是肽、蛋白质、酶等生物大分子的基本单元，也是重要的食品添加剂、强化剂。氨基酸在人的新陈代谢等生理活动中起着举足轻重的作用。对氨基酸的分析多采用高效液相色谱(HPLC),成本高、效率低；毛细管电泳(CE)是近年发展起来的一项新型微分离技术，具有样品用量少、分析速度快、分离效率高等特点，已在氨基酸的分离检测中发挥了重要作用，并显示出巨大的潜力和广阔的应用前景。王立华等利用高效毛细管电泳直接紫外检测法对12种非衍生化氨基酸进行分离分析条件的研究。常见的12种氨基酸在此实验中得到有效的分离。提出了一种胶束毛细管电泳分离与测定氨基酸的新方法，应用于氨基酸含量的测定,取得了满意的效果。
6 展望
虽然毛细管电泳在20世纪后期取得了许多进展，但相对于高效液相色谱技 术而言，毛细管电泳还不完全成熟，理论的发展和分离的应用尚不完善。毛细管
电泳还存在着不能完全有效控制电渗流、由于光程短而导致浓度检测限高等不足，这就意味着分析方法还需要使用人员针对具体的应用进行开发和优化。在今后的研究中，应该从毛细管电泳快速分离分析和高灵敏度检测两方面着手，分别就各自技术应用过程中的特点、优势及存在问题进行总结，并在此基础上构建“快速、高灵敏度、高通量”的分析策略，将其应用到药物的质量控制和新药的药代动力学研究中去。
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1 毛细管电泳的基本原理
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毛细管电泳示意图
毛细管和电极槽首先充有相同组分和浓度的背景电解质溶液。样品从毛细管进样端导入，在毛细管两端加上电压后，荷电溶质便朝与其电荷极性相反的电极方向移动。若样品组分淌度不同则迁移速度不同，一定时间后各组分按其淌度大小依次通过检测器被检测出，得到按时间分布的电泳图，根据谱峰的迁移时间和峰面积或峰高即可进行定性和定量分析。
电泳用的毛细管通常内径为25-100um，外径一般为弹性聚酞亚胺外涂层的熔融石英管。毛细管电阻高，能应用于高电场(100-l000v/cm)，缩短了分析时间；大的表面积/体积比能有效扩散所产生的热量，避免对流，提高了分离效率。毛细管电泳所用的石英毛细管柱由于硅羟基的作用，在pH>3的情况下，管壁的硅羟基－SIOH开始部分解离使其内表面带负电荷。在静电引力的作用，电解质溶液中的阳离子被吸引到管壁附近，并在一定距离内形成阳离子相对过剩的扩散双电层(Stem层和扩散层)。在外加电场作用下，电双层中的水合阳离子引起流体整体地向阴极流动，形成电渗流 (Eleetroosmotie Flow，EOF)。组分的流出时间取决于电渗速度和电泳速度的矢量和，一般电渗方向从阳极到阴极且电渗速度大于电泳速度，因此组分中的阳离子、中性分子、阴离子都能同时检出。带电粒子在毛细管缓冲溶液中的迁移速度等于电泳淌度和电渗流的矢量和，各种粒子由于所带电荷多少、质量、体积以及形状不同等因素引起迁移速度不同而实现分离。毛细管中EOF另一重要特征是塞状流，流速在整个横截面上几乎相等，平流型与高效液相色谱中泵驱动产生的抛物流形不同，它不直接引起组分区带扩散，这是毛细管电泳获得高分离度的重要原因之一。
2 毛细管电泳的分离模式
毛细管电泳技术的分离模式的发展是多方面的，经典的分离模式有毛细管区 带电泳、毛细管胶束电动色谱、毛细管凝胶电泳等:新方法的发展研究难度大，但近年来却有不小的进展，目前，毛细管电泳技术分离模式主要有以下几种：
(1)毛细管区带电泳(capillary zone electrovhoresis，CZE)：用以分析带电溶质。 CZE原理是利用带电物质离子的大小和电荷存在着差异，从而导致电泳淌度不同而实现了彼此间的分离。CZE是最基本也是最常见的一种操作模式，应用范围最广，可用于多种蛋白质、肽、氨基酸的分析。
(2)毛细管胶束电动色谱(micellar electrokinetic capillary chromatography,MEKC):在缓冲液中加入离子型表面活性剂如十二烷基硫酸纳，形成胶束，分析物在水和胶束相(准固定相)之间分配系数存在差异并随电渗流在毛细管内迁移，达到分离。
(3)毛细管凝胶电泳(capillary gel electrophoresis，CGE)：根据待测物迁移通过凝胶填充柱时，它们孔径大小的筛分差异而实现分离。CGE分凝胶和无胶筛分两类，主要用于DNA、RNA片段分离和顺序、PCR产物分析及蛋白质等大分子化合物的检测。
(4)毛细管等速电泳 (eapillary isotachophoresis，CITp)：适宜不连续的缓冲体系，在一种不连续的缓冲体系中完成的，样品组分在前导和后导或终止缓冲液间浓缩，产生了一个连续样品区带组成的稳态迁移构型。
(5)毛细管等电聚焦电泳(capillary isoeleetriefoeusing，CIEF)：适宜具pH梯度的两性电解质，是基于等电点值的不同而实现分离。CIEF已经成功用于测定蛋白质等电点、分离异构体等方面。
(6)亲和毛细管电泳(affmity capillary electrophoresis，ACE)：在毛细管内壁涂布或在凝胶中加入亲和配基，以亲和力的不同达到分离。可用于研究抗原－抗体或配体－受体等特异性相互作用的结合常数和结合位点数。
(7)毛细管电色谱(capillary eleetrochromatography CEC)，是将高效液相色谱(HPLC)的固定相填充到毛细管中，或在毛细管内壁涂布固定相，以电渗流为流动相驱动力的色谱过程。此模式兼具电泳和液相色谱特点。
(8)非水毛细管电泳(nonaqueous capillary eleetrophoresis，NACE)：使用含有电解质的有机溶剂进行分离。有机溶剂的粘度和介电常数影响样品和电解质的离子迁移和电渗流水平，从而改变其pKa和淌度，达到分离目的。
(9)微乳液电动毛细管色谱(microemulsion electrokinetic capillary chromatography，MEEKC)：使用含有电解质、微乳液液滴的缓冲液，利用分析物在微乳液滴和周围水相间的分配系数不同，从而实现被测物的有效分离。
3 毛细管电泳的检测方法
由于毛细管电泳采用微体积进样，所以毛细管电泳要实现广泛应用与深入发展面临的主要挑战是高灵敏度与多模式检测器的发展。检测器是毛细管电冰仪器
的核心部件之一，已有许多检测技术与CE联用，在不同的实际应用领域中发挥作用。
3.1 紫外可见光吸收检测器
此类检测器应用最广泛。属于“在柱”检测即透光窗口直接开在毛细管上。它可分为二类：(1)结构简单的固定波长或可变波长检测器；( 2)二S极管阵列检测器( Diode Array Detector，DAD)，能提供时间、波长、吸光度三维图谱，以便于观察各个组分的分离情况。紫外可见光吸收检测法的主要缺点是光程太短引起的灵敏度不高。
3.2 荧光检测器
荧光检测法也是毛细管电泳中一种常见的“在柱”检测法。检测灵敏度很高，比紫外检测器灵敏l000倍，尤其是激光诱导荧光检测法(Laser induced
Fluorescence，LIF) 灵敏度高达10～10 mol/L。可用于有天然荧光或易于用荧光试剂标记或染色的物质的检测。
3.3 电化学检测器
它有三种检测模式：电导检测、电位检测、安培检测。安培检测器应用较广，但被检测物质必须具有良好的电化学活性。电化学检测方法可避免光学类检测器遇到的光程太短的问题．对电活性组分的检测具有灵敏度高、线性范围宽、选择性好以及价格低廉等特点。
3.4 质谱检测器
质谱(mass spectrometry，MS)是CE所有检测器中最复杂和最昂贵的检测器。质谱法具有较强的定性功能。在一次分析中可获得很多结构信息，因此将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法学中的一项突破性进展。
4 毛细管电泳的特点
与经典电泳相比，毛细管电泳法克服了由于焦耳热引起的谱带宽和柱效较低 的缺点。CE引入高的电场强度，改善了分离质量，具有分离效率高、速度快和 灵敏度高等特点，而且所需样品少、成本低，更为重要的是，它又是一种自动化 的仪器分析方法。毛细管电泳法与高效液相色谱一样同是液相分离技术，在很大 程度上两者互为补充，但无论从效率、速度、用量和成本来说，毛细管电泳法都 显示了它独特的优势:如毛细管电泳成本相对较低，且可通过改变操作模式和缓
冲液成分，根据不同的分子性质(如大小、电荷数、疏水性等)对极广泛的物质 进行有效分离;而高效液相色谱法要用价格昂贵的色谱柱和溶剂。可见，毛细管 电泳法具有仪器简单、分离模式多样化、应用范围广、分析速度快、分离效率高、 灵敏度高、分析成本低、环境污染小等优点。
5 毛细管电泳在药物分离中的应用
毛细管电泳作为一项分析分离技术被发现发展起来后，已经被应用于手性化合物、抗生素、非甾体抗炎药、维生素、肽、氨基酸、生物碱基等许多药物的分离。
5.1 手性化合物
在手性药物拆分中，毛细管电泳显示了强大的实力，具有广阔的应用前景。 随着毛细管电泳技术的完善和人们对手性药物的重视，今后利用毛细管电泳分析 分离手性药物将会得到进一步发展。在手性分离研究中，一个重要的发展方向是 开拓各种类型的适于CE分析需要的手性选择剂，以满足多种药物手性分离的需 要。因此，如何选取合适的手性选择剂己经成为手性药物分离的关键。目前这方 面的工作还是主要依靠不断的试验和经验积累，没有现成的规律可循，不过利用 分子模型软件研究CE手性分离对手性拆分剂的选择具有重要意义。虽然现在对 手性拆分的机理尚不是十分清楚，但随着新型手性选择剂的开发应用以及毛细管 电泳方法的不断改进与创新，CE在手性分离方面的优势会更加突出，在某些领 域将会取代HPLC成为首选技术。
肖溶等建立了毛细管区带电泳手性拆分а-萘基缩水甘油醚对映体的方法。考察了不同手性拆分试剂对手性选择性的影响。刘 鹏等以高磺化－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。方法测定了7种芳香酮不对称氢转移反应产物7种手性芳香仲醇的百分对映体过量值(％ ee)，其测定结果与高效液相色谱、气相色谱测定结果完全一致。本方法可以用于手性芳香仲醇光学纯度的测定。郑志侠等以环糊精(α-CD、β-CD和γ-CD)为手性选择剂,采用毛细管电泳对扑尔敏、异丙嗪和二氧异丙嗪对映体进行了分离。颜流水等建立了以a－环糊精为手性选择剂的毛细管区带电泳用于分离治疗老年性痴呆病药物加兰他敏手性异构体的方法。韦寿莲等采用毛细管电泳法,以铜(Ⅱ)-L-异白氨酸为手性拆分剂,同时分离了氧氟沙星、洛美沙星、司帕沙星和加
替沙星四种喹诺酮类药物对映体。利健文等提出了毛细管电泳手性拆分β-受体阻滞剂美托洛尔、阿普洛尔、卡替洛尔的方法。黄碧云等以葡萄糖基 一环糊精(Glu-β-CD)为手性选择剂，用毛细管区带电泳法对手性药物苯磺酸氨氯地平进行了拆分研究。
5.2 抗生素
喹诺酮类抗生素是人工合成萘啶酸衍生物,通过抑制DNA旋转酶的活性杀死细菌，由于其抗菌谱广、吸收好、血液浓度高、能迅速分解到各组织、半衰期长等特点,被广泛应用于人体和家禽。但喹诺酮抗生素对人体有一定的副作用,因而肉类和蛋类中的喹诺酮药物残留量已引起人们的广泛关注。目前常规的分离方法有气相色谱法和高效液相色谱法,前者需要大量的样本和繁琐的提纯衍生等前处理过程,而后者大多需要复杂的前处理过程,且操作繁琐。毛细管电泳(CE)是20世纪80年代迅速发展起来的一种分析分离技术,它具有高效、快速、节省样品和污染小等突出优点,在食品、医药和环境安全检测中的应用日益广泛。近来国内外学者也将毛细管电泳应用于分离检测喹诺酮类抗生素。
田晶晶等采用毛细管电泳-紫外检测法,对加替沙星、洛美沙星、依诺沙星、环丙沙星、氧氟沙星5种喹诺酮类抗生素进行分离检测,探讨了电泳参数对分离结果的影响。系统地优化了操作参数,并用于检测市售洛美沙星片有效成分的实际质量分数。吴凌荔等采用毛细管电泳紫外法分离检测环丙沙星、洛美沙星、氧氟沙星、氟罗沙星、帕珠沙星等5种喹诺酮类抗生素,讨论了电泳操作参数对分离、检测的影响,并对实验条件进行了优化,用建立的方法检测了市售药品奥复星片剂中氧氟沙星的含量。孙汉文等对快速分离和同时测定人体尿液中8种氟喹诺酮的毛细管区带电泳新方法进行了研究。所提出的方法能有效分离和同时测定人体尿液中的多种喹诺酮。李日锋等用区带毛细管电泳法同时分离检测6种喹诺酮类抗生素(司帕沙星、诺氟沙星、依诺沙星、环丙沙星、氧氟沙星和培氟沙星)，考察了缓冲液种类、离子浓度、pH 以及分离电压、温度等因素对电泳分离的影响，优化了电泳条件，并对方法进行了评估，为动物源性食品中残留的痕量喹诺酮类药物的检测提供一种简便可靠的方法。
5.3 非甾体抗炎药
非甾体抗炎药物( non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)是临
床上常用的解热镇痛抗炎药,广泛应用于风湿性疾病、关节炎以及各种发热、痛性疾病。该类药物疗效肯定,但不良反应严重,对胃肠道、肾脏和肝脏有较大影响,因此,临床上通常需要测定此类药物在体液中的浓度以评估其用药安全性。非甾体抗炎药物的分离分析多数采用HPLC。毛细管电泳法近年来也逐步被采用,分离模式主要为毛细管区带电泳(CZE)、胶束电动毛细管色谱、毛细管电色谱和非水毛细管电泳(NACE)。由于NACE可增加分析对象范围,改善分离度,增加选择性,提高灵敏度,且易于与质谱检测器联用,因此对水难溶性非甾体抗炎药物的分离分析有更大优势。肖玉秀等采用NACE法对五种非甾体抗炎药物(布洛芬、萘普生、奥沙普秦、舒林酸和双氯芬酸钠)进行了良好分离,建立了奥沙普秦的NACE定量分析方法,并用于奥沙普秦肠溶片的含量测定。
5.4 维生素
维生素是维持生物生长和代谢所必需的一类微量有机化合物。这些药物的分析多是采用分光光度法、荧光法和高效液相色谱法。采用分光光度法和荧光法分析时因干扰因素多，谱峰相互重叠而无法同时测定多种维生素，常常需要多种方法相互配合才能完成，不利于快速分析；采用高效液相色谱法分析时也因仪器昂贵、运行成本高、分析时间长而受到限制。毛细管电泳不但可通过改变操作模式和缓冲液的成分等调节选择性，而且可以根据不同的分子性质(如大小、电荷数、疏水性等)对各种样品进行有效的分离。目前采用毛细管电泳法分离水溶性维生素已有少量报道，所用分离电压都在30 kV以下，迁移时间在5～l0 min。研究仅限于复方维生素B药片、注射用维生素水溶液、蘑菇等样品中的水溶性维生素。
胡晓琴等采用毛细管电泳法对菠菜中常见的8种水溶性维生素(VB1、VB2、VB6、D－泛酸钙、D－生物素、VC、烟酸和叶酸)的快速分离分析电泳条件进行了探讨，通过双模对接高压电源实现了40 kV以上的超高压，并通过优化其他条件，保证了系统的稳定性，在2.2 min内成功地分离了8种水溶性维生素，进一步提高了分离速度。在此基础上，以菠菜为实际样品进行优化分离与定量分析研究，拓展了毛细管电泳的应用范围。
5.5 小肽
肽是蛋白质代谢的主要产物,在生命体中起着重要作用,是生物体实现其功能的物质基础, 小肽能被肠道完整吸收的观点被人们完全接受。与游离氨基酸相比,
小肽吸收具有转运速度快、耗能低、不易饱和等特点，因此小肽制剂可改善体弱病人的蛋白质营养状况,还可成为运动员营养中很好的氮源,研究小肽在非水毛细管电泳条件下的分离对生物和食品等科学领域具有重要意义。多肽的分析一般采用低波长的紫外检测,由于小肽只有很弱的紫外吸收,直接紫外检测不能满足低含量组分的要求,因此采用衍生试剂衍生以增加组分的紫外吸收强度,提高检测灵敏度,改善组分的分离度。
王明清等以咔唑-9-乙基氯甲酸酯为柱前衍生试剂,采用非水毛细管电泳对衍生小肽进行分离。王延宝等采用非水毛细管电泳对BCEOC小肽衍生物的分离研究，以1，2－苯并－3，4－二氢咔唑－9－乙基氯甲酸醋(BCEOC)为柱前衍生试剂，以甲醇乙睛混合液为有机溶剂，乙酸－乙酸按为电解质，采用235nln二极管阵列检测，实现了4种小肤衍生物的基线分离。孔宇等采用高效毛细管区带电泳法对糖尿病肾病变患者血液内红细胞中参与氧化应激的氧化型谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽进行了测定。对影响分离的条件等进行了优化。明永飞等采用新合成的荧光试剂咔唑-9-乙基氯甲酸酯作为柱前衍生剂,在胶束电动色谱的模式下考察并优化了小肽类衍生物分离的关键条件。
5.6 氨基酸
在生化领域,氨基酸(尤其是微量氨基酸)的测定是非常重要的。氨基酸不仅是肽、蛋白质、酶等生物大分子的基本单元，也是重要的食品添加剂、强化剂。氨基酸在人的新陈代谢等生理活动中起着举足轻重的作用。对氨基酸的分析多采用高效液相色谱(HPLC),成本高、效率低；毛细管电泳(CE)是近年发展起来的一项新型微分离技术，具有样品用量少、分析速度快、分离效率高等特点，已在氨基酸的分离检测中发挥了重要作用，并显示出巨大的潜力和广阔的应用前景。王立华等利用高效毛细管电泳直接紫外检测法对12种非衍生化氨基酸进行分离分析条件的研究。常见的12种氨基酸在此实验中得到有效的分离。提出了一种胶束毛细管电泳分离与测定氨基酸的新方法，应用于氨基酸含量的测定,取得了满意的效果。
6 展望
虽然毛细管电泳在20世纪后期取得了许多进展，但相对于高效液相色谱技 术而言，毛细管电泳还不完全成熟，理论的发展和分离的应用尚不完善。毛细管
电泳还存在着不能完全有效控制电渗流、由于光程短而导致浓度检测限高等不足，这就意味着分析方法还需要使用人员针对具体的应用进行开发和优化。在今后的研究中，应该从毛细管电泳快速分离分析和高灵敏度检测两方面着手，分别就各自技术应用过程中的特点、优势及存在问题进行总结，并在此基础上构建“快速、高灵敏度、高通量”的分析策略，将其应用到药物的质量控制和新药的药代动力学研究中去。
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