毛細管電色譜(ＣＥＣ)是近年來新發展起來的一種微分離分析技術,它是利用電滲流或電滲流結合壓力來推動流動相移動的一種液相色譜分離方法。由于ＣＥＣ主要依靠平板式的電滲流驅動流動相,因此它同時具有毛細管電泳的高分辨率以及高效液相色譜的多選擇性。ＣＥＣ出現于１９７４年直到８０年代才受到人們的重視。ＣＥＣ在發展之初以填充柱為主,但是制作柱端塞子的重復性影響了其進一步的發展;隨后發展起來的開管交聯鍵合柱雖然避免了塞子的制作,但是它需要一定的專門制柱技術;而物理吸附涂層柱雖然制柱簡單,但是卻存在柱壽命短的問題。１９９３年Ｇａｒｎｅｒ等提出了動態ＣＥＣ的概念,首先在空管石英毛細管柱上涂漬ＯＶ-１７Ｖ,然后在緩沖液中加入十六烷基三甲基溴化銨(ＣＴＡＢ),由于非極性相互作用,使ＣＴＡＢ動態吸附于柱的內表面,從而形成了以ＣＴＡＢ為假固定相的動態吸附ＣＥＣ。最近,Ｙｅ等以填充硅膠柱為分離柱,在緩沖液中加入ＣＴＡＢ,利用正負電荷相吸的原理實現了以ＣＴＡＢ為假固定相的動態吸附ＣＥＣ。本文以未經柱壁處理的開管石英毛細管,在緩沖液中加入ＣＴＡＢ或１,５-二甲基-１,５-二氮雜十一烷亞甲基聚Ｎ-甲溴化物（hexadi methrine bromide ,ＨＤＢ）,以及負電性的磺丁基β-環糊精(ＳＢＥ-β-ＣＤ),實現了雙動態吸附ＣＥＣ的手性分離:石英表面的硅羥基解離而帶負電,由于靜電相吸柱內壁首先與緩沖液中帶正電的ＣＴＡＢ或ＨＤＢ吸附形成第一動態吸附層,使柱內壁帶正電;然后再與緩沖液中負電性的ＳＢＥ-β-ＣＤ吸附形成第二動態吸附層。以堿性的丙比胺和酸性的華法林作為拆分對象,考察了雙動態吸附ＣＥＣ的手性分離能力及動態吸附柱的重復性。
１實驗部分
１.１試劑與儀器
    ＢｉｏＦｏｃｕｓ３０００型高效毛細管電泳儀(Ｂｉｏ-Ｒａｄ公司,美國);ｐＨＳ-３Ｃ型精密酸度計(上海電光器件廠);石英毛細管柱為０．３５ｍ×５０μｍＩＤ，有效長０．３０ｍ(河北永年光導纖維廠)。ＳＢＥ-β-ＣＤ（實驗室自制,平均取代度為３．８）,手性樣品均為外消旋體(Ｓｉｇｍａ公司,美國),其它試劑均為分析純,所用水為二次去離子水。
１．２電泳條件
    柱子在每天運行前用０．１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ、Ｈ２Ｏ及運行緩沖液分別洗柱５ｍｉｎ,每兩次運行之間用運行緩沖液洗柱５ｍｉｎ。進樣采用壓力方式:１３．８ｋＰａ·ｓ;分離電壓為１５ｋＶ;紫外２１０ｎｍ檢測;分離柱溫２５℃。
２結果與討論
２.１ ｐＨ值對雙動態吸附ＣＥＣ手性分離的影響
    配制含２０ｍｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ-Ｈ_３ＰＯ_４、０．４ｍｍｏｌ／ＬＣＴＡＢ及１０ｇ／ＬＳＢＥ-β-ＣＤ的緩沖液,ｐＨ在２．０到９．０之間,考察ｐＨ值對雙動態吸附ＣＥＣ的手性分離性能的影響。石英毛細管Ｓｉ—ＯＨ的ｐＩ＜２,當ｐＨ＞２時Ｓｉ—ＯＨ解離后帶負電（Ｓｉ-Ｏ^-）,緩沖液中的正電性表面活性劑與其靜電相互作用,使柱內表面形成第一動態ＣＴＡＢ層,從而使柱子的內表面帶正電,之后再靜電吸附一層負電性的ＳＢＥ-β-ＣＤ，形成第二動態吸附層,所以在所考慮的ｐＨ值范圍內電滲流始終由正極流向負極。在毛細管區帶電泳(ＣＺＥ)中隨著ｐＨ值的增大,酸性化合物所帶的負電荷增多,而堿性化合物所帶的正電荷則減少,因此隨著ｐＨ值的增大酸性化合物的有效電泳遷移率顯著增大,而堿性化合物則顯著減小。但是在雙動態吸附ＣＥＣ中ｐＨ值對酸、堿性化合物的有效電泳遷移率（μｅｆｆ）的影響不大,這是因為在雙動態吸附ＣＥＣ中,由于ｐＨ值的增大使Ｓｉ—ＯＨ解離增大,因此柱壁動態吸附的ＳＢＥ-β-ＣＤ增多,分析物質與柱壁固定相的作用增強,使得正電性的丙比胺與流動相中的ＳＢＥ-β-ＣＤ作用的機會減少,從而減小了其被流動相中的ＳＢＥ-β-ＣＤ包結后向正極遷移的機會;而負電性的華發林則由于與柱壁ＳＢＥ-β-ＣＤ作用增強,減小了它向正極遷移的速度。
    ｐＨ值對分離度的影響見圖１,其中丙比胺在ｐＨ３．０時的分離度(Ｒｓ)最大(為２．５５)，而華發林在ｐＨ為６．０時Ｒｓ最大(為２．３１,當ｐＨ＜６．０時,華發林在３０ｍｉｎ內不出峰)，這說明ｐＨ值對Ｒｓ的影響主要取決于分析物質本身的解離情況。

２．２ＣＴＡＢ濃度對手性分離的影響

選擇含２０ｍｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ-Ｈ_３ＰＯ_４、１０ｇ／ＬＳＢＥ-β-ＣＤ及ＣＴＡＢ濃度在０到１．２ｍｍｏｌ／Ｌ之間的緩沖液體系（ｐＨ３．０）。隨著ＣＴＡＢ濃度從０．１ｍｍｏｌ／Ｌ增大至１．２ｍｍｏｌ／Ｌ,柱內壁所吸附的ＳＢＥ-β-ＣＤ增多,因此柱壁固定相相對于緩沖液中的ＳＢＥ-β-ＣＤ對丙比胺的作用增強,使丙比胺被流動相中ＳＢＥ-β-ＣＤ包結后向正極遷移的機會減少,從而使其μ_ｅｆｆ逐漸增大(見圖２);但是在ＣＴＡＢ由０增至０．１ｍｍｏｌ／Ｌ時丙比胺的μ_ｅｆｆ逐漸減小,這可能是緩沖液的離子強度和粘度隨ＣＴＡＢ濃度增大而增大起主導作用所至。

ＣＴＡＢ濃度對丙比胺Ｒｓ的影響見圖３,隨著ＣＴＡＢ濃度由０增至０．２ｍｍｏｌ／Ｌ,Ｒｓ逐漸增大,這是動態吸附層中的ＳＢＥ-β-ＣＤ增多的緣故,而隨著ＣＴＡＢ由０．２增至１．２ｍｍｏｌ／Ｌ時,Ｒｓ逐漸減少,這可能是由于當ＣＴＡＢ與Ｓｉ—Ｏ^-吸附飽和后,再增加ＣＴＡＢ的濃度已不會再增加動態吸附層中的ＳＢＥ-β-ＣＤ的濃度,反而會使其與分析物質競爭性地與ＳＢＥ-β-ＣＤ作用。

２．３ＳＢＥ＿β＿ＣＤ含量對手性分離的影響

選擇含２０ｍｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ-Ｈ_３ＰＯ_４及０．２ｍｍｏｌ／ＬＣＴＡＢ的緩沖液（ｐＨ３．０）,改變ＳＢＥ-β-ＣＤ的含量在０～１０ｇ／Ｌ之間。隨著緩沖液中ＳＢＥ-β-ＣＤ含量的增加,柱壁與流動相中的ＳＢＥ-β-ＣＤ的含量都相應增加,因此一方面使丙比胺與流動相和固定相中的手性選擇劑之間的作用機會增多,使丙比胺的Ｒｓ逐漸增大,另一方面使丙比胺的μ_ｅｆｆ逐漸減小。

２．４不同陽離子表面活性劑對手性分離的影響

由表１可知在ｐＨ３．０時陽離子表面活性劑ＨＤＢ比ＣＴＡＢ所形成的雙動態吸附ＣＥＣ在低ＳＢＥ-β-ＣＤ含量的情況下對丙比胺有較大的分離能力,這是由于ＨＤＢ是聚合物,每一單體含兩個正電荷(單位碳原子所含的正電荷比ＣＴＡＢ多),使柱內表面動態吸附ＨＤＢ的量比ＣＴＡＢ多,因此在形成第二動態吸附層時能吸附較多的ＳＢＥ-β-ＣＤ;但是在ｐＨ３．０時,由于柱內表面還存在大部分未解離的Ｓｉ—ＯＨ,因此使得在柱內表面動態吸附表面活性劑的量較少,大部分游離的ＨＤＢ比ＣＴＡＢ更易于與流動相中的手性選擇劑相互作用,在高ＳＢＥ＿β＿ＣＤ含量時,使得在流動相中的手性選擇劑所起的作用分額減小,因此以ＣＴＡＢ為陽離子表面活性劑的雙動態吸附ＣＥＣ對丙比胺的拆分性能較好。在ｐＨ６．０,以ＨＤＢ所形成的雙動態吸附ＣＥＣ在高手性選擇劑濃度時丙比胺（華發林在３０ｍｉｎ內未出峰）的Ｒｓ遠大于ＣＴＡＢ所形成的雙動態吸附ＣＥＣ。這是由于首先柱內表面Ｓｉ—ＯＨ解離完全,吸附陽離子表面活性劑的量較多;其次ＨＤＢ比ＣＴＡＢ所帶的正電荷密度大,使得在形成第二動態吸附層時能吸附較多ＳＢＥ-β-ＣＤ的緣故。

２．５雙動態吸附ＣＥＣ和ＣＤ-ＣＺＥ的比較

由表１還可看出緩沖液ｐＨ不管是３.０還是６.０,當ＣＴＡＢ濃度為０．２ｍｍｏｌ／Ｌ時,雙動態吸附ＣＥＣ對丙比胺的手性分離性能比ＣＤ-ＣＺＥ(ＣＴＡＢ的濃度為０)強,這說明柱壁所吸附的ＳＢＥ-β-ＣＤ在手性分離中確實起到了一定的作用;當ＣＴＡＢ濃度為０．４ｍｍｏｌ／Ｌ時則由于緩沖液中游離的ＣＴＡＢ和分析物質競爭性地與ＳＢＥ-β-ＣＤ相互作用,使得丙比胺的Ｒｓ反而比在ＣＤ-ＣＺＥ情況下小。

以ＨＤＢ作為陽離子表面活性劑時,在ｐＨ３．０的緩沖液中ＳＢＥ-β-ＣＤ低含量的情況下,由于在柱壁動態吸附的ＳＢＥ-β-ＣＤ的作用,丙比胺的Ｒｓ在雙動態吸附ＣＥＣ時遠大于ＣＤ-ＣＺＥ,而在ＳＢＥ-β-ＣＤ高含量的情況下,則Ｒｓ反而小于ＣＤ-ＣＺＥ,這是由于流動相中部分ＳＢＥ-β-ＣＤ與ＨＤＢ相互作用的緣故;當緩沖液在ｐＨ６．０時,由于柱壁Ｓｉ—ＯＨ解離增多,使得吸附ＨＤＢ的量增多,進而使得柱壁動態吸附ＳＢＥ-β-ＣＤ的量也增多,因此即使是在ＳＢＥ-β-ＣＤ高含量下丙比胺的Ｒｓ在雙動態吸附ＣＥＣ的情況下遠大于ＣＤ-ＣＺＥ。

２．６雙動態吸附ＣＥＣ的重復性

考察如下４種背景電解質體系下的雙動態吸附柱的重復性:(１)ｐＨ３．０、２０ｍｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ-Ｈ_３ＰＯ_４、０．２ｍｍｏｌ／ＬＣＴＡＢ及２ｇ／ＬＳＢＥ-β-ＣＤ;(２)ｐＨ６．０、２０ｍｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ-Ｈ_３ＰＯ_４、０．２ｍｍｏｌ／ＬＣＴＡＢ及２ｇ／ＬＳＢＥ-β-ＣＤ；(３)ｐＨ３．０、２０ｍｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ-Ｈ_３ＰＯ_４、０．３ｇ／ＬＨＤＢ和２ｇ／ＬＳＢＥ-β-ＣＤ；(４)ｐＨ６．０、２０ｍｍｏｌ／ＬＴｒｉｓ-Ｈ_３ＰＯ_４、０．３ｇ／ＬＨＤＢ及２ｇ／ＬＳＢＥ-β-ＣＤ。分別以上述４種緩沖液體系連續運行１０次,每次之間用該緩沖液體系浸泡柱子５ｍｉｎ,所得到的丙比胺出峰時間的相對標準偏差(ＲＳＤ)見表２。由表２可知在各緩沖液體系下,丙比胺出峰時間的ＲＳＤ都小于１．０%,這說明雙動態吸附ＣＥＣ不但具有很好的重復性,而且不同雙動態涂層之間轉換既簡單又快速。

３結論

雙動態吸附ＣＥＣ可以在低手性選擇劑含量的情況下獲得比ＣＤ-ＣＺＥ理想的手性拆分效果,在高ｐＨ值下或低手性選擇劑含量時,以ＨＤＢ為陽離子表面活性劑比ＣＴＡＢ能獲得更好的拆分效果,因此選擇適當的雙動態

ＣＥＣ可為手性分離節約較為昂貴的手性選擇劑。作為毛細管電泳的又一分離模式,雙動態吸附ＣＥＣ有值得進一步研究的應用和理論價值。