（分析化学专业论文）微乳毛细管电动色谱同时分离水溶性和脂溶性维生素.pdf

摘要 摘要 维生素是维持机体正常生长的必不可少的化合物 对人体和动物的生理活动有非常重 要的作用 可以分为水溶性维生素和脂溶性维生素 微乳毛细管电动色谱 m e e k c 可以同 时分离分析水溶性和脂溶性的物质 本论文的研究主要基于m e e k c 的分析测定技术 建 立快速分析脂溶性物质的新型微乳体系 并建立快速分析水溶性和脂溶性维生素的 m e e k c 的方法 本文分为以下四部分 第一部分 对各种维生素进行了简介 对电化学分析法 分光光度法 荧光光度法 高效液相色谱法 毛细管电泳法等各种分析方法在维生素测定中的应用进行了综述 并介 绍了m e e k c 法的基本原理 影响其分离的因素以及应用 第二部分 在m e e k c 经典微乳体系的基础上进行了改进 建立了新型微乳体系 旨 在解决m e e k c 分析脂溶性物质时间太长的问题 而解决问题的关键是减少离子表面活性 剂十二烷基硫酸钠 s d s 的用量 为了减少s d s 的用量 又能保证微乳体系的稳定性 同 时具备足够的分离效率 本文采用了两种方式改进微乳体系 一 采用非离子表面活性剂 与s d s 复配 二 大幅度增加助表面活性剂 研究表明 两种体系均能使脂溶性物质分析 速度加快 但前者分离效率不如后者 大量的助表面活性剂使微乳粒子变得松散 有利于 脂溶性维生素在油相和水相之间的进出 缩短了脂溶性物质的分离时间 提高了分离效率 第三部分 维生素a d 3 e 是三种最常见的脂溶性维生素 利用新型微乳体系 建 立了m e e k c 快速分析脂溶性维生素a d 3 e 的方法 该微乳液的组成为 1 2 彤7 叻s d s 2 1 功正丁醇 1 8 功乙腈 0 8 助7 叻正己烷 2 0m m 0 1 l p h 8 4 h 3 8 0 3 n a 2 8 4 0 7 缓冲液 该微乳体系中 助表面活性剂正丁醇和有机溶剂乙腈对脂溶性维 生素的分离起到了重要的作用 当分离电压为2 5k v 柱温为2 5 时 维生素a d he 在1 3m i n 内达到基线分离 三种脂溶性维生素的迁移时间和峰面积的r s d n 5 小于2 5 和4 5 维生素a d 3 e 分别在2 0 1 0 0 0 朋r m l 5 l o o o m l 5 1 0 0 0 艘r m l 范围内 与峰面积呈线性关系 检出限 影胪3 分别为1 2 0 7 2 o 2 9 咖l 该体系直接应用于市 售维生素e 胶囊的测定 测定结果与标示值相符 第四部分 利用该微乳体系对1 3 种脂溶性维生素和水溶性维生素进行了快速分析 该微乳体系中 微乳体系中缓冲溶液的p h 和浓度以及正丁醇和乙腈的用量分别对水溶性 维生素和脂溶性维生素的分离起到了重要的作用 当分离电压为2 5k v 柱温为2 5 时 1 3 种维生素在3 0m i n 内达到基线分离 表明该m e e k c 是一个快速 简单的分离测定脂 溶性维生素和水溶性维生素的有效方法 该体系适用于市售多维维生素片的测定 准确性 高 灵敏度好 各种维生素的回收率在9 7 1 0 5 之间 除了维生素c 样品测定值与药 品标示值相符 该m e e k c 方法适用于维生素相关药物制品的质量控制 具有应用前景 关键词 微乳毛细管电动色谱 m e e k c 维生素 微乳液 a b s t r a c t a b s t r a c t v i t a m i n sa r eab r o a dg r o u po fo 玛a m cc o m p o u n d st h a ta r em i n o r b u te s s e n t i a l c o n s t i t u e n t s o f f o o dr e q u i r e df o rm en o r m a lg r o 矾h s e l f m a i n t e n a n c ea n dm n c t i o n i n go fh u m a na n da n i m a l b o d i e s t h e s ec o m p o u n d sc a nb ec l a s s i f i e di n 锄 om a i ng r o u p s w a t e r a n df 缸一s o l u b l ev i t 锄i n s m i c r o e m u l s i o ne l e c t r o k i n e t i cc h r o m a t o g r a p h y m e e k c i sa 1 1e l e c t r o d r i v e ns e p a r a t i o n t e c h n i q u e t h et a r g e to ft h ep r e s e n tw o r k w a st os e p a r a t ew a t e r a n df a t s o l u b l ev i t 锄i n s s i m u l t a n e o u s l yb ym e e k c w i t h i nas h o nt i m e t h et h e s i sm a i n l yi n c l u d e st h ef o l l o w i n gf o u r p a r t s 1 t h ea n a l y t i c a lm e t h o d sf o rd e t e m l i n a t i o no fv i t 啪i n s v e r er e v i e w e di nt h i sp a r t a n dm e a d v a n t a g ea i l dd i s a d v a n t a g eo ft h e s ed i f e r e n ta n a l y t i c a lm e t h o d sw a sd i s c u s s e d t h ep r i n c i p l e t h ei m p o r t a n tf a c t o r sa n dt h ea p p l i c a t i o n so fm e e k ci nv a r i o u sf i e l d sw e r ea l s os u m m a r i z e d e s p e c i a l l y t h e 印p l i c a t i o n si na i l a l y s i so fv i t 锄i n s p h 栅a e c u t i c a l n a t u r a lp r o d u c t sa n d e n v i r o 啪e n t a la n a l y s i s 2 b a s e do nt h ec o m m o ns d sm i c r o e m u l s i o ns y s t e mu s e di nm e e k c t h en o v e l m i c r o e m u l s i o ns y s t e m sw e r es t u d i e dt os h o r t e na n a l y s i st i m ef o rf 缸 s o l u b l ea n a l y t e s s i n c el o w s d sc o n c e n t r a t i o nc o u l ds p e e dm i g r a t i o no fm ea n a l y t e sd u et od e c r e a s eo fb a c k w a r d e l e c t r o p h o r e t i cm o b i l i t yo fm i c r o e m u l s i o nd r o p l e ta n di n c r e a s eo f e l e c t r o o s m o t i cn o w e o f i t i st h ek e yt ol o w e rs d sc o n c e n t r a t i o n a sw e l la st oe n s u r em es t a b i l i t yo fm i c r o e m u l s i o n s y s t e m s i nt h i sp a r t t w os c h e m e sw e r e 印p l i e dt os o l v et h ed i m c u l t n o n i o n i cs u d a c t a n t t o g e m e rw i m s d sc o n s t i t u t e dm i x e ds u r f a c t a n t su s e di nm i c r o e m u l s i o nt ol o w s d sc o n t e n t o n t h eo t h e rh a n d al o to f1 b u t a n o lw a sa d d e dt oh e l pr e d u c et h et e n s i o nb e 帆e e nt w ol a y e ro fo i l a n dw a t e r s t a b i l i z et h em i c r o e m u l s i o ns y s t e m e x p e r i m e n t a l r e s u l t ss h o w e dt h e s et w om e t h o d s c o u l ds h o r t e nt h ea n a l y s i st i m e a 1 1 dt h el a t t e rh a sm o r es e p a r a t i o ne m c i e n c y t h e r e f 0 r e t h e n o v e lm i c r o e m u l s i o nh a sp o t e n t i a lt os o l v et w od i 衔c u l t i e so f1 0 n gm i g r a t i o nt i m ea i l dp o o r r e s o l u t i o n 3 t h en o v e lm i c r o e l u s i o ns y s t e mw a sa p p l i e dt or a p i dd e t e 肿i n ef a t s o l u b l ev i t 锄i n sa d 3 a n dew i mm e e k c t h em i c r o e m u l s i o nc o n s i s t e do f1 2 删聊s d s 21 功1 b u t a n o l 18 功a c e t o l l i t r i l e 0 8 助7 叼n h e x a j l ea n d2 0m mb o r a xb u 虢r p h8 4 t h em r e e a n a l y t e sw e r eb a s e l i n es e p a r a t e dw m n 1 3m i na t2 5k va n d2 5 t h er s dv a l u e s n 5 o f m i g r a t i o nt i m ea n dp e a ka r e ao f t h ea n a l y t e sw e r e1 e s st h a n2 5 a n d4 5 s h o w i n gh i g h r e p r o d u c i b i l i 吼g o o dl i n e a rr e l a t i o n sb e t w e e np e a ka r e a sa n dc o n c e n t r a t i o n so fa n a l y t e sw e r e e s t a b l i s h e di nt h er a n g eo f2 0 l0 0 0 g m lf o rv i t a m i na 5 1o o o g m lf o rv i t 锄i nd 3 a n d 5 一l0 0 0 g m lf o rv i t 锄i ne t h ed e t e c t i o nl i m i t s s 协厂 3 w e r e12 m l 0 7 2 m l o 2 9 g m lr e s p e c t i v e l y t h i sm e t h o dh a sb e e ns u c c e s s 如l l ya p p l i e df o ra n a l y s i sc o m m e r c i a lv i t a m i n c a p s u l e s t h ed e t e m i n a t i o nr e s u l t sw e r ea c c o r d e dw i t ht h ed e c l a r e di nt h el a b e i 4 ar 印i d r e l i a b l ea 1 1 dr e p r o d u c i b l em e t h o db a s e do nm e e k cf o rs i m u l t a n e o u s d e t e n n i n a r t i o no ft h i r t e e nk i n d so fw a t e r a n df a t s o l u b l ev i t a m i n sh a sb e e nd e v e l o p e di nt h i s w o r k t h en o v e lm i c r o e m u l s i o ns y s t e mc o n s i s t i n go f1 2 肜叨s d s 2 1 功1 一b u t a n o l 1 8 功a c e t o n i 埘1 e o 8 w 叻n h e x a n e 2 0m m b o r a xb u 仟e r p h8 7 w a sa p p l i e dt o i m p r o v es e l e c t i v i 够a n de f f i c i e n c y a sw e l la ss h o i r t e na n a l y s i st i m e a c e t o n i t r i l ea st h eo r g a n i c s o l v e n tm o d i f i e r p ho ft h em 皿i n gb u 髓ra 1 1 d1 b u t a n o la st 1 1 ec o s u r f a c t a n tp l a y e dt h em o s t a b s t r a c t i m p o r r t a n tr 0 1 e sf o rs e p a r a t i o no ft h ef a t s o l u b l ev i t a m i n s w a t e r s o l u b l ev i t 锄i n sa n d s t a b i l i z a t i o no fs y s t e m r e s p e c t i v e l y t h e13w a t e r a n df a t s o l u b l ev i t a m i n sw e r eb a s e l i n e s e p a r a t e dw i t h i n3 om i n t h es y s t e mw a sa p p l i e dt od e t e m l i n eo fw a t e r a 1 1 df a t s o l u b i ev i t 锄i n s i nc o m m e r c i a lm u l t i v i t 锄i np h a r m a c e u t i c a lf o m l u l a t i o n g o o da c c u r a c ya n dp r e c i s i o nw e r e o b t a i n e dw i t hr e c o v e r i e sb e t w e e n9 7 a n d10 5 a c c e p t a b l eq u a n t i t a t i v er e s u l t sc o r r e s p o n d i n g t ol l b e lc l a i me x c e p tv i t 锄i nc k e y w o r d s m i c r o e m u l s i o ne l e c t r o k i n e t i cc h r o m a t o g r 印h y m e e k c v i t a m i n m i c r o e m u l s i o n i l i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果 也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料 与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 签名 日期 加砑 石 胆 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留 使用学位论文的规定 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘 允 许论文被查阅和借阅 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存 汇编学位论文 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签 名 拿墨塑 导师签名 日 期 绪论 1 1 维生素简介 1 绪论 维生素也称维它命 t 锄i n 是动物体和人类生命活动 生长 健康和繁殖等机能 所 必需的一类物质 它可以促进主要营养元素 蛋白质 脂肪 碳水化合物等 的合成和降解 从而控制代谢 维生素的种类很多 通常按照其溶解性分为两大类 水溶性维生素和脂溶 性维生素 水溶性的维生素主要包括维生素b 族和维生素c 族 脂溶性维生素易溶于大多数 有机溶剂 在食物中常与脂类共存 脂类吸收不足时 生物体对这些维生素吸收办减少 常见的脂溶性维生素有维生素a d e k 等 维生素本身为低分子量有机化合物 不能在体内合成 有的即使可以合成 其合成量 也难以满足机体生理过程的需要 必须由外界供给 当机体从外界摄取的维生素不能满足 其生命活动的需要时 就会引起维生素缺乏症 导致新陈代谢功能的紊乱 生命体会生病 甚至死亡 例如 维生素c 缺乏会导致坏血病 维生素b 5 缺乏会导致癫皮病等 与我们熟 悉的三大营养物质蛋白质 脂肪和碳水化合物不同 维生素虽然参与体内能量的代谢 但 本身并不含有能量 所以补充维生素不会导致通常所说的营养过剩 也不会引起肥胖 维 生素c 族和b 族等水溶性维生素因为很容易随尿排泄掉 不能在体内蓄积 所以很难引起中 毒 除非吃太大的量 例如是正常需要量的l o o 倍 维生素过多可以引起中毒反应 表现出 相应的症状 特别是维生素a d k 等脂溶性维生素 因为能够在体内日积月累地蓄积起 来 更容易引起维生素中毒病症 l 2 j 维生素常作为强化食品的添加因子 它广泛存在于谷类 果蔬 肉禽及蛋类等加工品 中和各种维生素营养品中 因此 维生素的检测对食品 饲料 药品 营养品等领域都有 非常重要的意义 本论文主要研究以下维生素的分离以及测定 脂溶性维生素a d 3 e 水溶性维生素b l b 2 b 3 b 6 b 5 b 1 2 以及维生素c m h p p 各种维生素的化学 结构式见表1 1 1 2 维生素分析现状 维生素的结构复杂 分析测定困难 多年来许多科学家致力于其分析测定的研究 取 得了很大的进展 研究了不少有用的方法 有关维生素的测定方法主要有 电化学法 分 光光度法 荧光光度法 高效液相色谱法 毛细管电泳法等 1 2 1 电化学法 电化学法可用于还原性物质的测定 6 邶 已用于维生素c b 1 e 等的测定 汪瑗等 6 用库仑测定法测定了维生素c 金利通等 7 1 用n 撕o n 甲基紫精修饰电极 以牛血清蛋白和 戊二醛为交联剂 将维生素c 氧化酶固定在电极上 制成维生素c 氧化酶的生物传感器 可 测定人体血清中的维生素c a m yec 1 0 u g h 1 0 1 在固定玻璃碳电极上对维生素e 进行氧化 然 江南人学硕f j 学位论义 后测其电流 从而求得浓度 该方法虽然快速 但灵敏度低 表1 1 维生素结构式 t a b l e1 1s t r u c t u r eo ft h es t u d i e dv i t a m i n e s 维生素化学名结构式 b l 硫胺素硫氰酸盐 心c 代早叫驯 c n s 一 h 2 0 b 1 2 氰钴胺 蜊 鲇专 b b 2核黄素四丁酸酯 c h c o o c h o i c h c o o c h j i 9 h 2 篡取绺 b 6 盐酸吡哆醇 拶邺h h c i m 叶酸 心n 串k h 仑c o n h h o o c c h 2 c h f 一午一c o o h 2 绪论 续表1 1 p p 煳酰胺 磅 c o n h 2 b 5d 泛酸钙o h l h o 洲2 叫洲3 圹 f c o n c h 2 玲o o o h b 3泛酸 早h o h c o nh c h 2 c h 2 c o o h h 3 c 一9 一c h 3 c h 2 0 h h 生物素 卅详髯 c 抗坏血睃 酣 hc i o h a 视黄醇 c 三三 一c h 2 h d 3胆骨化醇 e 生育酚 h 咎一蠢 电化学法具有选择性好 灵敏度高 响应快 仪器和操作简单等优点 但测定结果的 重现性受电极性能 温度及环境介质的影响较大 需要严格控制实验条件才能保证结果的 准确度 而且该法只适用于单一维生素的测定 江南人学硕 l 学位论文 1 2 2 分光光度法 分光光度法是维生素测定的一种基本方法 维生素b 卜b 2 b 6 b 2 等都分别可以用分 光光度法测定 l 其中最常用的是紫外分光光度法 随着现代分析仪器的发展和电子计算 机的应用 用分光光度法可不经分离直接测定混合物的组分 既可用于杂质检查 又可用 于复方制剂的含量测定 另外 导数光谱法可以提高测定的选择性 实现不分离即可同时 测定多组分的目的 这是导数光谱法的优越之处 目前应用导数光谱法测定混合物中维生 素e 的报道已经较多 包括导数光谱法 二阶导数光谱法和三阶导数光谱法等 1 2 l 引 分光光度法具有操作简便 快速 取样量少等优点 但是样品前处理一般较复杂 干 扰比较严重 测定结果偏高 而且难以找到一种显色剂能同时测定多种维生素 因此不适 用于多种组分的同时测定 而且分光光度法测定维生素混合物时 由于被测物质的紫外光 谱严重重叠 需要使用化学计量学方法处理 不能被广泛采用 1 2 3 荧光光度法 荧光光度法是一种重要且有效的光谱手段 1 4 16 j 至今 各式各样的荧光分析仪相继问 世 不断朝着高效 微量 痕量和自动化的方向发展 应用范围遍及工业 农业 医药卫 生 环境保护等领域 目前荧光光度法用来测定维生素的文献报道 主要是利用氧化剂将 维生素氧化 再与反应试剂发生缩合反应 生成杂氮环缩合产物 用荧光光度法来测定 维生素b 2 1 4 本身为荧光物质 b 1 1 5 在碱性介质中氧化也可产生强荧光 硫胺荧光 可以用 荧光法测定 荧光光度法具有灵敏度高 专属性强的特点 但线性范围较窄 故适合维生素的含量 较低时的测定 分子荧光法的样品预处理也很复杂 在对多维片和维生素强化食品进行多 种维生素的检测时 会给定量分析带来一定的困难 1 2 4 高效液相色谱法 目前 利用高效液相色谱法 h p l c 测定水溶和脂溶性维生素的报道已有很多 l 7 2 4 i 钱 疆 2 l j 等人采用电化学安培检测器测定了3 种脂溶性的维生素 维生素a d 3 e 并指出电 化学检测同紫外检测相比 检测限更低 灵敏度更高 抗干扰能力更强 h p l c 法因具有分离效果良好 快速 灵敏度高等优点 己经被广泛地应用于多种维 生素的同时测定 h p l c 法样品前处理简单 样品用量少 分离速度快 但是常规h p l c 法 在维生素分析中大多数仅限于几种同族维生素的同时测定 不能同时测定水溶性维生素和 脂溶性维生素 3 j 而且h p l c 分析维生素时 一般使用w e r 公司专制的p i c b 离子对试剂 价格昂贵 对色谱柱及泵损害大 不适合作为常规分析方法 1 2 5 毛细管电泳 毛细管电泳 c e 是2 0 世纪8 0 年代发展起来的一种高效 快速 微量的新型分析技术 4 绪论 它是荷电粒子以电场为驱动力 在毛细管中按其淌度或 和 分配系数不同而分离的新方法 胶束毛细管电动色谱法 m e k c 是电泳技术和色谱技术巧妙结合的分离技术 是将离子型 表面活性剂加入到缓冲液中 在临界胶束浓度以上形成胶束作为分离的载体 被分析物在 流动相与假固定相 胶束 之间进行分配 m e k c 能同时分离中性物质和荷电物质 是研究 较多并应用较广的一种c e 方法 m e e k c 是在胶束电动色谱基础上发展起来的一种c e 新技 术 总体来说 m e e k c 与m e k c 相比 两者最大的区别是前者的分析窗口要大得多 对脂 溶性物质具有更高的增溶能力 2 5 1 c e 在同时测定b 族维生素方面也得到了广泛应用 2 5 3 1 1 严健 2 7 1 等采用o 0 2m o l l 的硼 酸盐溶液作为缓冲液 毛细管5 0 m 5 0c m 检测波长2 0 0 衄 对复合维生素b 片中的维生 素b 1 维生素b 2 及烟酰胺进行了测定 邓光辉 2 8 等采用c e 一电导检测法同时分离 测定了 复方维生素b 片4 种维生素的含量 采用4 0m m o l lt r i s 2 4m m o l lh 3 8 0 3 p h 8 o 的缓冲液 中加入0 3 0m m o l l 十六烷基三甲基溴化胺 c t a b 所测组分在1 5m i n 内得到良好的分离 c e 法没有泵输运系统 成本相对要低 且可通过改变操作模式和缓冲液成分对极广泛 的对象进行有效的分离 概括起来c e 的特点为 高灵敏度 高分辨率 快速 低成本 低 消耗 低污染 因此c e 在许多领域中已成为重要的分析手段 1 2 6 其它方法 除以上方法之外 维生素的测定方法还包括化学滴定法 微生物分析法 化学发光法 流动注射法等 4 5 1 3 微乳毛细管电动色谱法 m e e k c 可以同时分离分析水溶性 脂溶性 带电 不带电的物质 它所分离物质的 极性范围很宽 与m e k c 相比 m e e k c 中微乳液的组成更为复杂 影响其分析效果的因 素也就更多 表面活性剂 油相 助表面活性剂和缓冲液的类型 浓度 p h 等都会影响 m e e k c 的选择性 1 3 1m e e k c 分离机理 在m e e k c 的分离过程中 由于分析物的疏水性不同 其与微乳液滴的亲和作用也不 同 分析物的脂溶性越强 和微乳液滴的亲和作用就越强 迁移时间也越长 s d s 是m e e k c 中最常用的阴离子表面活性剂 它分布于微乳液滴表面使其带负电荷 在电场力作用下 微乳液滴的电泳方向与e o f 的方向刚好相反 但是由于电渗流 e o f 的速度大于微乳液滴 的电泳速度 毛细管中的微乳液滴仍能以一定速度向负极移动 带正电的物质和微乳表面 的负电荷有离子对相互吸引作用 带负电的物质和微乳液滴表面的负电荷有相互排斥作 用 中性物质和微乳液滴表面的活性剂没有电荷相互作用 其分离机制就是受e o f 驱动下 的色谱分配过程 如果完全不被微乳粒子保留 它将会随e o f 一起流出毛细管 若完全被 微乳粒子保留 则它就会随微乳液滴流出毛细管 m e e k c 中各种分析物 由于它们在微 乳相与水相中的分配差异 加之由于它们的荷电与尺寸差异性 表现出不同的表观迁移速 度 尤其是电中性分子便以比e o f 速度小而较微乳电泳速度大的速度运动口 m e e k c 的时 白j 窗口口 即分析窗口 是指e o f 的时间和微乳液滴流出毛细管的时 日j 区域 在m e e k c 中 不保留溶质随水相以e o f 速度流出 其出峰时间定义为如 通常用 甲醇 己腈等小分子中性物质来表征 而微乳液滴由于带负电 在电场的作用下进行自负 极向正极的电泳行为 由于电渗流速度丈于微乳液滴电泳速度 微乳液滴仍阻一定的速度 向负极移动 其流出时间定义为h 一般用菲 十二烷基苯等强疏水物质来表征微乳液滴 的迁移时间 般定义微乳液滴表观迁移时问f m c 和e o f 时间如之差 叩h 如为m e e k c 时问窗口 也有文献定义时问窗口为 o 或 f m c f o f 0 时间窗口代表了m e e k c 分析的峰 容量 中性溶质的迁移时间 总是在幻和 之 自j m e e k c 分离效率与分辨率也与时问窗 口成正相关 m e e k c 是一种具有更广泛适用性的分离叶1 性分子的方法 由于微乳的增溶作用 它 对试样的选择范围更为广泛 一些难溶于水的有机化合物也可以用m e e k c 来分离分析 而分离时间窗口的增大 更加适用于多组分复杂体系的分析 图1 1 为m e e k c 的分离机 理图 132 影响m e e k c 分离的因素 通过改变微乳液的纽成 可以控制m e e k c 的分离度等重要参数 而微乳液是一个多 纽分体系 这就使m e e k c 的 t 调因素更多 例如 表面活性剂的类型和浓度都会影响到 微乳液滴的大小以及荷电量 助表面活性剂和缓冲液的类型 浓度也会若影响瑚阻k c 对 分析物的选择性 p h 会影响e o f 的大小 方向以及荷电分析物的荷电量 油桐类型和浓 度 温度都会影响分析物的分配系数和选择性 选择合适的微乳体系是实现m e e k c 有效 分离的最主要因素 舀 遗融 v e 錾 渺 零 h 图1 1m e e k c 的分离机理 f i g1 一ls c h t i co n h e 神p a n t l o p r i n c i p l 巧 f m e e k c 6 绪论 1 3 2 1 表面活性剂 表面活性剂的种类及其浓度对m e e k c 具有举足轻重的作用 33 1 它对微乳液滴的大小 带电量 离子对作用都有显著影响 一般常用的离子表面活性剂为s d s c t a b 十四烷 基三甲基溴化铵 t t a b 5 l 聚氧乙烯月桂醚 b r i j 3 5 5 6 聚氧乙烯硬脂醚 b r i i 7 6 等非离 子型表面活性剂和丁二酸二异辛酯磺酸钠 a o t 4 0 等双子表面活性剂也被用到m e e k c 中 非离子表面活性剂由于不带电荷 微乳液滴的表观迁移速率变大 表观迁移时间缩短 导致溶解在油核中的脂溶性成分的迁移速率变快 m e e k c 分离的选择性也变差 随着表面活性剂 s d s 浓度的增加 微乳液滴的电荷密度会增加 其稳定性会增强 油相对脂溶性成分的增溶作用会增强 分离的选择性会发生改变 同时缓冲液离子强度的 增加会导致e o f 减小 分析时间延长 但较高的离子强度也会限制高电压的使用 3 4 通 常s d s 的典型浓度为3 3 肜聊 也有报道s d s 浓度为1 2 肜聊 2 5 1 但s d s 浓度过低 会导致微乳液分层 使微乳体系的稳定性下降 影响其在m e e k c 中的使用 t t a b 或c t a b 是常用的阳离子表面活性剂 它在形成带正电的微乳体系的同时使得体系的e o f 反向 采 用反向电压 它可以消除带正电荷的分析物与s d s 的离子对效应的影响 1 3 2 2 助表面活性剂 助表面活性剂对分离效果有明显的影响1 4 1 1 最常用的助表面活性剂是正丁醇 异丙 醇也经常被使用 g a b e l j e n s e n 等 4 2 j 用正丙醇 乙醇 四氢呋喃 乙酸乙酯代替正丁醇对 辅助表面活性剂进行了研究 结果表明助表面活性剂对分离的选择性有很大影响 另外 异戊醇 丙二醇等也可用作辅助表面活性剂 g o n gs u x u a n 等 4 3 发现异丙醇可以提高分析 物的选择性 洪利娅m j 等证明采用正丁醇作助表面活性剂对吉他霉素组分的分离效果不够 理想 而改用异丙醇作助表面活性剂时 分离度则得到大大改善 1 3 2 3 油相 常用的一些油相有正辛烷 正庚烷 正己烷 乙酸乙酯等 研究表明 油相的种类对 分析物的分离结果的影响不大 4 5 j 下辛烷 j 下庚烷 j 下己烷这3 种j 下构烷烃中 正辛烷和 s d s 一起使用时符合匹配原则 重现性较好 2 5 m 州as 等 4 6 用乙酸丁酯代替正辛烷进行 m e e k c 分离 并比较了油相的类型对分离结果的影响 指出乙酸丁酯在形成微乳时 可 以减少s d s 的用量 缩短维生素的分析时间 此外 还有一些有机相 例如二乙基醚 环 己烷 氯仿 正辛醇等也曾被用作油相应用于m e e k c l 3 2 1 1 3 2 4 有机溶剂 加入一定量的有机溶剂有利于提高脂溶性物质的溶解度 改善峰形 减小拖尾 4 4 1 但 是过多的有机溶剂会导致微乳液分层 对于不同有机添加剂 其最高使用浓度不同 甲醇 乙腈 异丙醇是常用的有机添加剂 薄涛i 4 4 j 等在分离山梨酮类化合物时将甲醇 乙腈 异 丙醇 四氢呋喃加入微乳体系中 考察了有机溶剂对m e e k c 分离的影响 发现缓冲液中 添加乙腈不仅会影响分析物的分离度 还会影响物质的迁移顺序 p e d e r s e n b j e r g a a r ds t i g 等f 4 7 j 考察了不同体积分数的乙腈 甲醇 异丙醇对维生素提取液分离结果的影响 结果显 示2 0 功的异丙醇有利于提高分析物的分辨率 达到了最好的分离效果 1 3 2 5p h 7 江南人学帧l j 学位论义 p h 影响物质的电离情况 分析物在带电和中性情况下的迁移性质不一样 因此改变缓 冲液的p h 将影响分析物的离子化程度和e o f 的大小 从而改变m e e k c 分离的选择性 另外 p h 还能改变溶质的表观电荷数 影响分析物的电离和分析物与油滴间电荷的相互作 用 影响各组分在水相和微乳液油滴内相之间的分配 m e e k c 中p h 一般在7 9 一些极端的p h 也被应用于m e e k c 的分离 如p h 2 5 4 酸性微乳液主要作用在抑制e o f 缩短物质的分析时间 w a t a r a i 等 4 8 采用p h l 2 的微乳体 系消除强碱性物质的离子化以测定其溶解度 1 3 2 6 缓冲溶液 硼酸盐或磷酸盐是两种最常用的缓冲体系 低浓度的硼酸盐或磷酸盐的缓冲液具有较 小的电泳电流和较大的e o f 应用比较广泛 高浓度的缓冲液可以减小e o f 但是其高离 子强度会限制高电压的使用 47 1 1 3 2 7 温度 温度影响m e e k c 物质的分离及m e e k c 分析结果的重现性 4 9 温度主要通过改变分 析物的溶解度而影响它们的分配系数 影响物质的分离度 温度的改变也会导致e o f 的变 化 洪利娅等人在分离吉他霉素组分时发现温度升高 迁移时间缩短 分离度下降 3 4 删 1 3 2 8 电泳条件 电压 进样时间等分析条件都会影响m e e k c 的分离性能 一般情况下分离电压变高 可以缩短分离的时间 增大柱效 但是当电压超过一定限度时 就会产生大量焦耳热 分 离柱效反而下降 进样时间对峰形 分析灵敏度都有影响 在具体应用中应兼顾分离效果 和迁移时间这2 个因素 确定最佳的电泳条件 1 3 2 9 其他因素 为了提高物质的分离度 一些物质也被引入m e e k c 的溶液中 例如 环糊精 c d 3 9 4 5 6 2 1 胆酸盐 5 6 1 都可以作为添加剂来提高物质的分离度 在c d m e e k c 体系中 分析物在水 微乳液滴和c d 中进行三相分配 与水和微乳液滴二相分配相比分离选择性 显著不同 而且不同空腔尺寸和不同衍生化基团的c d 对分离的影响也存在差异 薄涛 4 5 1 以磺酸化伊c d 为添加剂时2 5m i n 内实现了9 个山梨酮类化合物的基线分离 c d 也被用 在手性物质的分离上 如c h a j l gl i nc h a u 等人 6 2 以伊c d 为添加剂分离了4 种维生素 3 种 手性维生素e 和1 种维生素e 醋酸脂 1 4 微乳毛细管电动色谱的应用 由于微乳的增溶作用 它的适用性更为广泛 相比于m e k c 分离中性分子的时间窗 口扩大了 使m e e k c 更广泛地适用于中性分子的分析和多组分复杂体系的分析 w a t a r a u j 于1 9 9 1 年首次成功将微乳液用在c e 中 他使用聊 s d s 聊 正丁醇 聊 正 庚烷 聊 水 3 31 6 6 l 0 8 1 8 9 2 8 组成的0 w 型微乳液 用0 0 1m o i lh 3 p 0 4 或0 0 l m o l l 碳酸盐 碳酸氢盐调节溶液p h 分离带电物质和中性物质 开始了m e e k c 的应用 研究 以后m e e k c 便逐渐被用在固醇类 蛋白质以及多种强疏水性化合物的分离分析上 8 绪论 另外m e e k c 更被具有特色地用在了物质疏水性参数的测定上 近几年来 m e e k c 在各 个领域的应用又有了长足的进步 尤其是在药物 天然产物 手性分离 生物分子 环境 分析上呈现出强势的发展 1 4 1 药物 a 1 t r i a 等人 3 4 对药物及赋形剂和除痰剂进行了成功的分离分析 洪利娅等 删首次用 m e e k c 对吉他霉素进行了分析 h u i g ez h a n g 5 3 用m e e k c 分离了黄芩根中的3 种不同疏 水性的药物成分 并考察了离子液体1 丁基 3 甲基咪唑氟硼酸盐 b m i m b f 4 在分离中的 作用 s u ns h a ow e n 等 55 j 也用m e e k c 对大黄中葸醌类化合物分析 体系中加入2 丁基酒 石酸作为油相 并加入3 0 功的乙腈提高了分离效率 达到了最佳分离 p a t r i c i ap u i g 5 6 等用m e e k c 对盘尼西林进行了分析 这些研究结果皆表明m e e k c 在药物分离分析上有 着本身独特的特点和优势 可望得到更广泛的应用 1 4 1 1 维生素 最先用m e e k c 分离分析维生素的是b o s o 等人 5 l 他们选择水溶性和脂溶性维生素 为分析对象 分别考察了s d s 和t t a b 对维生素分离的影响 发现s d s 比t t a b 更适合 分离这类维生素 并将结果与相同条件的m e k c 进行了比较 得出m e e k c 比m e k c 有 更大的分离度 水溶性维生素例如b 族和c 族维生素由于其带电性的不同可以用区带毛细 管电泳 c z e 来分离 然而 维生素a d e 等为中性化合物 水溶性差 不能用c z e 方法来分离 但可以用m e k c m e e k c 的色谱分配机理来进行分离 s a n c h e z 等 5 2 详细 比较了m e e k c 和m e k c 在分离水溶性及脂溶性维生素之间的区别 指出m e k c 只适合 水溶性维生素定量分析 而要同时分离水溶性及脂溶性维生素 只能在m e e k c 中实现 并且m e e k c 的分离重现性也较好 p e d e r s e n b j e r g a a r d 4 2 j 利用反向非水毛细管电动色谱分 离脂溶性维生素a d 3 e 为了溶解高亲脂性的维生素 分离介质为坎乙腈 坎水 8 0 2 0 的溶液 并且加入8 0m m o l l 的t t a b 作为假固定相分析了三种脂溶性维生素 d e l g a d o z a m a l l r e n omm1 4 0 j 等人用a o t 为表面活性剂分析了4 种水溶性和3 种脂溶性的维 生素 维生素a e k 1 4 1 2 手性药物 到目前为止 利用m e e k c 进行手性分离分析的报道并不多 5 3 5 4 p a s c o e 用手性表面 活性剂十二氧羰基缬氨酸对麻黄碱和伪麻黄碱的对映体进行了拆分 但峰形和柱效比用 s d s 作表面活性剂时的稍差 为此 他们又以几种低界面张力的油作为油相 考察m e e k c 中不同油相对对映体分离的分离度 柱效和对映体选择性的影响 证明了乙酸乙酯是最适 合拆分诸如麻黄碱 伪麻黄碱 甲基麻黄碱等对映体分离的油相 他们还进一步发展了用 伊c d 改性的m e e k c 方法 实现了麻黄碱 伪麻黄碱等对映体及左乙拉坦对映体的良好分 离 9 江南人学顾 i 学位论文 1 4 2 天然产物 近年来 用m e e k c 进行天然产物的分离分析日益增多 57 1 有人分别用组成不同的微 乳液对绿茶和岩蔷薇中的儿茶酚进行了分离分析 还有人将m e e k c 与激光诱导荧光技术 联用 成功地对麻黄碱和伪麻黄碱进行了手性拆分 该方法灵敏度高 相对于c z e 而言 检测限和定量限分别降低了5 倍和7 倍 m e e k c 可望在天然产物的分离分析中发挥积极 作用 1 4 3 生物分子 m e e k c 最初的应用集中在中性小分子的分离研究上 很少用于生物大分子的分离分 析 谢剑平等人 5 8 首次用m e e k c 对9 种氨基酸衍生物进行了分离分析 检测限可达1 0 9 m o l l 这为分析氨基酸注射剂和中草药中的有效成分提供了一种有效的分析方法 此外 他们还用动态涂敷毛细管的方法进一步研究了以上9 种氨基酸衍生物 与没有涂敷的 m e e k c 相比 动态涂敷毛细管法分离时间减短 重现性和灵敏度进一步提高 这为解决 m e e k c 重现性差的问题提供了一种新方法 周国华等人 首次将m e e k c 应用到蛋白质的 分离上 并探索了m e e k c 分离蛋白质的机理 发现用微乳液作分离介质可以消除毛细管 壁对蛋白质的吸附 1 4 4 环境物质 近年 已有报道用m e e k c 分