CAD发展历史

CAD介绍及其检测原理

CAD（Charged Aerosol Detector，电雾式检测器）是一种质量型通用检测器，可用于非挥发性或半挥发性的物质检测，不需要化合物具有发色团，也不需要使其离子化，且能够提供一致的响应，该响应与化合物结构和分子大小无关，灵敏度最高能做到纳克级别。

CAD的原理是基于雾化检测：流动相和化合物经与雾化器中氮气碰撞作用后雾化，其中大液滴经废液管排出，小液滴（化合物）经过干燥管形成溶质颗粒；同时，另一路氮气经过含有高压铂金丝电极的电晕式装置，形成带正电荷的氮气颗粒，然后溶质颗粒和带正电的氮气颗粒进行碰撞，使化合物带正电；再通过离子阱，将迁移率高、粒度较小的氮气颗粒进行电中和，排除背景电流干扰；化合物撞击到收集器，将电荷转移至过滤网，通过静电计测量电荷从而得到信号电流，该信号电流与化合物含量成正比。

图2：CAD检测器内部检测原理示意图

CAD使用注意事项
（Corona Veo 和 Corona Veo RS）

CAD应用前景

液相在药物分析中有着广泛应用，是基于其检测精准、易于操作和维护、应用范围广泛等优点。药物分子有一些是含有芳香、羰基、双键、共轭体系等能够产生π-π*或n-π*跃迁的结构，当紫外光照射时，从而产生吸收的现象，所以HPLC-UV的应用占有比例较高。

但是当遇到没有紫外吸收或者紫外吸收很弱的化合物时，例如糖类、氨基糖苷类化合物、表面活性剂、聚合物和药用辅料等等，如图3所示，此时UV检测器就没有了用武之地，就需要采用CAD进行检测。

图3：没有紫外吸收或者紫外吸收很弱的化合物

美迪西CAD应用案例分享

美迪西分析测试中心CAD仪器
美迪西分析测试中心配备近10台CAD，是拥有该仪器较多的公司之一。

案例一 氨丁三醇含量检测

氨丁三醇为一种不含钠的氨基缓冲碱，具有一定药理作用，适用于代谢性酸血症，也适用于呼吸性酸血症，对代谢性酸血症合并急性呼吸性酸血症的病人是比较理想的药物，也常用于药物成盐。由于没有紫外吸收，氨丁三醇的检测成了难题。

美迪西采用CAD检测器开发方法并验证，验证结果峰型良好，对称因子1.2，线性相关系数r≥0.999，重复性RSD为1.0%，准确度回收率RSD为2.4%，具有较好的响应和稳定性。

氨丁三醇典型图谱

案例二 阳离子脂质有关物质检测

随着mRNA疫苗的广泛研究，LNP传递技术被大家所熟知，其中阳离子脂质（Cationic Lipid）是LNP传递系统中最关键的组分，具有与带负电荷的核酸结合，有助于内涵体逃逸等功能，是外源基因得以进入受体细胞的关键。阳离子脂质体靶向好、副作用小、稳定性和转染率高，是理想载体。

阳离子脂质合成和分析成了关键，美迪西为新冠疫苗重要辅料阳离子脂质体赋能，开发了基于CAD检测器的分析方法并成功验证，0.03%的检测限信噪比可以达到44以上，线性相关系数达到0.998以上，重复性RSD均在6.9%以内，准确度回收率在96%~108%之间。

阳离子脂质典型图谱

案例三 阴阳离子含量同时检测

API在使用过程中，很多都是以药物分子的盐型给药，盐型可以改善API的生物和理化性质，例如溶解度、酸度、晶型、引湿性和稳定性等等。常用的离子有：氯、硫酸根、琥珀酸、甲磺酸、柠檬酸、马来酸、钠、铵盐、磷酸盐等等。

常规检测需要结合不同方法才能实现多种离子的分析，而采用通用型检测器CAD，能够克服不同物质同时分析的难题。

以氯离子和钠离子为例。通常采用离子色谱进行检测，需要阴阳离子来回切换，遇到难以用高比例水相溶解的化合物时，容易在流动相中析出。美迪西给出的解决方案就是采用HILIC分离模式色谱柱和HPLC-CAD进行结合使用，稀释剂可以使用高比例有机相，而且可以实现氯离子和钠离子的同时检测：

氯离子和钠离子典型图谱

案例四 氨基酸含量检测

氨基酸是含有酸性羧基和碱性氨基的两性化合物，是蛋白质的基本构成单位，可以用来合成具有多种防病治病作用的蛋白质、表面活性剂、各种药物等，也能为生物体提供能量来源，氨基酸是一切生命之源。因此氨基酸的分析在工业、生命科学等研究领域均具有重要作用，由于发色基团较少，难以衍生的氨基酸难以检测。

美迪西采用CAD检测器，开发了肌氨酸检测方法，克服了常规紫外检测器响应低的缺点，方法灵敏度高，在5 ~30µg/ml浓度下具有良好线性，相关系数r为0.9994，准确度回收率在101.4%~103.9%之间，方法各项参数良好。

肌氨酸典型图谱

美迪西分析测试中心

美迪西已建立完善的分析测试中心，可以采用丰富的设备和多种先进的技术（高分辨、LCMSMS、GCMSMS、CAD、NMR、离子色谱、双三元等等）满足客户的各项分析需求！

（撰稿：李墨；编审：杜建、毕增）

美研|CMC系列回顾

❖ CMC系列(一)|浅谈药物研发中原料药工艺研究的重要性

❖ CMC系列(二)|药学研究之世界银屑病日

❖ CMC系列(三)|高端吸入药物的市场格局和研究现状

❖ CMC系列(四)|浅谈手性药物的研究策略

❖ CMC系列(五)|药物晶型控制策略

❖ CMC系列(六)|含氮类化合物-可挥发碱性有机胺的气相分析

❖ CMC系列(七)|新药研究中的固态开发挑战及应对策略

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❖ CMC系列(十二)|单晶结构解析在药物开发中的应用和单晶培养哪些事儿

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