電化學法在藥物質量控制方面的應用與前景

許莉莉 （甘肅省平涼市藥品檢驗檢測中心，甘肅 平涼 744000）

·綜述·

電化學法在藥物質量控制方面的應用與前景

許莉莉 （甘肅省平涼市藥品檢驗檢測中心，甘肅 平涼 744000）

電化學法具有靈敏度高、選擇性好、設備簡單、操作方便、應用范圍廣等特點，目前已成為分析化學領域中發展較快的分析方法之一，不僅可以用于藥物的定性和定量分析，而且還可用于藥物雜質的控制．本文綜述了近年來電化學法在藥物分析領域中的應用，并對這一分析方法在藥物分析領域的發展做了展望．

電化學法；藥物分析；應用；展望

經典的電化學分析法主要包括極譜法、脈沖法、溶出法、伏安法和庫倫法等，隨著科學技術的不斷進步，多種現代電化學分析方法逐漸被發現，并且得到了廣泛應用，例如超微電極、色譜電化學、光譜電化學、電化學生物傳感器、離子選擇性電極、修飾電極等．電化學分析技術近年來在藥物分析研究領域扮演著十分活躍的角色，尤其在藥物的定性和定量分析，雜質的控制等方面均有著較廣泛應用．

1 電化學法的發展

電化學分析法在 19世紀由德國化學家 C．溫克勒爾首先提出并引入分析領域，儀器分析法始于1922年捷克化學家J．海洛夫斯基建立極譜法，標志著電化學分析方法的發展進入了新的階段．20世紀60年代，離子選擇電極及酶電極相繼問世．20世紀70年代，繼酶體系的各種生物傳感器之后，微電極伏安法的產生擴展了電化學分析研究的時空范圍，促進了生物分析及生命科學的發展．當代電化學法研究的體系擴展到非水介質，處理方法和理論模型開始深入到分子水平，計算機數字模擬技術和微機實時控制技術在電化學中的應用也正在迅速、廣泛地開展．

2 電化學法在藥物定性分析中的應用

電化學指紋圖譜在藥物的定性分析主要基于化學振蕩體系產生化學振蕩反應．化學振蕩反應與眾多基元反應相關，體系中任何變化都影響到基元反應，進而響應整個化學振蕩反應，此外化學振蕩體系對藥物成分也異常敏感．對于同一品種的藥物，由于其成分含量略有差異，與振蕩反應體系中組分發生的作用不同，因此對振蕩反應產生的干擾效果一樣，引起各種特征信息發生不同程度的改變．一般來說，在穩定具有重復性的化學振蕩體系中加入不同量的預測藥物，通過獲得體系的E-t曲線，以E-t曲線所表現出的信息表征來定性該藥的化學成分，以鑒別評價該類藥物．它的表征參數主要有誘導時間、振蕩周期、最高電位、最低電位、振蕩時間、最大振幅等（圖 1）．鄒桂華等［1］以 H2SO4-CH3COCH3-MnSO4-KBrO3為化學振蕩體系以蒼術為振蕩底物，測定了蒼術的電化學指紋圖譜，為鑒別進一步蒼術提供了依據．王惠娟等［2］以易混的苦杏仁、桃仁、山桃仁、龍膽、秦艽、白頭翁與漏蘆作為振蕩反應的底物，應用 H＋-Mn2＋-CH3COCH3-BrO-3為振蕩體系，采用電化學工作站，測定其體系中電位的變化值，獲得了各具特色的 E-t曲線．李繼睿等［3］研究了香薷、秦芫、野菊花的電化學指紋圖譜，比較了來自不同產地甘草的電化學指紋圖譜．

圖1 電化學指紋圖譜表征參數

3 電化學法在藥物定量分析中的應用

根據分析溶液的電信號不同，電化學分析法可分為電解法、電位法、電導法、極譜法和伏安法．其中極譜法和伏安法具有靈敏、快速、簡單、選擇性較高的特點，同時極譜法和伏安法對復雜藥物體系進行簡單萃取之后可不經預分離就可測定，藥物中的共存或輔助成分以及體液中的蛋白和其他生物分子一般對測定不產生干擾．因此，極譜法和伏安法是電化學分析法中發展最早，應用最廣，實用性最強的分析方法．

3．1 極譜分析法 極譜法通過測定電解過程中所得到的極化電極的電流-電位（或電位-時間）曲線來確定溶液中被測物質濃度的一類電化學分析方法，其使用滴汞電極或其他表面能夠周期性更新的液體電極為極化電極．作為經典的電化學分析法之一，極譜法已被廣泛應用于中藥飲片、中藥制劑以及合成藥物的定量分析．如極譜法測定藥物制劑中的氯雷他定［4］、辛可卡因的極譜法測定、腸液和片劑中的塞克硝脞的定量［5］、頭孢氯芐降解產物的差示脈沖極譜法測定［6］、吡洛昔康的極譜法定量［7］及微分脈沖法研究磺胺類藥物［8］等．

3．2 伏安分析法 伏安分析法又稱溶出伏安法，它是通過待測離子極譜分析產生極限電流的電位下電解一定的時間，然后改變電極的電位，使富集在該電極上的物質重新溶出，根據溶出過程中所得到的伏安曲線來對測定物質進行定量分析．近來抗高血壓藥多沙脞嗪［9］差示脈沖溶出伏安法研究，托美汀［10］的吸附伏安研究均見報道．李端等［11］將循環伏安和差分脈沖法結合應用，完善了杞菊地黃丸中丹皮酚的電化學檢測方法．Zhan等［12］將碳陶瓷電極用離子液體修飾后，利用循環伏安法和差分脈沖伏安法進行蘆丁測定，并進一步將該法應用于檢測蘆丁片樣品，效果非常顯著．Liu等［13］采用循環伏安法和微分脈沖伏安法對木犀草素的電化學行為進行了研究，該方法高效快捷的取得實驗結果，因此已被應用于片劑中木犀草素的含量測定．Yang等［14］研究了厚樸酚及和厚樸酚的電化學反應，通過循環伏安法和差分脈沖伏安法準確測定出藿香正氣液中厚樸酚及和厚樸酚的含量．Wu等［15］建立了采用循環伏安法檢測水飛薊賓的方法，該方法具有靈敏度高的優點．此外，溶出伏安法高靈敏度的特點，使得其在超純物質分析中具有很強的實用價值．

4 在藥物微量元素控制中的應用

眾所周知，微量元素與人類健康息息相關．隨著生命科學技術的不斷發展，“必需元素”、“生命元素”、“污染元素”等概念被相繼提出［16］．據報道，中藥的療效與其所含的微量元素密切相關，甚至中藥體系中的主要成分是其與微量元素的結合物［17－18］．現代電化學分析技術的高選擇性和高靈敏度等優點使得在其中藥體系中微量元素的形態、含量和功能等分析方面表現出一定優勢．宗水珍等［19］在抗壞血酸-硫氰酸鉀-醋酸-醋酸鈉-吡啶-明膠的混合底液中，用單掃描示波極譜法連續測定了10種中藥材中的鉛和鋅的含量．謝治民等［20］用示波極譜法測定黃芪中銅、鋅和秦皮中鉛、鎘．

5 電化學指紋圖譜

電化學指紋圖譜，是在振蕩體系中，調整振蕩體系中各物質的濃度，以參與電化學振蕩反應并作為振蕩耗散底物，獲得的特征振蕩波形．當振蕩體系中各物質濃度不變時，通過改變中藥的種類，即可獲得不同中藥的特征振蕩波形．由于不同中藥的化學成份不同，因而具有形狀各異的電化學指紋圖譜．對于同一種中藥，盡管其所含化學成分相同但含量都略有不同，因此呈現的電化學指紋圖譜形狀相似，但特征振蕩波形圖譜的特征參數存在一定差異，電化學指紋圖譜的指紋性、專屬性和特征性是其三大特性．最大的優勢就是不經過提取分離等預處理技術，就能以特征的圖譜群集表征各種物相和劑型的中藥中的所有化學成分．B-Z振蕩反應的發現，開啟了非線性化學復雜體系的研究．記錄化學振蕩反應體系中的電位隨時間的變化曲線，獲得中藥電化學指紋圖譜．電化學指紋圖譜受中藥濃度、電極、溫度、攪拌速度、中藥用量、中藥粒度等的影響，以不同中藥溶液作為底物構建的化學振蕩反應體系，從而獲得各有特色的電化學指紋圖譜，可進行中藥的鑒別和檢測．

6 電化學法在藥物質量控制中的特點

應用電化學分析法控制藥物質量具有以下特點：①無需對中藥飲片或者中藥制劑進行預處理；②靈敏度較高．最低分析檢出限可達到10～12 mol／L；③準確度高．如庫侖分析法特別適用于中藥飲片或者中藥制劑中微量元素的測定，電解分析法適用于中藥制劑主成分的測定；④測量范圍寬．既能進行微量組分的測定，也能進行中等含量組分測定以及純物質分析；⑤重現性好；⑥分析儀器較簡單，價格低廉，儀器操作也較簡單．

7 展望

與分光光度法和色譜法相比，電化學分析法在藥物質量控制中的應用還不夠廣泛，像電化學石英晶體微天平、波譜電化學，電化學掃描電鏡等新的電化學技術仍沒應用于藥物質量控制領域．目前，電化學分析法僅僅應用于一些藥物的定性和定量分析以及對藥物中微量元素的控制．然而，電化學分析法有較高的靈敏度和選擇性，這是其他分析方法無法比擬的，如何應用電化學分析技術進一步提高對藥物質量的控制以及進行藥物基礎研究，這將是電化學分析法在藥物質量控制的發展中面臨的一個新任務．

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Application of electrochemical analysis method in pharmaceutical analysis

XU Li-Li
Pingliang Centre for Drug Inspection，Pingliang 744000，China

Electrochemical analysis method has some features that contain high sensitivity，high accuracy，wide measuring range，a relatively simple，inexpensive and relatively simple commissioning and operation equipment．At present，it has developed to become one of the analysis methods in the field of analytical chemistry，which can be used not only qualitative and quantitative analysis of drugs，but also drug impurities control．This paper reviews the application of electrochemical analysis method in the field of pharmaceutical analysis in recent，and puts forward the development of the analysis methods．

electrochemical analysis；pharmaceutical analysis；application；prospect

2095-6894（2014）05-158-03

R-331

A

0 引言

電化學分析法（Electrochemical analysis）是利用化學電池內被分析溶液的組成及含量與其電化學性質的關系而建立起來的一類分析方法．電化學池中所發生的電化學反應是電化學分析的建立基礎．電化學池由兩大部分組成：電解質溶液和兩個電極，進行分析時，兩個電極浸入電解質溶液并用外電路接通．當電極上發生氧化還原反應時，電子則通過外電路從一個電極流到另一個電極，進而被檢測到用來進行數據分析．依據電解質溶液的電化學性質與被測物的物理化學性質之間的關系，將被測物的濃度轉化為一種電學參量加以測量．該分析法具有設備簡單、操作方便、靈敏度高、選擇性好、測量范圍大、應用范圍廣、價格低廉等優點，因此備受科研工作者的青睞．

2014-08-12；接受日期：2014-09-01

許莉莉．本科，主管藥師．研究方向：藥物檢驗檢測．Tel：0933-4165318 E-mail：939305918＠qq．com