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毛细管电泳基础理论与方法学及应用研究

孙国祥  
【摘要】: 毛细管电泳技术以其高效、快速、低实验消耗等优点,受到了世界范围的广泛重视,其应用得到了广泛深入的发展。本论文对毛细管电泳的基础理论、毛细管电泳的定量方法、毛细管电泳在手性药物的拆分方面、毛细管电泳应用于中药指纹图谱以及微全分析系统在药物分析中应用进行了较深入的研究。全文由六章组成。 第一章对毛细管电泳发展的历史和毛细管电泳的分离模式进行了简要地论述。对非水毛细管电泳和亲和毛细管电泳技术进行了简单地介绍。论述了影响电渗速度的因素,提出了毛细管电泳分离因素相关图。介绍了CE-MS的相关进展,并对微全分析系统简史进行了回顾。 第二章对毛细管区带电泳(CZE)分离模式中溶质系统的能量变化进行了研究,提出了溶质分离自由能ΔG_(sep)、混合自由能ΔG_(mix)、整体动能增量Δ_T、整体势能增量ΔU和溶质能量淨增值ΔE,以及表观作功时间t_(eff),分离功份额r和单峰能耗W_0等概念,并以实验证实了各项的变化规律。本章以质子理论为基础,将浸于电解质溶液中的石英毛细管壁上的≡Si-OH看作具有弱酸陸质的物质,其参与了可逆的质子传递反应。由于质子得失动态平衡的结果,在确定pH的缓冲溶液中,石英毛细管内壁解离的硅羟基数目在本质上是确定的值,从理论上对这一数值进行了估算,对于理解电渗速度受pH影响具有重要的意义。本章对毛细管区带电泳中溶质的迁移时间(t_(mig)随电压(V)和离子强度(I)变化的规律进行研究,提出lgt_(mig)=a″+b″I,lgt_(mig)b_0-b_1V+b_2I,1/t_(mig)=b′_0-b′_1V+b′_2I等经验公式,其具有良好的线性关系。采用反向传播人工神经网络(BP-ANN)方法,综合电压和离子强度两种因素对7种药物的350个迁移时间数据进行了预测,给出了BP-ANN模型的具体算法。网络采用三层结构即输入层-隐含层-输出层(2-4-1型),每种药物的样本数为50,以“留一法”预测其迁移时间。当电压在6~26 kV以及硼砂溶液的离子强度为10~100 mmol/L时,网络预测的相对误差小于12%的概率占82.3%,获得了良好的预测结果。本章同时提出了恒电压电流梯度电泳技术,采用非连续二种电解质即清洗电解质(RE)和BGE进行毛细管电泳实验,对难分离物质进行电泳分离。恒电压电流梯度电泳分为对称pH电流梯度电泳和非对称pH电流梯度电泳两种。它 沈阳药科大学博士学位论文摘要 是在变动的电渗速度条件下完成电泳实验,其分离速度和分离效率与常规的恒电渗速度的电 泳方法相比都得到了一定程度的改善,它拓展了毛细管电泳的实验方式。 第三章对毛细管电泳的定性方法进行了简单归纳,使用阴·山寸照法验证电泳峰是否为单一 峰。研究了毛细管电泳内标对比标准曲线法、毛细管电泳标准加入对比法和毛细管电泳叠加对 比法应用于CE定量分析的可行性和具体方法。利用微分原理对上述三种定量方法进行了误差 分析,并得到了阳氏CE分析误差的最佳实验条件。以4个实例分析对方法进行了验证,证明 上述三种方法应用于CE定量分析能够获得较准确的结果。 第四章探讨了建立中药指纹图谱的必要性、迫切性和毛细管电泳应用于中药指纹图谱研 究的可行性。对比了CE与HPLC的各自的优缺点。由于CE的高柱效、运俐氏消耗、谱图 峰容量大、样品前处理简便的特点,中药CE乡影亥图谱具有很大的优势。建立了中药CE指纹 图谱的操作方法。对6个厂家生产的各10批以上的复方甘草片的CE手昆坟图谱进行了相似性 研究,建立了统一的复方甘草片的CE指纹图谱,其具有重现、稳定的特点。 第五章对手性药物的CE分离方法和原理进行了论述。以p一环糊精和轻丙基p一环糊精 为手性添加剂拆分了异丙嗦、磷酸拿幢、甲基安非他明、右雷左生、N,N一二甲基一丫一(4- 氯苯基)一2一毗睫丙胺和蔡普生等化合物。检测了蔡普生和右雷左生二种药物的全旬变,同时 对复方降压片中的磷酸拿幢进行了手性分离。本章提出了对映体峰高拆分度和峰面积拆分度 概念,用于描述对映体未完全分离的程度。 第六章对微全分析系统的发履幽于了论述,用自制的玻璃cE芯片进行了微流控CE芯片 实验的精密度研究和分离复方氨基酸注射液的研究,采用阳性对照法对四种氨基酸混合溶液 进行了定性分析。


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