随着我国经济健康、高效、快速的发展，科学技术水平不断提高，环境友好、健康生活、有机食品等词语日益受到关注，人们对生活中各种物质的组分、结构、含量的知悉要求空前高涨。作为传统分析手段之一的色谱，虽然以其分离效率高，分析速度快，检测灵敏度高，样品用量少，选择性好，可多组分同时分析，易于实现自动化等优点一直被广泛关注，但其在柱效、检测限、峰容量等方面也存在一定的局限性。随着分析要求的不断提高，如何提高柱效、降低检出限、提高分辨率等是现代分析工作者探索的热点。

   毛细管电色谱(简称CEC)是1974年由著名科学家Pretorius等在研究高效液相色谱柱时，首次把色谱推动力由压力差改为电压，从而发现其特有的优势。1982年Tsuda等最先利用CEC对芳香族化合物实现分离。此后，这种高效的分离技术引起了科研人员的高度关注。CEC是根据被分离物质在固定相与流动相之间的吸附、分配系数不同，以及在电渗流驱动下产生的电泳淌度不同，从而达到分离的一种高效电动微分离分析新技术，具有柱效高、流速均匀、选择性大、分离速度快、重复性好等优点。因此毛细管电色谱广泛应用于食品、药品、化妆品、动植物、环境监测等领域的分离分析。

1毛细管电色谱柱研究现状

   CEC的分离效果是由其“心脏”——毛细管电色谱柱决定的，因此CEC柱的制备方法仍是研究的重点。固定相在一定程度上决定着色谱柱的分离效果，根据其制备方法，毛细管电色谱柱可以分为毛细管电色谱填充柱(PC–CEC)、毛细管电色谱整体柱(MC–CEC)和毛细管电色谱开管柱(OT–CEC)3类。填充柱是将固体颗粒作为固定相，采用直接填充方式制备而成的；整体柱是将二氧化硅颗粒或其改性材料作为固定相，通过键合或聚合的方式在毛细管内直接制成棒状整体；开管柱是将固定相涂覆或键合在毛细管内壁上。

1.1毛细管电色谱填充柱

   填充柱的固定相一般为多孔的固体填料，其粒径通常为1～5μm(最常用的是3μm)，以匀浆、超临界CO2或电动填充等方法填入石英毛细管中，然后再对毛细管两端进行烧结来制备柱塞，将固体颗粒封装在毛细管内。作为毛细管电色谱填充柱的固定相，目前主要有4类：(1)以无孔和多孔的十八烷基硅烷键合硅胶的无机固定相；(2)聚苯乙烯–二乙烯基苯基质、纤维素基质的有机固定相；(3)金属有机骨架化合物(MOFs)材料类混合固定相；(4)手性固定相。

   2004年，中国科学院大连化学物理研究所张庆合等利用ZrO2与磷酸盐之间较强的作用力，以十二烷基键合氧化锆(C12–ZrO2)作为固定相，制备毛细管电色谱填充柱，有效解决了在pH3.0～11.7范围内，低含量有机溶剂作为流动相等条件下，传统硅胶键合烷基固定相不稳定的问题。2009年，赵震震等在微米金颗粒表面通过键合的方式引入十八烷基官能团，然后采用电填充方法把C18衍生的微米金颗粒作为固定相填充到内径为100μm的毛细管内，制得填充长度为19cm的填充柱，该柱在pH1.0和pH12.0的极端pH值条件下有较好的稳定性，在施加±5kV电压时均可对苯甲酸、苯胺进行很好的分离。2011年，周阳等介绍了用不同类型纤维作为固定相的毛细管填充柱在色谱分析技术中的应用及发展前景。2015年，厦门大学的曾巨星对毛细管电色谱填充柱中的“塞子”进行了改良，解决了传统烧结工艺制备困难的问题。2016年，Li等在研究普萘洛尔异构体分离时，应用自组装技术把巯基-β-环糊精(SH-β-CD)修饰到SiO2@[**]u核壳材料上，从而制得以SiO2@[**]u-SH-β-CD为固定相的硅胶填充柱，对目的产物实现了基线分离。由于填充柱的“塞子”制备过程复杂，容易导致柱内产生气泡，因此毛细管电色谱填充柱逐渐被其它类型色谱柱所取代。

1.2毛细管电色谱整体柱

   1952年，Synge等在用凝胶制备多孔结构的色谱柱固定相时，率先提出了整体柱概念。真正意义整体柱式的色谱出现在20世纪80年代。整体柱又称为连续床、无塞柱、原位柱，其制备方法是把功能体、成孔剂、诱发剂、交联剂等混合物注入到毛细管柱中，在一定温度下，制成孔隙度均匀、连续的固定相。整体柱无需柱塞，其制备方法简单，柱容量大，选择性好，被现代学者广泛关注。

   2012年，PF[**]UNMILLER等将人体血清蛋白用环氧开环的方式固定在甲基丙烯酸缩水甘油酯(GM[**])功能单体上，从而制得聚甲基丙烯酸酯整体柱。2015年，M[**]N等成功制备了具有温度敏感性的硼亲和聚丙烯酰胺类(NIP[**][**]m-co-VPB[**])整体柱。LIU等用“MI”法通过多巴胺自聚机理制得聚丙烯酰胺类(M[**][**]-γ-M[**]PS@GO-MB[**])整体柱。ZH[**]NG等以氯甲基苯乙烯(CMS)为单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDM[**])为交联剂，通过原位聚合的方式合成了聚苯乙烯类(CMS-co-EDM[**])整体柱。2017年，许辉等在60℃条件下，通过聚合的方式制得功能体，建立了制备改进柱型的毛细管电色谱整体柱的3种方法。

   物理、化学性能相同的手性物质广泛存在于药物中，它们在药理和毒理方面的作用是不同的，甚至会出现相反的性能。为了更好地分离手性物质，研究者们开发出以冠醚类环糊精(CDs)、杯芳烃(C[**]s)、柱芳烃(P[**]s)、葫芦脲(CBs)等大环化合物为单体，通过一定修饰后制成的手性单体整体柱。如李英杰教授等利用β-环糊精先后开发出一系列的整体柱，其中包括最新报道的以新合成的乙烯基β-环糊精(UP[**]-β-CD)为功能体，通过原位聚合法制备的新型毛细管电色谱整体柱。

1.3毛细管电色谱开管柱

   毛细管电色谱开管柱的固定相主要是在毛细管内壁通过涂覆、化学键合、交联等方法制得。其制造方法相对简单，不需要像填充柱那样制造“塞子”。由于柱内没有形成涡流，柱效较高，但也存在柱容较小的缺陷。

   2013年，Yan课题组采用化学键合的方式把沸石结构的咪唑类金属有机框架(ZIF–90)固定在石英管内壁上制备了开管毛细管电色谱柱。2015年，张欢欢等用离子交联法把纳米壳聚糖粒子修饰到石英毛细管内制得稳定性较好的毛细管电色谱开管柱。同年，Bao等也通过交联方式在聚多巴胺(PD[**])表面制备了多层沸石结构的金属有机框架配合物(COF–5)为固定相的开管柱。2016年，李绣菊利用PD[**]的强黏附性把多孔性MOFs材料固定到毛细管内壁上，成功地制备了PD[**]／UiO–66(MOF–5)@capillary毛细管电色谱开管柱。王轩也通过共价键合的方法合成了Mn的MOFs材料[Mn(D-Cam)(4，4'-bpy)]，并把MOFs材料修饰到毛细管柱内作为固定相。

2毛细管电色谱的应用

2.1药物分析

   药品组分较为复杂，对有效组分进行高效的无损分离分析，用常规的分离方法很难实现。而作为新技术，毛细管电色谱在药物分离分析中取得良好的效果。

2.1.1非甾体药物分析

   非甾体是一类消炎、解热和镇痛的药物，广泛应用于临床。通过抑制中枢前列腺素的合成发挥其解热、镇痛、消炎作用。但该类药物对胃肠道、肝脏等有一定的副作用。

   2017年，陈珍斌在对氰基OT–CEC施加15kV电压条件下，对舒林酸、芬布芬、布洛芬、萘普生、酮洛芬、氟比洛芬和双氯芬酸钠7种非甾体类抗炎药实现基线分离，其线性范围均为1.5×10–5～4.0×10–4mol／L，检测限(S／N=3)为3.5×10–6～1.0×10–5mol／L，对猪肝样品进行处理后分析，7种非甾体类抗炎药平均回收率为85.0%～92.6%，RSD小于5.2%。2018年，冯文雅等通过共价键合的方法在毛细管内壁上涂覆聚苯乙烯马来酸酐聚合物［P(M[**]n-co-St)53-b-PSt224］制得新型开管柱，对非甾体类抗炎药物中的氨基比林(DM[**]P)、非那西汀(PH)和4-氨基安替比林(4-[**][**]P)进行了基线分离。

2.1.2β-受体阻断剂分析

   在我国心脏病类疾病发病率较高，治疗此类疾病的药剂称为β-受体阻断剂，常见的药物有地平类和洛尔类。但此类药物中有手性物质的存在，为了更好地提取有效成分，2014年，聂桂珍等首先利用弱疏水性基质制得对硝基苯氨基甲酸酯化β-环糊精为固定相的手性毛细管开管柱(NCDP)，随后对马尼地平、尼卡地平实现基线分离，分离度分别为1.39和1.30。2016年，李英杰等在40℃水浴中，采用一步键合法成功合成了针对洛尔药物手性分离的色谱柱，其最佳分离电压为15kV，对美托洛尔、阿替洛尔和索他洛尔3种洛尔药物进行拆分，均达到基线分离。

2.1.3其它药物分析

   2014年，黄端华等采用胶束毛细管电动色谱法对中药祖师麻中的紫丁香苷(SR)、瑞香苷(DN)、7-甲氧基香豆素(7-MC)、7-羟基香豆素(7-HC)和瑞香素(DP)5种组分进行了分离和测定，在加标浓度为10.0，20.0μg／mL时，5种组分的回收率为90.7%～118.3%。2015年，李英杰等制备了有机–无机杂化毛细管电色谱柱，通过利用毛细管电色谱–电喷雾–飞行时间／质谱(CEC–ESI–TOF／MS)联用技术，在酸性条件下(pH4.0)，施加20kV电压时可以对盐酸异丙肾上腺素和盐酸氯丙那林进行手性拆分，两种手性混合药物的4个组分得到基线分离，分离度分别为1.62，4.68，1.53。同年，吕海霞等在以乙腈作为流动相、多面体寡聚硅倍半氧烷–甲基丙烯酸羟乙酯［poly(POSS–M[**]-co-HEM[**])］为固定相的毛细管电色谱中，利用苷类药物的亲水作用，建立了针对典型苷类药物检测的独特方法，在最优条件下(流动相为2mmol／L，pH7.0，分离电压–8kV)，连翘苷、豆腐果苷、紫丁香苷和天麻素4种苷类药物在10min内实现了基线分离，其线性范围分别为10～200，25～200，15～200，25～200μg／mL，检出限为1.5～8.0μg／mL，平均回收率为95.6%～99.1%，在痕量分析允许范围内。2017年，陈宗保报道了利用自由基聚合和原位热引发制备了两种有机聚合物整体柱，其中自由基聚合的有机整体柱对胡椒碱、荷叶碱、青藤碱、小檗碱、粉防已碱实现了基线分离，原位热引发制备的整体柱可以在4min内对5种核苷类分析物实现基线分离，在模拟尿样中各组分的回收率为88.90%～113.3%。同年，郑丽琼等对毛细管电色谱技术在黄酮类化合物分析中的研究进展进行了综述。2018年，陈朋飞利用席夫碱网络(SNW)微孔聚合物涂层毛细管对阿莫西林、头孢氨苄、氨苄青霉素、头孢唑林、青霉素G和苯唑西林6种抗生素进行分离，结果表明，SNW涂层毛细管能够在更加简单的分离条件下实现对分析物的分离，在一定程度上能够代替胶束来提高分离的选择性。同年，李英杰等再次以β-环糊精衍生物为固定相，利用毛细管电色谱–质谱联用技术对盐酸奥昔布宁和苄丝肼两种手性药物成功拆分，均达到基线分离，分离度分别为1.76和2.12。

2.2食品分析

   2014年，黄琦等建立了微乳电动毛细管色谱(MEEKC)分离方法，对12种品牌市售鸡精中的3-氯-1，2-丙二醇(3-MCPD)、1，3-二氯-2-丙醇(1，3-DCP)和2，3-二氯-1-丙醇(2，3-DCP)3种氯丙醇进行分离检测，当分离温度为20℃，分离电压为20kV，检测波长192nm时，3种氯丙醇在16min内达到基线分离，其线性范围分别为2.5～500，1.0～500，1.0～500μg／mL，检出限(S／N=3)分别为0.5，0.4，0.5μg／mL。2015年，周孙英等将壳聚糖纳米粒修饰于毛细管内壁，在pH6.7的微酸性缓冲液中、运行电压10kV条件下，对８种生物胺进行了分离研究，其定量限为1.4～5.0mg／L，回收率为82%～112%。2017年，张冰宇等用固定相为C18的毛细管电色谱柱，在施加–8kV电压的条件下，对鸡肉肠和酱油中5种胺类物质进行分析，方法检出限(S／N=3)为0.1～1.0μg／L，回收率为78.3%～113.9%。2018年，黄琦等对黄酒中12种邻苯二甲酸酯类(P[**]Es)增塑剂进行了检测，平均回收率为85.3%～96.9%，测定结果的相对标准偏差为3.4%～6.8%(n=6)，检出限为0.5μg／mL。同年，雷霄云等在分离电压为–10kV时，利用毛细管电色谱–激光诱导荧光(CEC–LIF)联用技术检测了动物性食品中多肽类抗生素，检出限为5.0～10.0ng／mL，样品的平均回收率为72.9%～112.4%。陈朋飞以三聚氰胺和对苯二甲醛为反应单体，在连续流动条件下于180℃的二甲基亚砜溶液中反应，原位制备了SNW微孔聚合物涂层毛细管，利用CEC对鸡精中的核苷酸(GMP)进行了检测，加标回收率为96%～103%。

2.3农残分析

   2015年，王情情制备了分子印迹毛细管电色谱，在pH9.0，运行电压20kV条件下，对市售黄瓜和生菜中的农药(乙酰甲胺磷和磷胺)残留进行了分析，两种农药的检出限分别为90.3μg／kg，96.1μg／kg，回收率为79.7%～94.4%，相对标准偏差小于4.6%(n=5)。2016年，张宏福等制备了磺丁基醚-β-环糊精修饰甲基丙烯酸的开管柱，利用CEC对苹果、梨、黄瓜、西红柿4种果蔬样品中粉唑醇对映体的含量进行测定，样品加标回收率为94.5%～98.6%。

2.4化妆品分析

   2013年，沈娟利用毛细管胶束电色谱法对化妆品中6种对羟基苯甲酸酯类防腐剂进行测量，样品加标回收率为84.2%～122.3%，相对标准偏差为1.5%～5.5%(n=6)。2016年，郭成方采用微乳毛细管电色谱法对化妆品中泼尼松、氢化可的松、泼尼松龙和倍他米松4种糖皮质激素进行测试，在分离电压为–20.2kV时，检出限(S／N=3)为12～20μg／L。

2.5氨基酸分析

   2014年，李英杰等在分离电压为15kV条件下，利用自制的CN-β-CD／SiO2／TiO2开管柱对5种氨基酸混合物进行了基线分离。同年，冯淑惠采用开管毛细管电色谱–电致化学发光(OT–CEC–ECL)联用方法，在分离电压为15kV条件下对3种氨基酸进行分离和检测，其中肌氨酸的检测限为3.0×10–6mol／L。2017年，熊乐乐等制备了粒径为15nm的金纳米粒子(GNPs)手性毛细管电色谱整体柱，在10mmol／L、pH7.4的磷酸缓冲液中和运行电压15kV条件下对色氨酸实现基线分离。同年，莫荣珍等也对色氨酸实现基线分离。2018年，李君以Zn(NO3)2·6H2O、D-樟脑酸和1，3-双(4-吡啶基)丙烷为原料，在140℃下采用水热法制得手性Zn2(D-cam)2(TMDPy)–MOF材料，并以该MOF材料为固定相，在pH6.5条件下，对3种氨基酸的混合物进行手性分离，其中酪氨酸达到了基线分离，分离度为1.76。同年金灿等采用席夫式碱法将牛血清白蛋白修饰于毛细管内，制得了有机–硅胶杂化整体柱，并在pH7.4、分离电压10kV条件下，对色氨酸对映体实现了基线分离。

2.6环境检测

   2016年，LUCI[**]D’Ulivo等首次利用DN[**]寡核苷酸和3-(氨基丙醇)-三乙氧硅烷的衍生物，制备了针对检测1，4-苯二胺、吡啶和2，4-二氨基甲苯3种特定环境污染物的新型探针。同年，TEJ[**]D[**]–C[**]S[**]DO等建立了毛细管电色谱–紫外联用技术，并对苯并咪唑在水样中的残留量进行了快速测试。2017年，W[**]NG等以苹果酸铜(II)与柔性配体4，4’-联吡啶络合后制得一种毛细管电色谱，可快速测定环境水样中3种头孢菌素类抗生素的含量，也为快速检测环境中抗生素的含量提供了方法。

3结语

   CEC技术作为一种新型的分离分析技术，从色谱柱的制备到实际生活中的应用都有了空前的发展。但也需要面对色谱柱特有的一些问题，特别是在分离分析大分子生物样品时，方法的单一性和重现性差等问题比较突出。随着装填技术、联用技术、梯度洗脱技术等的发展和完善，以及加压电色谱(pCEC)等新技术的不断开发，不仅解决了CEC技术产生气泡的缺点，而且其研究也已经进入了实际分析应用阶段。尽管CEC技术开发年限较短，并且具有一定的局限性，但是作为逐渐成熟的新型分离分析技术，必将拥有广阔的应用前景和光明的未来。