离子色谱法及其在药物分析中的应用*

吴 燕，米亚娴

(天津市药品检验所 ，天津 300070)

离子色谱法是美国Small等人在离子交换色谱法的基础上建立起来的一种离子分离分析液相色谱技术，具有操作简便、灵敏快速、精密度高、抗干扰能力强、分析结果准确可靠等优点。自20世纪70年代中期问世到今天，该项技术已成为检测无机阴阳离子的最有力的分析手段。近年来，随着离子色谱本身的技术发展，离子色谱在药物分析中又有许多新的进展，在药物及合成中间体的分析、复杂组分中的某一组分鉴定、药物离子的价态及形态分析等方面都起了很大的作用[1]。

1 离子色谱法基本原理及研究进展

1.1离子色谱法的基本原理[2]离子色谱法按分离模式分3种类型：离子交换色谱法、离子排斥色谱法和离子对色谱法。

离子交换色谱法，分离是基于发生在流动相和键合在基质上的离子交换基团之间的离子交换过程，也包括部分非离子的相互作用，这种分离方式可用于有机和无机阴离子和阳离子的分离。

离子排斥色谱法，分离是基于固定相和被分析物质之间3种不同的作用——Donnan排斥、空间排斥和吸附作用，这种分离方式主要用于弱的有机和无机酸的分离。

离子对色谱法，分离是基于被分析物在分离柱上的吸附作用。分析柱的选择性主要取决于流动相的组成和浓度，流动相除了加入有机改进剂之外，还需加入离子对试剂，这种分离方式可用于表面活性阴离子和阳离子以及过渡金属络合物的分离。

离子色谱的检测技术有最通用的离子色谱检测方式——抑制电导，另外还有直接电导、安培、紫外及荧光等检测方式，也可与ICP(电感耦合等离子体)或ICP-MS(电感耦合等离子体-质谱)或MS(质谱)联用。

紫外吸收光度法，在195～220nm波长处具有强紫外吸收的淋洗液直接进行紫外吸收，其选择性和灵敏度都很高，可检测到μg/L级硝酸根和亚硝酸根等离子。间接紫外检测用于本身不具有紫外吸收离子的分析，淋洗液具强紫外吸收，检测信号为负值。

柱后衍生光度法，包括重金属、碱土金属、碱金属、稀有金属等40余种金属离子，可用PAR(吡啶偶氮间苯二胺)柱后衍生光度法检测，方法既灵敏又实用。重金属和碱土金属的检出限达μg/L级。

电化学检测法，安培法用于选择性检测某些能在电极表面发生氧化还原反应的离子，如亚硝酸根、氰根、硫酸根、卤素离子等无机离子，以及一些胺类、酚类等易氧化还原的有机离子，亦可用于重金属离子的检测。

与元素选择性检测器联用法，将离子色谱的分离优势与元素选择性检测方法联用，可以结合分离及高选择性和高灵敏度的优势，并可用于某些元素的形态分析。

1.2离子色谱法的研究进展 离子色谱作为实验室中常规分析手段，近年来发展很快，主要体现在以下几方面[3]：① 高性能色谱柱的研制和应用。高性能离子色谱柱的发展方向除了提高离子色谱的效率外，主要还有两方面的应用，首先为了进一步开发离子色谱的功能推出了高效能的离子色谱柱，除了常规离子色谱柱外，还具有阳离子和阴离子交换功能的混合床离子色谱柱及离子交换功能和反相保留机制的多维色谱柱等。其次就是从延长离子色谱柱寿命，扩大可用范围角度可采用特殊的离子交换材料，高的交联度使离子色谱可以承受有机溶剂，以增强离子色谱柱的抗有机污染能力。② 电解氢氧根淋洗液发生器及电解抑制器的引入，使得离子色谱仪能够用水作为仅有的试剂。③ 采用整体式固定相并用高流速淋洗液洗脱。④ 与新的检测手段的联用，如离子色谱通过电解质抑制后进入质谱进行检测分析等。

2 离子色谱法在药物分析中的应用

2.1无机和有机阴离子的分析 离子色谱在早期的药物分析中较多地用于测定痕量阴离子杂质，包括常见及特定的无机阴离子如氟离子、氯离子、溴离子、亚硝酸根、硝酸根、硒酸根、砷酸根、碘离子及碳酸根等，被测样品包括制剂、原料药和注射用水等。近年来，随着免试剂离子色谱的逐步推广，使离子色谱的背景电导更低、检测灵敏度更高，而梯度淋洗方式使离子色谱可以一次性包括药物组成和药物杂质中大量的无机和有机阴离子同时分离。相关报道见表1。

表1 离子色谱法在阴离子分析中的应用

2.2阳离子和有机胺的分析 离子色谱可以用于测定药物成分中的阳离子，包括最常用于的碱金属、碱土金属和铵离子、过渡金属。除了测定无机阳离子外，离子色谱是解决药物中胺类化合物分析的一种理想手段，可以用于测定脂肪胺、芳香胺类化合物。相关报道见表2。

2.3元素的形态和价态分析 元素分析中ICP和ICP-MS是十分理想的方法，但原子光谱无法解决元素的形态和价态问题，而采用离子色谱就可以对一些特定元素的形态和价态进行分离，然后再用ICP和ICP-MS检测。MS与离子色谱联用后，得到广泛应用。

Xie R等[23]采用IC-ICP-MS(离子色谱-电感耦合等离子体-质谱)方法成功地用于人尿中三价砷、五价砷、甲基砷酸、二甲基砷酸等7种无机与有机砷的测定。该方法可用于环境水资源砷污染程度的监测。

Saccani G等[24]建立了IC-MS(离子色谱-质谱)方法测定肌肉组织及腊肉产品中亚硝酸盐、硝酸盐及葡萄糖-6-磷酸的含量，可用于监测肉质的新鲜程度。

氢化物发生-原子吸收光谱作为元素特征检测器与色谱联用后，也可成功用于元素形态分析。侯逸众等[25]采用离子色谱-双阳极电化学氢化物发生-原子荧光光谱法分析测定当归中锑化合物的形态，该方法实现了Sb(V)、Sb(III)的基线分离，检出限分别达到5.39和5.42 μg/L。

表2 离子色谱法在阳离子及有机胺分析中的应用

2.4氨基酸的分析 氨基酸分析是近年来离子色谱开拓的新领域，其特点是不采用传统的柱后或柱前衍生方法，而采用阴离子交换分离、积分脉冲安培检测，可以快速方便地分离和检测近20种常见水解氨基酸。

周政华等[26]建立了固相萃取-离子色谱-积分脉冲安培法用于人血清中谷氨酰胺等14种氨基酸的定性定量分析，方法准确灵敏，在肿瘤的早期诊断和临床治疗中具有重要指导意义。

Russell J D等[27]采用阴离子交换高效液相色谱-积分脉冲安培检测法检查明胶水解物中的辅氨酸和4-羟基辅氨酸，样品经过有效的前处理，检出限可达ng水平。可用于从牛、猪和鱼等原料中提取得到的明胶的质量控制。

Carda-Broch S等[28]采用胶束液相色谱-积分脉冲安培检测法测定色胺、酪胺及其母体色氨酸与酪氨酸。方法中流动相为含0.15 mol/L SDS(十二烷基硫酸钠)和5% 1-丙醇的水溶液，分析时间仅为16 min，该方法专属性强、样品前处理简单，有效地降低了分析成本。

Liang L等[29]建立了阴离子交换高效液相色谱-积分脉冲安培检测法测定硒代甲基胱氨酸、硒代甲硫氨酸和硒代胱氨酸等硒取代的氨基酸，定量限分别达到0．25、1和20 μg/L。该方法可用于大蒜提取物及二价硒的发酵无定形产物中硒取代氨基酸的定量分析。

2.5糖类及相关化合物的分析 采用阴离子交换分离脉冲安培检测可以快速、方便和高灵敏地检测糖类及含有糖或糖醇结构的化合物，与普通的HPLC示差折光检测法相比，灵敏度可以提高几个数量级。

沈国等[30]采用离子色谱-积分脉冲安培检测法对N-乙酰-D-氨基葡萄糖和D-氨基葡萄糖盐酸盐的准确定量进行了研究探索。该方法可靠、无需衍生、分离效果好、灵敏度高，可在15 min内完成定量分析。

Guignard C等[31]将高效阴离子交换色谱-电喷雾质谱法用于碳水化合物的分析，使糖醇、单糖、双糖和寡糖的同时测定成为可能。

Cai Y等[32]建立阴离子交换高效液相色谱-积分脉冲安培检测法测定人血清中葡萄糖、核糖、异麦芽糖及麦芽糖的含量。该方法简便、灵敏、专属性强。四种成分的检出限可分别达到0.92、7.50、12.9和10.3 ng/ml。

2.6其他特别化合物的分析 离子色谱法也可以直接用于一些药物的测定。

曾文芳等[33]采用碳纳米管修饰电极安培检测离子色谱电化学法测定盐酸麻黄碱的含量，用碳酸钠和甲醇溶液为淋洗液，直流安培检测，对盐酸麻黄碱的分析具有较高的选择性和灵敏度。

Hanko V P等[34]建立阳离子交换-积分脉冲安培检测法测定硫酸新霉素及其制剂的含量，方法快速、准确、精密度高，可有效替代当前美国药典收载的硫酸新霉素生物效价测定法。

Hanko V P等[35]采用阳离子交换-积分脉冲安培检测法分析妥布霉素及其制剂的有关物质。在实验中分离鉴定出新霉胺、卡那霉素B等5种杂质，该方法可用于妥布霉素发酵过程中杂质谱的在线监测，并可有效控制其制剂的质量。

冯蕾等[36]采用固相萃取-高效阴离子交换色谱-积分脉冲安培法检测人体尿液中的异黄蝶呤。蝶呤类化合物水平的改变预示人体的免疫系统受到侵害，异黄蝶呤的分析常采用高效液相色谱-荧光检测法，测定之前需对样品进行氧化处理，给待测物的检测造成一定影响。本方法无需衍生、操作方便、快速、准确，可用于健康人与癌症病人尿液中异黄蝶呤的测定。

3 展望

离子色谱适合检测一些能够溶于水，并有一定的解离度的化合物，特别对不易挥发、又无紫外吸收的药物，是比较理想的分析方法。从国内药物分析领域对离子色谱法的应用不难看出，我国现有的检测方法中应用离子色谱法的还较少。随着离子色谱技术的发展及与新的检测手段的联用，离子色谱技术在药物分析方面的应用会越来越广泛，成为推动我国药物分析研究的主要力量。

1 宋江峰，韩晨.离子色谱法在食品添加剂检测中的应用.食品工程，2007，1：30

2 张培敏，周倓春，朱岩.离子色谱在制药分析中的新进展.药物分析杂志，2007，27(1)：151

3 赵淑岚，张健.离子色谱法在职业卫生检测工作中的应用.中国职业医学，2007，34(1)：59

4 雷毅，钟新林.离子色谱法测定氯膦酸二钠及其制剂的含量和有关物质.分析化学研究简报，2009，37(7)：1065

5 严全鸿，钟新林.离子色谱法测定帕米膦酸二钠注射液的含量.中国卫生检验杂志，2009，19(1)：48

6 郑璐侠，邵泓，陈钢.复方氨基酸注射液中乙酸的离子色谱法测定.中国医药工业杂志，2009，40(2)：127

7 吴少平，柳小秦，徐长根,等.离子色谱法测定角菜酸酯及其栓剂中硫酸根的含量，药物分析杂志，2008，28(11)：1931

8 姚超英.离子色谱法测定甘油磷酸钠注射液的成分及杂质.浙江大学学报(理学版)，2009，36(1)：77

9 刘京生，史亚利，蔡亚岐,等.甲磺酸帕珠沙星中甲烷磺酸的离子色谱法测定.环境化学，2006，25(5)：644

10 邓锋，严全鸿.离子色谱法测定肝素钠中草酸根的含量.药品检验，2009，19(7)：48

11 汪琼，张翼，谢小波,等.离子色谱法测定乾坤胶囊中甲酸含量.中成药，2007，29(11)：1703

12 杨兰玲，张锦梅.离子色谱同时测定药物中的四氟硼酸根、对甲基苯磺酸、硫酸根、1,4-丁二磺酸.化学分析计量，2010,19(3)：58

13 宋周虎,胡晓敏，张培敏,等.离子色谱-抑制电导检测法同时测定唑尼沙胺原料中有关杂质.药物鉴定，2010,19(7)：18

14 黄晓忠，谢玉璇，越飞,等.血液中氯乙酸的离子色谱测定方法研究.中国职业医学，2010,37(5)：410

15 颜金良，王立.离子色谱法同时测定血清和尿中草酸及枸橼酸含量研究.中国卫生检验杂志，2010,20(3)：478

16 金芸，杭义萍，杨春英.盐酸头孢吡肟中N-甲基吡咯烷的离子色谱-电导检测法测定.中国医药工业杂志，2009，40(7)：524

17 郑洪国，宁张磊，梁立娜,等.离子色谱法检测氯化琥珀胆碱注射液中的氯化胆碱的含量.药物分析杂志，2009，29(12)：2147～2149

18 邵泓，郑璐侠，孙黛旎,等.离子色谱法测定谷胱甘肽等含酰胺基药物中游离铵盐的研究.药物分析杂志，2009，29(6)：901

19 陈祥国，王淑真，吕纪忠,等.离子色谱法分析生物检材中的氯化琥珀胆碱.刑事技术，2010,6:17

20 李亚军，刘建军，沈华.离子色谱法测定复方聚乙二醇电解质散中钠钾的含量.医药导报，2010,29(9)：1213

21 晏菊姣，付丽娟.离子色谱法测定注射用头孢他啶中碳酸钠的含量.药物分析杂志，2010,30(7)：1268

22 李苗，冯光.离子色谱法测定门冬氨酸钾镁片的含量.药物分析杂志，2009,29(10)：1738

23 Xie R，Johnson W,Spayd S,etal. Arsenic speciation analysis of human urine using ion exchange chromatography coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry. Anal Chim Cata,2006，578(2):186

24 Saccani G，Tanzi E，Cavalli S，etal. Determination of nitrite, nitrate, and glucose-6-phosphate in muscle tissues and cured meat by IC/MS.J AOAC Int,2006,89(3):712

25 侯逸众，范云场，朱岩,等.离子色谱-双阳极电化学氢化物发生-原子荧光光谱法测定当归中Sb(III)和Sb(V).分析试验室，2009,28(10)：38

26 周政华，杨元，洪君蓉,等.固相萃取-离子色谱-积分脉冲安培法测定人血清中游离氨基酸.分析化学研究简报，2007，35(7)：1063

27 Russell JD，Dolphin JM,Koppang MD,etal. Selective analysis of secondary amino acids in gelatin using pulsed electrochemical detection. Anal Chem,2007,79(17):6615

28 Carda-Broch S,Monferrer-Pons L,Esteve-Romero J,etal. Simultaneous determination of tyramine and tryptamine and their precursor amino acids by micellar liquid chromatography and pulsed amperometric detection in wines. J Chromatogr A,2007 ，1156(1-2):288

29 Liang L,Mo S,Cai Y,etal. Direct amino acid analysis method for speciation of selenoamino acids using high-performance anion-exchange chromatography coupled with integrated pulsed amperometric detection. J Chromatogr A, 2006，1118(1):134

30 沈国，许建中,唐旭,等.高效离子色谱法测定氨基葡萄糖类化合物.中国卫生检验杂志，2010,20(3)：495

31 Guignard C,Jouve L,Dreyer E,etal. Analysis of carbohydrates in plants by high-performance anion-exchange chromatography coupled with electrospray mass spectrometry. J Chromatogr A,2005 ，1085(1):137

32 Cai Y,Liu J,Shi Y,etal. Determination of several sugars in serum by high-performance anion-exchange chromatography with pulsed amperometric detection. J Chromatogr A,2005,1085(1):98

33 曾文芳，王小芳,王菁,等.碳纳米管修饰电极离子色谱电化学法测定盐酸麻黄碱.理化检验-化学分册，2008，44(12)：1219

34 Hanko V P，Rohrer J S. Suitability of a liquid chromatography assay of neomycin sulfate to replace the microbiological assay for neomycin in USP Monographs. J Pharm Biomed Anal.2010 ，51(1):96

35 Hanko V P，Rohrer J S，Liu HH,etal. Identification of tobramycin impurities for quality control process monitoring using high-performance anion-exchange chromatography with integrated pulsed amperometric detection. J Pharm Biomed Anal, 2008 ,47(4-5):828

36 冯蕾，鄢爱平,陈林,等.固相萃取-高效阴离子交换色谱-积分脉冲安培法检测人体尿液中的异黄蝶呤.色谱，2010，28(4)：408