毛細管電泳-化學發光聯用技術應用研究進展

林華萍，代婷婷，徐向東，康維鈞，王　瑋

(河北醫科大學公共衛生學院，河北 石家莊 050017)

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毛細管電泳-化學發光聯用技術應用研究進展

林華萍，代婷婷，徐向東，康維鈞，王瑋

(河北醫科大學公共衛生學院，河北 石家莊 050017)

摘要：毛細管電泳-化學發光聯用技術具有分離效率高、檢測靈敏度高、操作簡便、快速等優點，已被廣泛運用于各研究領域。概述了毛細管電泳-化學發光聯用技術的基本原理及應用特點，介紹了其用于金屬離子、氨基酸、多肽和藥物等分析方面的應用進展，并對其今后的發展趨勢和應用前景進行了展望。

關鍵詞：毛細管電泳；化學發光；金屬離子；氨基酸；多肽；藥物

毛細管電泳(capillaryelectrophoresis，CE)，又稱高效毛細管電泳(highperformancecapillaryelectrophoresis，HPCE)，是從20世紀80年代開始迅速發展起來的一種高效分離方法。該方法以熔融石英毛細管為分離通道并采用高壓直流電場為驅動力，利用待測組分在電場中淌度的不同而實現分離。與高效液相色譜法等相比，CE擁有更廣泛的應用范圍和更高的分離效率，每米理論塔板數可高達幾十萬至幾百萬，在分析結構相似物質或手性對映體時優勢尤為明顯。此外，CE具有分析速度快、進樣量少、成本低等特點，已廣泛應用于分析化學、生命科學、臨床醫學和環境科學等領域。

化學發光(chemiluminescence，CL)是公認最靈敏的檢測技術之一，是通過被測物質在特定條件下的化學發光強度來進行定量分析的高靈敏的微量和痕量分析技術，應用廣泛。相對于熒光法等其它光度法，化學發光不需要激發光，因此儀器結構更簡單；由于避免了瑞利散射和拉曼散射等噪音，具有比光度法更高的信噪比、更低的檢出限和更寬的線性范圍(3～6個數量級)。針對一些復雜樣品的紫外、熒光或電化學檢測的靈敏度較低或需復雜衍生步驟的目標分析物，化學發光檢測方法不失為一種可行的選擇，其靈敏度可達皮克(pg)或飛克(fg)級，這也是該技術近年來成為分析化學領域研究熱點的原因。

將分離效率高的毛細管電泳分離技術與靈敏準確的化學發光檢測方法聯用組成毛細管電泳-化學發光法(CE-CL)。CE-CL具有高效、靈敏、簡單、快速、準確等優點，因此，自20世紀90年代問世以來，一直受到研究者的關注。作者在此就CE-CL用于金屬離子、氨基酸與多肽、藥物等分析方面的應用進展進行綜述。

1CE-CL用于金屬離子的分離分析

基于某些金屬離子能增強或抑制化學發光，CE-CL最初應用于金屬離子的分離分析。其中應用最多的是魯米諾-H2O2發光體系。Yang等[1]將CE應用于金屬離子的形態分析，結合魯米諾-H2O2發光體系同時測定水中的Cr6+和Cr3+，檢出限分別為8×10-12mol·L-1和6×10-13mol·L-1；隨后通過改進檢測器，大幅提高了測定Cr6+和Cr3+的靈敏度[2]。衛洪清等[3]通過CE結合魯米諾-H2O2發光體系的方法，實現了Fe2+和Fe3+的分離，檢出限分別為68amol(3.4×10-9mol·L-1)和460amol(2.3×10-8mol·L-1)。

基于某些金屬離子對發光體系可以產生強烈的抑制，且其抑制程度與金屬離子濃度呈正比，可實現定量分析，即間接化學發光分析。Ren等[4]發展了一種以魯米諾-H2O2為發光體系、Co2+為離子探針的高效、高靈敏的毛細管電泳-間接化學發光檢測方法，分析了18種金屬離子(Cd2+、Mn2+、Ni2+、Pb2+、La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Gd3+、Eu3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+、Lu3+)，其檢出限在3.0×10-9～6.0×10-9mol·L-1之間。Liu等[5]采用微芯片CE結合魯米諾-過氧化物發光體系的方法測定Co2+，檢出限可達到0.493μmol·L-1。

2CE-CL用于氨基酸和多肽的分離分析

隨著CE分離技術在生命科學領域的迅速發展，CE-CL在氨基酸和多肽的分離分析方面顯現出一定優勢。相比傳統的色譜方法，CE-CL樣品前處理更加簡便、多數無需衍生、分離效率高。Jiang等[6]以魯米諾-H2O2為發光體系、納米金粒子為載體，檢測了人體血清中的癌胚抗原，檢出限為0.034ng·mL-1。Liu等[7]以魯米諾-H2O2為發光體系，聯合納米金粒子檢測人體血漿中的凝血酶，檢出限為13.5fmol·L-1；而后以相同方法對人體血清中的免疫球蛋白(IgE)進行檢測，檢出限為7.6fmol·L-1[8]。Zhou等[9]以魯米諾-H2O2為發光體系、氧化石墨烯為載體，對病人血清中的癌胚抗原進行檢測，檢出限為4.8pg·mL-1。

3CE-CL用于藥物分析

CE-CL在制藥與臨床醫學等研究領域有著廣闊的發展空間，主要用于測定生物樣品中藥物的含量。隨著新的化學發光體系不斷被發現，繼魯米諾-H2O2發光體系之后，魯米諾-K3Fe(CN)6等發光體系越來越多地被用于各種藥物的分析，如表1所示。

表1

近年來CE-CL用于藥物分析的情況

Tab.1

Status of applications of CE-CL in drug analysis in recent years

4CE-CL用于兒茶酚胺類神經遞質的分離分析

兒茶酚胺類神經遞質包括多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素等物質，其分離分析因在臨床醫學和生命科學領域具有重要意義而受到廣泛關注。由于其分子結構相近、在生物體內含量低、基體復雜，因此，發展高效靈敏的檢測方法十分必要。在兒茶酚胺類神經遞質檢測方面，CE-CL具有獨特的優勢。Li等[19]以魯米諾-K5[Cu(HIO6)2]為發光體系，對人體尿液中的腎上腺素進行檢測，檢出限為0.82 ng·mL-1。Zhang等[20]以魯米諾-H2O2為發光體系，并首次用量子點增強CE-CL，對人體尿液中的5-羥色胺及其代謝產物5-羥基吲哚乙酸進行檢測，檢出限分別為6.0×10-9mol·L-1和7.0×10-9mol·L-1；以魯米諾-KMnO4發光體系結合CE檢測人血清中的甲狀腺素，檢出限為2.0×10-8mol·L-1[21]。Xu等[22]發現某些神經遞質在堿性介質中對魯米諾-Ag(Ⅲ)配合物發光新體系具有強烈增敏作用，由此建立了對嗜鉻細胞瘤患者與正常人尿液中多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素檢測的新方法，檢出限分別為6.9×10-8mol·L-1、7.9×10-8mol·L-1和1.0×10-7mol·L-1。

5CE-CL在其它方面的應用

酚類物質是最為常見的對人類、動物、環境具有極大影響的環境內分泌干擾物，這類物質最常用的檢測方法是氣相色譜-質譜聯用法，但該方法預處理時間較長且較昂貴，比較而言，CE-CL更簡便快捷。Lin等[23]基于苯二酚的3種同分異構體能夠抑制魯米諾-鐵氰化鉀發光體系，采用CE-CL測定尿液中3種同分異構苯二酚(鄰苯二酚、間苯二酚和對苯二酚)，檢出限(S/N=3)分別為3.7×10-8mol·L-1(125.8 amol)、3.2×10-8mol·L-1(108.4 amol)和2.8×10-8mol·L-1(68 amol)。Zhu等[24]以魯米諾-KIO4-鐵氰化鉀為發光體系，建立了超快速的CE-CL測定β-環糊精、蔗糖、D-果糖和鼠李糖方法，檢出限分別為1.1×10-5mol·L-1、1.8×10-5mol·L-1、1.8×10-5mol·L-1和1.9×10-5mol·L-1；此后又用間接CE-CL測定鄰仲丁基苯酚、鄰甲苯酚、間甲苯酚、2,4-二氯苯酚和苯酚等5種酚類化合物，檢出限在4.8×10-8～7.1×10-8mol·L-1之間[25]。

6結語

近年來，毛細管電泳-化學發光聯用法已發展為一種高效的分離檢測技術，且多種可聯用毛細管電泳的發光體系及多種可用的接口設計、操作模型均使得這一技術得以發展壯大，在生命科學、環境科學和臨床醫學領域廣泛應用，該技術逐漸向自動化、微型化、集成化邁進，具有廣闊的發展前景。

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Research Progress on Applications of Capillary Electrophoresis Coupled with Chemiluminescence Detection

LIN Hua-ping,DAI Ting-ting,XU Xiang-dong,KANG Wei-jun,WANG Wei

(SchoolofPublicHealth,HebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050017,China)

Abstract：Due to their advantages of high separation efficiency,high sensitivity,simplicity and speediness,capillary electrophoresis coupled with chemiluminescence detection has been widely used in various research fields.In this paper,the basic principle and characteristics of capillary electrophoresis coupled with chemiluminescence detection were summarized,the development and applications in analyzing metal ions,amino acids,polypeptides,drugs and other aspects were introduced,and the development trend and potential applications of capillary electrophoresis coupled with chemiluminescence detection were prospected.

Keywords：capillary electrophoresis；chemiluminescence；metal ion；amino acid；polypeptide；drug

中圖分類號：O 657.8

文獻標識碼：A

文章編號：1672-5425(2016)04-0001-03

doi：10.3969/j.issn.1672-5425.2016.04.001

作者簡介：林華萍(1989-)，男，福建廈門人，碩士研究生，研究方向：藥物與毒品分析，E-mail:646336349@qq.com；通訊作者：王瑋，助教，E-mail:wangwei201092@163.com。

收稿日期：2016-01-05

基金項目：國家自然科學基金資助項目(81402723)