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CE具有多種分離模式(多種分離介質和原理)，故具有多種功能，因此其應用十分廣泛，通常能配成溶液或懸浮溶液的樣品(除揮發性和不溶物外)均能用CE進行分離和分析，小到無機離子，大到生物大分子和超分子，甚至整個細胞都可進行分離檢測。它廣泛應用于生命科學、醫藥科學、臨床醫學、分子生物學、法庭與偵破鑒定、化學、環境、海關、農學、生產過程監控、產品質檢以及單細胞和單分子分析等領域。
目前，CE分析技術被藥物分析工作者在藥品檢驗領域迅速推廣應用。藥物分析大致可以分為兩部分：一、原藥的定量、原藥中雜質的測定、藥劑分析以及對它們穩定性的評價等以藥品質量管理為目的的測定方法。這些方法要求有良好的選擇性、適當的分析靈敏度和可靠的準確度等;二、對進入人體內的藥物或代謝物的吸收、分布、代謝、排泄等體內動態的研究，即臨床藥物分析。這兩部分的測定一般需要分離和檢測手段相結合。
CE在藥物制劑分析中的應用
藥物制劑中成分復雜，除含有有效成分外，往往還含有一些有效成分的穩定劑或保護劑，一般幾毫克的有效成分需要幾十毫克的基體。CE法具有能排除高含量復雜基體干擾、檢測痕量成分的能力，且樣品只需經簡單預處理即可分析其有效成分含量，現已廣泛應用于片劑、注射劑、糖漿、滴耳液、乳膏劑及復方制劑等各種劑型中主藥成分的定量測定。
CE在藥物雜質檢查中的應用
藥物合成中帶入的雜質和藥物的降解產物通常與藥物有相似的結構，而且一般含量很低。CE作為藥物的雜質痕量組分分析方法，具有多組分、低含量和同時分離分析能力，故可以用毛細管電泳作為藥物雜質的檢測手段。CE也可以用于藥物生產過程全面控制與檢測，以保證藥物質量，提高工藝水平。己有文獻報道用NACE法測定己烯雌酚片及其降解物;CE法定量分析鹽酸羅匹尼羅及其潛在雜質;CZE法分析伊班磷酸鹽及其相關雜質;CZE和CITP法檢測高舍瑞林中縮氨酸和反離子物質的含量;CZE法定量檢測半胱胺鈉磷酸鹽中的雜質。
CE在中藥分析中的應用
中藥品種繁多、藥材產地各異、成分復雜，無論是藥材還是成藥的分析，都是一項非常艱難的任務。中藥分析工作用現代化儀器設備和科技手段(如薄層色譜、HPLC等)雖取得巨大進展和成就，但往往只是對藥材和成藥成百上千個成分中的一個或幾個成分的分析，實際只是一種象征性的代表式分析，與之起化學和藥理效應的實際組合成分(起碼是有效成分)相比，仍有相當大的距離。隨著CE技術對中藥材及其有效成分的鑒別與分析的快速發展，建立在此基礎上的中成藥和中藥復方制劑中有效成分的定性、定量分析已有進展，且有希望解決長期困擾中藥質量控制中的重大難題。近年，報道CE分析中藥材已有18種、成藥70種和有效成分120個以上。
毛細管電泳法已經日益廣泛的應用到中藥有效成分的分離和含量測定中，分離測定的成分包括生物堿、黃酮類、有機酸類、酚類、苷類、蒽醌類、香豆素類等。
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