高效液相色譜法及其在藥物分析中的應(yīng)用

作者: 2013年07月22日 來(lái)源: 瀏覽量:
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摘要:以液體為流動(dòng)相的色譜法稱為液相色譜法。用常壓輸送流動(dòng)相的方法為經(jīng)典液相色譜法,這種色譜法的柱效能低、分離周期長(zhǎng)。高效液相色譜法(highperformanceliquidchromatography,簡(jiǎn)稱HPLC)是在經(jīng)典液相色譜的

摘要:以液體為流動(dòng)相的色譜法稱為液相色譜法。用常壓輸送流動(dòng)相的方法為經(jīng)典液相色譜法,這種色譜法的柱效能低、分離周期長(zhǎng)。高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,簡(jiǎn)稱HPLC)是在經(jīng)典液相色譜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種色譜方法。與經(jīng)典的液相色譜法相比,高效液相色譜法具有下列主要優(yōu)點(diǎn):①應(yīng)用了顆粒極細(xì)(一般為10µm以下)、規(guī)則均勻的固定相,傳質(zhì)阻抗小,柱效高,分離效率高;②采用高壓輸液泵輸送流動(dòng)相,流速快,一般試樣的分析需數(shù)分鐘,復(fù)雜試樣分析在數(shù)十分鐘內(nèi)即可完成;③廣泛使用了高靈敏檢測(cè)器,大大提高了靈敏度。目前,已經(jīng)發(fā)展了多種不同的固定相,有多種不同的分離模式,使高效液相色譜法的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。下面介紹高效液相色譜法的有關(guān)知識(shí),新的方法和技術(shù)以及在藥物分析中的應(yīng)用。

一、分類
    高效液相色譜法按分離機(jī)理的不同可分為以下幾類:
    (一)吸附色譜法(adsorption chromatography)以吸附劑為固定相的色譜方法稱為吸附色譜法。使用最多的吸附色譜固定相是硅膠,流動(dòng)相一般使用一種或多種有機(jī)溶劑的混合溶劑。在吸附色譜中,不同的組分因和固定相吸附力的不同而被分離。組分的極性越大、固定相的吸附力越強(qiáng),則保留時(shí)間越長(zhǎng)。流動(dòng)相的極性越大,洗脫力越強(qiáng),則組分的保留時(shí)間越短。
    (二)液-液分配色譜法(liquid- liquid chromatography)液-液分配色譜的固定相和流動(dòng)相是互不相溶的兩種溶劑,分離時(shí),組分溶入兩相,不同的組分因分配系數(shù)(K)的不同而被分離。目前廣泛使用的化學(xué)鍵合固定相是將固定液的官能團(tuán)鍵合在載體上而制成的,使用化學(xué)鍵合固定相的色譜方法(簡(jiǎn)稱鍵合相色譜法)可以用分配色譜的原理加以解釋。鍵合相色譜法在HPLC中占有極其重要的地位,是應(yīng)用最廣的色譜法。按照固定相和流動(dòng)相極性的不同,分配色譜法又可分為正相色譜法和反相色譜法兩類。
    1.正相色譜法(normal phase chromatography)固定相極性大于流動(dòng)相極性的分配色譜法稱為正相分配色譜法,簡(jiǎn)稱為正相色譜法。氰基鍵合硅膠、氨基鍵合硅膠等極性的化學(xué)鍵合固定相是正相色譜常用的固定相,正相色譜的流動(dòng)相一般為極性較小的有機(jī)溶劑。在正相色譜中,極性小的組分由于K值較小先流出,極性較大的組分后流出。正相色譜法用于溶于有機(jī)溶劑的極性及中等極性的分子型物質(zhì)的分離。
    2.反相色譜法(reversed phase chromatography)流動(dòng)相極性大于固定相極性的分配色譜法稱為反相分配色譜法,簡(jiǎn)稱為反相色譜法。反相色譜法使用非極性固定相,最常用的非極性固定相是十八烷基硅烷鍵合硅膠,還有辛烷基硅烷鍵合硅膠等。流動(dòng)相常用水與甲醇、乙腈或四氫呋喃的混合溶劑。在反相色譜中極大的組分因K值較小先流出色譜柱,極性較小的組分后流出。流動(dòng)相中有機(jī)溶劑的比例增加,流動(dòng)相極性減小,洗脫力增強(qiáng)。反相色譜法是目前應(yīng)用最廣的高效液相色譜法。
   (三)離子交換色譜法(ion exchange chromatography)離子對(duì)交換色譜法是以離子交換劑為固定相的色譜方法,組分因和離子交換劑親和力的不同而被分離。柱填料含有極性可離子化的基團(tuán),如羧酸、磺酸或季銨離子,在合適的PH值下,這些基團(tuán)將解離,吸引相反電荷的物質(zhì)。由于離子型物質(zhì)能與柱填料反應(yīng),所以可被分離。
樣品中不同的組分因離子交換平衡常數(shù)的不同而分離。離子交換色譜的流動(dòng)相一般為一定PH值的緩沖溶液,有時(shí)也加入少量的有機(jī)溶劑,如乙醇、四氫呋喃、乙腈等,以增大組分在流動(dòng)相中的溶解度。流動(dòng)相的PH值影響離子交換劑的交換容量。對(duì)弱酸或弱堿性的被分離組分,流動(dòng)相的PH值還會(huì)影響其電離狀況,流動(dòng)相的PH值必須使待分離組分處于離
解狀態(tài),才能被分離。離子交換色譜法用于分離在測(cè)定條件下呈離解狀態(tài)的組分,如具有酸性或堿性的化合物,反相離子對(duì)色譜法在藥物分析中的應(yīng)用非常廣泛,例如生物堿、磺胺類藥物、某些抗生素及維生素等的分析均可采用此方法。
   (四)空間排斥色譜法(steric exclusion chromatography)空間排斥色譜也稱為凝膠色譜。其固定相是具有一定孔徑范圍的多孔性物質(zhì),即凝膠。被分離組分因分子空間尺寸大小的不同而被分離。當(dāng)組分被流動(dòng)相攜帶進(jìn)入色譜柱時(shí),體積大的分子不能進(jìn)入固定相表面的孔穴中,而隨流動(dòng)相直接通過(guò)色譜柱,保留時(shí)間最短。體積較小的分子可以進(jìn)入孔穴內(nèi),在色譜柱中所走的途徑較長(zhǎng),保留時(shí)間也較長(zhǎng)。分子的尺寸越小,可進(jìn)入的孔穴越多,所走的路徑越長(zhǎng),保留時(shí)間也越長(zhǎng)。因此,凝膠色譜中,在一定范圍內(nèi),體積不同的分子保留時(shí)間不同,從而達(dá)到分離的目的。凝膠色譜法主要用來(lái)分離高分子化合物,如蛋白質(zhì)、多糖等。由于分子量和分子體積有關(guān),凝膠色譜還可以用來(lái)測(cè)定組分的分子量。
   (五)親和色譜法(ligh performance affinity chromatography)親和色譜法是利用或模擬生物分子之間的專一性作用,從生物樣品中分離和分析一些特殊物質(zhì)的色譜方法。生物分子之間的專一作用包括抗原與抗體,酶與抑制劑,激素和藥物與細(xì)胞受體,維生素與結(jié)合蛋白,基因與核酸之間的特異親和作用等。親和色譜的固定相是將配基連接于適宜的載體上而制成的,利用樣品中各種物質(zhì)與配基親和力的不同而達(dá)到分離。當(dāng)樣品溶液通過(guò)色譜柱時(shí),待分離物質(zhì)X與配基L形成X-L復(fù)合物,而被結(jié)合在固定相上,其他物質(zhì)由于與配基無(wú)親和力而直接流出色譜柱,用適宜的流動(dòng)相將結(jié)合的待分離物質(zhì)洗脫,如采用一定濃度的醋酸或氨溶液為流動(dòng)相,減小待分離物質(zhì)與配基的親和力,使復(fù)合物離解,從而將被純化的物質(zhì)洗脫下來(lái)。
HPAC可用于生物活性物質(zhì)的分離、純化和測(cè)定,還可以用來(lái)研究生物體內(nèi)分子間的相互作用及其機(jī)理等。
   (六)手性色譜法(chiral chromatography)不少有機(jī)藥物的結(jié)構(gòu)中有不對(duì)稱碳原子,又稱手性碳原子,有手性碳原子的藥物具有旋; 光性。立體構(gòu)型不同的一對(duì)對(duì)映體,其藥效、毒副作用往往不相同。例如抗高血壓藥物а-甲基多巴是S-(-)體;又如氯霉素(含有二個(gè)手性碳原子),只有D-(-)異構(gòu)體有效.而L-(+)異構(gòu)體完全無(wú)效。沙利度胺(反應(yīng)停)的兩個(gè)對(duì)映體對(duì)小鼠鎮(zhèn)靜作用的效價(jià)相近,但只有左旋異構(gòu)體才有胚胎毒及致畸作用。因此,對(duì)映體的分離,在藥物的制備和質(zhì)量控制方面,都具有重要的意義。對(duì)映體在普通條件下的理化性質(zhì)是相同的,因此分離對(duì)映體需要在手性條件下進(jìn)行。分離對(duì)映體的色譜方法稱為手性色譜法。手性色譜法分為間接法和直接法兩種。間接法是將對(duì)映體與一定的手性衍生化試劑反應(yīng),使其由對(duì)映體轉(zhuǎn)變?yōu)榉菍?duì)映體,再利用他們理化性質(zhì)的差異,用一般的色譜條件進(jìn)行分離。直接法不需作衍生化反應(yīng),直接利用手性色譜柱或手性流動(dòng)相進(jìn)行分離,應(yīng)用較多,以下主要介紹直接法。
   1.手性固定相(chiral stationary Phase,CSP)手性藥物拆分前的對(duì)映體通常以鏡象存在,即以外消旋體形式存在。用常規(guī)分析和制備方法不能將其拆分,需引入不對(duì)稱(即手性)環(huán)境,使欲拆分的對(duì)映體(樣品)、手性作用物(比如固定相)和手性源形成一個(gè)非對(duì)映異構(gòu)分子的絡(luò)合物。為了形成這樣一種分子絡(luò)合物,分子之間要有一種同時(shí)相互存在的作用力,以保持分子的空間定位。Dalgliesh認(rèn)為至少要有三個(gè)作用力,其中一個(gè)要有立體選擇性,可以是吸引的,也可以是排斥的。這就是“三點(diǎn)相互作用”理論。如果對(duì)映體中某一種對(duì)映體正好與此三個(gè)作用點(diǎn)配對(duì),相互作用較強(qiáng),保留時(shí)間就長(zhǎng)。而另一種對(duì)映體因空間構(gòu)型不同,不能完全配對(duì),作用相對(duì)較弱,保留時(shí)間就短,從而可以得到分離。固定相的作用可以是氫鍵、偶極一偶極作用、π-π作用、靜電作用、疏水作用或空間作用等。
   l.1常用的手性固定相有以下幾種。
    (1) Pirkle型手性固定相
Pickle型手性固定相是由美國(guó)學(xué)者Pirkle主持研制的,主要有π-堿性(斥電子基)手性固定相和π-酸性(吸電子基)手性固定相。在分離的過(guò)程中,化合物與固定相之間發(fā)生π-π電荷轉(zhuǎn)移相互作用,此類固定相為電荷轉(zhuǎn)移型手性固定相。
    (2) 蛋白質(zhì)類手性因定相
蛋白質(zhì)是由手性亞基團(tuán)氨基酸組成的大分子物質(zhì),蛋白質(zhì)類手性固定相是將蛋白質(zhì)通過(guò)氨基酸鍵合到硅膠上而制成的。常用的蛋白質(zhì)類手性固定相有牛血清蛋白(RSA)和人血a1-酸性糖蛋白(AGP)的手性固定相,商品有Chiral AGP,Resolvosil, Enantio Pac等。
蛋白質(zhì)類手性固定相應(yīng)用范圍較廣,效果良好,但該類固定相的譜柱容量較小。常用洗脫系統(tǒng)是磷酸鹽緩沖溶液(PH4~7),離子強(qiáng)度為0~500mmol,有機(jī)改性劑不得超過(guò)5%。用蛋白質(zhì)類手性固定相拆分酸性和堿性傾倒物對(duì)映體時(shí),流動(dòng)相內(nèi)可分別加少量離子對(duì)試劑,如N,N-二甲基辛胺,叔丁胺氫溴酸鹽和辛酸,以獲得理想的分離結(jié)果。
    (3)多糖類手性固定相
多糖類手性固定相中應(yīng)用最多的是環(huán)糊精。環(huán)糊精(cyclodextrin, CD)是一類環(huán)形寡聚糖,為手性高分子物質(zhì),。根據(jù)分子中葡萄糖單元的個(gè)數(shù)不同,環(huán)糊精可分為α、β、γ三類,他們分別由6、7、8個(gè)D-吡喃葡萄糖組成,將CD分別通過(guò)硅烷鏈連接在硅膠表面就構(gòu)成環(huán)糊精手性固定相。環(huán)糊精分子成錐桶狀,內(nèi)腔的直徑由組成環(huán)糊精的葡萄糖個(gè)數(shù)決定,如常用的β-環(huán)糊精由7個(gè)葡萄糖分子組成,內(nèi)腔直徑為0.8nm。
用環(huán)糊精手性固定相進(jìn)行分離時(shí),首先要求被拆分的組分進(jìn)人洞穴,形成包合物,保留時(shí)間以組分能否進(jìn)人洞穴及其緊密的程度而定,環(huán)糊精環(huán)上還有多個(gè)手性中心,能選擇性地; 與對(duì)映體作用,從而導(dǎo)致對(duì)映異構(gòu)體的保留不同而被分離。如用β-環(huán)糊精手性固定相已經(jīng)成功地分離了二茂鐵等金屬有機(jī)絡(luò)合物、氨基酸以及生物堿等。
除環(huán)糊精外,多糖類的手性固定相還可以用纖維素、直鏈淀粉作成,如纖維素三醋酸醋手性固定相、纖維素三苯甲酸醋手性固定相和纖維素氨基甲酸酯手性固定相等。
    (4)冠醚(Grown ether)類手性固定相
冠醚與環(huán)糊精類似,是本身具有手性的低聚糖,是含醚鍵的環(huán)狀化合物,呈王冠狀結(jié)構(gòu),外層是親脂性的乙撐基,環(huán)的內(nèi)層是富電子的雜原子,如氧、氮、硫等。通常使用的是18-冠-6的衍生物,健合在聚苯乙煒骨架或硅膠上,形成冠醚手性固定相。用冠醚手性固定相分離對(duì)映體時(shí),不同對(duì)映異構(gòu)體因與冠醚環(huán)腔形成的主客體絡(luò)合物的穩(wěn)定性不同而被分離。在冠醚上引人雙萘基,雙萘基可以形成“手性墻”,增加固定相的立體選擇性。能質(zhì)子化的氨基化合物,特別是氨基酸對(duì)映體在冠醚手性固定相上可以得到很好的分離。
除以上手性固定相外,還有模擬酶手性固定相、配位交換手性固定相等。
   2.手性流動(dòng)相(chiral mobile phase ,CMP)拆分法
手性流動(dòng)相拆分法是將手性試劑添加到流動(dòng)相中,利用手性試劑與對(duì)映異構(gòu)體結(jié)合的穩(wěn)定常數(shù)不同或結(jié)合物在固定相上分配的差異進(jìn)行分離。近年來(lái),手性流動(dòng)相拆分法已廣泛應(yīng)用于藥物對(duì)映體的拆分。此法的最大優(yōu)勢(shì)在于:可采用普通的非手性固定相,不需對(duì)樣品進(jìn)行衍生化,手性添加物本身可流出,也可更換,同時(shí)添加物的可變范圍較寬,穩(wěn)定性好,且價(jià)格便宜。
    (1) 配體交換型手性添加劑
配體交換型手性添加劑由手性配基和含二價(jià)金屬離子的鹽組成。手性配基多為具有光學(xué)活性的氨基酸及其衍生物,他們和二價(jià)金屬離子螯合,分布于流動(dòng)相中,遇到待分離的對(duì)映異構(gòu)體時(shí),即形成配合物,再在流動(dòng)相和固定相之間分配而實(shí)現(xiàn)分離。分離的機(jī)理一般認(rèn)為是配基和金屬離子形成的螯合物被吸附在固定相上,形成動(dòng)態(tài)的手性固定相而發(fā)揮作用。也可以看成是手性配基、金屬離子和對(duì)映異構(gòu)體形成的配合物穩(wěn)定常數(shù)不同而產(chǎn)生分離。采用5µm粒徑的C18 固定相,阿司帕坦作為CMPA,與硫酸銅絡(luò)合,測(cè)定高血溶素患者
尿中D-和L-2-哌啶酸的濃度。
    (2)環(huán)糊精添加劑
環(huán)糊精在水中有一定的溶解度,用環(huán)糊精作為手性添加劑,加入流動(dòng)相中,其分離機(jī)理與環(huán)糊精手性固定相相同,但保留行為正好相反。對(duì)映異構(gòu)體與環(huán)糊精形成的包合物穩(wěn)定性越強(qiáng),隨流動(dòng)相出柱越快,保留時(shí)間越短。
    (3) 手性離于對(duì)添加劑
解離的有機(jī)化合物能與含互補(bǔ)電荷的試劑相互作用,生成電中性離子對(duì)。分離帶電荷的對(duì)映異構(gòu)體時(shí),可以在流動(dòng)相中添加手性的離子對(duì)試劑,對(duì)映異構(gòu)體和離子對(duì)試劑形成電中性的離子對(duì),離子對(duì)在固定相和流動(dòng)相間分配系數(shù)不同而得到分離。常用的手性離子對(duì)試劑有(+)10-樟腦磺酸、奎寧等。

二、高效液相色譜儀高效液相色譜儀主要由輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄處理系統(tǒng)等組成。
   (一)輸液泵
    高效液相色譜的流動(dòng)相采用高壓泵輸送,有不同類型的輸液泵,按輸液性質(zhì)可分為恒壓泵和恒流泵。目前使用較多的是柱塞式往復(fù)泵,柱塞式往復(fù)泵為恒流泵,可按設(shè)定的流速輸送流動(dòng)相,流量不受柱阻力的影響,可保持恒定,并容易清洗和更換。由于柱塞式往復(fù)泵是通過(guò)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)關(guān)液的,所以輸液的脈動(dòng)性較大。目前多采用雙泵補(bǔ)償?shù)姆椒p小脈動(dòng)性。雙泵補(bǔ)償是同時(shí)使用兩個(gè)泵進(jìn)行工作,兩個(gè)泵可以按串聯(lián)或并聯(lián)方式連拉,交替送液,相互補(bǔ)償,達(dá)到減小脈動(dòng)的目的。
   (二)進(jìn)樣器
    進(jìn)樣器是將試樣送入色譜柱的裝置。一般要求進(jìn)樣裝置的密封性好,死體積小,重復(fù)性好,保證中心進(jìn)樣,進(jìn)樣時(shí)對(duì)色譜系統(tǒng)的壓力、流量影響小。有進(jìn)樣閥和自動(dòng)進(jìn)樣裝置兩種。除使用自動(dòng)進(jìn)樣裝置外,用手工進(jìn)樣均使用六通進(jìn)樣閥。在工作狀態(tài)下,儀器系統(tǒng)內(nèi)處于高壓的狀態(tài),借助于六通進(jìn)樣閥,實(shí)現(xiàn)了常壓下不停流進(jìn)樣。
    六通進(jìn)樣閥可分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分,共有6個(gè)口,故稱為六通進(jìn)樣閥。轉(zhuǎn)子通過(guò)扳手調(diào)節(jié),可以分別處于“裝樣”和“進(jìn)樣”兩個(gè)位置。當(dāng)將扳手扳至“進(jìn)樣”位時(shí),進(jìn)樣閥的流路發(fā)生了改變,流動(dòng)相通過(guò)樣品管,將注入的樣品帶入色譜柱進(jìn)行分析。六通進(jìn)樣閥具有使用方便,進(jìn)樣量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。樣品環(huán)有10µl、20µl、50µl等不同容積,可以選配。樣品環(huán)不僅可以用來(lái)貯液,也可用來(lái)測(cè)量樣品溶液的體積。將樣品環(huán)裝滿后,進(jìn)樣,進(jìn)樣量即為樣品環(huán)的容積,此種進(jìn)樣方式稱為“滿環(huán)進(jìn)樣”或“定量環(huán)進(jìn)樣”。用定量環(huán)進(jìn)樣精密度好,在使用外標(biāo)法時(shí),應(yīng)使用此種操作方式。
   (三)色譜柱色譜柱是色譜分離的核心。為了保證色譜柱的柱效高,使用壽命長(zhǎng),一般使用由專業(yè)化工廠生產(chǎn)的商品柱。色譜柱管多由不銹鋼制成,內(nèi)裝一定的固定相。色譜往長(zhǎng)一般10~30cm,內(nèi)徑2~5mm。
    化學(xué)鍵合相是廣泛使用的固定相,其中又以十八烷基硅烷鍵合硅膠(octadecylsilyl silicagel,ODS)的應(yīng)用最為廣泛,ODS為非極性化學(xué)健合相,此外還有辛烷基硅烷鍵合硅膠等,非極性化學(xué)健合相用于反相色譜法。中等極性的化學(xué)鍵合相有苯基化學(xué)鍵合相等,氰基化學(xué)鍵合相和氨基化學(xué)鍵合相是常用的極性化學(xué)鍵合相,極性的化學(xué)鍵合相一般用于正相色譜法。吸附色譜的固定相中使用最多的是硅膠。無(wú)論自己填裝的色譜柱還是購(gòu)買(mǎi)的商品柱,使用能指標(biāo)包括在一定實(shí)驗(yàn)條件下的柱壓、理論塔板高度和理論塔板數(shù)、對(duì)稱因子、容量因子和選擇性因子的重復(fù)性等。
   (四)檢測(cè)器樣品經(jīng)色譜柱分離后進(jìn)入檢側(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。按其適用范圍檢測(cè)器可分為通用型和專屬型兩大類,專屬型檢測(cè)器只能檢測(cè)某些組分的某一性質(zhì),紫外檢測(cè)器(UVD),熒光檢測(cè)器(ED)屬于這一類,它們只對(duì)有紫外吸收或熒光發(fā)射的組分有響應(yīng);通用型檢測(cè)器檢測(cè)的是一般物質(zhì)均具有的性質(zhì),示差折光檢測(cè)器(RID),蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD)等。
   液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)則是用質(zhì)譜作為高效液相色譜的檢測(cè)器。
   1.紫外檢測(cè)器
    (1)普通紫外檢測(cè)器
    紫外檢測(cè)器是高效液相色譜中應(yīng)用最廣的一種檢測(cè)器。用一定波長(zhǎng)的單色光照射流通池,流動(dòng)相攜帶被分離的組分進(jìn)入流通池時(shí),流動(dòng)相在測(cè)定波長(zhǎng)處不吸收光或吸收很弱,測(cè)定組分在該波長(zhǎng)處有很強(qiáng)的吸收,記錄不同時(shí)間對(duì)光的吸收度,就得到一張色譜圖。組分對(duì)光的吸收符合Iambert-beer定律,因此色譜峰的面積和組分的量成正比關(guān)系。紫外檢測(cè)器的特點(diǎn)是靈敏度高,線性范圍寬,對(duì)溫度和流動(dòng)相的波動(dòng)不敏感,可用于梯度洗脫。但紫外檢測(cè)器只能檢測(cè)具有紫外吸收的組分,像糖類、脂肪酸類等在測(cè)定范圍內(nèi)無(wú)紫外吸收的組分不能檢側(cè)。用普通紫外檢側(cè)器也不便測(cè)定流出組分的紫外吸收光譜,有的紫外檢測(cè)器雖可測(cè)定紫外吸收光譜,但在組分到達(dá)檢測(cè)器時(shí)需停流,再掃描。
   (2) 光二極管陣列檢瀏器(photodiode array detector,PDAD)
光二極管陣列檢測(cè)器是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的一種光學(xué)多通道檢測(cè)器,它可以在瞬間完成對(duì)組分的紫外掃描。
    由光源發(fā)射的光照射流通池,被組分選擇性地吸收,透過(guò)光通過(guò)光柵分光,形成組分的紫外吸收光譜,照射在成矩陣排列的光二極管上,光二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),輸出的電信號(hào)與光的強(qiáng)度成正比,電信號(hào)經(jīng)過(guò)累加、處理,就可以得到組分的紫外吸收光譜。因此,使用PDAD,可以在瞬間獲得組分的紫外吸收光譜,而不需停流進(jìn)行紫外掃描。光二極管的個(gè)數(shù)越多,圖譜的分辨率越高,若有512個(gè)光二極管,在190~800nm范圍內(nèi)掃描,則平均每1.2nm對(duì)應(yīng)一個(gè)光二極管。
用PDAD按設(shè)定的時(shí)間間隔采集數(shù)據(jù),可以得到一張三維的光譜-色譜圖。吸收光譜用于組分的定性,色譜峰面積用于定量。應(yīng)用三維圖譜還可以對(duì)峰的純度進(jìn)行檢查。若一個(gè)色譜峰包含有兩個(gè)組分,則不同位置的紫外吸收光譜會(huì)有差異通過(guò)比較色譜峰不同位置紫外光譜圖的一致性,可以進(jìn)行色譜峰的純度檢查。
   2.熒光檢測(cè)器
熒光檢測(cè)器是利用組分發(fā)出的熒光進(jìn)行檢測(cè)的方法。熒光檢測(cè)器的靈敏度比紫外檢測(cè)器高,檢測(cè)限可以達(dá)到1×10-10g/ml,但組分必須有熒光。許多藥物和生物活性物質(zhì)具有天然熒光,能直接檢測(cè),如生物胺、維生素和甾體化合物搶救無(wú)效;通過(guò)熒光衍生化可以使本來(lái)沒(méi)有熒光的化合物轉(zhuǎn)變成熒光衍生物,從而擴(kuò)大了熒光檢測(cè)器的應(yīng)用范圍,例如氨基酸。由于熒光檢測(cè)器的高靈敏度和選擇性,它是體內(nèi)藥物分析常用的檢測(cè)器之一。
   3.蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(evaporative light scattering detector,ELSD)
蒸發(fā)光散射檢測(cè)器是在90年代出現(xiàn)的一種新型的通用型檢測(cè)器,主要適用于無(wú)紫外吸收,不能用紫外檢測(cè)的組分,如糖類、脂肪酸、甘油三酯及甾體等。
ELSD的檢測(cè)可分為三個(gè)步驟。
   (1)霧化在霧化器中,洗脫液通過(guò)1個(gè)針孔與氮?dú)猓ㄒ部梢杂每諝猓┗旌?,形成均勻的霧狀液滴。
   (2)流動(dòng)相蒸發(fā)液滴通過(guò)加熱的漂移管時(shí),流動(dòng)相被蒸發(fā),樣品組分形成氣溶膠,進(jìn)人檢測(cè)室。
   (3)檢測(cè)在檢測(cè)室內(nèi),用激光來(lái)照射氣溶膠,產(chǎn)生散射,測(cè)定散射光強(qiáng),記錄散射光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系,就得到了色譜圖。
    氣溶膠受固定光強(qiáng)的激光照射后,待測(cè)組分的質(zhì)量(m)和散射光強(qiáng)度(I)有以下的關(guān)系I=Kmb; lgI=blgm+lgK式中K和b為與蒸發(fā)室溫度和流動(dòng)相性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。上式說(shuō)明散射光的對(duì)數(shù)響應(yīng)值與組分的質(zhì)量的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系。
    ELSD用來(lái)測(cè)定那些不能用紫外檢側(cè)器檢側(cè)的組分,對(duì)HM的檢測(cè)器是很重要的補(bǔ)充。但ELSD對(duì)有紫外吸收的組分檢測(cè)靈敏度相對(duì)較低.此外,它只適合流動(dòng)相能完全揮發(fā)的色譜條件,若流動(dòng)相含有難以揮發(fā)的緩沖劑時(shí),就不能用ELSD進(jìn)行檢測(cè)。
   4.液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC- MS)是用質(zhì)譜作為HPLC的檢測(cè)器,它將HPLC的高分離效能和質(zhì)譜的高靈敏度、高專屬性、通用性及較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)解析能力相結(jié)合,成為藥品質(zhì)量控制、體內(nèi)藥物分析和藥物代謝研究的最重要的手段。由于質(zhì)譜的工作系統(tǒng)是處于真空狀態(tài)的,若將液相色譜的流出液直接引人質(zhì)譜儀,流出液揮發(fā)產(chǎn)生的大量氣體,會(huì)使質(zhì)譜儀無(wú)法正常工作。因此,LC-MS的關(guān)鍵是接口,目前應(yīng)用較多的接口有以下幾種。
   (1)粒子束(PB)接口使用粒子束接口時(shí),來(lái)自HPLC的洗脫液經(jīng)霧化器霧化,變成氣溶膠微粒,霧化的工作氣體是氦氣。溶劑在脫溶劑室被蒸發(fā),再進(jìn)入動(dòng)量分離器,在動(dòng)量分離器內(nèi)由于溶劑和測(cè)定組分的質(zhì)量有很大差別,二者之間會(huì)出現(xiàn)動(dòng)量差,動(dòng)量較小的溶劑和噴射氣體(氦氣)被抽氣泵抽走,測(cè)定組分則沿傳輸管進(jìn)入質(zhì)譜儀的離子源。使用粒子束接口時(shí),可使用EI(電子轟擊離子源)或CI(化學(xué)離子源),因而可以得到經(jīng)典的質(zhì)譜圖,并可以使用圖譜庫(kù)檢索,對(duì)未知樣品的分析非常有用,但不適用于對(duì)熱不穩(wěn)定的化合物的分析。
   (2)熱噴霧接口(TSP)熱噴霧接口是在液態(tài)下將樣品分子離子化的方法。流動(dòng)相在經(jīng)過(guò)噴霧探針時(shí)被加熱,體積膨脹后以超聲速噴出探針,形成霧滴。液滴在離開(kāi)噴嘴時(shí)由于統(tǒng)計(jì)漲落分別帶上多余的正電荷或負(fù)電荷,當(dāng)它在運(yùn)動(dòng)中不斷失去溶劑,液滴的半徑足夠小時(shí),表面電荷形成很強(qiáng)的電場(chǎng),導(dǎo)致組分離解。也可以采用熱燈絲發(fā)射電子束轟擊溶劑和測(cè)定組引發(fā)化學(xué)電離。TSP適用于含水比例較高、流速較高(1ml/min~ 2ml/min)以及極性較大的測(cè)定組分的分析。
   (3)大氣壓離子化(API)接口大氣壓離子化接口是指離子化在常壓下進(jìn)行的接口,API是目前LS-MS中應(yīng)用最廣的接口。API有電噴霧(ESP)、離子噴霧(ISP)和大氣壓化學(xué)電離(APCI)三種操作模式。
   (五)數(shù)據(jù)記錄處理和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
    現(xiàn)代HPLC的的特征是用微機(jī)控制儀器。HPLC儀器的中心計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),即能做數(shù)據(jù)采集和分析工作,又能程序控制儀器的各個(gè)部件,還能在分析一個(gè)試樣之后自動(dòng)改變條件而進(jìn)行下一個(gè)試樣的分析,許多色譜儀的軟件系統(tǒng)具有方法認(rèn)證功能,使分析工作更加規(guī)范化。

三、在藥物分析中的應(yīng)用;高效液相色譜法分離效能高,應(yīng)用范圍廣,靈敏度高,儀器已較成熟、普及,在新藥的研究開(kāi)發(fā),藥品檢驗(yàn),生物樣品的分析中應(yīng)用十分廣泛。
   (一)色譜系統(tǒng)適用性試驗(yàn)
    由于色譜分離的效果受色譜柱的狀況,流動(dòng)相組成等因素的影響很大,為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確,中國(guó)藥典規(guī)定,在進(jìn)行色譜分析前需檢查色譜系統(tǒng)是否正常,是否符合要求,即需要作色譜系統(tǒng)適用性試驗(yàn),色譜系統(tǒng)適用性試驗(yàn)的內(nèi)容有:
   1. 色譜柱的理論板數(shù)
在規(guī)定的色譜條件下,注入供試品溶液或各品種項(xiàng)下規(guī)定的內(nèi)標(biāo)物質(zhì)溶液記錄色譜圖,量出測(cè)定組分或內(nèi)標(biāo)物質(zhì)峰的保留時(shí)間tR和半高峰寬(Wh/2),按下式計(jì)算色譜往的理論板數(shù):;n=5.54(tR/Wh/2)2如果測(cè)得理論板數(shù)低于各品種項(xiàng)下的規(guī)定,應(yīng)更換色譜柱或其他條件使理論板數(shù)達(dá)到要求。色譜柱的理論板數(shù)主要取決于半高峰寬Wh/2,在一定的條件下,wh/2越窄,理論板數(shù)越高,相鄰峰的分離越好。
   2.分離度(R)
分離度用來(lái)表示相鄰兩峰分離的程度。分離度(R)的計(jì)算公式為:2(tR2―tR1);R=;
W1+W2除另外有規(guī)定外,分離度應(yīng)大于1.5。當(dāng)分離度大于1.5時(shí),相鄰兩峰達(dá)到了完全分離。
   3. 重復(fù)性
取各品種項(xiàng)下的對(duì)照品溶液,連續(xù)進(jìn)樣5次,除另有規(guī)定外,峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)應(yīng)不大于2.0%。也可按各品種校正因子測(cè)定項(xiàng)下,配制相當(dāng)于80%、100%和120%的對(duì)照品溶液,加入規(guī)定量的內(nèi)標(biāo)溶液,配成三種不同濃度的溶液,分別進(jìn)樣3次,計(jì)算平均校正因子,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差也應(yīng)不大于2.0%。
   4. 拖尾因子(T)
拖尾因子用來(lái)表示峰的對(duì)稱性。為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確,特別當(dāng)采用峰高法定量時(shí),應(yīng)檢查待測(cè)峰的拖尾因子是否符合各品種項(xiàng)下的規(guī)定,拖尾因子計(jì)算公式為W0.05hT= 2d1除另有規(guī)定外,T應(yīng)在0.95~1.05之間。
   (二)在藥物分析中的應(yīng)用
   1.在鑒別中的應(yīng)用
    在HPLC法中,保留時(shí)間與組分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān),是定性的參數(shù),可用于藥物的鑒別。如中國(guó)藥典收載的藥物頭孢羥氨芐的鑒別項(xiàng)下規(guī)定:在含量測(cè)定項(xiàng)下記錄的色譜圖中,供試品主峰的保留時(shí)間應(yīng)與對(duì)照品主峰的保留時(shí)間一致。頭抱拉定、頭孢噻酚鈉等頭孢類藥物以及地西泮注射液、曲安奈德注射液等多種藥物均采用HPLC法進(jìn)行鑒別。
   2.在雜質(zhì)檢查中的應(yīng)用
    HPLC分離效能高,靈敏,在藥物的雜質(zhì)檢查中應(yīng)用廣泛。主要用于藥物中有關(guān)物質(zhì)的檢查。“有關(guān)物質(zhì)”是指藥物中存在的合成原料、中間體、副產(chǎn)物、降解產(chǎn)物等物質(zhì),這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與藥物相似,含量很低,只有采用色譜的方法才能將其分離并檢測(cè)。若雜質(zhì)是已知的,又有雜質(zhì)的對(duì)照品,可用雜質(zhì)對(duì)照品做對(duì)照進(jìn)行檢查。若雜質(zhì)是未知的,可以采用主成分自身對(duì)照法或峰面積歸一化法進(jìn)行檢查。
   3.在含量測(cè)定中的應(yīng)用
用高效液相色譜法側(cè)定含量可以消除藥物中的雜質(zhì),制劑中的附加劑及共存的藥物對(duì)測(cè)定的干擾。中藥材及其制劑組成復(fù)雜,基中不少有效成分的含量測(cè)定也越來(lái)越多地采用了高效液相色譜法。
   4.手性分離
   5.在藥濃檢側(cè)中的應(yīng)用
    示例:對(duì)乙酰氨基酚急性中毒的血藥濃度檢測(cè)分析對(duì)乙酰氨基酚是臨床上使用極其廣泛的解熱鎮(zhèn)痛藥。由于患者狀態(tài)的多樣性以及對(duì)酰氨基酚中毒的早期癥狀與胃潰瘍癥狀極其相似且肝功正常,故常常發(fā)生漏診,等到發(fā)生肝損傷已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了治療最佳時(shí)機(jī)。因此,國(guó)外已將對(duì)乙酰氨其酚血濃度作為急診中毒病人常規(guī)檢測(cè)。色譜條件:采用Nova-PakC18柱(4µm,150mm×3.9mm),柱溫25℃;流動(dòng)相為甲醇-水(30:30),流速為0.8ml/min;二極管陣列檢測(cè)器,檢測(cè)波長(zhǎng)254nm。血漿樣品制備; 取靜脈血3ml~4ml,置含肝素抗凝劑的離心管中,離心分離5min(3000r/min),上清液為待測(cè)血漿。取上述血漿1ml,加飽和硫酸鋅溶液1ml,沉淀蛋白后,加入乙醚5ml,渦漩混合1min,離心20min(3000r/min)。精密吸取乙醚液3.0ml于50℃氮?dú)饬鞔蹈桑渲潦覝?,以蒸餾水500µl溶解殘?jiān)?0µl進(jìn)樣。對(duì)照品溶液制備; 配制對(duì)乙酰氨基酚甲醇溶液(10mg/ml),并用甲醇逐級(jí)稀釋成濃度為0.01mg/ml~5mg/ml的對(duì)照品溶液,4℃冰箱存放備用。血漿中對(duì)乙酰氨基酚標(biāo)準(zhǔn)曲線制備; 取肝素抗凝的血漿1ml,分別加入不同濃度的對(duì)乙酰氨基酚工作液100µl,使血漿中藥物濃度為0.9µg/ml~454.5µg/ml,再按“血漿樣品制備”項(xiàng)下方法操作,記錄色譜圖,以溶液C對(duì)峰面積A作線性回歸,得回歸方程:A=1.64×104+1.68×107C,R=0.9995,線性范圍為0.9µg/ml~454.5µg/ml,最低檢測(cè)濃度為0.9µg/ml(以信噪比≥3計(jì))。用HPLC測(cè)定可疑中毒病人血中對(duì)乙酰氨基酚濃度具有準(zhǔn)確、快速的優(yōu)點(diǎn),可有效地幫助臨床醫(yī)生確診,快速有效地救治患者,對(duì)提高醫(yī)療質(zhì)量有重要意義。液、組織中藥物的濃度,在藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究、臨床血藥濃度檢測(cè)中應(yīng)用非常廣泛。

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