龍 珍 , 金 燕, 劉曉達(dá), 郭志謀 , 沈愛金, 胡興娟, 吳寧鵬
(1. 賽默飛世爾(中國)科技有限公司,北京100080;2. 中國科學(xué)院分離分析化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,遼寧 大連116023;3. 河南省獸藥飼料監(jiān)察所,河南 鄭州450008)
病毒性疾病是目前世界上發(fā)病率最高的疾病之一,嚴(yán)重威脅著禽類、獸類,甚至人類的生命安全。為了有效預(yù)防和控制病毒性疾病的發(fā)起和傳播,需要根據(jù)不同的發(fā)病機(jī)理針對(duì)性地使用不同的抗病毒藥物[1,2]。病毒性疾病起因復(fù)雜多樣,因此市面上的抗病毒藥物也多種多樣,如三環(huán)胺類抗病毒藥物金剛乙胺等;核苷類抗病毒藥物阿昔洛韋、利巴韋林等。病毒性疾病的控制和預(yù)防往往需要多種抗病毒藥物同時(shí)使用。發(fā)展多種抗病毒藥物的同時(shí)分離分析和定量方法,有利于研究藥物代謝機(jī)理、監(jiān)測(cè)禽類產(chǎn)品中抗病毒藥物的殘留。
利巴韋林、更昔洛韋[3]、泛昔洛韋[4,5]、伐昔洛韋[6]和金剛乙胺是常見的抗病毒藥物。然而,要實(shí)現(xiàn)這幾種藥物的同時(shí)分離、檢測(cè)較為困難。電離狀態(tài)下的金剛乙胺極性較強(qiáng),反相色譜模式中保留較弱。為了增強(qiáng)金剛乙胺在反相色譜柱上的保留,常用堿性溶液作流動(dòng)相。但即使在游離狀態(tài)下,由于金剛乙胺分子的強(qiáng)極性,反相色譜保留仍然較弱。親水作用色譜(HILIC)是反相色譜的有力補(bǔ)充[7-15],可為極性化合物提供較好的保留和獨(dú)特的分離選擇性。金剛乙胺[16-18]和利巴韋林[19]的紫外吸收較弱,需要在低波長下或者衍生的情況下才能用紫外檢測(cè)器檢測(cè)。衍生方法具有較高的靈敏度,但該方法操作復(fù)雜,重復(fù)性較差,并且不是所有的化合物都具有衍生所需的基團(tuán)。電霧式檢測(cè)器(CAD)和質(zhì)譜等通用型檢測(cè)器是紫外檢測(cè)器的有力補(bǔ)充,可以提高紫外吸收較弱化合物的檢測(cè)靈敏度,并且不需要繁瑣的衍生步驟。質(zhì)譜可為抗病毒藥物的檢測(cè)提供較高的靈敏度[20],但其價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、定量穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性受諸多因素的影響。CAD 是近年來發(fā)展起來的一種通用型檢測(cè)器,該檢測(cè)器操作簡單且具有較高的檢測(cè)靈敏度和較寬的線性范圍[21-26]。
本文以親水色譜柱Click TE-Cys[27,28]為固定相,CAD 為檢測(cè)器,發(fā)展了一種可實(shí)現(xiàn)5 種抗病毒藥物同時(shí)分離的液相色譜方法。與反相液相色譜方法和其他HILIC 方法相比,該方法具有較好的峰形和分離選擇性,可實(shí)現(xiàn)5 種抗病毒藥物的同時(shí)分離和定量分析。
乙腈(色譜純,ThermoFisher 公司);甲酸(FA,純度99%)、甲酸銨(純度99.9%)(Acros 公司);利巴韋林(德國Dr. Ehrenstorfer GmbH),泛昔洛韋、伐昔洛韋、更昔洛韋和金剛乙胺(中國振翔科技有限公司)。低壓四元色譜系統(tǒng)(ThermoFisher 公司),配置LPG-3400SD 低壓四元色譜泵、WPS-3000TSL 自動(dòng)進(jìn)樣器、TCC-3200 柱溫箱、VWD-3100紫外-可見波長檢測(cè)器、Corona Veo RS 電霧式檢測(cè)器、變色龍色譜管理軟件Chromeleon 7.2。分析柱Acclaim C18 (150 mm×4.6 mm,5 μm)(ThermoFisher 公司);ZIC-pHILIC (150 mm×4.6 mm,5 μm)(美國Merck 公司);Click TE-Cys (150 mm×4.6 mm,5 μm)(中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所)。
反相色譜分離以Acclaim C18 為色譜柱,流動(dòng)相A 為乙腈,B 為0.1% (v/v)FA 水溶液,洗脫梯度為0 ~15 min,5% A ~18% A。以ZIC-pHILIC 為固定相的親水色譜分離,流動(dòng)相A 為乙腈,B 為10 mmol/L 甲酸銨(pH 2.9),洗脫梯度為0 ~30 min,90% A ~70% A。以Click TE-Cys 為固定相的親水色譜分離,流動(dòng)相A 為乙腈,B 為100 mmol/L 甲酸銨(pH 2.9),C 為水。流速:1 mL/min;柱溫:30℃;紫外檢測(cè)波長:254 nm。CAD 檢測(cè)條件:蒸發(fā)溫度35 ℃;過濾模式5;采集頻率10 Hz;PFV(power function value)值1.3。
以Acclaim C18 為固定相,分別用CAD 和紫外檢測(cè)器檢測(cè)幾種抗病毒藥物的響應(yīng)情況,如圖1a 所示,利巴韋林的紫外吸收較弱,在254 nm 波長下響應(yīng)較小;金剛乙胺無法用紫外檢測(cè)器直接檢測(cè)。因此無法用紫外檢測(cè)器同時(shí)檢測(cè)5 種抗病毒藥物。CAD 是一種通用型檢測(cè)器,它是檢測(cè)分析物顆粒表面的電荷量,適合半揮發(fā)和難揮發(fā)的化合物。CAD的響應(yīng)與分析物的質(zhì)量成比例,與分析物的光學(xué)性質(zhì)無關(guān)。如圖1b 所示,5 種抗病毒藥物在CAD 中都有較好的響應(yīng)。因此,在下面的分離模式和流動(dòng)相條件優(yōu)化過程中以CAD 為檢測(cè)器。
圖1 5 種抗病毒藥物在(a)紫外-可見波長檢測(cè)器和(b)CAD檢測(cè)下的色譜圖Fig.1 Chromatograms of the five drugs obtained with(a)a UV-Vis detector and (b)a CAD
以3 種不同色譜柱:親水色譜柱(ZIC-pHILIC和Click TE-Cys)和反相色譜柱(Acclaim C18)為固定相進(jìn)行抗病毒藥物的分離,并以CAD 為檢測(cè)器檢測(cè)。如圖2a 所示,在反相色譜模式中,金剛乙胺在死時(shí)間附近出峰,無法與死時(shí)間附近出峰的雜質(zhì)分離。在C18 色譜柱上,泛昔洛韋和抗生素水溶液中一雜質(zhì)共洗脫,無法實(shí)現(xiàn)泛昔洛韋的定量分析。親水色譜模式是反相色譜模式的有力補(bǔ)充。如圖2b 所示,在ZIC-pHILIC 色譜柱上,金剛乙胺與雜質(zhì)可以得到較好的分離。但5 種堿性抗病毒藥物在ZIC-pHILIC 上都存在不同程度的拖尾和色譜峰展寬,導(dǎo)致分離度下降和檢測(cè)靈敏度降低。如拖尾導(dǎo)致更昔洛韋和伐昔洛韋、利巴韋林和相鄰雜質(zhì)無法分離。此外,嚴(yán)重的拖尾和色譜峰展寬導(dǎo)致金剛乙胺檢測(cè)靈敏度降低,甚至無法檢測(cè)。與ZIC-pHILIC相比,以Click TE-Cys 為固定相時(shí)所有待檢測(cè)物質(zhì)都可以獲得更好的峰形(不對(duì)稱因子As<1.3)、更窄的峰寬(半峰寬W1/2<0.18 min)和更高的檢測(cè)靈敏度。如以ZIC-pHILIC 為固定相,泛昔洛韋的峰高為21 pA;以Click TE-Cys 為固定相,泛昔洛韋的峰高為44 pA。與反相色譜分離相比,Click TE-Cys具有不同的分離選擇性,5 種目標(biāo)化合物均得到基線分離(分離度Rs>1.5)。此外,在Click TE-Cys上可以分離檢測(cè)到一些無法在反相色譜模式中分離的雜質(zhì),如圖2c 中出峰時(shí)間為2.5、2.9、4.8 和8.5 min 的色譜峰。更好的分離度保證了各目標(biāo)化合物更準(zhǔn)確的定量。與蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD)一樣,CAD 的響應(yīng)隨流動(dòng)相中有機(jī)相含量的增加而增加。反相色譜流動(dòng)相中的乙腈含量遠(yuǎn)低于親水色譜模式,因此5 種抗病毒藥物在反相色譜模式中的響應(yīng)低于在親水色譜模式中的響應(yīng)。以Click TE-Cys為固定相,分析物中峰高最高的化合物的峰高是反相色譜模式下最高峰高的5 倍。
圖2 (a)Acclaim C18、(b)ZIC-pHILIC 和(c)Click TECys 分析5 種抗病毒藥物的色譜圖Fig.2 Chromatograms of the five drugs obtained with(a)Acclaim C18,(b)ZIC-pHILIC and (c)Click TE-Cys columns
在HILIC 分離中,鹽濃度和乙腈濃度對(duì)化合物的保留行為都有較為顯著的影響。在鹽濃度的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中,保持緩沖鹽的種類、pH(2.9)和乙腈梯度曲線不變,分別選取10、15 和20 mmol/L 甲酸銨(pH 2.9)作為緩沖鹽,考察鹽濃度對(duì)目標(biāo)化合物分離的影響。如圖3 所示,隨著鹽濃度的增加,化合物的保留時(shí)間稍有減少(<1 min)。隨著鹽濃度的增加,化合物的選擇性稍有變化,如利巴韋林、金剛乙胺以及介于兩者之間的雜質(zhì)。但無論用哪種鹽濃度,都可以實(shí)現(xiàn)5 種抗病毒藥物的分離。為了減少鹽對(duì)檢測(cè)靈敏度度的影響,選擇10 mmol/L 甲酸銨(pH 2.9)為流動(dòng)相添加劑。
圖3 甲酸銨濃度對(duì)5 種抗病毒藥物分離的影響Fig.3 Effect of ammonium formate concentration on separation of the five antiviral drugs
在乙腈濃度的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中,分別選取85% ~75%、80% ~70%、75% ~65% 乙腈作為有機(jī)相梯度,同時(shí)保持流動(dòng)相中緩沖鹽種類、濃度和pH 值不變。如圖4 所示,所有化合物的保留時(shí)間都隨流動(dòng)相中乙腈濃度的增加而增加。以伐昔洛韋為例,使用乙腈梯度85% ~75%、80% ~70%、75% ~65% 時(shí),保留時(shí)間分別為5.5、8.0 和11.7 min。為了實(shí)現(xiàn)較快的分離且保證幾種抗病毒藥物及雜質(zhì)間較好的分離,選擇乙腈梯度為80% ~70%。
圖4 乙腈梯度對(duì)5 種抗病毒藥物分離的影響Fig.4 Effect of acetonitrile gradient on separation of the five antiviral drugs
按照優(yōu)化后的色譜條件,在0.07 ~2.28 mg/mL 范圍內(nèi)取5 個(gè)點(diǎn),每個(gè)濃度進(jìn)樣3 次,每次進(jìn)樣5 μL。如表1 所示,以峰面積為縱坐標(biāo)(A),質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(C,mg/mL),考察利巴韋林、更昔洛韋、伐昔洛韋、泛昔洛韋和金剛乙胺的線性范圍,并以S/N=10 確定了5 種抗病毒藥物的定量限。
表1 5 種抗病毒藥物的線性關(guān)系及LOQTable 1 Linear relationships and LOQs of the five antiviral drugs
以質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL 的金剛乙胺、利巴韋林、更昔洛韋、泛昔洛韋和伐昔洛韋混合溶液為樣品,平行測(cè)定5 次,檢測(cè)本方法的峰面積重復(fù)性(見表2)。本方法測(cè)定泛昔洛韋、金剛乙胺、利巴韋林、更昔洛韋和伐昔洛韋有較好的日內(nèi)重復(fù)性(RSD≤3.06%)和日間重復(fù)性(RSD≤5.38%)。
表2 5 種抗病毒藥物峰面積的日內(nèi)(n=5)和日間重復(fù)性(n=3)Table 2 Intra-day (n=5)and inter-day (n=3)peak area repeatability of the five antiviral drugs
本實(shí)驗(yàn)以Click TE-Cys 為固定相,CAD 為檢測(cè)器,建立了多種抗病毒藥物同時(shí)分離檢測(cè)的方法。該方法可為所選藥物提供良好的峰形和獨(dú)特的分離選擇性??疾炝瞬煌臋z測(cè)器、色譜模式、色譜柱和實(shí)驗(yàn)條件對(duì)抗病毒藥物的響應(yīng)、峰形和分離選擇性的影響,可為同類化合物的分離提供參考。本實(shí)驗(yàn)發(fā)展的方法具有較寬的線性和較高的靈敏度,可用于相關(guān)藥物的定量、定性分析。
[1] Cirelli R,Herne K,McCrary M,et al. Antivir Res,1996,29:141
[2] Boyd M R,Bacon T H,Sutton D,et al. Antimicrob Agents Chemother,1987,31:1238
[3] Merodio M,Campanero M A,Mirshahi T,et al. J Chromatogr A,2000,870:159
[4] Mondal P,Neeraja B. Der Pharm Lett,2013,5(4):320
[5] Mannur V S,Kumar B S,Masthiholimath V S. Int J Pharm Pharm Sci,2011,3(Suppl 4):198
[6] Sugumaran M,Bharathi V,Hemachander R,et al. Der Pharm Chem,2011,3(4):190
[7] Kumar A,Heaton J C,McCalley D V. J Chromatogr A,2013,1276:33
[8] Gray N,Heaton J,Musenga A,et al. J Chromatogr A,2013,1289:37
[9] West C,Khater S,Lesellier E. J Chromatogr A,2012,1250:182
[10] Taylor L T. J Chromatogr A,2012,1250:196
[11] Shen A,Guo Z,Cai X,et al. J Chromatogr A,2012,1228:175
[12] Fu Q,Wang J,Liang T,et al. Chinese Journal of Chromatography (傅青,王軍,梁圖,等. 色譜),2013,31(11):1051
[13] Ibrahim M E A,Liu Y,Lucy C A. J Chromatogr A,2012,1260:126
[14] Heaton J,Gray N,Cowan D A,et al. J Chromatogr A,2012,1228:329
[15] Dong X,Shen A,Gou Z,et al. Carbohydr Res,2012,361:195
[16] Higashi Y,F(xiàn)ujii Y. J Chromatogr Sci,2005,43:213
[17] Higashi Y,Uemori I,F(xiàn)ujii Y. Biomed Chromatogr,2005,19:655
[18] Shuangjin C,F(xiàn)ang F,Han L,et al. J Pharm Biomed Anal,2007,44:1100
[19] Granich G G,Krogstad D J,Connor J D,et al. Antimicrob Agents Chemother,1989,33:311
[20] Chantelle B H,Glenn T,Paul S,et al. J Chromatogr B,2014,945/946:225
[21] Eom H Y,Park S Y,Kim M K,et al. J Chromatogr A,2010,1217:4347
[22] Hutchinson J P,Li J,F(xiàn)arrell W,et al. J Chromatogr A,2011,1218:1646
[23] Joseph A,Rustum A. J Pharmaceut Biomed Anal,2010,51:521
[24] Sun P,Wang X D,Alquier L. J Chromatogr A,2008,1177:87
[25] Takahashi K,Kinugasa S,Senda M,et al. J Chromatogr A,2008,1193:151
[26] Vehovec T,Obreza A. J Chromatogr A,2010,1217:1549
[27] Guo X,Zhang X,Guo Z,et al. J Chromatogr A,2014,1325:121
[28] Wei J,Shen A,Wan H,et al. J Sep Sci,2014,37:1781