艾里·亞爾買買提

摘要：主要介紹毛細(xì)管電泳技術(shù)及其發(fā)展，以及其在醫(yī)藥品分析中和食品安全分析中的應(yīng)用，并對(duì)今后的發(fā)展做了展望。

關(guān)鍵詞：毛細(xì)管電泳 分析 醫(yī)藥 食品安全

1.毛細(xì)管電泳技術(shù)

毛細(xì)管電泳(Capillary Electrophoresis, CE)又叫高效毛細(xì)管電泳(High PerformanceCapillary Electrophoresis, HPCE),是近年來發(fā)展起來的一類以毛細(xì)管為分離通道、以高壓直流電場為驅(qū)動(dòng)力,在毛細(xì)管中按其淌度或分配系數(shù)不同進(jìn)行高效、快速分離的新型分離分析技術(shù)。

1.1 毛細(xì)管電泳的發(fā)展

1981年Jorgenson和Lukacs首次使用內(nèi)徑75μm的熔融石英毛細(xì)管柱,利用電遷移進(jìn)樣和熒光檢測,在30 kV高電壓下進(jìn)行分離,獲得了高于40萬理論塔板數(shù)的分離柱效,這標(biāo)志著高效毛細(xì)電泳的誕生。1984年Terabe等建立了膠束毛細(xì)管電動(dòng)力學(xué)色譜。1987年Hjerten等建立了細(xì)管等電聚焦電泳。Cohen和Karger提出了毛細(xì)管凝膠電泳。在短短的幾十年里, CE方法發(fā)展速,已成為重要的分離分析手段之一,也是當(dāng)今分析化學(xué)和分析生物化學(xué)的前沿課題,在生命科生物工程、醫(yī)學(xué)藥物、環(huán)境保護(hù)、食品衛(wèi)生、商品檢驗(yàn)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。毛細(xì)管電泳具有多種分離模式,包括毛細(xì)管區(qū)帶電泳、膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜、毛細(xì)管等速電泳、毛細(xì)管凝膠電泳、毛細(xì)管等電聚焦和毛細(xì)管電色譜等,可滿足許多動(dòng)物性食品中復(fù)雜成分的分析要求。與高效液相色譜法(HPLC)相比, CE的分析時(shí)間較短,一般小于30 min;柱效高,一般可達(dá)每米幾十萬理論塔板數(shù);所需樣品量少,為納升級(jí)。除了不能和原子吸收及紅外光譜連接以外,其他類型檢測方法均已和CE實(shí)現(xiàn)了連接檢測。CE的優(yōu)點(diǎn)可概括為:高靈敏度,用紫外光或激光誘導(dǎo)熒光作為檢測器,前者檢測限可達(dá)10-13~10-15mol/L,后者則達(dá)10-19~10-21mol/L;高分辨率,其每米達(dá)幾十萬到幾百萬理論塔板數(shù);高速度,最快可在60 s內(nèi)完成;樣品少,僅需納升級(jí)的進(jìn)樣量;成本低,只需毫升級(jí)流動(dòng)相和價(jià)格低廉的毛細(xì)管。

2.毛細(xì)管電泳在醫(yī)藥品分析中的應(yīng)用

我國藥物殘留分析從20世紀(jì)50年代就開始應(yīng)用,通常包括分離和檢測兩個(gè)基本方面,其中樣品分離是核心,按分析過程可分為樣本前處理(提取、凈化、濃縮及衍生化)和測定兩個(gè)部分。目前,分析檢測方法主要包括生物測定法、薄層色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法、高效毛細(xì)管電泳以及近幾年發(fā)展起來頗受注目的免疫分析技術(shù)和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)、液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)等。從現(xiàn)在到將來相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi),色譜法、光譜法及其聯(lián)用技術(shù)仍是獸藥殘留分析技術(shù)的主流,并圍繞高分辨率和高靈敏度兩大精髓發(fā)展,以期能簡化分析過程,提高分析效能特別是多殘留分析能力,并降低成本。CE具有極高的靈敏度,特別適合進(jìn)行痕量分析,再加上CE對(duì)被分析成分的提取、純化及衍生等預(yù)處理沒有嚴(yán)格的要求,在食品分析方面的應(yīng)用日趨廣泛。CE已被應(yīng)用于獸藥中抗生素殘留、合成抗生素殘留及生長促進(jìn)劑的分析檢測。在食品分析中, CZE和MECC的應(yīng)用最為廣泛,已被用于牛奶、啤酒、谷物、蜂蜜和豬肉等食品中的農(nóng)藥殘留和抗生素殘留的測定。

3.毛細(xì)管電泳在食品安全分析中的應(yīng)用

食品添加劑是用于改善食品的品質(zhì)、延長食品保存期、便于食品加工和增強(qiáng)食品營養(yǎng)成分的一類化學(xué)合成或天然物質(zhì)。食品添加劑種類很多,由于食品添加劑本身具有某些毒性,其使用量受到了嚴(yán)格的限制,因此測定食品中添加劑的含量是食品分析的主要內(nèi)容之一。MEKC和CE被用于測定各種食品中的合成色素,如:檢測糖果、冰淇淋、蘇打飲料、果凍和牛奶飲料中的色素;Suzuki等用MEKC分離二級(jí)管陣列檢測技術(shù),分析了胭脂紅等6種食用合成色素; Waldron等采用CE分離激光脈沖熱光吸收檢測技術(shù)測定了防腐劑苯甲酸山梨酸和脫氫醋酸;利用MEKC,Thomp-son等同時(shí)分離和測定了無糖軟飲料和番茄醬中的山梨酸、苯甲酸、咖啡因、阿斯巴甜和甜蜜素;Stover用CZE檢測了酒和葡萄汁中的抗氧化劑。我們將毛細(xì)管電泳與柱端安培檢測聯(lián)用技術(shù)用于食品中2種抗氧化劑丁基羥基茴香醚(BHA)和沒食子酸丙酯(PG)的分析。當(dāng)檢測電位固定在0.70V時(shí),使用改進(jìn)的33μm微盤碳纖維工作電極,以磷酸鹽和硼酸鹽為分離緩沖液,樣品實(shí)現(xiàn)分離檢測。采用該技術(shù)我們成功地檢測了幾種餅干和食用油中的BHA和PG。

3.前景展望

目前,國內(nèi)外對(duì)食品安全越來越重視,幾乎每個(gè)國家對(duì)食品中獸藥殘留都有相關(guān)的限量規(guī)定。建立多種殘留檢測方法已經(jīng)成為國際殘留分析領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)。在常用分析檢測方法中,微生物檢定法操作步驟繁多,測定時(shí)間長,誤差較大;薄層色譜柱效低、重現(xiàn)性差;液相色譜和氣相色譜儀器分析方法樣品前處理及測定操作繁瑣,費(fèi)用高,不適宜大規(guī)模普查、監(jiān)控;其中氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用為目前獸藥殘留檢測成本最高的分析技術(shù)。CE以分析時(shí)間短、分離效率高、適應(yīng)性廣、檢測限低、進(jìn)樣量少、自動(dòng)化程度高和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等特點(diǎn)深受人們的重視。在1997年的全國第48屆分析化學(xué)與應(yīng)用光譜學(xué)會(huì)議上,毛細(xì)管電泳已被列為食品分析、飲食安全檢查等方面重點(diǎn)發(fā)展內(nèi)容之一。此外, CE具有多種分離模式,可滿足許多食品基質(zhì)中所含微量復(fù)雜成分的分析要求,分析的對(duì)象可以從飲用水到復(fù)雜的肉制品,分析的成分可以從簡單的金屬離子到蛋白質(zhì)等大分子。CE將在簡化樣本前處理、多殘留分析和分析自動(dòng)化方面發(fā)揮重要作用。但與氣相色譜和液相色譜等色譜方法相比仍存在一些不足,由于進(jìn)樣量太小,檢測靈敏度受到限制,某些物質(zhì)的定量分析不如液相色譜準(zhǔn)確。毛細(xì)管電泳/質(zhì)譜(CE/MS)可能是最好的解決辦法,該聯(lián)用技術(shù)充分利用了CE的高分離效率和MS的高靈敏度與定性鑒定能力,特別適用于復(fù)雜體系樣品的分離鑒定。對(duì)CE/MS的應(yīng)用國內(nèi)外也有相關(guān)報(bào)道。雖然CE/MS仍未能克服CE本身固有的缺陷,但隨著CE技術(shù)的不斷成熟以及CE/MS聯(lián)用技術(shù)的完善, CE/MS在生命科學(xué)、生物技術(shù)、食品分析、醫(yī)藥等各個(gè)分析領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更大的作用。◆

參考文獻(xiàn)：

1.高效毛細(xì)管電泳在中藥分析中的應(yīng)用，全亞君，2006

2.毛細(xì)管電泳在食品安全分析中的應(yīng)用，高英,向前，2007

作者單位:西北民族大學(xué) 化工學(xué)院05級(jí)制藥工程