空间结构不能重叠,互为镜像关系的立体异构体称为对映异构体,简称对映体(enantiomer),相应的药物称为手性药物。手性药物在药物中占有相当大的比例,据报道,天然或半合成的药物几乎都有手性,40%的全合成药物为手性药物,而且目前常用的700多种药物有一半至少含一个手性中心。随着药学研究的深入和发展,发现了生物体系的手性特征,很多内源性大分子物质,如酶、载体、受体、血浆蛋白和多糖等都具有与其功能相应的特征手性,使手性药物的两个对映异构体常常具有不同的药效学和药动学行为,由于手性药物的两个对映体的体内药动学过程不同,而可能具有不同的药理和毒理作用,甚至药效拮抗,也可能其中一个对映体导致药物的不良反应。例如,镇静剂沙利度胺(反应停),其有效成分是(R)型,具有良好的镇静作用,而它的(S)型则具有胚胎毒性和致畸作用。1992年美国食品药品管理局规定,今后凡研制具有不对称中心的药物,必须给出手性拆分结果,欧共体也采取了相同的措施[1]。因此,从药物的安全性和有效性考虑,手性药物的拆分显得尤为重要,建立高效手性药物拆分方法对研究手性药物的体内药动学过程、药理和毒理作用机制都具有重要意义。
色谱法是目前手性药物分析和分离中应用最广泛、有效的方法之一,包括薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、超临界流体色谱(SFC)和毛细管电泳(CE)法等。能用于TLC 法的手性载体很少;HPLC 法是目前的常用方法,但手性固定相的成本太高,手性流动相添加剂使色谱条件复杂化;GC 法对药物的沸点要求严格,且非对映体制备困难,应用有限;SFC 法正处于迅速发展阶段,具有检测方式和固定相种类多样等特点,将在手性药物分离、分析等方面发挥重大作用[2];CE 法在手性拆分中显示了兼有高压电泳的高速、高分辨率及HPLC 的高效率的优点,并且具有分离模式多、分析速度快、样品和试剂用量小等特点,在手性分离方面具有较强优势。
毛细管电泳是近年发展起来的一项分析技术,已经应用于生命分析化学的诸多研究领域。该技术以高压直流电源为驱动力,以石英毛细管为分离通道,依据样品中多个组分之间的淌度或者分配系数的不同而实现分离之目的[3]。毛细管电泳主要有以下几种分离模式:毛细管区带电泳(CZE)、胶束电动毛细管色谱(MECC)、毛细管等速电泳(CITP)、毛细管凝胶电泳(CGE)毛细管等电聚焦(CIEF)、毛细管电色谱(CEC)、非水毛细管电泳(NACE)等。其中以CZE、MECC应用最为广泛。
手性拆分的基本策略包括“直接分析”和“间接分析”两种方法。间接分析是让对映体与手性试剂进行化学反应, 可以使之转变成非对映异构体, 这样就能利用普通的毛细管电泳法进行分析。直接分析是在分析过程中引入手性环境, 手性环境可以通过三种方法构建, 即手性添加剂、手性填充毛细管和手性涂层毛细管。其中手性填充毛细管和手性涂层毛细管需要特别的制作方法, 推广有一定的难度;而且这两种方法的重现性较差。手性添加剂法只需向电泳缓冲液中加入合适的手性选择剂, 对映体分子与手性选择剂形成具有不同稳定性的非对映体异构体包结复合物, 利用此差异进行分离分析[4]。
如上所述,利用毛细管电泳进行手性药物拆分最常用的方法是加入手性选择剂。常用的手性选择剂有以下几种:
- 环糊精及其衍生物:环糊精(CD)是指一类直链淀粉在环糊精葡萄糖基转移酶( CGT ) 作用下生成的环状低聚糖的总称, 通常是由6-12 个D - 吡喃葡萄糖单元组成.其中研究的较多, 并具有重要应用意义的是含有6-8 个葡萄糖单元的分子, 它们分别是alpha;- CD 、beta; - CD 和gamma;- CD[3]。环糊精是一类最常见的手性选择剂,作为一类截锥状大环分子,具有疏水的空腔和亲水的外壁,其疏水空腔能够提供与对映体结合的空间,通过对映体与环糊精亲和力的不同而将对映异构体分离开来,可以通过对环糊精进行结构修饰,如在环糊精分子上加上羟丙基、二甲基或者对其进行磺化而得到不同结构和性能的手性选择剂[5]。
- 多糖:多糖作为世纪末发展起来的一种新型的CE手性选择剂由于具有来源广泛、品种繁多、水溶性好和紫外吸收小等优点很快引起了国际分析化学和药物分析界的高度重视[6]。但总的来说这一领域的研究目前尚处于起步阶段,多糖手性选择剂的种类还非常有限,其手性识别机理未阐述完全。
- 手性冠醚:冠醚是一类能形成主客体配合物的拆分剂,其手性拆分主要是基于冠醚环上处于不同位置的羟基与手性对映体(主要是胺类化合物)存在氢键作用所致[7]。
- 大环抗生素:作为毛细管电泳手性选择剂的抗生素有安沙霉素类抗生素,糖肽类抗生素,氨基糖苷类抗生素和大环内酯类抗生素[8]。大环抗生素存在多个立体中心,表现出不同的相互作用;官能团之间有恰当的距离,有利于手性识别的建立;分子中含有许多亲水基团和离子化基团,使它们在水溶液中有很好的溶解性;离子化基团可以影响手性识别作用和电泳行为,这些特征使大环抗生素可以和被分析物相互作用而达到手性分离目的,并对各种对映异构体(酸性、碱性、大分子和小分子等)有很高的手性分离能力。
本课题拟基于不同类别手性选择剂,研究构建性能优越的毛细管电泳手性药物拆分体系。将新构建的拆分系统用于药物对映体的分离分析,并采用现代光谱分析法和毛细管电泳法从分子水平上研究手性识别机理。本项课题实施将有助于推动毛细管电泳手性拆分体系的发展,有利于提高药物对映体的拆分水平,具有较高的学术意义和应用价值。
[1]彭友元. 毛细管电泳手性拆分研究及应用进展. 泉州师范学院学报(自然科学), 2004 年7 月
[2]程民. 色谱法拆分手性药物在我国的应用. 中国药房, 2011,22(13)
[3]史海军,纪彩虹,侯亚杰. 环糊精在毛细管电泳手性分离中的应用. 甘肃联合大学学报(自然科学版), 2012,26(3)
[4]陈伟成,刘长海,张海,朱臻宇,赵亮,张国庆,柴逸峰. 毛细管电泳手性拆分方法的研发策略. 药学实践杂志, 2010,28(2)
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