毛细管电泳法
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药物分析中的毛细管电泳法测定药物含量毛细管电泳法(Capillary Electrophoresis,CE)是一种常用于药物分析的高效分离技术。
它基于药物在电场中的电荷迁移速率不同,通过毛细管内的电场驱动,实现对药物的定量分析。
本文将详细介绍药物分析中的毛细管电泳法测定药物含量的原理、方法和应用,以及该技术在药物分析中的优势。
一、原理毛细管电泳法测定药物含量,是利用毛细管的微小通道对药物进行分离和测量的一种分析技术。
它利用药物分子在电场作用下受到电荷的影响,从而在毛细管内发生电泳迁移,实现对药物的分离和定量测定。
其原理主要包括三个方面:1. 药物分子的电荷特性:药物分子可以分为带正电荷、带负电荷和无电荷的三类。
根据药物的电荷特性,调整毛细管内的电荷环境,使药物分子在电场中按照不同的电荷迁移速率进行分离。
2. 毛细管的表面电荷:毛细管内壁会带有一定的电荷,称为表面电荷。
表面电荷与药物分子的电荷有相互作用,影响药物在毛细管内的迁移速率。
3. 毛细管内的电场:在毛细管内施加电场,通过电泳迁移,使药物分子按照不同速率进行分离。
二、方法毛细管电泳测定药物含量的方法主要包括前处理、样品准备、色谱条件设置、电泳分离和定量测定等步骤。
下面将简要介绍这些步骤的具体操作:1. 前处理:对于复杂的样品,如血液、尿液等,需要进行前处理。
常用的前处理方法包括样品提取、样品净化等。
2. 样品准备:将提取的药物样品溶解于适宜的溶剂中,得到适宜的药物浓度。
3. 色谱条件设置:选择合适的色谱柱、毛细管和分离液,调整电泳分析的条件,如缓冲液的浓度、pH值等。
4. 电泳分离:将样品注入毛细管中,施加电场,使药物分子在毛细管内发生电泳迁移,实现对药物的分离。
5. 定量测定:通过荧光检测、紫外吸收等方法,测定药物的峰面积或峰高,从而确定药物的含量。
三、应用毛细管电泳法作为一种高效的药物分析技术,广泛应用于药物研发、生产和质量控制等领域。
毛细管电泳法的原理和应用1. 原理毛细管电泳法(Capillary Electrophoresis,CE)是一种基于电场作用下离子在毛细管中迁移的分离技术。
其原理基于离子在电场中带电迁移速度与其电荷量、电场强度以及溶液介质的性质相关的事实。
毛细管电泳法通过在毛细管中施加电场,利用分子的电荷差异和大小来实现分离物质的目的。
1.1 分离机制毛细管电泳法的分离机制主要包括以下几个步骤:1.进样:待测样品经过电泳柱,在毛细管中形成等电流聚焦带。
2.分离:应用电场,待测物质开始在毛细管内移动,根据分子的电荷和尺寸差异,分离成不同的带电物质。
3.检测:通过检测器对不同迁移距离的带电物质进行监测和记录。
1.2 主要影响因素影响毛细管电泳分离效果的主要因素包括:•电场强度:电场强度越高,迁移速度越快,但也容易产生电泳柱壁的热效应。
•pH 值:溶液的pH 值会影响离子的电荷状态,从而影响其迁移速度。
•温度:温度的变化会影响毛细管电泳的分离效果,通常需要控制温度来确保数据的可靠性。
2. 应用领域毛细管电泳法在许多领域中得到了广泛的应用,下面列举了其中的几个主要应用领域:2.1 生物医药领域•药物分析:毛细管电泳法可以用于药物代谢产物分析、毒性物质筛选和药物质量分析等。
•蛋白质分析:毛细管电泳法对于蛋白质的分析具有高分辨率和高灵敏度的特点,被广泛应用于蛋白质药物的质量控制和结构研究等方面。
2.2 环境监测领域•水质监测:毛细管电泳法可以用于水质中有机和无机物质的分析,可用于环境污染监测和水质安全评价等。
•大气污染物监测:毛细管电泳法可以用于大气中挥发性有机物质(VOCs)和颗粒物的分析,对于大气污染物的来源和分布有重要作用。
2.3 食品安全领域•农药残留分析:毛细管电泳法可以用于食品中农药残留的检测,对于保证食品安全和农产品质量具有重要意义。
•食品添加剂分析:毛细管电泳法可用于食品添加剂的定性和定量分析,用于食品质量控制和标签声明的验证等。
毛细管电泳法简介毛细管电泳法是一种常用于分离和检测化学物质的分析技术。
它基于样品在电场作用下在毛细管中的迁移速度的差异,利用电泳现象进行分离。
该方法具有分离效果好、分析速度快、样品消耗少等优点,被广泛应用于生物、环境、食品等领域的分析研究。
原理毛细管电泳法的基本原理是利用电场作用下带电粒子在毛细管中的迁移速度差异分离物质。
当样品通过直径较小的毛细管时,由于电场的作用,带电物质会在毛细管中产生电泳迁移。
迁移速度快的物质会较早到达检测器位置,而迁移速度慢的物质则会滞留在毛细管中,从而实现了物质的分离。
毛细管电泳法主要利用了物质在电场、毛细管中的迁移速度与其电荷、粒径、溶剂性质等因素之间的关系。
其中,电荷是最重要的因素之一。
毛细管电泳法可分为两种类型:正交电泳和非正交电泳。
正交电泳主要用于带电物质的分离,而非正交电泳则用于非带电物质的分离。
操作步骤1. 准备工作在进行毛细管电泳实验之前,需要准备好以下实验器材和试剂:•毛细管电泳仪•毛细管•电解质缓冲液•样品溶液2. 设置电泳条件根据实验需要,设置好合适的电场强度、电解液pH值和缓冲液浓度等参数。
这些参数的选择对于实验结果的准确性和分离效果的好坏至关重要。
3. 毛细管填充将毛细管浸入缓冲液中,通过电力作用使缓冲液进入毛细管,直至毛细管完全填充。
4. 样品进样通过微量注射器将样品溶液缓慢注入毛细管,注意避免气泡的产生。
5. 开始电泳将毛细管两端插入正、负电极中,开启电源,开始电泳过程。
6. 结果分析根据实验需要,可以选择不同的检测方法进行结果分析,如紫外检测、荧光检测等。
应用领域毛细管电泳法广泛应用于生物、环境、食品等领域的分析研究。
具体的应用包括:1.蛋白质分析:毛细管电泳法可用于蛋白质的分离和定量分析,对于药物研发、生物学研究等具有重要意义。
2.DNA分析:毛细管电泳法可以用于DNA序列分析、基因突变检测、DNA测序等领域,对于遗传学研究、法医学等具有重要意义。
毛细管电泳法概述毛细管电泳法是一种分离和测定化合物的方法,主要通过在毛细管中施加电场,利用化合物在电场作用下的电荷性质和分子大小来实现分离。
毛细管电泳法具有快速、高效、高分辨率、高灵敏度和易于自动化等特点,广泛应用于生命科学、化学分析和药物研发等领域。
原理毛细管电泳法的原理基于化合物在溶液中的电荷性质和分子大小。
在毛细管中施加电场后,带正电荷的化合物(称为阳离子)会向负极移动,带负电荷的化合物(称为阴离子)会向正极移动。
此外,较小的分子会比较大的分子更快地移动。
毛细管电泳法通常涉及两种类型:区域电泳和溶剂前移电泳。
区域电泳区域电泳是毛细管电泳法中常用的方法。
在区域电泳中,毛细管中的电场强度不均匀,其中一个区域的电场强度较弱,另一个区域的电场强度较强。
样品被注入到电场强度较弱的区域,然后通过施加电场使样品向较强的电场区域移动。
不同化合物的迁移速度取决于它们的电荷和分子大小,因此可以实现化合物的分离。
溶剂前移电泳溶剂前移电泳是另一种常用的毛细管电泳法。
在溶剂前移电泳中,毛细管中的电场强度是均匀的。
样品被注入到毛细管中,然后施加电场使样品移动。
不同化合物的迁移速度取决于它们在溶剂中的溶解度和电荷性质,因此可以实现化合物的分离。
仪器和操作步骤进行毛细管电泳法需要一些特定的仪器和材料,如毛细管电泳仪、毛细管、高电压电源、样品注射器、电解质缓冲液等。
下面是一般的操作步骤:1.准备工作:检查仪器是否正常工作,准备所需的电解质缓冲液和样品。
2.毛细管准备:将毛细管切割为适当长度,并连接到毛细管电泳仪。
3.缓冲液填充:将电解质缓冲液注入毛细管的两端,确保整个毛细管都充满缓冲液。
4.样品注射:使用样品注射器将待分离的样品缓慢而均匀地注入到毛细管中。
注射点距离电极一定距离。
5.施加电场:从高电压电源上施加适当的电场,在实验过程中保持稳定电场。
6.记录结果:观察样品的迁移情况,根据需要调整电场强度和时间,记录分离结果。
毛细管电泳法的使用方法毛细管电泳法是一种分离和分析化学物质的常用方法,它基于物质在电场中的运动速度差异而实现分离。
适用于各种复杂样品的分析,包括生物样品、环境样品和食品样品等。
本文将介绍毛细管电泳法的使用方法。
一、实验准备1. 仪器准备:毛细管电泳仪和电泳装置是进行毛细管电泳分析的关键设备。
确保仪器完好无损,并根据仪器的使用说明进行正确操作和维护。
2. 毛细管准备:选择适当的毛细管,一般为无机硅玻璃或石英毛细管。
根据分析需求,选择不同内径和长度的毛细管。
3. 缓冲溶液准备:根据分析的目标物质的性质,选择合适的缓冲溶液。
常用的缓冲溶液包括磷酸盐缓冲液、乙酸缓冲液等。
根据需要,可以添加其他辅助剂来改善分离效果。
二、样品制备1. 样品处理:根据分析目标,选择合适的处理方法。
常见的样品处理方法包括离心、过滤、稀释、萃取等。
2. 样品溶解:将处理后的样品溶解于适当的溶剂中,并进行必要的稀释。
保证样品的浓度范围适合毛细管电泳的检测方法。
3. 样品准备:将样品注入样品瓶中,并保持封闭状态,以防止污染和样品损失。
三、实验操作1. 建立分析方法:根据样品性质和目标物质的不同,确定最适合的毛细管电泳分析方法。
包括电泳条件的选择、运行缓冲溶液的优化以及检测参数的设置等。
2. 毛细管填充:在进行毛细管电泳之前,需要将毛细管填充成电泳缓冲液中的一种或多种成分。
常用的填充方法包括静态填充法、动态填充法和电泳填充法。
3. 毛细管电泳条件的设定:根据样品的性质和分析目标的要求,设定合适的毛细管电泳条件,包括电压、电流、温度、电泳缓冲液的浓度和pH值等。
4. 样品注入和分析:将样品通过母液喷射装置或静态注射装置注入到填充好的毛细管中,然后开启电源,进行电泳分析。
5. 检测和数据分析:通过检测器对分离后的化合物进行检测,并记录峰的峰高和峰面积等参数。
利用这些数据进行数据分析和结果解释。
四、实验注意事项1. 仪器操作:严格按照仪器的使用说明进行操作,保证实验安全和设备的长期稳定性。
药物分析中的毛细管电泳法测定药物结构毛细管电泳法是一种常用的药物分析技术,可用于测定药物结构。
本文将介绍毛细管电泳法的原理、操作步骤、应用领域和优势等相关内容。
一、毛细管电泳法的原理毛细管电泳法是一种基于电动力和电荷选择性的分离技术,通过在毛细管中施加电场,使带电的药物分子在电场作用下沿着毛细管迁移,从而实现药物分离和结构测定。
毛细管材料、电解液组成、电场强度和药物分子的特性等因素都会影响分离效果和测定结果。
二、毛细管电泳法的操作步骤1. 毛细管准备:选择合适的毛细管,常用的有硅胶毛细管、聚合物毛细管和玻璃毛细管等,根据不同的药物性质选择合适的毛细管材料。
2. 电解液准备:根据药物的电荷性质和分离要求选择合适的电解液组成,常用的有缓冲液、有机溶液和离子对等。
3. 样品处理:将待测试的药物样品进行处理,通常包括样品前处理和样品标记等步骤,以增强分离效果和信号检测。
4. 注射样品:将经处理的药物样品通过注射器等装置注入到毛细管中,保持注射速度稳定。
5. 施加电场:连接电泳设备,根据药物分子特性和需要进行电场强度的设定。
6. 结果分析:根据电泳的运行时间、药物分离的位置和检测信号等信息,进行结果分析和药物结构测定。
三、毛细管电泳法的应用领域毛细管电泳法在药物分析领域有广泛的应用。
主要应用于药物结构分析、药物成分分离和纯度测定等方面。
它具有检测迅速、高分辨率、需样品量少和方法简便等优点,适合于复杂样品和微量样品的分析。
四、毛细管电泳法的优势1. 高分离效果:毛细管电泳法能够有效地分离药物分子,尤其适用于复杂样品的分析。
2. 快速分析:相比传统的色谱技术,毛细管电泳法具有分离速度快的优势,能够提高分析效率。
3. 小样品量:毛细管电泳法对样品量的要求较低,适合于微量样品的分析。
4. 简便易行:操作步骤相对简单,不需要复杂的样品准备和设备操作。
综上所述,毛细管电泳法是一种重要的药物分析技术,其原理、操作步骤、应用领域和优势使其成为药物结构测定的有力工具。
药物分析中的毛细管电泳法研究毛细管电泳法(CE)是一种常用的药物分析方法,其在药物研究领域具有重要的应用价值。
本文将探讨毛细管电泳法在药物分析中的原理、优势和应用案例。
一、毛细管电泳法的原理毛细管电泳法是一种基于电荷和大小不同的化学物质在电场作用下在毛细管内迁移的原理,从而实现分离和分析的方法。
在毛细管电泳法中,电场是通过两个电极施加的。
当样品溶液通过电场作用下进入毛细管时,带电的离子会在电场力的作用下以不同的速率迁移。
这种迁移速度与溶液中离子的电量和大小有关。
此外,毛细管的尺寸和材料对分析结果也有影响。
毛细管内径的选择会影响分离的清晰度和分离速度。
毛细管材料的选择也会影响化学物质在毛细管内的吸附和分离效果。
二、毛细管电泳法的优势1. 高分离效果:毛细管电泳法能够对样品中的成分进行高效分离,从而获得更准确的分析结果。
2. 快速分析:相比传统的色谱分析方法,毛细管电泳法具有更快的分析速度,从而提高了实验效率。
3. 低样品消耗:毛细管电泳法所需的样品量较小,大大减少了对样品的消耗。
4. 灵敏度高:毛细管电泳法具有较高的灵敏度,可以检测到低浓度的化合物。
5. 耗材成本低:毛细管电泳法所需耗材较少,降低了实验成本。
6. 可自动化操作:毛细管电泳法可以与自动化系统结合,实现高效的分析操作。
三、毛细管电泳法在药物分析中的应用案例1. 药物纯度分析:毛细管电泳法可以用于药物样品的纯度分析,通过分离样品中的不同成分,判断药物的纯度和质量。
2. 药物代谢物分析:毛细管电泳法可用于药物代谢物的分析,快速准确地鉴定代谢产物,从而了解药物的代谢途径和转化情况。
3. 药物含量分析:毛细管电泳法可用于测定药物样品中的活性成分含量,为药物质量控制提供依据。
4. 药物相互作用研究:毛细管电泳法可以用于研究药物与其他化合物之间的相互作用,如蛋白质与药物的结合情况等。
总结:毛细管电泳法在药物分析中具有重要的应用价值。
其原理简单、分离效果好、分析速度快、灵敏度高、样品消耗低等优点使其成为了药物分析领域的重要手段。
毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的
含量测定
毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的含量测定
毛细管电泳又称高效毛细管电泳( High Performance Capillary Electrophoresis, HPCE) 是一种仪器分析方法。
通过施加10-40kV 的高电压于充有缓冲液的极细毛细管,对液体中离子或荷电粒子进行高效、快速的分离。
现在,HPCE 已广泛应用于氨基酸、蛋白质、多肽、低聚核苷酸、DNA 等生物分子分离分析,药物分析,临床分析,无机离子分析,有机分子分析,糖和低聚糖分析及高聚物和粒子的分离分析。
人类基因组工程中DNA 的分离是用毛细管电泳仪进行的。
毛细管电泳较高效液相色谱有较多的优点。
其中之一是仪器结构 简单(见图1)。
它包括一个高电压源,一根毛细管,紫外检测器及计算机处理数据装置。
另有两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液池。
high-v oltage
power supply Buffer
V ial
Buffer V ial Detector Recording dev ice
capillary
Electrode Electrode
图1 CE 仪器组成示意图
毛细管中的带电粒子在电场的作用下,一方面发生定向移动的电泳迁移,另一方面,由于电泳过程伴随电渗现象,粒子的运动速度还明显受到溶液电渗流速度的影响。
粒子的实际流速 V 是电泳流速度 Vep 和渗流速度 Veo 的矢量和。
即:
V = Vep + Veo (1)
电渗流是一种液体相对于带电的管壁移动的现象。
溶液的这一运动是由硅/水表面的Zeta 势引起的。
CE 通常采用的石英毛细管柱表面一般情况下(pH>3)带负电。
当它和溶液接触时,双电层中产生了过剩的阳离子。
高电压下这些水合阳离子向阴极迁移形成一个扁平的塞子流,如图2。
毛细管管壁的带电状态可以进行修饰,管壁吸附阴离子表面活性剂增加电渗流, 管壁吸附阳离子表面活性
剂减少电渗流甚至改变电渗流的方向。
图2电椮流流速轮廓
毛细管区带电泳(CZE)也称自由溶液电泳, 是HPCE中最基本也是应用最广的一种模式,它是基于分析物表面电荷密度的差别进行分离的。
实验中,在毛细管和电解池中充以相同的缓冲液,样品用电迁移或流体动力学法从毛细管一端导入,加入电压后,样品离子在电场力驱动下以不同的电泳速度迁移至检测器端,形成不连续的移动区带分离出来。
图3是不同电荷密度的阳离子到达检测端的信号。
操作电压、缓冲液的选择及其浓度和 pH 值、进样的电压和时间等都是CZE 操作的重要参量,合理优化选择柱温、分离时间、柱尺寸、进样和检测体积、溶质吸附和样品浓度等也将大大提高柱效。
CZE中还可通过改变电渗流的方向来选择分析待测的离子。
图3 不同电荷带点阳离子的迁移速度
本仪器的检测器是UV/vis。
UV/vis通用性好,是使用最广泛的一种检测器。
由朗伯-比耳定律:
A=lg(I
/I)(2)
式中,A为吸光度,I0为入射光强度,I为经检测物吸收后的透射光强度。
在固定的实验条件下,
A=K’c (3)
式(3)就是定量分析的基础。
定量方法可用标准曲线法等。
小内径毛细管限制了光吸收型检测器的灵敏度。
一般检测限不低于10-6mol/L。
本实验测定阿司匹林(乙酰水杨酸)为一常用解热镇痛药,自问世以来的近百
年里,一直是世界上最广泛应用的药物之一。
近年来,又被用于预防心血管疾病。
游离水杨酸是阿司匹林在生产过程中由于乙酰化不完全而带入或在贮存期间阿司匹林水解产生的。
水杨酸对人体有毒性,刺激肠胃道产生恶心、呕吐。
1 实验仪器与试剂
1.1 仪器
高效毛细管电泳(P/ACE MDQ),配有二极管阵列检测器、毛细管总长度L =50cm,有效长度 l=40.5cm、32 Karat软件控制仪器操作和数据采集(Beckman 公司,美国)、精密pH计(雷磁PHS-3C)、电子分析天平(AL204,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司METTLER TOLEDO)。
1.2 试剂
水杨酸(100 ug/ml)、苯甲酸(100 ug/ml)、0.1mol/L氢氧化钠、10 mmol/L
磷酸氢二钠-磷酸二氢钠(NaH
2PO
4
-Na
2
HPO
4
1:1缓冲溶液(NaH
2
PO
4
和 Na
2
HPO
4
各 5
mmol/L)pH 6.0)、乙醇、甲醇、阿司匹林肠溶片样品(规格:25mg,临汾宝珠制药有限公司)、二次蒸馏水。
2 方法与结果
2.1溶液配制
①20 ug/ml的水杨酸标准溶液:精密量取100 ug/ml水杨酸1ml至5ml容量瓶中,用蒸馏水定容;② 40 ug/ml的苯甲酸和20 ug/ml的水杨酸混合标准溶液:精密量取100 ug/ml水杨酸1ml和100 ug/ml苯甲酸2ml至5ml容量瓶中,用蒸馏水定容;③准确称取0.2001g样品,用乙醇溶解至25mL,用移液管取1ml 至5ml的容量瓶中,用二次水定容稀释5倍。
2.2 测定
将所有溶液(缓冲溶液,氢氧化钠,水,标准,样品)经微孔滤膜后装入小瓶中。
毛细管柱在使用前分别用0.1mol/L的氢氧化钠溶液冲洗3min,二次蒸馏水冲洗3min,缓冲溶液冲洗6min,在运行电压平稳6min。
以后每次进样前,均用氢氧化钠、水冲柱,在运行电压下平衡5min。
本实验采用点迁移进样(25KV、0.5pis)。
高端压进样,低端压检测,25KV的工作电压。
214nm检测波长。
2.3 方法
2.3.1 标准曲线
配制一系列乙酰水杨酸标准溶液。
在10mmol/L NaH
2PO
4
/Na
2
HPO
4
溶液(pH=6)
条件下运行各个溶液。
每种溶液分别运行三次,取平均值。
以谱图中峰面积为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
得到的线性回归方程为(峰面积:y( mV·s), 浓度:x( mg/mL)):y=A+Bx (r=0.9999),并得到线性范围。
2.3.2 精密度试验
一种标准溶液连续运行五次,考察迁移时间和峰面积的重现性。
迁移时间的相对标准偏差(RSD) <2%,校正峰面积的RSD 值为<5%。
2.4 结果记录分析
根据电泳的原理,苯甲酸的pKa=4.3水杨酸的pKa
1=2.98,pKa
2
=12.38缓冲溶
液的pH值为6.0,所以苯甲酸以分子形式存在的百分含量大于水杨酸的分子形式的百分含量,毛细管电泳的出峰顺序为带正电荷的大于中性分子大于带负电荷的,由表1可知单品水杨酸的出峰时间为12.6-12.8min,由表2可知混合标样中t=11.4min时的峰为苯甲酸的峰,t=12.6min时的峰为水杨酸的峰,用标准液出峰时间与未知浓度混合样品中出峰时间进行对比,从而确定混合样品中苯甲酸和水杨酸的峰。
依据外标定量法,按照已知浓度峰的积分面积之比折算未知浓度混合样品中
各个组分的浓度。
由A
标/A
样
=C
标
/C
样
求水杨酸及阿司匹林的含量。
水杨酸标准品
(20ug/ml)的峰面积为9971,阿司匹林中水杨酸的面积为6822 ,所以阿司匹林标准溶液中水杨酸的含量为13.68ug/ml。
所以0.2001g阿司匹林肠溶片中含水杨酸1.71mg。
3 讨论
高效毛细管电泳(HPCE)的分离选择性和分离效率主要取决于缓冲液的类型、酸度、浓度等,缓冲液添加剂、电压、温度等也有一定影响。
该实验对阿司匹林中的水杨酸、苯甲酸进行了分离研究,重点考察了缓冲液的酸度、浓度、电压等实验条件对分离的影响。
毛细管使用前依次用下列溶液冲洗0.1mol的氢氧化钠溶液冲洗3min,二次蒸馏水冲洗3min,缓冲溶液冲洗6min,进样时间20s。
在毛细管电泳中, 提高分离电压可以缩短体系分离时间, 但是在高电压下会由于焦耳热的影响,使溶质产生扩散现象, 从而降低毛细管电泳分离效率。
本实验选定工作电压为25KV。
毛细管电泳以其高效、快速、微量的优势,在药物分析中得到了广泛应用。
本实验采用毛细管电泳法测定了阿司匹林中水杨酸与乙酰水杨酸的含量简便、快速、准确。