第十六章药物质量控制中现代分析中的技术与方法

第十六章 药物质量控制中现代分析中的技术与方法

手性分离色谱

一、手性药物的现状 非手性药物（9）天然和半合成药物（556）单一异构体（537）手性药物（547）外消旋体（10）药物（1992）非手性药物（857）单一异构体（73）合成药物（1436）手性药物（579）外消旋体（506）

二、手性药物对映体的药效学差异 1. 治疗作用完全依赖一种异构体如：S(-)-α-甲基多巴 2. 药理作用差别不大如：异丙嗪 3. 药理作用类似，但反应强度有差别 4. 药理与毒理作用存在“质”的区别

二、手性药物对映体的药动学差异 1. 吸收 2. 蛋白结合 3. 代谢

三、手性药物拆分的高效液相色谱法分类 1. 间接法拆分对映异构体即衍生化试剂法（CDR） 2. 直接法拆分对映异构体 • 采用非手性固定相 • 手性固定相法（CSP） • 手性流动相添加剂法（CMP）

四、拆分原理： 为了使对映体转化为化学和物理性质不同的非对映体，就要提供一种手性源（ CDR），使待拆分的对映异构体（样品）、手性作用物（如固定相）和手性源之间形成一个非对映异构分子的络合物。三点手性识别模式

1. CDR (R) –SA → (R) –SE –(R) –SA (R) –SE+ (S) –SA→ (R) –SE –(S) –SA

柱前手性衍生化法：对映体混合物以手性试剂作柱前衍生化，形成非对映体，然后以常规（偶见手性）固定相分离。 对手性衍生化试剂的要求：高光学纯度。常用的手性衍生化试剂：羧酸衍生物类、胺类、异硫氰酸酯类、异氰酸酯类、萘衍生物类、光学活性氨基酸类、固相衍生化试剂。

手性衍生化特点： • 需要高光学纯度的手性衍生化试剂； • 反应繁琐费时； • 衍生化反应速率重现性较差 • 只需使用价格便宜、柱效较高的非手性柱 • 衍生化过程可同时纯化样品

柱前衍生化-反相高效液相色谱法 拆分酮洛芬对映异构体 S-()-酮洛芬 R-(-)-酮洛芬

酮洛芬对映体的柱前衍生化示意图 ＊＊

酮洛芬对映体的柱前衍生化方法 75℃ 1 h 二氯甲烷:乙醚 2:1 酮洛芬对照品溶液(1 mg/mL)0.1 mL 冷却至室温加入正己烷0.6 mL 二氯亚砜溶液 0.2 mL 加入2.0 mol/L H2SO4 0.5 mL 振摇吹干后加入S-NEA溶液0.2 mL 5 min 混匀吹干后溶解进样

色谱条件 • 色谱柱：Hypersil C18, 5  m, 1505.0mm ID， • 流动相：乙腈水-乙酸-三乙胺(55 : 45 : 0.1 : 0.02，v/v)， • 流速：1 ml/min, • 检测波长：254 nm

酮洛芬对映体衍生化物色谱图 S R 酮洛芬对映体衍生化物的保留时间为tR=7.3 min，tR=8.5 min，分离度为1.9

2. CSP 利用手性固定相与对映体消旋物相互作用，其中一个与手性固定相生成不稳定的短暂的对映体复合物，使两种异构体在色谱柱上的保留时间不同，从而得到分离。

常用的手性固定相： 1. Pirkle型固定相 2. 合成多聚固定相 3. 环糊精键合固定相

特点 • 适用范围广 • 制备分离方便 • 定量分析的可靠性高 • 价格昂贵

奈基乙脲键合硅胶柱拆分苏氨酸（A）和苯丙氨酸（B）的p-溴代苯甲酰胺衍生物对映体色谱图奈基乙脲键合硅胶柱拆分苏氨酸（A）和苯丙氨酸（B）的p-溴代苯甲酰胺衍生物对映体色谱图

3. CMP 将手性试剂添加到流动相中，利用手性试剂与药物消旋物中各对映体结合的稳定常数不同，以及药物与结合物在固定相上分配的差异，实现对映体的分离。

常用的手性添加剂： 1. 配基交换型手性添加剂 2. 手性离子对络合剂 3. 环糊精添加剂

特点 • 可采用普通的非手性固定相 • 不需对样品进行衍生化 • 手性添加物的可变范围较宽

五、应用1．对某些手性药物进行对映体的纯度检查；2．生物体液中药物对映体的分离分析研究可探索血药浓度与临床疗效的关系；3．在研制手性药物过程中，可分别评价单个对映体的效价、毒性、不良反应、药动学性质；4．必要时，可进行手性药物对映体的制备分离（或拆分）。五、应用1．对某些手性药物进行对映体的纯度检查；2．生物体液中药物对映体的分离分析研究可探索血药浓度与临床疗效的关系；3．在研制手性药物过程中，可分别评价单个对映体的效价、毒性、不良反应、药动学性质；4．必要时，可进行手性药物对映体的制备分离（或拆分）。

高效毛细管电泳 （HPCE）

HPCE是经典电泳技术与现代微柱分离相结合的一种快速、高效的液相分离技术。具有以下特点： 1. 高效 2. 高速 3. 微量 4. 低消耗

数据处理系统 检测器毛细管恒温系统毛细管高压电源 (－) （+）缓冲液缓冲液/样品毛细管电泳装置示意图

（一）基本原理： v = veo+ vep = (μeo+μep)E veo：电渗流速度 μeo：电渗流淌度 vep：电泳流速度 μep：电泳流淌度 E：电场强度

－－－ + + － + + － + + + + －－ + + － + －－ + － + + + － + + － + + － + + － + + － + + － + － (－) (+) 电渗的产生

－ + - + - － + - - + - + － - + - + － + - - + － - + - + －－ + - － - + - + － - + －－ - + －－－－－－－ (－) (+) 毛细电泳中不同组分的迁移示意图

（二）主要分离模式 1. 毛细管区带电泳（CZE） 2. 胶束动电毛细管色谱（MECC） 3. 毛细管凝胶电泳（CGE） 4. 毛细管等电聚焦（CIEF）

毛细管区带电泳 最基本、最广泛的分离模式。适用于所有具有不同淌度的荷电粒子的分离，但不能中性物质及质荷比相同的组分。

2. 胶束动电毛细管色谱 用离子胶束溶液代替简单的缓冲溶液，使中性组分可按其疏水性的不同及在两相间的分配系数的不同而分离。采用手性分配相，可用于手性化合物的分离。

3. 毛细管凝胶电泳 凝胶的网络结构对溶质具有分子筛的作用，可分离质荷比相同但分子大小不同的组分。在分子生物学和蛋白质化学上有着十分广泛的应用。

E B B F A B A D F C C A B A A E D D D E A E D C C E B B AA BB CC DD EE FF AA BB CC DD EE FF 4. 毛细管等电聚焦根据蛋白质的等电点不同而进行分离。低 pH梯度高

应用： 1. 监测药物生产过程如：监测青霉素发酵液中有关物质的量

青霉素发酵液的高效毛细管电泳图 1. 青霉素G钠；2. 6-APA ；3. 对羟基苯乙酸； 4. 邻羟基苯乙酸；5. 苯乙酸

2. 中药成分分析 如：黄酮及其甙类分析

黄芩中6种黄酮类成分的 胶束电动毛细管色谱分离图 1.汉黄芩甙；2. 黄芩素；3.黄芩甙；4. 千层子素；5. 汉黄芩素；6.内标水杨酸；7.白杨素

3. 手性拆分 4. 体内分析

质谱法及其应用 真空系统进样系统离子源质量分析器控制和数据处理系统检测器

阴极电子束离子试样蒸汽 x y V z 加速电压阳极一、离子源及离子化技术 1、EI（电子轰击离子化）电子轰击质谱示意图

优点： 灵敏度高，有丰富的碎片离子信息和成熟的离子开裂理论，是结构分析、鉴定的有力手段；重现性好，有标准图谱，可以通过谱库检索对未知物进行结构鉴定。 • 缺点：样品须汽化后才可离子化 • 适用化合物：易挥发、热稳定化合物。

2、CI（化学离子化） 软电离技术 • 优点：可以得到较强的准分子离子峰，有利于分子量的测定 • 缺点：样品须汽化后才可离子化 • 适用化合物：易挥发、热稳定化合物

3、FAB（快原子轰击离子化）软电离技术 • 优点：样品不须汽化；既给出化合物的分子量信息，又给出结构信息。适用范围广，仪器商品化较早，普及率高。 • 缺点：重现性差，灵敏度较EI低。 • 适用化合物：极性、高分子量、非挥发性及热不稳定化合物。

+ + + + + 质量分析器原子束二次离子束样品靶快原子枪快原子轰击质谱示意图

4、MALDI（基质辅助激光解吸离子化） 软电离技术 • 优点：通常只给出分子离子峰（或准分子离子峰）。 • 适用化合物：蛋白质、多肽、寡核苷酸等生物大分子

5、API（大气压离子化） 软电离技术（1）ESI（电喷雾离子化） • 特点：能够产生多电荷离子。 • 适用化合物：对生物大分子及其他分子量大的化合物的分析较有利。

－－＋－ + + －－ + + + －－－－－－ + + + + － + + － + － + －－－－＋随液滴蒸发，电场加强，离子向表面移动毛细管 + 4kV 含离子的液滴离子从表面蒸发离子蒸发机理

第十六章 药物质量控制中现代分析中的技术与方法