藥品質量檢測中常用儀器及實驗技術綜述報告

權春梅，程 磊，曹 帥

(1.亳州職業技術學院藥學院,安徽 亳州 236800；2.亳州學院生化系,安徽 亳州 236800)

藥學是一門以化學為基礎,與生物醫學、醫學心理、社會醫學密切相關的實踐性、應用性較強的學科[1]。在藥物的生產、制備及研發中對藥物進行質量的分析檢測是必不可少且至關重要的一個環節。要進行藥物的質量分析檢測就不可避免的要用到一些具有特殊結構及性能的儀器，并且需要具有相關的實驗技術，本文主要對藥品質量分析檢測過程中用到的儀器及實驗技術進行綜述，以便使相關人員更好更深入的了解和學習。

藥品質量檢測中常用的儀器按照原理可以分為電化學分析儀器、光學分析儀器、色譜分析儀器等。

1 電化學分析儀器

電化學分析法是利用待測組分在溶液中的電化學性質進行分析測定的一類儀器分析方法。電化學儀器中最常用的酸度計，該儀器主要由兩個電極組成。在藥品生產及檢測中常需要對溶液的pH值進行控制，另一方面，對于液體制劑如口服液，注射液，滴眼液等等，這些藥物在質量控制中，pH值的檢測也是必須的一個項目，因此，酸度計的使用在藥物分析檢測中非常常用。除此之外，酸度計還可以用于電位滴定分析法中，比如中藥半夏中琥珀酸的含量測定目前在《中華人民共和國藥典》(第一部)中仍然采用電位滴定[2]。在酸度計的基礎上，為了在電位滴定的過程中便于控制滴定終點，目前常使用自動電位滴定儀，可實現滴定操作連續自動化，而且可以提高分析的準確度。該儀器主要由滴定裝置、電極、電計幾部分組成。永停滴定法目前中華人民共和國藥典中仍然再使用，比如鹽酸普魯卡因、磺胺嘧啶原料藥的含量測定等[3]。

2 光學分析儀器

光學分析法是利用待測組分的光學性質進行分析測定的一類儀器分析方法。用的比較多的是光譜法，主要包括紫外-可見光譜法、紅外光譜法、熒光光譜法、原子吸收光譜法。

2.1 紫外-可見分光光度計

紫外-可見光譜法(簡稱UV-vis)是以200～800nm的光作為光源照射樣品，研究物質分子對光吸收的相對強度的方法。紫外-可見光譜法因其具有靈敏度高、準確度高、選擇性好、操作簡單等特點在藥物檢測分析中廣泛使用。紫外-可見分光光度計主要包括光源、單色器、吸收池、檢測器及信號處理系統。該法主要用于對物質的定量分析，也是定性分析和結構分析的一種輔助手段。中藥中黃酮類化合物的含量測定主要采用紫外光譜法[4-7]；枸杞中枸杞多糖的含量測定[8-9]；麥冬總皂苷的含量測定[10-11]；另外，化學藥物中維生素B1片(或注射液)、維生素B12(或者注射液)、乙酰唑胺片、艾司唑侖片的含量測定等等都是采用該法進行含量分析。

2.2 紅外分光光度計

紅外光譜法(簡稱IR),是基于物質對紅外輻射的選擇性吸收而建立起來的定性、定量和結構分析的方法。20世紀50年代，人們開始進行大量紅外光譜研究工作，收集大量純物質的標準紅外光譜圖。紅外吸收光譜現已經成為有機結構分析最成熟、最常用的檢測手段之一。除了光學異構體外，幾乎每一種化合物都有自己特定的紅外光譜。因此，通過試樣的紅外光譜課推測化合物含有的基團，從而推斷化合物的分子結構。主要用于化合物鑒定和分子結構表征。但紅外光譜的復雜性和儀器上的局部性，使得紅外光譜的定量分析有一定困難，因此，紅外定量分析不如紫外-可見光譜法應用廣泛，只有在特殊情況下才使用。例如，混合物中待測組分與其他組分在物理和化學性質上極其相似，特別是異構體，紫外光譜幾乎相同，但紅外指紋區很不相同，要用紅外光譜來定量分析。但缺點是分析靈敏度不高，定量分析誤差也很大[12]。

紅外分光光度計包括色散型和干涉型。色散型紅外分光光度計價格便宜，但掃描速度慢，目前已不常見。當前常用的是傅里葉交換紅外光譜儀(FT-IR)，有很高的分辨率，極快的掃描速度。傅里葉交換紅外光譜儀是20世紀70年代出現的一種新型非色散型紅外光譜儀，主要由光源、邁克爾遜干涉儀、檢測器和計算機組成[13]。傅里葉交換紅外光譜儀具有掃描速度快，靈敏度高，同時具有很高的分辨率。在中華人民共和國藥典(2015版，二部)中，鹽酸氯丙嗪、鹽酸氮芥、鹽酸萘甲唑啉、鹽酸氨溴索、地西泮等等很多藥物均采用紅外光譜法進行鑒別。另外，近年來，利用紅外光譜法進行中藥成分的鑒定也有比較多的研究[14-16]。

2.3 原子吸收分光光度計

原子吸收光譜法(簡稱AAS)是基于被測元素的基態原子在蒸氣狀態下對特征電磁輻射吸收進行元素定量分析的方法。目前能夠直接測定的元素達70余種，已成為一種常規的分析測實手段。在藥物分析中，主要用于測定微量元素，如中藥中的重金屬元素的測定。原子吸收分光光度計主要包括光源、原子化器、分光器、檢測器及顯示器五大部分。原子化器分為火焰原子化器和非火焰原子化器，非火焰原子化器又分為石墨爐原子化器和低溫原子化方法，不同的元素需要原子化的方式不同，比如Cu元素的測定通常采用火焰原子化器，Pb、Cd元素的測定采用石墨爐原子化器。而As、Hg元素的測定必須采用低溫原子化法，其中As采用氫化物原子化法，Hg采用冷原子蒸氣測汞法。

2.4 熒光分光光度計

熒光是物質分子從激發態的最低振動能級返回到基態使所發射出的光。根據物質的譜線位置及其強度進行物質鑒定和含量測定的方法稱為熒光分析法，簡稱FR。該法最主要的優點是測定靈敏度高和選擇性好，檢測限可達到10～10g/mL甚至10～12g/mL。所以熒光分析法在醫藥和臨床中有著特殊的重要性。熒光分光光度計主要由5個主要部位，即激發光源、激發單色器和發射單色器、樣品池、檢測系統組成[17]。熒光分析法的含量測定一般也采用標準曲線法。如利血平片的含量測定。中藥材中的砷、汞的含量目前比較常用的是原子熒光法[18-19]。另外，熒光分析法還可以用于中藥材的鑒別。

2.5 質譜儀

采用一定手段使被測樣品分子產生各種離子，通過對離子質量和強度的測定來進行分析的一種方法稱為質譜法(簡稱MS)。嚴格地講，質譜法不屬于光譜法范疇，但基于其譜圖表達的特征性與光譜法類似，故通常將其與光譜法歸為一類。質譜法的特點是樣品用量少，靈敏度高；響應時間短，分析速度快；能同時提供物質的分子量、分子式及部分官能團結構信息；能和各種色譜法在線聯用等特點。質譜儀主要由氣化系統，進樣系統，離子源，質量分析器，離子檢測器，真空系統和數據處理系統等部分構成。質譜主要用于測定化合物的分子量，確定分子式，通過解析質譜圖中各主要離子峰可以確定可能的結構單元。質譜法通常與其他方法聯合使用，常用的有電感耦合等離子體質譜法(簡稱ICP-MS)測痕量到微量的元素分析，尤其是痕量重金屬元素的測定[20]。

3 色譜儀器

色譜法又叫層析法是一種物理或物理化學分離方法，利用物質在兩相中的分配系數的微小差異進行分離分析的方法。完成這種分離分析的儀器稱為色譜儀。目前，常用的主要有氣相色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法。

3.1 氣相色譜儀

氣相色譜法(簡稱GC)是以惰性氣體為載氣為流動相的色譜法稱為氣相色譜法。該法具有樣品用量少、分析速度快、分離效率高、選擇性好、靈敏度高等特點[21]。但其不適用于熱穩性差、揮發性小的物質的分離，據統計，能用氣相色譜法直接分析的有機物約占全部有機物的20%。在中藥中主要用來測定揮發油及中藥中農藥殘留。也可用來測定醇的含量。氣相色譜儀，主要包括載氣系統、進樣系統、分離系統(色譜柱)、檢測系統和溫度控制系統。由于氣相色譜法通常對范圍未知的混合物單純用氣相色譜法定性很困難，所以只能鑒定范圍已知的未知物。常需與化學分析或者其他儀器如質譜儀聯用。比如，目前常用的氣相色譜-質譜聯用技術(GC-MS)、氣相色譜-傅里葉紅外光譜聯用技術(GC-FT-IR)。氣相色譜法的定量分析方法主要有歸一化法、外標法(包括外標一點法和外標曲線法)、內標法及內標標準曲線法。中藥的成分復雜，而中成藥一般都是多種藥材的混合物，它們的成分研究比較困難。但氣相色譜法在這一方面仍然是一種很好的方法，應用很廣。諸如農藥殘留量的含量測定[22-23]，揮發油的成分分析[24-25]。

3.2 高效液相色譜儀

以高壓液體溶劑為流動相的色譜方法稱為高效液相色譜法(簡稱HPLC)，是一種高壓、高速、高效的分離分析方法，該法的使用范圍較氣相色譜法更廣泛，對于高沸點、熱不穩定不能使用氣相色譜法的有機物，可以使用高效液相色譜法分離分析。高效液相色譜儀主要包括高壓輸液系統、進樣系統、分離系統、檢測器。高壓輸液系統包括貯液瓶、脫氣裝置、高壓泵及梯度洗脫裝置；進樣系統是將試樣引入色譜柱，常用的是六通閥手動進樣器及自動進樣器；分離系統包括色譜柱、柱溫箱等；高效液相色譜法的檢測器主要有紫外檢測器、熒光檢測器、示差折光檢測器、蒸發光散射檢測器等，根據被測物質的性質選擇合適的檢測器，目前在藥物分析中較為常用的是紫外檢測器。

高效液相色譜法主要用于物質的分離和定性定量分析。定性方法定量方法也與氣相色譜法類似。高效液相色譜法是目前在藥品質量檢測技術中發展最快、應用最廣泛的方法之一，在藥品的質量分析檢驗中發揮了越來越重要的作用[26-27]。特別是對于成分復雜的中藥制劑的分析檢測尤其需要該方法[28-30]。該法的發展趨勢主要是兩個方面，一方面是色譜方法及其硬件的進一步研究，如目前出現的超高效液相色譜法，借助于高效液相色譜法的理論及原理，固定相的顆粒非常小、系統體積非常低、檢測手段非常快，分辨率、分析速度、檢測靈敏度及色譜峰容量極大提高，全面提升了液相色譜的分離效能，大大拓寬液相色譜的應用范圍[31-32]。高效液相色譜法的發展趨勢的另一方面是聯用技術的發展，聯用技術包括色譜-色譜聯用技術和色譜-光譜聯用技術。色譜-色譜聯用技術是將不同類型的色譜或者同一類型不同分離模式的色譜連接在一起，來完成復雜樣品的分離分析。這類聯用種類很多，包括HPLC-HPLC,HPLC-GC等聯用主要通過柱切換技術實現。色譜光譜聯用技術是把色譜作為分離手段，光譜作為鑒定工具，各用其長，互為補充，已有HPLC-UV,HPLC-MS等多種聯用儀器。

3.3 毛細管電泳法

毛細管電泳(CE)又稱高效毛細管電泳(HPCE)，是一類以毛細管為分離通道、以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離分析方法。毛細管電泳實際上包括電泳、色譜及其交叉內容，是分析化學繼高效液相色譜之后的又一重大進展[33]。毛細管電泳儀主要由高壓電源、電極槽、進樣系統、毛細管柱系統、檢測系統及工作站等組成。

毛細管電泳法兼具高壓電泳及高效液相色譜的優點，目前，該法在化學、藥學、臨床醫學、生命科學、法醫學、食品科學及環境科學等領域有著十分廣泛的應用。目前文獻報道的已經有很多利用毛細管電泳法鑒定及分離的報道[34-36]，其在藥品定性定量、生物制品、中藥材種屬鑒定方面，有著非常重要的實用價值和非常好的應用前景[37]。

綜上所述，本文綜述了藥品質量檢測中用到一些結構特殊的精密儀器，這些儀器隨著科技的發展在未來也將向著更高靈敏度、更高選擇性、更快速、更簡便、更經濟的方向發展，也必將更好的為藥品質量檢測服務，更好的為人類健康服務。

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