HPLC法在药物对映体的分离和测定中的应用

　　手性化合物的拆分是当前分析化学中最为活跃的领域之一，自然界中的许多化合物都是有旋光性的，而合成手性药物中大多（88%）是外消旋体，许多手性药物的对映体在生理过程中显示了不同生理活性。据研究反应停的致畸作用主要是由于其（S）-（-）异构体所致。因此，建立高专属性、高灵敏度、高分离度的对映体拆分和测定方法，对提高药物的活性、减小副作用，深入研究药物的作用机理等具有重要的理论和实际意义。
对映体化合物之间除对偏振光的偏转方向不同外，具有完全相同的理化性质，因而其分离比较困难。传统的拆分方法有分步结晶、微生物和酶消化法等，或者用手性衍生化试剂将其转化成非对映体，然后根据其物理性质不同进行分离，但这些方法难于进行微量的分离和测定。80年代以来，随着快速、准确、微量的光学异构体的HPLC拆分及测定方法的建立和发展，使HPLC迅速成为药物对映体分离和测定最为广泛应用的方法。
手性HPLC拆分法是以现代HPLC技术为基础，引入手性环境使对映异构体间呈现物理特征的差异而进行分离。通常分间接法和直接法，前者是对映体混合物以手性试剂作柱前衍生，形成一非对映体，然后以常规（偶也见手性）固定相分离。后者是直接以手性流动相（CMP）或手性固定相（CSP）直接进行分离。

　　手性衍生化试剂（CDR）法是在分子间引入手性中心，其产物为非对映异构体(diastereomer，DSTM),从而进行分离。
下列情况通常选用CDR法进行拆分：(1)不宜直接拆分。添加某些基团，以增加色谱系统的选择性。如游离胺类在CSP上往往是颇弱的色谱性质，生成中性化合物后则获显著改善。(2)提高紫外或荧光检测的效果。刘雁鸣等^［1］用 NBD-(L)-APY荧光试剂柱前衍生化测定布洛芬对映体,提高了检测灵敏度。对CDR的要求通常为：溶质分子至少有一个（多个时其性质各不相同）功能团供衍生（多为-NH₂，-OH或-COOH）。光学活性试剂必需是手性高纯度；反应条件必须温和、简便；宜附有发色或荧光基团。
目前，已有许多商品化的CDR可供选用，常见的CDR可分为以下几类：(1)异硫氰酸酯和异氰酸酯类　此类试剂易与大多数醇类及胺类化合物反应进而被分离，如麻黄素类，肾上腺素类，肾上腺素拮抗剂，儿茶酚胺类等。王亚芹等^［2］采用S(+)-1-(1-苯基)乙基异氰酸酯为衍生化试剂分析了血浆中普罗帕酮的对应体，并研究了其在健康人体内的药代动力学。邱宗荫等^［3］用乙酰葡萄糖异硫氰酸酯（GITC）为柱前CDR，以反相HPLC法测定血浆中地佐西平对映体的血药浓度，线性范围为5～200μg^.L^-1。陈冰等^［4］用GITC为柱前CDR，用反相HPLC法测定血浆中普罗帕酮对映体的血药浓度，适合用于临床药动药效学研究。(2)萘衍生物类　由于此类化合物有利于提高立体选择性和检测灵敏度，因此萘的各种衍生物用作手性试剂十分普遍。Wainer等^［5］选用萘甲醛（NDH）为手性试剂，与其缩合成恶唑烷衍生物，成功地分离了麻黄碱、4-甲氧基麻黄碱、伪麻黄碱。Bhatti^［6］等用S-(+)-1-(1-萘基)-乙基异氰酸酯为CDR，用HPLC法测定了人血浆中美托洛尔对映体浓度。(3)酰氯与磺酰氯类　此类试剂可与化合物直接缩合，或与样品反应后，再引入其它基团，合成更有利于拆分与检测的衍生物。Sallustio等^［7］以SOCl₂与芳丙酸类消炎镇痛药如2-苯丙酸、酮洛芬及非诺洛芬的血浆样品提取物反应，然后再与R-2-苯乙胺成酰胺衍生物，产物以NP（Sil，乙腈∶二氯甲烷，5∶95）分离，异构体均可完全拆分。(4)光学活性氨基酸类　为最早采用的色谱手性试剂，为提高反应活性和定量回收率，常将羧基转化成酰氯、酸酐等。此类试剂广泛用于胺、羧酸及醇类药物，尤其是氨基酸类，其衍生化法多基于肽合成原理。
本类方法要求手性药物具有活泼反应基团，同时两个对映体的衍生化速度应相同，否则会引起非对映体与原对映体的组成产生差异，另外要求手性衍生化试剂光学纯度高，反应要迅速、彻底，因此应用受到一定限制。

　　直接方法是在分子间引入手性环境，即采用手性流动相或手性固定相不经柱前衍生化直接分离药物对映体的方法，该法近年发展迅速。
2.1　手性流动相拆分法　向流动相中加入一手性试剂，它与溶质常以氢键、离子键或金属离子的配位健生成非对映体缔合物，从而以常规HPLC固定相分离。分离机理为：(1)在流动相中形成立体选择性复合物；(2)手性流动相添加剂（CMPA）与固定相之间发生作用，形成动态的CSP，该法可通过改变CMPA的种类、浓度及流动相的组成而优化分离条件。
常用的CMPA主要有：(1)环糊精类^［8］　主要是α-、β-和γ-环糊精及其衍生物。Eto等^［9］用β-环糊精测定了数种巴比妥类和乙内酰脲类药物在生物体液中的对映体浓度。谢剑炜等^［10］用β-环糊精手性流动相添加剂，用反相HPLC法首次抗胆碱能药物盐酸戊乙奎醚、盐酸苯环壬酯和盐酸卡马特灵，3个手性药物4对对映体完全达到基线分离。(2)手性离子对试剂，karlsso^［11］等以N-苯甲酰甘氨酰脯氨酸作为CMPA，分离测定了血浆中（R）-和（S）-普萘洛尔。与HPLC中的离子对法的差别主要在于前者是手性离子对试剂，由于CMPA价格昂贵，其体系稳定性差等原因，应用受到一定的限制。范柏^［12］等用L-苯丙氨酸为配合剂，Cu²⁺为配合离子，用简便的手性配合交换反相HPLC法成功拆分了氧氟沙星对映体，手性流动相为6mmol^.L^-1 L(D)-苯丙氨酸，3mmol^.L^-1硫酸铜-甲醇（83∶17）。
2.2　手性固定相拆分法　由于CSP技术的飞速发展，采用CSP分离对映体化合物的方法应用越来越广泛。目前，商品化的手性柱已有数十种，却无一具有类似ODS柱那样普遍的适应性，且价格昂贵。随着手性识别机理的深入研究，新方法、新理论不断提出，预计将会有价廉、适应性广的CSP面世。(1)环糊精键合相α- 、β-和γ-环糊精（CD）是分别由6～8个葡萄糖单位通过α-(1、4)连接构成的环状低聚糖，CD-CSP通过共价键将CD分子键合到硅胶上，形成对水稳定的键合相。β-CD键合相的立体选择性较好，应用最多。β-CD柱上分离较好的化合物通常其手性中心为分子中环状结构的一部分，或至少与两个SP²杂化碳原子相连^［13］。Berthod等^［13］采用商品的β-CD柱（Cydobond Ⅰ)和γ-CD柱（Cydobond Ⅱ)拆分了25种不同类型的手性药物，其中对映体之间达基线分离的有11种。(2)吸附络合物形成相　要想实现手性识别,手性化合物与CSP之间至少应存在三种相互作用,称为三点识别模式^［14］。这些作用可以是氢键、静电作用、疏水作用、π-π作用、偶极-偶极作用或空间作用，一般通过将某些氨基酸，如（R）-或（S）-苯基甘氨酸等分子中的α-氨基与3，5-二硝基苯甲酰氯反应后，离子或共价键合到氨丙基硅胶上而制得。该类固定相通常按正相方式操作，其在药物分析中应用较少，后来，RUSTUM等发现也可使用反相分离系统，从而扩展了其应用范围。(3)手性聚合物相　用不同方法将纤维素衍生物涂复于大孔硅胶上而制得，在此类固定相上得到成功分离的化合物大都含有苯基、羰基、腈基、磺酰基或羟基等。目前，纤维素—三（3.5一二甲基苯基氨基甲酸酯)手性固定相应用较多。例如，用三（3，5-二甲苯基氨基甲酸酯）纤维素衍生物为CSP对血浆中普萘洛尔对映体的测定^［15］。Shibukawa等人^［16］采用3，5-二甲苯基氨基甲酸酯衍生化的直链淀粉手性固定相（AD-CSP）分离了维拉帕米及其代谢产物去甲维拉帕米的对映体，方法的线性范围为2.5～100μg^.L^-1。(4)蛋白质键合相　以离子键(或共价键)和蛋白交联作用将蛋白质固定于硅胶上，利用蛋白质分子与手性化合物分子间的立体选择性作用，进行药物对映体分离,其机理一般有氢键、静电作用、疏水作用、离子对和离子交换作用。将α₁-酸性糖蛋白（α₁-AGP）固定到硅胶上而制得AGP柱可直接分离许多碱性、酸性及中性药物对映体。钟大放等^［17］用CHIRAL-AGP柱，选择不同流动相分别拆分了SFZ-47、KMBZ-009和地丙苯酮3种药物的4对对映体，并研究了SFZ-47在家犬体内的药代动力学。Schmidt^［18］等人以α₁-酸性糖蛋白为CSP测定人体血浆中美沙酮对映体的含量。Orn等^［19］以α₁-酸性糖蛋白为CSP可使α₂-拮抗剂medetomidine-HCl对映体在8min内实现基线分离。
由于光学异构体往往存在生物活性的巨大差异，因此，对映体拆分研究的最大受益者可以说首选药学，在研制含手性中心的新药过程中，也应分别评价单个对映体的效能、毒性及药动学性质。随着高效，简便快速，易于自动化的手性药物分析技术的发展，必将把手性药物的鉴定、研究及其质量控制和生产推进至一个崭新的发展时期。

本文编辑　魏萍

参考文献：