简述毛细管电泳在中药研究中的应用

甘勇强 周 梁 王 静

广西壮族自治区食品药品检验所，广西 南宁 530021

毛细管电泳 (Capillary Electrophoresis)又称高效毛细管电泳 (HPCE)，是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浓度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术［1］。HPCE按毛细管内分离介质和分离原理的不同主要可分为：毛细管区带电泳(CZE);毛细管等速电泳 (CITP);毛细管胶束电动色谱(MECC);毛细管凝胶电泳 (CGE);毛细管等电聚焦(CIEF)［2］。

1 在中药有效成分测定中的应用

一种中药材含有多种有效成分，通常多为黄酮类、蒽醌类、生物碱类、有机酸类、及各种苷类等，这些组分结构比较复杂，种类多样且在药材中含量不高，用普通的分离方法难以完全分离和定量测定，而多味药材组成的复方的成分测定，普通的分离方法就更加难以胜任。但是，这些成分都可以用CE进行分析。目前，CE已被广泛用于中药材及中药复方制剂的成分分析。

1.1 黄酮类 黄酮类化合物一般不带电，方法大都采用MECC模式。也可以利用黄酮类化合物含有邻羟基，可与硼砂结合成带电粒子，再用CZE分离模式。戴忠［3］等人在胆酸钠系统 (10mmol/L硼酸钠，15 mmol/L磷酸二氢钠，40 mmol/L胆酸钠)-乙腈 (3∶2)，pH=7.0的缓冲液中，采用MECC模式测定卷柏属植物中3种双黄酮类化合物—穗仡杉双黄酮、扁柏双黄酮和银杏双黄酮的含量。Zhang［4］等对传统藏药细叶小苦荬中的三种黄酮类有效成份：(3R)-7，2'-二羟基-3'，4'-二甲氧基异黄烷、槲皮素和山奈酚在20 mmol/LpH 9.5的硼砂缓冲体系中进行了分离分析，实验结果表明该方法准确度高，重现性好。黎波涛［5］等以5%甲醇与95%硼砂 (40mmol/L，pH=10.0)溶液为电泳缓冲液，分离电压16.5kV，检测波长254nm为条件下，分离大豆籽中6种大豆异黄酮组分，均可在21min内完全分离并具有良好的线性关系。

1.2 蒽醌类 蒽醌类化合物结构中多有羟基和羧基，用CZE和MECC都能分析。郑文捷［6］等利用MECC同时分离测定中药大黄及青海野生大黄茶中3种主要活性蒽醌成分含量。方法简单、快速、准确、重现性好，可用于大黄药材和青海野生大黄茶的质量控制。李伟［7］等以50cm×75μm i.d.未涂层石英分光毛细管，分离电压 20kV，0.05mol/L KH2PO4-Na2HPO4(pH=8.2) 缓冲溶液，紫外检测波长为254 nm，以氨基苯磺酸为内标，可实现大黄提取液中五种蒽醌化合物含量的同时分离和测定。此外，采用CZE与MECC结合还可成功分离芍药中本芍药苷等成分;以CZE分离模式还可分离野菊花中7种香豆索类化合物和分析测定独活中9种香豆素类成分等［8］。

1.3 生物碱类 HPCE具有十分多样的分离模式，生物碱类成分同其他天然的次生代谢产物一样一般采用CZE和MECC两种分离模式。采用MECC法研究9种阿朴啉类生物碱，其分析时间仅为9min，比HPLC约缩短一半时间。中药益母草的有效成分主要为生物碱类，从益母草中提取并鉴定出结构的生物碱有水苏碱、益母草碱、益母草定等，其中水苏碱含量较高，王峻梅等用高频电导毛细管电泳测定了益母草中水苏碱含量，检出限为 2.5g/L［9］王瑞娜［10］等以CZE对苦参中的苦参碱、槐定碱及金雀碱进行了分离分析，效果较好。

1.4 有机酸类 李利军［11］等采用MEKC法分离检测胡黄连提取液中三种有机酸香草酸、肉桂酸和阿魏酸的含量。杨芳［12］等利用HPCE法测定复方茵黄解毒汤中的咖啡酸和阿魏酸含量，咖啡酸和阿魏酸的平均回收率均大于95%;RSD均小于3%(n=3)。方法简便、准确、可靠、快速，可用于复方茵黄解毒汤的质量控制。

1.5 皂苷类及苷类 李艺［13］等以磺丁基 -β-环糊精(SBE-β-CD)和β-环糊精 (β-CD组成二元手性选择体系，用毛细管电泳法对柴胡中的柴胡皂苷a及柴胡皂苷d进行分离测定。考察了缓冲液的组成和浓度、手性选择剂的组成和浓度、进样方式及样品介质等对灵敏度和分离度的影响。黄宝美［14］等使用自行设计的毛细管电泳柱端安培检测系统，采用非水介质毛细管电泳法对野菊花中蒙花苷的含量进行测定。考察了缓冲溶液浓度及其pH值、非水介质的浓度、检测电位对测定的影响。在优化实验条件下，蒙花苷的质量浓度在2.0～80 mg/L范围内与峰高呈良好的线性关系，线性系数为0.9996，检出限为0.20 mg/L，平均加标回收率为99%。

1.6 酚类 祁静［15］等建立了同时测定槟榔壳中6种酚类物质的高效毛细管电泳方法，该方法简便快速，能在20 min之内将l0种酚类物质完全分离开，具有良好的精密度、回收率和线性关系 检测限范围为0.5875～4.4152 μg/ml。

1.7 中药复方制剂的成分分析 中药复方制剂由多种药材组成，成分复杂。目前控制其质量的方法是测定其中一种或多种主要活性成分的含量。而用常规HPLC方法分析，中药中一些成分如糖类、生物碱类等容易在色谱柱上吸附，造成分析物的分离困难和色谱柱的损坏。而CE具有高效、快速、柱子便宜且易于清洗等优点，目前已广泛应用于中药复方制剂的成分分析。如孙国祥［16］等采用CZE法建立了逍遥丸的毛细管电泳指纹图谱 (CEFP)，确定13批逍遥丸样品的21个共有指纹峰，具有较好的精密度和重现性。陈亚飞［17］等建立了复方石韦片中槐果碱和苦参碱的分离测定方法。其中槐果碱和苦参碱的线性范围分别为0.5～5.76μ g/ml和0.66～13.2μg/ml，相关系数分别为 0.9991 和 0.9993，平均回收率分别为99.5%和99.3%，RSD分别小于4% 和2%(n=3)。

2 在中药指纹图谱建立中的应用

中草药指纹图谱系指中药材经适当处理后，采用一定的分析手段，得到的能够标示该药材特性的共有峰的图谱。它不要求呈现在图谱中的每一个组分的化学结构都清楚，也不要求每一个组分都精确定量，但要求图谱信息尽可能清晰、丰富，并具备“指纹”特征［18］。中药指纹图谱是国际公认的控制中药质量最有效的方法之一，也是我国中药走向现代化的一个重要内容。赵军［19］对7种不同产地的土木香进行了分析，初步建立了以7个共有峰为特征指纹信息的I-IPCE指纹图谱。臧鹏［20］等应用毛细管电泳法建立六味地黄丸的指纹图谱，该法建立的六味地黄丸指纹图谱共有15个共有峰，且各共有峰相对保留时间的RSD均在3%以内，其相对峰面积的波动范围均满足要求，能够控制其质量。另外采用CE与其他进样技术如流动注射联用、CE-NMR、CE-MS-MS、HPLC-CE-MS、CE-AES、CE-AFS、CE-ICP-MS以及不同电泳技术之间的联用，充分利用CE的高分离效率和MS或NMR的高灵敏度与定性鉴定性，能快速完成众多复杂成分的分离与结构鉴定，联用技术不仅可建立中药或复方药物指纹图谱，还可进行多种有效成分或指标成分定量。

3 在中药药理及药代动力学研究中的应用

近年来，中药有效成分的药代动力学、药理学得到极大的关注，通过对中药药代、药理的研究可以更科学系统地阐明中药组方的原理，为研究古方，筛选处方，开发新药提供科学的依据和方法。目前CE已应用于中药有效成分药代、药理的研究，阐明其药物代谢的机理和产物，探讨其药效、作用机制、方剂组成和配伍规律等［21］。杨燕［22］等建立了丹参中丹参素在家兔血浆中的MEKC分析方法，并研究了其药代动力学和组织分布。田景振［23］等利用高效毛细管电泳法测定两种自制葛根黄酮缓释胶囊中主要有效成分葛根素在家兔体内的药一时曲线，测算其体内药代动力学参数。检测其缓冲效果，以愈风宁心片作参比制剂，结果愈风宁心片及样品制剂在家兔体内均符合二室开放模型，葛根黄酮缓释胶囊呈现一定的缓释效果。

4 在中药鉴定中的应用

李玉琪等［24］利用HPCE法以赤土茯苓苷为土茯苓的标志性成分，选择了MEKC分离模式对土茯苓 (百合科菝莫属植物光叶菝葜的干燥茎)及其6种混用品进行了鉴别。

炮制对中药材的影响重大，是目前中药研究的热点之一。曾振兴等［25］采用高效毛细管电泳法测定龙胆草炮制前后龙胆苦苷的含量变化，为龙胆草炮制条件提供实验依据，经研究发现炮制后龙胆草中龙胆苦苷的含量出现不同程度降低。高言明等［26］采用毛细管电泳法考察黄连、黄柏药材炮制前后小檗碱的含量变化，发现炮制后小檗碱的含量均有降低，且该法简便，准确，重复性好。

5 在中药材农药检测分析中应用

我国是农药生产和使用大国，使用农药防治病虫害是一项重要的农业生产技术措施，但随着农药品种和施用量的不断增加，农药残留问题日益突出。因此建立快速、准确、可靠的检测方法以控制农药残留的发生已成为重中之重。近年来毛细管电泳逐渐用于农药残留的分离分析，并显示出极大的潜力。赵燕燕等［27］采用MEKC测定麻黄中的啶虫眯和吡虫啉的农药残留，检出限分别为0.04和0.08 mg/L，回收率＞89%，RSD＜5%。赵燕燕等［28］又比较了该方法和气相色谱法的优缺点，研究表明，MEKC在线推扫富集技术样品的前处理简单、检测范围广，但检测限不如气相色谱低，2种方法的精密度、回收率和样品测定结果均无显著差异。Carabias-Mart í nez等［29］建立了马铃薯中三嗪除莠剂的非水凝胶毛细管电泳检测方法，样品经加压液体萃取、固相萃取小柱净化后上机检测，得到检出限为10μ g/kg～15μg/kg，该方法同样可应用于其他块茎类中药、蔬菜和粮食的检测。

6 在物化参数测定及手性拆分中的应用

毛细管电泳作为传统方法的重要补充应用于理化参数的测定，与传统的测定方法相比，简化了操作步骤，并且所需样品量少，对样品的纯度要求不高，有多种模式可供选择，测定速度快，准确性好，因而在理化参数的测定方法得到越来越广泛的应用［30］。黄端华［31］等采用毛细管电泳-紫外检测法对瑞香苷进行了水解动力学研究。瑞香素是瑞香苷的水解产物，考察了瑞香苷 (DN)和瑞香素 (DP)的紫外吸收随水解反应过程的进行而发生的变化，计算得水解的速率常数，并总结了酸度和温度对速率常数的影响规律。同时，根据阿仑尼乌斯公式计算该反应的活化能为91.62 kJ/mol.此法用于测定瑞香苷水解常数简便、直观关。

CE不仅在物化参数的测定方面得到运用，在几年来较为热门的手性拆分方面也得到快速的发展。例如周洁宇［32］等通过考察电泳缓冲液pH、环糊精种类和浓度、有机溶剂浓度及操作电压和温度对分离的影响，建立了以12mmol/L的羟丙基-β-环糊精为手性选择剂，200mmol/L的硼酸/甲醇 (V：V=7：3，pH 9.7)为电泳缓冲溶液，23kV的分离电压，在30℃下可使橙皮苷对映体达到基线分离，分离度为1.50的简便快捷的高效毛细管电泳拆分橙皮苷对映体的方法。

7 结语

CE是20世纪80年代发展起来的新技术，在中药研究领域中充分展示了其优越性，有广阔的应用前景。随着中药研究的深入，CE法因其特有的优点将被更为广泛地应用到各个领域。例如一些传统用药的有效成分是一些短肽(如传统中药全蝎的主要成分为蝎毒蛋白)，这利用传统技术是很难进行检测的，而CE不仅用来分离和检测一些小分子的有机化合物，还可以用来检测微量元素、多肽、蛋白、细胞等物质，因此可以尝试用CE法对其进行定性甚至定量分析。综上所述，CE在中药研究中的应用将越来越广。随着商品仪器经不断改进和完善，加上自动进样器的普遍使用，基本可以克服重现性差的缺陷，与常规HPLC法接近;而其灵敏度低可通过在线富集技术如样品堆积法、等速电泳法、扫集法(Sweeping)、离子选择性耗尽扫集法、pH调制法，或经浓缩预处理如固相萃取等技术加以改善［21］。总之，CE作为一种高效、便捷的分离技术，在中药研究领域中将会发挥越来越重要的作用。

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