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    药品质量检测中常用仪器及实验技术综述报告

     
     
             药学是一门以化学为基础, 与生物医学、医学心理yabo亚博88、社会医学密切相关的实践性、应用性较强的学科。在药物的生产、制备及研发中对药物进行质量的分析检测是必不可少且至关重要的一个环节。要进行药物的质量分析检测就不可避免的要用到一些具有特殊结构及性能的仪器, 并且需要具有相关的实验技术, 本文主要对药品质量分析检测过程中用到的仪器及实验技术进行综述, 以便使相关人员更好更深入的了解和学习。
     
    药品质量检测中常用的仪器按照原理可以分为电化学分析仪器、光学分析仪器、色谱分析仪器等。
    1 电化学分析仪器
     
    电化学分析法是利用待测组分在溶液中的电化学性质进行分析测定的一类仪器分析方法。电化学仪器中最常用的酸度计, 该仪器主要由两个电极组成。在药品生产及检测中常需要对溶液的p H值进行控制, 另一方面, 对于液体制剂如口服液, 注射液, 滴眼液等等, 这些药物在质量控制中, p H值的检测也是必须的一个项目, 因此, 酸度计的使用在药物分析检测中非常常用。除此之外, 酸度计还可以用于电位滴定分析法中, 比如中药半夏中琥珀酸的含量测定目前在《中华人民共和国药典》 (第一部) 中仍然采用电位滴定[2]。在酸度计的基础上, 为了在电位滴定的过程中便于控制滴定终点, 目前常使用自动电位滴定仪, 可实现滴定操作连续自动化, 而且可以提高分析的准确度。该仪器主要由滴定装置、电极、电计几部分组成。永停滴定法目前中华人民共和国药典中仍然再使用, 比如盐酸普鲁卡因yabo亚博88、磺胺嘧啶原料药的含量测定等[3]。
    2 光学分析仪器
     
    光学分析法是利用待测组分的光学性质进行分析测定的一类仪器分析方法。用的比较多的是光谱法, 主要包括紫外-可见光谱法、红外光谱法、荧光光谱法、原子吸收光谱法。
    2.1 紫外-可见分光光度计
     
    紫外-可见光谱法 (简称UV-vis) 是以200~800nm的光作为光源照射样品, 研究物质分子对光吸收的相对强度的方法。紫外-可见光谱法因其具有灵敏度高、准确度高、选择性好、操作简单等特点在药物检测分析中广泛使用。紫外-可见分光光度计主要包括光源、单色器yabo亚博88、吸收池、检测器及信号处理系统。该法主要用于对物质的定量分析, 也是定性分析和结构分析的一种辅助手段。中药中黄酮类化合物的含量测定主要采用紫外光谱法[4-7];枸杞中枸杞多糖的含量测定[8-9];麦冬总皂苷的含量测定[10-11];另外, 化学药物中维生素B1片 (或注射液) 、维生素B12 (或者注射液) 、乙酰唑胺片、艾司唑仑片的含量测定等等都是采用该法进行含量分析。
    2.2 红外分光光度计
     
    红外光谱法 (简称IR) , 是基于物质对红外辐射的选择性吸收而建立起来的定性、定量和结构分析的方法。20世纪50年代, 人们开始进行大量红外光谱研究工作, 收集大量纯物质的标准红外光谱图。红外吸收光谱现已经成为有机结构分析最成熟、最常用的检测手段之一。除了光学异构体外, 几乎每一种化合物都有自己特定的红外光谱。因此, 通过试样的红外光谱课推测化合物含有的基团, 从而推断化合物的分子结构。主要用于化合物鉴定和分子结构表征。但红外光谱的复杂性和仪器上的局部性, 使得红外光谱的定量分析有一定困难, 因此, 红外定量分析不如紫外-可见光谱法应用广泛, 只有在特殊情况下才使用。例如, 混合物中待测组分与其他组分在物理和化学性质上极其相似, 特别是异构体, 紫外光谱几乎相同, 但红外指纹区很不相同, 要用红外光谱来定量分析。但缺点是分析灵敏度不高, 定量分析误差也很大[12]。
     
    红外分光光度计包括色散型和干涉型。色散型红外分光光度计价格便宜, 但扫描速度慢, 目前已不常见。当前常用的是傅里叶交换红外光谱仪 (FT-IR) , 有很高的分辨率, 极快的扫描速度。傅里叶交换红外光谱仪是20世纪70年代出现的一种新型非色散型红外光谱仪, 主要由光源、迈克尔逊干涉仪、检测器和计算机组成[13]。傅里叶交换红外光谱仪具有扫描速度快, 灵敏度高, 同时具有很高的分辨率。在中华人民共和国药典 (2015版, 二部) 中, 盐酸氯丙嗪、盐酸氮芥yabo亚博88、盐酸萘甲唑啉、盐酸氨溴索、地西泮等等很多药物均采用红外光谱法进行鉴别。另外, 近年来, 利用红外光谱法进行中药成分的鉴定也有比较多的研究[14-16]。
    2.3 原子吸收分光光度计
     
    原子吸收光谱法 (简称AAS) 是基于被测元素的基态原子在蒸气状态下对特征电磁辐射吸收进行元素定量分析的方法。目前能够直接测定的元素达70余种, 已成为一种常规的分析测实手段。在药物分析中, 主要用于测定微量元素, 如中药中的重金属元素的测定。原子吸收分光光度计主要包括光源、原子化器、分光器、检测器及显示器五大部分。原子化器分为火焰原子化器和非火焰原子化器, 非火焰原子化器又分为石墨炉原子化器和低温原子化方法, 不同的元素需要原子化的方式不同, 比如Cu元素的测定通常采用火焰原子化器, Pbyabo亚博88、Cd元素的测定采用石墨炉原子化器。而As、Hg元素的测定必须采用低温原子化法, 其中As采用氢化物原子化法, Hg采用冷原子蒸气测汞法。
    2.4 荧光分光光度计
     
    荧光是物质分子从激发态的最低振动能级返回到基态使所发射出的光。根据物质的谱线位置及其强度进行物质鉴定和含量测定的方法称为荧光分析法, 简称FRyabo亚博88。该法最主要的优点是测定灵敏度高和选择性好, 检测限可达到10~10g/m L甚至10~12g/m L。所以荧光分析法在医药和临床中有着特殊的重要性。荧光分光光度计主要由5个主要部位, 即激发光源、激发单色器和发射单色器、样品池、检测系统组成[17]。荧光分析法的含量测定一般也采用标准曲线法。如利血平片的含量测定yabo亚博88。中药材中的砷、汞的含量目前比较常用的是原子荧光法[18-19]。另外, 荧光分析法还可以用于中药材的鉴别yabo亚博88。
    2.5 质谱仪
     
    采用一定手段使被测样品分子产生各种离子, 通过对离子质量和强度的测定来进行分析的一种方法称为质谱法 (简称MS) 。严格地讲, 质谱法不属于光谱法范畴, 但基于其谱图表达的特征性与光谱法类似, 故通常将其与光谱法归为一类。质谱法的特点是样品用量少, 灵敏度高;响应时间短, 分析速度快;能同时提供物质的分子量、分子式及部分官能团结构信息;能和各种色谱法在线联用等特点。质谱仪主要由气化系统, 进样系统, 离子源, 质量分析器, 离子检测器, 真空系统和数据处理系统等部分构成。质谱主要用于测定化合物的分子量, 确定分子式, 通过解析质谱图中各主要离子峰可以确定可能的结构单元yabo亚博88。质谱法通常与其他方法联合使用, 常用的有电感耦合等离子体质谱法 (简称ICP-MS) 测痕量到微量的元素分析, 尤其是痕量重金属元素的测定[20]yabo亚博88。
    3 色谱仪器
     
    色谱法又叫层析法是一种物理或物理化学分离方法, 利用物质在两相中的分配系数的微小差异进行分离分析的方法。完成这种分离分析的仪器称为色谱仪yabo亚博88。目前, 常用的主要有气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法。
    3.1 气相色谱仪
     
    气相色谱法 (简称GC) 是以惰性气体为载气为流动相的色谱法称为气相色谱法。该法具有样品用量少、分析速度快yabo亚博88、分离效率高、选择性好、灵敏度高等特点[21]。但其不适用于热稳性差、挥发性小的物质的分离, 据统计, 能用气相色谱法直接分析的有机物约占全部有机物的20%。在中药中主要用来测定挥发油及中药中农药残留。也可用来测定醇的含量。气相色谱仪, 主要包括载气系统、进样系统、分离系统 (色谱柱) 、检测系统和温度控制系统yabo亚博88。由于气相色谱法通常对范围未知的混合物单纯用气相色谱法定性很困难, 所以只能鉴定范围已知的未知物。常需与化学分析或者其他仪器如质谱仪联用。比如, 目前常用的气相色谱-质谱联用技术 (GC-MS) 、气相色谱-傅里叶红外光谱联用技术 (GC-FT-IR) 。气相色谱法的定量分析方法主要有归一化法、外标法 (包括外标一点法和外标曲线法) 、内标法及内标标准曲线法。中药的成分复杂, 而中成药一般都是多种药材的混合物, 它们的成分研究比较困难。但气相色谱法在这一方面仍然是一种很好的方法, 应用很广yabo亚博88。诸如农药残留量的含量测定[22-23], 挥发油的成分分析[24-25]。
    3.2 高效液相色谱仪
     
    以高压液体溶剂为流动相的色谱方法称为高效液相色谱法 (简称HPLC) , 是一种高压、高速、高效的分离分析方法, 该法的使用范围较气相色谱法更广泛, 对于高沸点、热不稳定不能使用气相色谱法的有机物, 可以使用高效液相色谱法分离分析。高效液相色谱仪主要包括高压输液系统、进样系统、分离系统、检测器yabo亚博88。高压输液系统包括贮液瓶yabo亚博88、脱气装置、高压泵及梯度洗脱装置;进样系统是将试样引入色谱柱, 常用的是六通阀手动进样器及自动进样器;分离系统包括色谱柱、柱温箱等;高效液相色谱法的检测器主要有紫外检测器、荧光检测器、示差折光检测器、蒸发光散射检测器等, 根据被测物质的性质选择合适的检测器, 目前在药物分析中较为常用的是紫外检测器。
     
    高效液相色谱法主要用于物质的分离和定性定量分析。定性方法定量方法也与气相色谱法类似。高效液相色谱法是目前在药品质量检测技术中发展最快、应用最广泛的方法之一, 在药品的质量分析检验中发挥了越来越重要的作用[26-27]。特别是对于成分复杂的中药制剂的分析检测尤其需要该方法[28-30]。该法的发展趋势主要是两个方面, 一方面是色谱方法及其硬件的进一步研究, 如目前出现的超高效液相色谱法, 借助于高效液相色谱法的理论及原理, 固定相的颗粒非常小yabo亚博88、系统体积非常低、检测手段非?, 分辨率、分析速度、检测灵敏度及色谱峰容量极大提高, 全面提升了液相色谱的分离效能, 大大拓宽液相色谱的应用范围[31-32]。高效液相色谱法的发展趋势的另一方面是联用技术的发展, 联用技术包括色谱-色谱联用技术和色谱-光谱联用技术。色谱-色谱联用技术是将不同类型的色谱或者同一类型不同分离模式的色谱连接在一起, 来完成复杂样品的分离分析。这类联用种类很多, 包括HPLC-HPLC, HPLC-GC等联用主要通过柱切换技术实现。色谱光谱联用技术是把色谱作为分离手段, 光谱作为鉴定工具, 各用其长, 互为补充, 已有HPLC-UV, HPLC-MS等多种联用仪器。
    3.3 毛细管电泳法
     
    毛细管电泳 (CE) 又称高效毛细管电泳 (HPCE) , 是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离分析方法。毛细管电泳实际上包括电泳、色谱及其交叉内容, 是分析化学继高效液相色谱之后的又一重大进展[33]。毛细管电泳仪主要由高压电源、电极槽、进样系统、毛细管柱系统、检测系统及工作站等组成。
     
    毛细管电泳法兼具高压电泳及高效液相色谱的优点, 目前, 该法在化学、药学、临床医学、生命科学、法医学、食品科学及环境科学等领域有着十分广泛的应用yabo亚博88。目前文献报道的已经有很多利用毛细管电泳法鉴定及分离的报道[34-36], 其在药品定性定量、生物制品yabo亚博88、中药材种属鉴定方面, 有着非常重要的实用价值和非常好的应用前景[37]。
     
    综上所述, 本文综述了药品质量检测中用到一些结构特殊的精密仪器, 这些仪器随着科技的发展在未来也将向着更高灵敏度、更高选择性、更快速、更简便、更经济的方向发展, 也必将更好的为药品质量检测服务, 更好的为人类健康服务。
     
     
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