電位滴定法在中藥化學(xué)分析中的應(yīng)用*

白 穎，陶成艷，周芝蘭，袁小寶，萬 軍

（西南交通大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都610031）

電位滴定法（potentiometric titration）是將電位分析與傳統(tǒng)滴定法進(jìn)行結(jié)合的一種新方法，其基本原理與滴定法類似，利用電極電位在化學(xué)計量點(diǎn)附近的突變來代替指示劑的顏色變化確定滴定終點(diǎn)，被測物質(zhì)含量的計算與滴定法一致。中藥及其復(fù)方是中醫(yī)應(yīng)用于臨床的主要形式，也是一個異于化學(xué)藥物的高度復(fù)雜體系，多途徑、多成分、多靶點(diǎn)的特點(diǎn)加大了成分分析的工作難度[1]。和直接電位法相比，電位滴定法無需準(zhǔn)確的測量電極電位值。因此，溫度、液體接界電位的影響較小，其準(zhǔn)確度優(yōu)于直接電位法。普通滴定法主要依靠指示劑顏色變化來指示滴定終點(diǎn)，若待測溶液有顏色或渾濁時，將會影響指示劑的選擇及滴定終點(diǎn)的確定[2]?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，電位滴定法在中藥分析方面有了更廣泛的應(yīng)用。本文梳理了近年來電位滴定法在中藥分析中的應(yīng)用，旨在為中藥質(zhì)量控制提供參考依據(jù)。

1 電位滴定法原理概述

電位滴定法是一種定量分析方法，在滴定過程中，隨著滴定劑的加入，待測離子濃度及電極電位值出現(xiàn)緩慢變化，在接近等當(dāng)點(diǎn)附近時，待測離子濃度出現(xiàn)數(shù)量級的變化，電極電位發(fā)生突躍，以電極電位突躍來確定滴定終點(diǎn)[3-6]。當(dāng)待測溶液有顏色或渾濁，無法用指示劑顏色變化來指示滴定終點(diǎn)或者根本找不到合適的指示劑時，選用電位滴定法可避免指示劑法在終點(diǎn)判斷上的主觀性，還可用于濃度較稀的試液或滴定反應(yīng)進(jìn)行不夠完全的情況，靈敏度和準(zhǔn)確度高，并可實(shí)現(xiàn)自動化和連續(xù)測定。因此，廣泛應(yīng)用于食品、藥學(xué)、冶金等領(lǐng)域的樣品分析[7,8]。

2 用于中藥化學(xué)成分含量測定

2.1 有機(jī)酸含量檢測

中藥中總有機(jī)酸含量的測定，常用酸堿滴定法，但中藥的水提液或醇提液常常顏色較深，限制了指示劑的選擇，同時使滴定終點(diǎn)指示不明顯，實(shí)驗(yàn)者的主觀判斷也容易造成實(shí)驗(yàn)誤差。與酸堿滴定法相比，電位滴定法利用電位的變化來確定滴定終點(diǎn)的，更加客觀準(zhǔn)確。

李永慧等[9]電位滴定法利用考察南五味子與五味子總有機(jī)酸含量差異。以檸檬酸為對照品。測定南五味子與五味子總有機(jī)酸的含量。分析得，以檸檬酸計，南五味子總有機(jī)酸平均含量為9.23%，五味子總有機(jī)酸平均含量為24.20%。通過比較南五味子與五味子總有機(jī)酸的含量，為臨床用藥提供科學(xué)依據(jù)。與直接滴定法相比較，電位返滴定法測定具有萃取率高、終點(diǎn)易觀察、結(jié)果重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。葛佩珊等[10]設(shè)計4因素3水平的正交實(shí)驗(yàn)，采用電位滴定的方法研究陳皮中有機(jī)酸的最優(yōu)提取工藝，最后得出液料比為1∶20、超聲時間60min、超聲提取溫度為50℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%時，有機(jī)酸提取率最高，為12.76%。王惠敏等[11]研究消食化滯液中總有機(jī)酸含量，用電位滴定法測定3批次的實(shí)驗(yàn)樣品中的總有機(jī)酸含量，并采用指示劑法手工滴定作為對比，通過對兩種方法的分析檢驗(yàn)，得出電位滴定法和指示劑法測定消食化滯液中總有機(jī)酸含量。

2.2 生物堿含量檢測

汪洪濤[12]等將苦瓜分別經(jīng)酸水提取、乙醇回流提取、超聲波提取和堿浸提取，得到的樣品以電位滴定法滴定，以苦瓜中的奎寧為基準(zhǔn)物計算苦瓜中總生物堿的含量，用于苦瓜中總生物堿的定量分析，確定苦瓜中生物堿適宜的提取方法為堿浸提取法。李定祥[13]等人自動電位滴定法測定金釵石斛藥材中總生物堿的含量，經(jīng)方法學(xué)考察，該含量測定方法具有良好的專屬性和靈敏度，檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠，可用于金釵石斛藥材中總生物堿的定量分析。

2.3 酯類含量檢測

杜淑霞等[14]利用指示劑法和電位滴定法作為對比，測定琥珀酸單薄荷酯含量，又通過氣相色譜法來驗(yàn)證兩種測定方法是否可行，結(jié)果顯示，在5%顯著水平上，電位滴定法和氣相色譜法沒有顯著性差異，證明測定琥珀酸單薄荷酯用電位滴定法可行。管嵐等[15]利用自動電位滴定法測定甲磺酸達(dá)比加群酯的含量，將電位滴定法與高效液相色譜法的結(jié)果進(jìn)行分析表明，二者結(jié)果的相對偏差<0.2%，說明電位滴定法可行，且步驟簡單、可操作性強(qiáng)、結(jié)果較為準(zhǔn)確可靠。楊盛春等[16]建立自動電位滴定法測定白酒中的總酯含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣表明，電位滴定法操作簡單、重現(xiàn)性好、精密度高。

2.4 多酚類化合物含量檢測

多酚類物質(zhì)根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為黃酮類化合物和酚類化合物。目前，對多酚類化合物含量的測定方法有很多，主要有分光光度法、一階導(dǎo)數(shù)吸光光度法、高效液相色譜法和自動電位滴定法等。中藥中多酚類物質(zhì)含量測定常用滴定法。但由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜及中藥類物質(zhì)提取液常帶有一定顏色，難以利用指示劑判斷滴定終點(diǎn)，故利用滴定終點(diǎn)電位變化的電位滴定法更適用于多酚類物質(zhì)含量的測定。該方法用于中藥中多酚類化合物含量的測定。李家棟等[17]根據(jù)茶多酚與K2Cr2O7的定量反應(yīng)，設(shè)計重鉻酸鉀電位滴定法測定茶多酚的檢測方法，先將茶多酚與過量的K2Cr2O7反應(yīng)，剩余的K2Cr2O7用過量的Fe（NH4）2·（SO4）2銨消除，再用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的Fe2+，利用自動電位滴定識別滴定終點(diǎn)實(shí)驗(yàn)可得所設(shè)計方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1%～0.8%（n=6），標(biāo)準(zhǔn)樣品回收率為99.4%～100.6%，適用于任意茶多酚含量的茶葉樣品檢測法。王傳波等[18]建立了一種電位滴定法快速定量測定生物油中總酚含量的新方法。通過加標(biāo)法考察了定量分析生物油總酚含量的準(zhǔn)確性；通過5次平行性實(shí)驗(yàn)，考察了分析方法的精密性；通過向生物油樣品中添加糠醛、乙酰丙酮和HAc等，考察了生物油中醛、酮和酸等對所建分析方法的干擾影響，結(jié)果表明，所建立的分析方法具有高的可靠性和精密性；糠醛和HAc的含量對分析結(jié)果沒有干擾影響，而乙酰丙酮對分析結(jié)果具有一定干擾作用，但并不顯著。楊劍萍等[19]以夏枯草、桑葉為候選藥物，采用醇提酸沉淀與超聲法提取其中的黃酮類物質(zhì);通過化學(xué)顯色法進(jìn)行快速的定性鑒定；采用分光光度法測定其含量；并選用電位滴定法[20]研究其對胰脂肪酶的抑制活性。實(shí)驗(yàn)證明，其建立的脂肪酶活電位滴定法適用于有背景顏色干擾的中藥提取物的活性篩選。

3 在中藥炮制與提取工藝中的應(yīng)用

在中藥制備過程中，提取是利用一些技術(shù)，最大限度提取中藥中的有效成分的一種工藝。使得中藥制劑的內(nèi)在質(zhì)量和臨床治療效果提高，使中藥的效果得以最大限度的發(fā)揮。炮制的目的主要是加強(qiáng)藥物效用，減除毒性或副作用，便于貯藏和服用等。根據(jù)電位滴定法的特點(diǎn)，可建立檢測方法，通過測定目標(biāo)成分的含量，探究最佳提取工藝；借助電位滴定法，也可通過測定目標(biāo)成分的含量，以此為依據(jù)，對不同的中藥炮制方法進(jìn)行對比，從而得到更佳的炮制方法。表1為電位滴定法在中藥炮制、提取工藝中的應(yīng)用。

表1 電位滴定法在中藥炮制、提取工藝中的應(yīng)用Tab.1 Application of potentiometric titration in processing and extraction of traditional Chinese medicine

4 結(jié)語

電位滴定法避免了依靠指示劑顏色變化來指示滴定終點(diǎn)所帶來的誤差，減少了分析人員的主觀因素和操作技術(shù)等引起的誤差，近幾年發(fā)展迅速。但由于測定儀器設(shè)備的要求比較高，且操作較為復(fù)雜，投入成本較高，電位傳感器的靈敏度、使用壽命等還有待進(jìn)一步提升。電位滴定法存在一定的局限性，如滴定過程中離子交換平衡慢，使被測溶液達(dá)到離子交換平衡的時間變長；在酸堿滴定時，由于水的緩沖作用，使得電位滴定法對實(shí)驗(yàn)條件的選擇較為苛刻[25]。相信隨著更先進(jìn)實(shí)用的自動滴定儀的普及，憑借電位滴定法的結(jié)果精密、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性較好等優(yōu)點(diǎn)，其在中藥分析中將會得到更加廣泛的應(yīng)用。