CN101544629A - 一种分离罗替戈汀、苯海索对映异构体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分离罗替戈汀、苯海索对映异构体的方法。首先,将磺化葡聚糖溶解于缓冲溶液,得到含有手性选择剂磺化葡聚糖的运行缓冲液,将要分离的罗替戈汀、苯海索溶于运行缓冲液作为待分离的样品,通过毛细管电泳仪实现两种药物对映异构体的分离。本发明的特征是所选用的手性选择剂为分子量为50万或100万的磺化葡聚糖,该手性选择剂背景紫外吸收低,价廉易得。所采用的方法分离效率高,消耗试剂少,对环境友好,操作简便;在正向或反向电压模式下均可实现对映体的手性分离,且两种模式下对映体的迁移顺序相反。采用本方法对两种药物对映异构体的分离度较高。
Description
技术领域
本发明属于色谱技术、药物分析和对映体分离领域,进一步地,本发明属于针对抗帕金森药物分子的手性分离分析领域。具体地,本发明涉及一种针对罗替戈汀(Rotigotine)、苯海索(Trihexyphenidyl)的毛细管电泳手性分离方法。该方法可分别采用正向、反向电压模式,对罗替戈汀和苯海索进行手性分离。
背景技术
手性化合物的各个对映体在各向同性的环境中具有相同的物理化学性质,在各向异性的生物系统中却显示出不同的性质。整个生命体系(包括生物体内的蛋白质、核酸、碳水化合物、激素、酶、生物受体等)几乎全是手性的,因而进入生物体内的手性药物必然与其发生具有对映体选择性的作用,导致手性药物对映体呈现出不同的药理学、毒理学、生物转化以及代谢特性。
毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)的分离原理是基于分析物在毛细管内受高压电场驱动时具有不同的迁移速度,从而得到分离。依据迁移时间和峰面积(或峰高)可对分析物进行定性和定量。通常,毛细管电泳的理论塔板数比高效液相色谱的高;其手性选择剂均匀分布在背景电解液中,将传质减到最小;更重要的是,在优化分离时可以方便地改变手性选择剂种类和浓度,或者同时使用多种手性选择剂以利用其协同效应加强分离效果;此外,毛细管电泳手性分离多采用对环境友好、价格低廉的无机缓冲液代替有机溶剂。毛细管电泳因其具有分离效率高、分析速度快、样品消耗少、操作简便灵活等优点,作为一种电驱动手性分离技术,在手性药物分析领域内引起越来越多的关注。
除了最广泛使用的环糊精及其衍生物,各种电中性和可荷电的线形多聚糖也被用作毛细管电泳手性分离的手性选择剂(手性识别剂)。近来,人们越来越来关注阴离子多聚糖作为手性选择剂在毛细管电泳手性分离中的应用。阳离子分析物(大多情况下是碱性药物)与阴离子手性选择剂之间的静电作用有益于手性分离。而且,阴离子选择剂的淌度与分析物的淌度相反,因此可提供扩展的分离窗口。
在阴离子多聚糖中,磺化葡聚糖(dextran sulfate,DxS)除了可以作为缓冲溶液添加剂和涂层聚阴离子外,还是一种很有吸引力的手性选择剂。
磺化葡聚糖是一种类似肝素的阴离子多聚糖,由通过α-(1,6)-糖苷键连接的葡聚糖制备得来。它具有许多手性中心,每个葡萄糖单元的2到4位上具有2到3个磺酸根基团。文献Nishi H,Nakamura K,Nakai H,Sato T,Terabe S(1994)Electrophoresis15:1335-1340中,采用3-5%的磺化葡聚糖对特美奎诺及其位置异构体进行手性分离。文献Agyei NM,Gahm KH,Stalcup AM(1995)Anal Chim Acta 307:185-191中,利用磺化葡聚糖分离了氯奎和氯苯吡胺对映异构体。文献ChenY,Lu XN,Han ZQ,Qi L,WangMX,Yu X,Yang GL,Mao LQ,Ma HM(2005)Electrophoresis 26:833-840中,使用磺化葡聚糖对芳基甘氨酰胺实现手性分离。
罗替戈汀(Rotigotine,S型异构体,)是第一种透皮给药的非麦角类多巴胺激动剂,于2007年5月经美国食品和药品管理局(FDA)批准用于治疗早期原发性帕金森病。
罗替戈汀(S-型异构体) 罗替戈汀的对映异构体(R-型异构体)
药理学研究表明罗替戈汀(S型异构体)的药效是其R型异构体的约140倍。文献Chu BL,Guo BY,Zuo HJ,Wang ZH,Lin JM(2008)J Pharm Biomed Anal 46:854-859中,利用由磺化β-环糊精(S-β-CD)和甲基-β-环糊精(M-β-CD)组成的双环糊精体系,通过毛细管电泳对罗替戈汀及其相关手性杂质进行手性分离。尽管该方法对罗替戈汀及其对映体的分离度较高(可达到7),但是它不能实现其对映体迁移顺序的翻转,且该方法仅针对罗替戈汀这一种抗帕金森药物。
苯海索(Trihexyphenidyl,THP)是一种合成的用于治疗帕金森病的抗胆碱能药物。
苯海索
研究表明苯海索对映异构体与毒蕈碱受体亚型具有不同的亲合特性。文献Capka V,Xu Y,Chen YH(1999)J Pharm Biomed Anal 21:507-517和Capka V,Xu Y(2001)JChromatogr B 762:181-192中,利用液相色谱(β-环糊精为固定相)-质谱联用系统对人血清中的苯海索进行手性分离和测定。他们使用的方法只是针对苯海索这一种抗帕金森药物,需要昂贵的仪器和手性色谱柱,且刚刚达到基线分离,亦不能实现对映体迁移顺序的翻转。文献Stalcup AM,Gahm KH(1996)Anal Chem 68:1360-1368中,使用磺化环糊精作为手性选择剂,通过毛细管电泳分离苯海索对映异构体,但是分离度仅为1.3,未能达到基线分离。文献Li H,Wang PH,Li C,Wang H,Zhang HS(2008)Microchem J 89:34-41中,使用以羧甲基-β-环糊精为手性选择剂的毛细管电泳方法可使苯海索对映体基线分离,但是分离温度要控制在15℃。
目前,采用磺化葡聚糖作为手性选择剂,对罗替戈汀、苯海索两种抗帕金森药物同时进行手性分离的毛细管电泳方法还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种同时对罗替戈汀、苯海索这两种抗帕金森药物进行手性分离的毛细管电泳分析方法。
所述方法是将磺化葡聚糖(DxS)作为手性选择剂溶解在缓冲溶液中,在正向或反向电压模式下对罗替戈汀、苯海索进行手性分离。
磺化葡聚糖具有丰富的手性中心,可使罗替戈汀、苯海索对映异构体得以分离。又因其是阴离子多聚糖,通过调整缓冲溶液的pH值和手性选择剂的浓度,可分别在正向或反向电压模式下实现罗替戈汀、苯海索的手性分离,且达到对映体迁移顺序的翻转。所述方法可用于药品罗替戈汀、苯海索的手性分离和检测。
本发明的目的可通过如下步骤来实现:
首先,将磺化葡聚糖溶解于缓冲溶液,过滤后超声,得到含有手性选择剂磺化葡聚糖的运行缓冲液,将要分离的罗替戈汀和(或)苯海索溶于运行缓冲液作为待分离的样品。运行缓冲液和样品都放置在毛细管电泳仪自带的样品瓶中。
后面的分离过程是通过毛细管电泳仪自动完成,见附图1,一般分为进样和分离步骤;毛细管(3)的进口端和出口端分别插入装有待分离样品的样品瓶和废液瓶中,采用压力方式进样;
进样步骤完成后,毛细管的两端再分别插入装有运行缓冲液的样品瓶中,加电压进行分离,样品通过检测窗口时被检测到。
具体步骤如下:
A.配制运行缓冲液和样品
在超纯水中溶解磷酸盐配制浓度为5-100mmol/L的磷酸盐缓冲溶液,用磷酸或氢氧化钠溶液调节缓冲溶液的pH值=2-7,较佳的pH值=2.5-4;按每毫升缓冲溶液中加入0.01-0.04g手性选择剂的比例,向缓冲溶液中加入手性选择剂,溶解后用过滤膜过滤,超声3-10分钟,得到运行缓冲液;
所述的手性选择剂是磺化葡聚糖,较好的是分子量为50万或100万的磺化葡聚糖;
所述的磷酸盐是磷酸二氢钠或者磷酸氢二钠;所述的过滤膜孔径为0.22-0.45μm,材质为混合纤维素酯。
将待分离的药物分别溶解于超纯水得到浓度为5-20mmol/L的储备样品,较佳的浓度为10mmol/L,冷藏保存,进样时用运行缓冲液将储备样品进行稀释得到浓度为0.01-1mmol/L的待分离样品。
所述的超纯水是电阻率>18.3MΩ·cm的纯水。
B.仪器准备
分离过程在熔融石英毛细管内进行,毛细管内壁最好是未涂层的,毛细管总长为50-70cm,内径为25-100μm,在距离毛细管进口端40-60cm处除去毛细管的聚酰亚胺外层以得到检测窗口。
新的毛细管在使用之前需要进行清洗和活化。进样前,毛细管需要用运行缓冲液冲洗使其达到平衡。连续分析时,每次分析前依次用浓度为1mol/L的氢氧化钠、超纯水和运行缓冲液冲洗,以保证重现性。仪器的液体冷却系统保证所有分析均在恒温下进行。
C 进样
把运行缓冲液和待分离样品分别加入到样品瓶中,将毛细管进样端口和检测端口分别插入装有待分离样品和储存废液的样品瓶中,样品通过压力方式进样,进样压力为0.5psi(3.45kPa),进样时间为5秒。
D 分离
进样步骤完成后,毛细管进样端口和检测端口再分别插入2个均装有运行缓冲液的样品瓶中,用来提供高电压的2根电极分别插入上述2个样品瓶中,施加电压10-30kV,电压极性视情况而定,开始分离。分离过程在温度为15-35℃范围的恒温下进行;较适宜的分离温度是20-25℃;采用直接紫外检测,检测波长为200nm;当被分离样品迁移至检测窗口时,紫外吸收信号会发生变化,软件会记录整个分离过程中紫外吸收信号的变化,生成色谱图;并根据计算公式:
直接计算出对映异构体的分离度(Rs);
式中,t是对映异构体的迁移时间,w是基线处峰宽,下脚标1和2分别代表依次经过检测器的第1个和第2个对映异构体。
苯海索和罗替戈汀对映体在正向、反向电压模式下的迁移时间和分离度测定结果列于表1
表1
结果表明,本方法有较好的分离度,其中,反向电压模式下两种药物对映异构体的分离度较正向电压分离模式下的高。
本发明的有益效果是:采用磺化葡聚糖作为手性选择剂,紫外吸收背景低;毛细管电泳方法对环境友好、分离效率高、消耗样品少。在正向或反向电压模式下均可实现手性分离,并且在两种模式下对映体的迁移顺序相反。罗替戈汀、苯海索对映异构体可同时在较短时间内达到满意的分离,苯海索对映异构体的分离度大于文献报道的结果(文献报道仅能达到基线分离)。本发明扩展了磺化葡聚糖在毛细管电驱动手性色谱领域的应用。可用于实际的分离分析中。
附图说明
图1是毛细管电泳仪示意图,其中1和2是样品瓶,3是毛细管,4是检测器,5是计算机,6是高压电源
图2是实施例1罗替戈汀和苯海索在正向电压模式下的手性分离电泳图
图3是实施例2罗替戈汀和苯海索在反向电压模式下的手性分离电泳图
图4是实施例3和2罗替戈汀和苯海索在反向电压模式下,分别利用分子量为1000 000和500 000的磺化葡聚糖作为手性选择剂的手性分离电泳图
具体实施方式
以本发明在正向或者反向电压模式下,以及在反向电压模式下采用不同分子量的磺化葡聚糖作为手性选择剂,对罗替戈汀和苯海索进行手性分离为例,说明本发明的具体实施方式:
实施例1
1.配制运行缓冲液和样品
以超纯水为溶剂,配制浓度为10mmol/L的磷酸二氢钠水溶液,作为背景电解液。向已配制好的磷酸二氢钠水溶液中缓慢滴加浓度为1mol/L的磷酸,调节缓冲溶液的pH值达到4。将分子量为1000 000的磺化葡聚糖以2.0%(w/v)的比例加入到上述缓冲溶液中,溶解后用0.22μm过滤膜过滤,超声5分钟。分别将罗替戈汀、苯海索溶解于超纯水得到浓度为10mmol/L的储备样品,4℃下保存。进样时用运行缓冲液将储备样品进行稀释得到浓度为0.1mmol/L的待分离样品。
2.仪器准备
分离过程在未涂层的熔融石英毛细管内进行,毛细管总长为60cm,内径为50μm,在距离毛细管进口端50cm处通过燃烧去掉毛细管的聚酰亚胺外层以得到检测窗口。直接紫外检测,波长为200nm。
新的毛细管在使用之前需要清洗和活化,步骤为:甲醇冲洗10分钟,超纯水冲洗5分钟,浓度为1mol/L的盐酸冲洗10分钟,超纯水冲洗5分钟,浓度为1mol/L的氢氧化钠冲洗10分钟,超纯水冲洗10分钟。作为每天的例行程序,毛细管需要先用浓度为1mol/L的氢氧化钠和超纯水各冲洗10分钟。进样前,用运行缓冲液冲洗5分钟。连续分析时,每次分析前用浓度为1mol/L的氢氧化钠、超纯水和运行缓冲液各冲洗5分钟,以保证重现性。仪器的液体冷却系统保证所有分析均在室温(25±0.1℃)下进行。
3.进样
把运行缓冲液和样品分别加入到样品瓶中,置于自动进样器的样品托盘中。毛细管进样端口和检测端口分别插入装有待分离样品和储存废液的样品瓶中。样品通过压力方式进样,进样压力为0.5psi(3.45kPa),进样时间为5秒。
4.分离
进样步骤完成后,毛细管进样端口和检测端口再分别插入2个均装有运行缓冲液的样品瓶中,用来提供高电压的2根电极分别插入上述2个样品瓶中,施加正向高电压+30kV,开始分离。分离过程在恒温25℃下进行。
这两种药物对映体的手性分离结果见附图2及表1中的数据。此实施例中,2种手性药物的迁移时间均在30分钟内。苯海索的分离度达到2.7,但是罗替戈汀的分离度仅为1.1,还未达到基线分离。此外,色谱峰有拖尾现象,这是由于运行缓冲液的pH值为4,毛细管内壁硅羟基的解离未受到完全抑制,毛细管内壁对分析物具有一定的吸附作用。
实施例2
1.配制运行缓冲液和样品。
以超纯水为溶剂,配制浓度为10mmol/L的磷酸二氢钠水溶液,作为背景电解液。向已配制好的磷酸二氢钠水溶液中缓慢滴加浓度为1mol/L的磷酸,调节缓冲溶液的pH值达到2.5。将分子量为1000000的磺化葡聚糖以2.0%(w/v)的比例加入到上述缓冲溶液中,溶解后用0.22μm过滤膜过滤,超声5分钟。分别将罗替戈汀、苯海索溶解于超纯水得到浓度为10mmol/L的储备样品,4℃下保存。进样时用运行缓冲液将储备样品进行稀释得到浓度为0.1mmol/L的待分离样品。
2.仪器准备
分离过程在未涂层的熔融石英毛细管内进行,毛细管总长为60cm,内径为50μm,在距离毛细管进口端50cm处通过燃烧去掉毛细管的聚酰亚胺外层以得到检测窗口。直接紫外检测,波长为200nm。
新的毛细管在使用之前需要清洗和活化,步骤为:甲醇冲洗10分钟,超纯水冲洗5分钟,浓度为1mol/L的盐酸冲洗10分钟,超纯水冲洗5分钟,浓度为1mol/L的氢氧化钠冲洗10分钟,超纯水冲洗10分钟。作为每天的例行程序,毛细管需要用浓度为1mol/L的氢氧化钠和超纯水各冲洗10分钟。进样前,用运行缓冲液冲洗5分钟。连续分析时,每次分析前用浓度为1mol/L的氢氧化钠、超纯水和运行缓冲液各冲洗5分钟,以保证重现性。仪器的液体冷却系统保证所有分析均在室温(25±0.1℃)下进行。
3.进样
把运行缓冲液和样品分别加入到样品瓶中,置于自动进样器的样品托盘中。毛细管进样端口和检测端口分别插入装有待分离样品和储存废液的样品瓶中。样品通过压力方式进样,进样压力为0.5psi(3.45kPa),进样时间为5秒。
4.分离
进样步骤完成后,毛细管进样端口和检测端口再分别插入2个均装有运行缓冲液的样品瓶中,用来提供高电压的2根电极分别插入上述2个样品瓶中,施加反向高电压—30kV,开始分离。分离过程在恒温25℃下进行。这两种药物对映体的手性分离结果见附图3及表1中的数据。
此实施例中,2种手性药物的迁移时间均在40分钟内。苯海索的分离度达到5.8,罗替戈汀的分离度达到2.0。由于运行缓冲液的pH值为2.5,毛细管内壁对分析物的吸附作用基本被抑制,色谱峰拖尾现象消失。而且,与在正向电压模式下进行分离的实施例1对比,对映体迁移顺序完全翻转。
实施例3
1.配制运行缓冲液和样品。
以超纯水为溶剂,配制浓度为10mmol/L的磷酸二氢钠水溶液,作为背景电解液。向已配制好的磷酸二氢钠水溶液中缓慢滴加浓度为1mol/L的磷酸,调节缓冲溶液的pH值达到2.5。将分子量为500000的磺化葡聚糖以2.0%(w/v)的比例加入到上述缓冲溶液中,溶解后用0.22μm过滤膜过滤,超声5分钟。分别将罗替戈汀、苯海索溶解于超纯水得到浓度为10mmol/L的储备样品,4℃下保存。进样时用运行缓冲液将储备样品进行稀释得到浓度为0.1mmol/L的待分离样品。
2.仪器准备
分离过程在未涂层的熔融石英毛细管内进行,毛细管总长为60cm,内径为50μm,在距离毛细管进口端50cm处通过燃烧去掉毛细管的聚酰亚胺外层以得到检测窗口。直接紫外检测,波长为200nm。
新的毛细管在使用之前需要清洗和活化,步骤为:甲醇冲洗10分钟,超纯水冲洗5分钟,浓度为1mol/L的盐酸冲洗10分钟,超纯水冲洗5分钟,浓度为1mol/L的氢氧化钠冲洗10分钟,超纯水冲洗10分钟。作为每天的例行程序,毛细管需要用浓度为1mol/L的氢氧化钠和超纯水各冲洗10分钟。进样前,用运行缓冲液冲洗5分钟。连续分析时,每次分析前用浓度为1mol/L的氢氧化钠、超纯水和运行缓冲液各冲洗5分钟,以保证重现性。仪器的液体冷却系统保证所有分析均在室温(25±0.1℃)下进行。
3.进样
把运行缓冲液和样品分别加入到样品瓶中,置于自动进样器的样品托盘中。毛细管进样端口和检测端口分别插入装有待分离样品和储存废液的样品瓶中。样品通过压力方式进样,进样压力为0.5psi(3.45kPa),进样时间为5秒。
4.分离
进样步骤完成后,毛细管进样端口和检测端口再分别插入2个均装有运行缓冲液的样品瓶中,用来提供高电压的2根电极分别插入上述2个样品瓶中,施加反向高电压—30kV,开始分离。分离过程在恒温25℃下进行。这两种药物对映体在分子量为500000的磺化葡聚糖作为手性选择剂时的手性分离结果见附图4。
与同样在反向电压模式下进行分离的实施例2对比,作为手性选择剂的磺化葡聚糖分子量由1000 000变为500 000,但它对2种手性药物的手性分离能力几乎未发生变化,其手性分离效果近似。
Claims (6)
1.一种分离罗替戈汀、苯海索对映异构体的方法,将磺化葡聚糖溶解于缓冲溶液,得到含有手性选择剂的运行缓冲液,将要分离的罗替戈汀、苯海索溶于运行缓冲液作为待分离的样品,通过毛细管电泳仪实现两种药物对映异构体的分离;其特征是所采用的手性选择剂是磺化葡聚糖。
2.根据权利要求1所述的分离罗替戈汀、苯海索对映异构体的方法,具体步骤如下:
A配制运行缓冲液和样品
在超纯水中溶解磷酸盐配制浓度为5-100mmol/L的磷酸盐缓冲溶液,用磷酸或氢氧化钠溶液调节缓冲溶液的pH值=2-7;按每毫升缓冲溶液中加入0.01-0.04g手性选择剂的比例,向缓冲溶液中加入手性选择剂,溶解后用过滤膜过滤,超声3-10分钟,得到运行缓冲液;所述的手性选择剂是磺化葡聚糖;
将待分离的药物分别溶解于超纯水得到浓度为5-20mmol/L的储备样品,冷藏保存,进样时用运行缓冲液将储备样品进行稀释得到浓度为0.01-1mmol/L的待分离样品;
B.仪器准备
分离过程在熔融石英毛细管内进行,毛细管内壁最好是未涂层的,毛细管总长为50-70cm,内径为25-100μm,在距离毛细管进口端40-60cm处除去毛细管的聚酰亚胺外层以得到检测窗口;
新的毛细管在使用之前需要进行清洗和活化。进样前,毛细管需要用运行缓冲液冲洗使其达到平衡。连续分析时,每次分析前依次用浓度为1mol/L的氢氧化钠、超纯水和运行缓冲液冲洗,以保证重现性。仪器的液体冷却系统保证所有分析均在恒温下进行;
C.进样
把运行缓冲液和待分离样品分别加入到样品瓶中,将毛细管进样端口和检测端口分别插入装有待分离样品和储存废液的样品瓶中,样品通过压力方式进样,进样压力为0.5psi,进样时间为5秒;
D分离
进样步骤完成后,毛细管进样端口和检测端口再分别插入2个均装有运行缓冲液的样品瓶中,用来提供高电压的2根电极分别插入上述2个样品瓶中,施加电压10-30kV,电压极性视情况而定,开始分离。分离过程在温度为15-35℃范围的恒温下进行;采用直接紫外检测,检测波长为200nm;当被分离样品迁移至检测窗口时,紫外吸收信号会发生变化,软件会记录整个分离过程中紫外吸收信号的变化,生成色谱图;并根据计算公式:
直接计算出对映异构体的分离度(Rs);
式中,t是对映异构体的迁移时间,w是基线处峰宽,下脚标1和2分别代表依次经过检测器的第1个和第2个对映异构体。
3.根据权利要求2所述的分离罗替戈汀、苯海索对映异构体的方法,其特征是步骤A中所述的手性选择剂是分子量为50万或100万的磺化葡聚糖。
4.根据权利要求2所述的分离罗替戈汀、苯海索对映异构体的方法,其特征是步骤A中所述的磷酸盐是磷酸二氢钠或磷酸氢二钠;所述的过滤膜孔径为0.22-0.45μm,材质为混合纤维素酯;所述的缓冲溶液的pH值=2.5-4;
5.根据权利要求2所述的分离罗替戈汀、苯海索对映异构体的方法,其特征是步骤A中所述储备样品的浓度为10mmol/L,所述的超纯水是电阻率>18.3MΩ·cm的纯水。
6.根据权利要求2所述的分离罗替戈汀、苯海索对映异构体的方法,其特征是步骤D中所述的分离过程在温度为20-25℃的恒温下进行。
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