麻黄碱和伪麻黄碱的毛细管电泳分离研究
目的建立毛细管电泳分离麻黄碱与伪麻黄碱的方法。方法分别以甲基化
-β-环糊精和羟丙基-β-环糊精为添加剂,采用毛细管电泳法分离麻黄碱和伪麻黄
碱。考察添加剂的种类和浓度、缓冲溶液的浓度和pH值、运行电压、有机溶剂
对麻黄碱和伪麻黄碱分离的影响。结果采用甲基化-β-环糊精和羟丙基-β-环糊精
为添加剂均可以使麻黄碱和伪麻黄碱实现分离。前者的最佳分离条件为:分离电
压10kV,25mmol/LTris-磷酸缓冲液(pH2.42)含20mg/mL甲基化-β-环糊精,
此条件下麻黄碱和伪麻黄碱的分离度为1.56,在13min内获得快速基线分离;
后者的最佳分离条件为:分离电压10kV,25mmol/LTris-H3PO4缓冲液(pH3.00)
含50mg/mL羟丙基-β-环糊精,此条件下麻黄碱和伪麻黄碱的分离度为2.73,在
15min内获得快速基线分离。结论此方法可靠、快速、重复性好,可作为麻黄
碱和伪麻黄碱分离测定的方法。
Abstract:ObjectiveToestablishacapillaryelectrophoresismethodtoparate
sRM-β-CDandHP-β-CDweretas
ectsoftypesand
concentrationsofadditives,theconcentrationsandpHvaluesofbufferedsolution,
runningvoltageandorganicsolventontheparationofephedrineand
sEphedrineandpudoephedrinecould
besuccessfullyparatedbyusingeitherRM-β-CDorHP-β-
RM-β-CDwasudasadditive,thebestparationconditionswereasfollows:
parationvoltage10kV,25mmol/LTris-H3PO4(pH2.42),20mg/mLof
RM-β-heconditions,theresolutionofephedrineandpudoephedrine
-β-CDwas
udasadditive,thebestparationconditionswereasfollows:parationvoltage
10kV,25mmol/LTris-H3PO4(pH3.00),50mg/mLofHP-β-he
conditions,theresolutionofephedrineandpudoephedrinewas2.73andtheywere
sionThismethodisreliable,rapidand
eudasparationdeterminationmethodforephedrineand
pudoephedrine.
Keywords:ephedrine;pudoephedrine;capillaryelectrophoresis;
cyclodextrin
麻黃具有发汗解表、宣肺平喘等功效,生物碱类成分是其主要活性成分,其
中麻黄碱和伪麻黄碱是最主要的活性成分,二者互为立体异构体。麻黄碱具有平
喘、抑制高血糖、兴奋中枢神经和交感神经等作用,伪麻黄碱具有抗炎和利尿作
用,是麻黄药材质量控制的指标性成分[1]。目前分离麻黄碱和伪麻黄碱的方法
主要有高效液相色谱法[2-4]、气相色谱法[5-6]、薄层扫描法[7]、毛细管电泳法
[8-10]等。毛细管电泳法由于分离速度快、模式多、消耗少等特点在手性分离分
析中具有明显优势。目前采用毛细管电泳法对麻黄碱和伪麻黄碱进行分离的报
道,主要是在分离过程中加入氨基酸[11]、络合物[12-13]、离子液体[14]、有机
添加剂[15]等改变二者的淌度,或对二者进行衍生后改变淌度使其分离[16]。本
试验以环糊精衍生物为添加剂,采用毛细管电泳分离麻黄碱与伪麻黄碱,为麻黄
的质量控制提供新思路。
1仪器与试药
毛细管规格为75mm内径,360mm外径(河北永年锐沣色谱器件有限公司)。
TriSep-2100电色谱系统(通微,UnimicroTechnologies),TriSep2003色谱工作站
(通微,UnimicroTechnologies),FE20/EL20实验室pH计,梅特勒-托利多仪器
(上海)有限公司。β-环糊精、磺丁基-β-环糊精、羟丙基-β-环糊精、甲基化-β-
环糊精,山东滨州智源生物科技有限公司;盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱,中国食
品药品检定研究院;磷酸、氢氧化钠、甲醇、乙腈、三羟甲基氨基甲烷(Tris)
等均为分析纯,水为去离子水。
2方法与结果
2.1溶液及样品配制
吸取一定体积的0.1mol/L磷酸,滴加0.1mol/LTris至所需pH,然后加入
适量水,得到一定浓度的Tris-磷酸缓冲溶液。取适量添加剂,直接加入上述溶
液中,即得到含一定浓度添加剂的缓冲溶液,经过0.45μm滤膜过滤,再超声脱
气15min后使用。
称取盐酸麻黄碱、酸盐伪麻黄碱适量,用80%甲醇配成终浓度均约为1.00
mg/mL的混合样品。
2.2毛细管电泳条件
石英毛细管柱总长度为60cm,有效长度40cm;温度为室温;检测波长214
nm;虹吸进样,高度10cm,时间5s。每日分析前依次用1mol/L氢氧化钠溶液、
水、缓冲液对毛细管进行冲洗,每次分析之间用电泳缓冲液冲洗2min。
2.3分离度计算方法
麻黄碱和伪麻黄碱分离度计算:Rs=2(tR2-tR1)/(W1+W2)。其中tR1、tR2
分別为两峰的保留时间,W1、W2分别为两峰的峰宽。
2.4添加剂种类的选择
麻黄碱和伪麻黄碱为立体异构体,可采用环糊精及其衍生物为手性添加剂对
其进行分离。以25mmol/LTris-磷酸(pH3.00)为缓冲溶液,在15kV电压条件
下,分别以浓度均为15mg/mLβ-环糊精、羟丙基-β-环糊精、磺丁基-β-环糊精、
甲基化-β-环糊精为添加剂,考察添加剂种类对分离的影响。
结果显示,β-环糊精、磺丁基-β-环糊精选择性较差,改变条件后均未能完全
分离麻黄碱与伪麻黄碱;甲基化-β-环糊精、羟丙基-β-环糊精对麻黄碱与伪麻黄
碱有很好的分离效果和选择性,且峰形较好,分离色谱图见图1、图2。故可选
用羟丙基-β-环糊精、甲基化-β-环糊精为添加剂,并进行系统的条件优化实验。
2.5缓冲溶液种类的选择
磷酸盐缓冲溶液由于可调pH范围较宽,因此常用作毛细管电泳的缓冲溶液。
试验考察NaOH-H3PO4和Tris-H3PO4对分离的影响,结果发现相同pH和浓度
条件下2种缓冲溶液体系的分离结果相似,故选用Tris-H3PO4缓冲体系进行浓
度和pH的考察。
2.6缓冲溶液浓度的选择
以羟丙基-β-环糊精为添加剂,考察了Tris-H3PO4(pH3.00)缓冲溶液浓度
在10~50mmol/L范围内变化时麻黄碱、伪麻黄碱的手性分离效果,结果见图3。
可见,随着缓冲溶液浓度增高,麻黄碱和伪麻黄碱的分离度逐渐升高。原因可能
是缓冲溶液浓度高时,电渗流较小,样品和手性添加剂有较长的相互作用时间,
有利于麻黄碱和伪麻黄碱的拆分。但缓冲溶液浓度较高时电流较大,焦耳热现象
较严重,容易了生断流,故选择浓度为25mmol/L,通过改变添加剂浓度、分离
电压等对分离结果进行优化。
2.7缓冲溶液pH值对分离的影响
缓冲溶液的pH值一方面影响样品的带电性质,另一方面对电渗流的大小有
直接影响,因此会对分离产生重要影响。试验中使用25mmol/LTris-H3PO4为缓
冲溶液,分别以羟丙基-β-环糊精和甲基化-β-环糊精为添加剂,在10kV电压下,
考察缓冲溶液pH值对分离的影响,结果见图4。可见,以甲基化-β-环糊精为添
加剂,当缓冲溶液pH值为2.42时,麻黄碱与伪麻黄碱分离效果最好;以羟丙基
-β-环糊精为添加剂,当缓冲溶液pH值为3.00时,麻黄碱与伪麻黄碱分离效果
最好。随着pH值升高,分离度逐渐下降。原因可能是随着pH值升高,二者逐
渐呈电中性,所使用的添加剂均为中性环糊精,因此2种麻黄碱或二者与环糊精
的包合物迁移速度均与电渗流速度相同,得不到有效分离。在pH7.0以上的条
件下,2种环糊精对麻黄碱和伪麻黄碱的分离度均为0。因此,使用甲基化-β-环
糊精和羟丙基-β-环糊精为添加剂时,最适的pH值条件分别为2.42和3.00。
2.8添加剂浓度对分离的影响
分别以甲基化-β-环糊精和羟丙基-β-环糊精为添加剂,在最适pH值条件下,
运行电压均为10KV,考察添加剂浓度对分离的影响,结果见图5。可见,随着
甲基化-β-环糊精或羟丙基-β-环糊精浓度增加,麻黄碱和伪麻黄碱的分离度逐渐
增加,但增加到一定程度后分离度有缓慢下降趋势。甲基化-β-环糊精浓度在20
mg/mL时出现最佳分离,羟丙基-β-环糊精浓度在50mg/mL时出现最佳分离。原
因可能是随着添加剂浓度加,麻黄碱和伪麻黄碱与添加剂的相互作用增强,因此
分离度增加;而添加剂浓度过高时,由于溶液黏度增加,电渗流减小,分离时间
延长,扩散作用严重,造成分离度下降。
2.9电压对分离的影响
分别以甲基化-β-环糊精和羟丙基-β-环糊精作为添加剂,在优化的pH值条件
下,考察不同电压对分离的影响,结果如图6所示。从图6结果可以看出,随着
分离电压的增大,麻黄碱和伪麻黄碱的分离度逐渐降低,原因可能是随着电压的
增大,电渗流速度加快,样品与手性添加剂的作用时间缩短,因此分离度下降。
在此条件下,当添加剂为甲基化-β-环糊精,运行电压为10kV时,麻黄碱与伪
麻黄碱分离效果最好,分离度达到1.56;当添加剂为羟丙基-β-环糊精,运行电
压为10kV时,麻黄碱与伪麻黄碱分离效果最好,分离度达到2.73。
2.10有机溶剂对分离的影响
有机溶剂一方面可能会和客体竞争环糊精空腔,从而不利于环糊精与客体的
包合;另一方面,还可能参与形成环糊精-客体-溶剂三元包合物,三元包合物一
般比二元包合物更为稳定,因此可以增强环糊精与客体的包合作用。这2种相反
的作用同时存在,其产生的最终效果取决于哪种因素占主导地位。本试验考察了
加入10%甲醇、10%乙腈对分离的影响,结果见图7、图8。结果表明,无论甲
基化-β-环糊精还是羟丙基-β-环糊精作为添加剂,甲醇或者乙腈的加入均降低了
分离效率,且乙腈对分离度的降低作用更显著。故认为有机溶剂的加入对分离产
生了不良影响。3小结
甲基化-β-环糊精和羟丙基-β-环糊精均能使麻黄碱和伪麻黄碱得到有效分
离。使用甲基化-β-环糊精为添加剂的最佳分离条件为:分离电压10kV,25
mmol/LTris-H3PO4缓冲液(pH2.42)含20mg/mL甲基化-β-环糊精,此条件下
麻黄碱和伪麻黄碱的分离度为1.56。使用羟丙基-β-环糊精为添加剂的最佳分离
条件为:分离电压10kV,25mmol/LTris-H3PO4缓冲液(pH3.00)含50mg/mL
羟丙基-β-环糊精,此条件下麻黄碱和伪麻黄碱的分离度为2.73。本研究为麻黄
及麻黄制剂提供了一种简便、快速、低成本的分析方法。
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