微乳液電動色譜的研究進(jìn)展

王春燕

（重慶能源職業(yè)學(xué)院，重慶 402260）

微乳液電動色譜的研究進(jìn)展

王春燕

（重慶能源職業(yè)學(xué)院，重慶 402260）

微乳液電動色譜在膠束電動色譜基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種色譜技術(shù)。由于操作中可調(diào)節(jié)的因素眾多，它的應(yīng)用范圍廣泛。對其與膠束電動色譜比較、手性拆分、在線富集技術(shù)連用、離子液體連用等方面進(jìn)行了綜述。

微乳液電動色譜；離子液體；研究

微乳液電動色譜（MEEKC）是在膠束電動色譜（MEKC）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種色譜新技術(shù)。是電泳技術(shù)和色譜技術(shù)的結(jié)合。1991年，Watarai第一次將微乳液應(yīng)用在毛細(xì)管電泳中[1]。MEEKC相對于MEKC而言，液滴的表面沒有膠束的表面剛硬，溶質(zhì)更易傳透微乳液滴表面。微乳液可以溶解大量的親水性和疏水性的物質(zhì)它的分析對象更為廣泛。

在MEEKC 中，中性溶質(zhì)根據(jù)其疏水性的不同，在分散相和連續(xù)相中的分配也就不同，從而根據(jù)色譜機(jī)理可以實現(xiàn)分離，荷電的溶質(zhì)除了色譜機(jī)理外，還要根據(jù)其與荷電的液滴之間具有靜電作用不同，所以荷電物質(zhì)在MEEKC中是電泳和色譜相互作用的結(jié)果。影響溶質(zhì)在MEEKC中的分離因素有表面活性劑和助表面活性劑的類型和濃度、pH值、油相的類型、有機(jī)添加劑、緩沖液的類型和溫度。本文將對MEEKC的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 MEEKC與MEKC的比較

MEEKC是在MEKC的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種電泳新技術(shù)，它與MEKC相比，雖然分離效率降低，但時間窗口擴(kuò)大了。Hansen等首次報道了MEEKC與MEKC比較，MEEKC比MEKC具有明顯的優(yōu)勢。但MEKC中沒有加入與微乳中相同量的醇，所以結(jié)果不太合理。Nozal等對不含助表面活性劑的微乳體系的MEEKC與MEKC進(jìn)行了比較，研究發(fā)現(xiàn)不含助表面活性劑的MEEKC在分離七種抗生素藥物上表現(xiàn)出比MEKC方法更高的分離效率。微乳液使用的是揮發(fā)性較高的己烷作為油相，它在有SDS表面活性劑的微乳中很穩(wěn)定，沒有助表面活性劑也能形成微乳液。對于中性物質(zhì)，正丁醇修飾的MEKC方法和MEEKC方法得到的分離結(jié)果相近。Wen等[2]首次運(yùn)用MEEKC在10分鐘內(nèi)快速分離了海洛因和安非他明等17種物質(zhì)，而用正丁醇修飾的MEKC方法卻不能使這些物質(zhì)全部分離。MEEKC中所用的正丁醇的濃度較低，當(dāng)正丁醇的濃度較高時，17種物質(zhì)不能有效分離，所得結(jié)果與正丁醇修飾的MEKC相近。MEEKC在分析復(fù)雜樣品時比MEKC具有明顯的優(yōu)勢。

2 在線富集技術(shù)在MEEKC中的應(yīng)用

在MEEKC中，由于進(jìn)樣量少和毛細(xì)管的長度使得檢測光程短，常用的紫外檢測器對檢測靈敏度有一定的限制。為克服這個問題，多種在線濃縮技術(shù)運(yùn)用到MEEKC中。

Aguilar等在低電滲流的環(huán)境中，運(yùn)用反相遷移假固定相的堆積（SRMP）的在線富集技術(shù)和離線的固相微萃取技術(shù)（SPF），不必調(diào)換電極，在酸性條件下分離了水樣中的非類固醇抗炎藥物，檢測限為100～230ng/L。該方法可以運(yùn)用于對環(huán)境樣品中低濃度物質(zhì)的分析。SRMP技術(shù)中要求微乳液背景電解質(zhì)應(yīng)當(dāng)為酸性，在這樣的條件下，從陰極進(jìn)樣的方式使得86%毛細(xì)管內(nèi)充滿樣品溶液，然后在10kV的反向電壓下進(jìn)行堆積，樣品向陰極運(yùn)動，堆積在微乳液電解質(zhì)的池子與毛細(xì)管邊界處，隨著酸性微乳液向陰極流動，電滲流（EOF）愈來越小，當(dāng)液滴的淌度與EOF平衡時，預(yù)濃縮完成。不用調(diào)換電極，在同樣的電壓下對濃縮后的物質(zhì)進(jìn)行分離。該方法同其它方法相比，檢測靈敏度高，重現(xiàn)性好。

反向電極堆積模式（REPSM）是先在毛細(xì)管中充滿膠束背景電解質(zhì)，然后長時間引入樣品溶液，在負(fù)極實施電壓，膠束從負(fù)極開始運(yùn)動，堆積中性分析物到樣品與膠束溶液的邊界區(qū)而被電滲流排出毛細(xì)管，當(dāng)電流值為充滿微乳緩沖液的電流的95%時，電極調(diào)換，進(jìn)行正向電泳。Aguilar等在MEEKC中利用REPSM模式在線富集非類固醇抗炎藥物并進(jìn)行了成功分離。在pH=9.2的條件下，利用REPSM技術(shù)，靈敏度可以提高40倍。作者還用短端注射技術(shù)，在反向電極的條件下，在3min內(nèi)分離了5種藥物。

選擇性耗盡進(jìn)樣-掃集法（ESI-sweeping）是樣品堆積和掃集兩種富集模式的聯(lián)合，根據(jù)分析物所帶電荷不同，可以分為陰離子選擇性耗盡進(jìn)樣-掃集（ASEI-sweeping）和陽離子選擇性耗盡進(jìn)樣-掃集（CSEI-sweeping）。ASEI-sweeping法是在充滿非膠束的背景溶液的毛細(xì)管中，依次加壓注射一段不含膠束或的高導(dǎo)緩沖液區(qū)帶以及一小段水塞，然后在負(fù)向電壓下電動進(jìn)樣，樣品陰離子快速通過水塞并在水塞和高導(dǎo)緩沖液間的界面處聚集，形成一段較長的樣品區(qū)帶，此時電滲流的方向與樣品離子相反。然后在膠束緩沖溶液中施加正向電壓分離，此時電滲流方向都指向檢測端。膠束進(jìn)入毛細(xì)管并對樣品離子進(jìn)行掃集，使樣品區(qū)帶長度大大縮短，實現(xiàn)樣品的第二次富集。最后在此電壓下進(jìn)行膠束電動色譜分離。Huang等將ASEI-sweeping技術(shù)運(yùn)用于MEEKC中分離了八種酸性酚類化合物。與傳統(tǒng)的ASEI-sweeping不同的是他們在毛細(xì)管中充滿低pH值的微乳液而不是非微乳的背景電解質(zhì)溶液，注射1.9 cm pH值為2的酸而不是一段水塞，這樣可以避免在分離時出現(xiàn)微乳液的分層現(xiàn)象，并且可以抑制在場放大進(jìn)樣。先用場放大進(jìn)樣堆積模式，再利用掃集技術(shù)進(jìn)行第二次富集，與一般的MEEKC方法相比，靈敏度提高了96 000～238 000倍。ASEI-sweeping MEEKC 方法成功地對食品中的痕量物質(zhì)沒食子酸和兒茶酚進(jìn)行檢測

在線富集模式可以實現(xiàn)對微量物質(zhì)的濃縮，在線富集技術(shù)和MEEKC結(jié)合可以使得MEEKC在分析復(fù)雜的生物樣品和環(huán)境樣品領(lǐng)域具有廣闊的前景。

3 W/O型微乳液電動色譜的研究進(jìn)展

MEEKC中一般都是用的O/W型微乳液，關(guān)于W/O型微乳液電導(dǎo)色譜研究的文獻(xiàn)較少。Mendonca等用15%Tris（pH= 8.4，40mmol/L）+85%（SDS∶戊醇＝1∶4）組成的W/O型微乳液可以溶解30%蔬菜油和豬油進(jìn)行反向微乳液毛細(xì)管電泳色譜（RMEEKC）。由于先用季銨鹽沖洗毛細(xì)管壁減小EOF，電極進(jìn)行了調(diào)換，遷移順序為一價陰離子物質(zhì)、非離子性物質(zhì)、二價陰離子物質(zhì)和均苯四甲酸。液滴向陰極運(yùn)動，這可能是由于溶劑化的陽離子位于液滴的外層，與表面活性劑的疏水尾鏈混合在一起。RMEEKC中的分離機(jī)理是溶質(zhì)的荷電情況、分配作用、疏水性和微乳液中的滲濾現(xiàn)象綜合作用的結(jié)果。RMEEKC對于強(qiáng)疏水性物質(zhì)和疏水性相近的物質(zhì)分離方面較MEEKC有獨特的優(yōu)勢。

4 MEEKC拆分手性藥物

MEEKC用于藥物的手性拆分也是研究的熱點，在微乳液中加入手性試劑（如環(huán)糊精），或者是由手性表面活性劑（L-酒石酸辛酯-DDCV）、手性助表面活性劑（2-己醇）和手性油相聯(lián)丁基酒石酸鹽）。DDCV在MEEKC手性拆分中應(yīng)用較為廣泛，DDCV是由十二烷基碳鏈和纈氨酸頭基所構(gòu)成的表面活性劑，它的手性中心是纈氨酸的α位碳原子。Foley等考察了微乳液中助表面活性劑物質(zhì)的量相同而種類不同，其他運(yùn)行條件不變，拆分六種藥物對映體的情況。伯醇、仲醇和環(huán)狀醇中，環(huán)戊醇對拆分選擇性有明顯的改善，而戊醇對拆分的選擇性的改善表現(xiàn)最差。Foley等首次配制成手性表面活性劑DDCV和手性油相2-己醇和聯(lián)丁基酒石酸鹽組成的微乳液，分離了六對藥物對映體。對麻黃堿類藥物來說，兩種手性試劑的拆分選擇性要優(yōu)于一種手性試劑。而對于其他物質(zhì)對映體而言，兩種微乳液所拆分的分離度相近。

5 其他應(yīng)用

離子液體是完全由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子所組成的液體。離子液體具有無揮發(fā)性、蒸汽壓低、電化學(xué)窗口寬、導(dǎo)電性好、強(qiáng)熱穩(wěn)定性等特點。由于離子液體的可設(shè)計性，可根據(jù)特定需要，由不同的陰陽離子組合成許多中離子液體，其種類比常用的溶劑種類多。近來，離子液體在毛細(xì)管電泳中的應(yīng)用受到了廣泛關(guān)注。Zhang 等研究了[BMIM]BF4作為添加劑，在MEEKC中分離中藥黃苓和制劑中的黃苓苷、漢黃芩素和5，6，7-三羥黃酮。結(jié)果表明，陽離子BMIM 既與微乳液滴又與SDS 發(fā)生相互作用。BMIM 與微乳液滴的作用可以改變微乳的特性，從而影響分析物的分配，提高了分離度。他們發(fā)現(xiàn)加入15mmol/L的[BMIM]BF4，也沒有產(chǎn)生反向電滲流，但由于離子強(qiáng)度增加，延長了分析時間。Jun等以Tween-20/[BMIM]PF6在6min內(nèi)成功分離了7種酚酸類化合物，并且重現(xiàn)性良好。李峰等以[BMIM]PF6離子液體為油相，11min內(nèi)同時分離了石菖中的三種細(xì)辛醚，分離效果良好。并且可以在優(yōu)化的條件下在10min內(nèi)快速分離10個核苷類化合物，為快速簡便分析核苷類化合物提供了有效方法。

環(huán)糊精的類型和尺寸有多種類型。它可以提供疏水空腔，基于疏水性和空間位阻利用絡(luò)合特性進(jìn)行主客體的相互作用。Chang等利用環(huán)糊精（DM-β-CD）為添加劑，分離了疏水性強(qiáng)的三種維生素E和抗氧化劑（BHT）。

6 結(jié)束語

微乳液電動色譜應(yīng)用應(yīng)該越來越受到人們的關(guān)注，由于與多種富集模式的結(jié)合，使得MEEKC可以對環(huán)境樣品或生物樣品中的痕量樣品進(jìn)行分析。但是由于MEEKC操作變量較多，因此對于MEEKC的基礎(chǔ)理論知識應(yīng)進(jìn)行大量的深入研究。

[1] Watarai H.Microemulsion Capillary Electrophoresis[J].Chem Lett，1991（3）：391-394.

[2] McEvoy E.，Marsh A.，Altria K.D.，etal.Recent Advances in the Development and Application of Microemulsion EKC[J]. Electrophoresis，2007，28：193-207.

[3] Cao Jun，Qu H，Cheng Y.The Use of Novel Ionic Liquid-in-Water Microemulsion Without the Addition of Organic Solvents in a Capillary Electrophoretic System[J].Electrophoresis，2010，31，3492-3498.

[4] 李峰.離子液體型MEEKC在幾種中藥分析中的應(yīng)用研究[D].重慶，重慶大學(xué)，2014.

[5] Chang L.C.，Chang H.T.，Sun S.W.Cyclodextrin-Modified Microemulsion Electrokinetic Chromatography for Separation of α-，γ-，δ-tocopherol and α-tocopherol acetate [J].Chromatogr.A，2006，1110：227-234.

Research Progress of Microemulsion Electrokinetic Chromatography

Wang Chun-yan

A chromatographic technique developed by microemulsion electrochromatography based on micellar electrokinetic chromatography.Due to the large number of factors that can be adjusted in operation，it has a wide range of applications.Compared with the micellar electrokinetic chromatography，chiral separation，on-line enrichment technology，and ionic liquid were reviewed.

microemulsion electrochromatography；ionic liquid；research

O657.7

B

1003-6490（2017）01-0141-02