基于纳米材料的手性毛细管电泳分析文献综述

开题报告内容：

手性药物是指组成原子相同，但立体结构呈手性关系的药物。天然或半合成药物几乎都有手性。全合成药物中40%为手性药物。目前常用的药物至少一半含有一个手性中心，其中90%为外消旋体；人工合成的手性药物80%以上是左右手各半的消旋药。手性药物的两个对映体不仅立体构型不同，也往往会因为不同的构型显示出不同的药动学和药效学特性。两种对映体可能是活性相同，但程度有差异；也可能是一个对映体具有显著的活性，另一对映体活性很低或无此活性；甚至，对映体具有截然不同的药理活性。作为国际新药研究的主要研究方向之一，手性药物研究是一项非常有必要的工作。在手性药物研究中，手性药物分析的地位极为重要。手性药物分析已然成为国际上分析科学研究中的热点，同样，也是分析科学研究的难点。

毛细管电泳是20世纪80年代初发展起来的一种新型分离分析技术，乃经典电泳技术和现代微柱分离有机结合的产物，是继高效液相色谱之后，分析科学领域的又一次革命。毛细管电泳泛指以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术。毛细管电泳仪的工作原理是：毛细管电泳所用的石英毛细管柱，在pHgt;3情况下，其内表面带负电，和溶液接触时形成一双电层。在高电压作用下，双电层中的水合阳离子引起流体整体朝负极方向移动，这种现象叫做电渗。粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流两种速度的矢量和。正离子的运动方向和电渗流一致，故最先流出；中性粒子的电泳速度为“零”，故其迁移速度相当于电渗流速度；负离子的运动方向与电渗流方向相反，但因电渗流速度一般都大于电泳流速度，故它将在中性粒子之后流出，从而因各种粒子迁移速度不同而实现分离。毛细管电泳中溶质纵向扩散是区带展宽的影响因素，可以通过采用尽可能高的分离电压和短的毛细管，来实现高柱效和快速分离。高电渗流同样可以提高分析速度和柱效。

传统色谱方法应用于手性分离研究具有许多局限性，毛细管电泳的发展的出现改变了这一状况，大大促进了手性分离领域的研究进展。毛细管电泳和普通电泳相比，主要具有以下四方面分离优势：由于其采用高电场，因此分离速度要快得多；检测器除了未能和原子吸收及红外光谱连接外，其它类型检测器均已和毛细管电泳实现了连接检测；一般电泳定量精度差，而毛细管电泳和高效液相色谱相近；毛细管电泳自动化程度也比普通电泳要高得多。毛细管电泳的优点可归纳如下：它的仪器自动化程度高，分析速度快，分离模式多样，适应多种检测器，且试剂消耗少，分辨率高，灵敏度高。近年来，毛细管电泳技术在手性化合物分离领域越来越被广泛应用应用，是分析化学分支目前发展最快的技术之一。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。纳米材料比表面积巨大，物理化学性质独特，这些特点使它在药物分析中具有巨大应用前景。在分离科学中显现除了非常大的应用前景，可以用作固相萃取、高效液相色谱和气相色谱的固定相，有利于提高物质的传质过程。纳米材料在毛细管电泳新方法的建立中也功不可没，其可以与毛细管壁发生作用，作为固定相，从而进行毛细管电泳中物质的分离及分析；也可以直接加入缓冲溶液中，作为缓冲溶液添加剂。

能够应用于毛细管电泳的纳米粒子一般需要满足以下一些条件：（1）粒径均匀，不会造成峰展宽；（2）传质阻抗很小；（3）适应多种缓冲溶液条件，保持性质稳定；（4）可以和分析物相互作用；（5）比表面积足够大，提供作用位点；（6）不会产生干扰检测。若纳米材料无法满足应用毛细管电泳条件，在实验中，就需要控制合成粒径。控制合成粒径的主要操作是功能化修饰纳米粒子的表面。这样一来，就可以防止纳米粒子聚集，并且产生分析物与纳米粒子的特异性作用位点。目前，在毛细管电泳中应用最多的纳米材料是二氧化硅纳米粒子、金纳米粒子、碳纳米材料、聚合物纳米粒子和磁性纳米粒子等。

本课题旨在选用合适的纳米材料，并将其应用到一些新药对映体的毛细管电泳手性拆分系统的研究，基于新型手性识别材料开发性能优越的毛细管电泳手性拆分体系，达到对相应药物对映体分离分析的目的，具有较高的学术意义和研究价值。本课题进行过程中拟使用的仪器设备有高效毛细管电泳仪、高效液相色谱仪等色谱仪器，紫外光谱检测器、荧光光谱检测器等光谱仪器，中国药科大学药学化学基础实验教学示范中心可提供使用以完成课题研究。实验中的使用的药品试剂由所在课题组提供或使用经费购买。目前的实验条件已完全满足课题研究要求。

参考文献：

[1] 刘春叶.毛细管电泳在药物分析中的应用[M].西安：西北工业大学出版社，2013:5.

[2] 程民. 色谱法拆分手性药物在我国的应用(2011). 中国药房, 22(13):1220-1222