化学分析和仪器分析技术在药物分析中的运用

谢胜芳

摘要：在食品和药品等各类的分析中，按任务分为定性分析、定量分析和结构分析。按测定原理分为化学分析和仪器分析。定性分析：鉴定物质化学组成（化合物、元素、离子、基团）；定量分析：测定各组分相对含量或纯度；结构分析：确定物质化学结构（价态、晶态、平面与立体结构）。化学分析：根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，通过计算得待测组分的量。（如滴定法）。仪器分析：则以物质的性质为基础建立起来的分析方法；应用较多的有光学分析（包括紫外分光光度法等）、色谱分析（包括液相色谱、气相色谱、薄层色谱等）和质谱分析。新时期，科技发展日新月异，我国在物质分析方面也取得了一系列创新性进展，促进各种分析技术逐渐向超高速化趋势发展，并且分析试样也越来越微量化，这也为药物研发与检测等领域进一步发展奠定了良好基础。下面，文章重点就定性分析、定量分析、化学分析和仪器分析技术在药物分析中的运用展开论述。

关键词：药物分析；定性分析；定量分析；化学分析；仪器分析

1 定性分析

一般是指对未知成分做一个成分鉴定和确认。一个样品和可能是单一成分也可能是多种成分混合。通过用有机溶剂的溶解，或者水溶解，对成分进行分离，可溶部分便成为溶液，可通过气相质谱或者液相质谱进行定性分析鉴定。一般有机溶剂溶解的溶液可用气相质谱，通过前段气相色谱的分离，利用的是物质的沸点、极性及吸附性质的差异实现混合物的分离。待分析样品在气化室气化后被惰性气体(即载气，亦称流动相，通常为氮气或氦气)带入色谱柱内，各成分通过在不同温度下和在色谱柱内的不同的保留效果下，使达到分离，既不同物质有不同的出峰时间。然后在每个不同的出峰时间下，各自分析所出峰为何种物质。使达到物质分离为气相色谱的作用，而分析为何种物质为质谱所起的作用。水做溶剂的溶液同法可用于液相质谱来定性分析。分离可用液相色谱达到效果，分析何种物质可用质谱达到目的。此两种分别称为气相色谱质谱联用仪和液相色谱质谱联用仪。质谱就用气相色谱质谱联用仪来举例说明一下。例如做药物包材相容性里面的胶塞相容性成分分析。用50%异丙醇对某胶塞进行浸泡提取胶塞可溶物，提取溶液进入气相色谱质谱联用仪后出现在不同时间下出峰的图谱如下：

图1 不同时间的出峰图谱

在每个峰最高峰值时间处用质谱定性软件对其进行定性，这样定性相对来说成分单一，可方便定性准确。通过仪器对14.571min处定性后可得到此处的一张离子图，如下：

图2 离子图

这个离子图是此出峰时间处的物质激发出的不同的带电离子或者离子团。在质谱图中，横坐标表示离子的质荷比(m/z)值，从左到右质荷比的值增大，纵坐标表示离子流的强度。竖线越高代表此质荷比的离子强度越大。根据典型离子质荷比的强度图来判断为某种物质，简单判断法可根据仪器软件中的数据库来匹配，可直接匹配出高相似度的物质，分别用正向匹配和反向匹配数值来代表匹配度。经数据库匹配为以下两组特征离子图较为接近如下图：

图3 两组特征离子图

判断该物质为软脂酸（16酸），定性结果如下：

图4 软脂酸（16酸）定性结果

也可根据掌握的知识自己判断为何种物质，根据一些基团经激发产生的特定特征离子来判断。

2 定量分析

是通过仪器分析已知浓度和响应值的统计数据，建立散点的趋势线，一般为线性、少数为指数或其他趋势线，并根据数学趋势线公式计算某响应下该成分的浓度或含量的一种方法。通常大多数物质浓度和响应呈线性，可用线性一次方程拟合计算，如：

图5 物质浓度和响应呈线性

药学中含量的计算，对照品的运行方式是2+5，既配制两份对照品溶液，第一份运行2针，第二份运行5针，计算其平均响应因子（对照品峰面积与浓度比），通过待测物峰面积和响应因子计算待测物浓度。此方法也是基于该物质响应成线性，通过单点（与待测浓度接近的对照品浓度的点）来计算待测物浓度，这样能更科学和准确的测定。

3 半定量分析

半定量分析为以一种已知物质确定的浓度为基准，添加入其他成分和浓度的样品中，对其他成分进行一个模糊的浓度测定。这个方法基于不同成分与添加物（即内标）若同一浓度视为在仪器上有接近的响应值。而事实上响应值不一定相同，所以是模糊的测定其他待测物的浓度。一般用于控制未知成分的限度，不超过一定值，而这个限度的浓度，可用内标配制而成加入待测溶液中达到这个浓度，而其他物质不能超过内标的响应值，既不能超过这个限度。因不同物质之间响应值不一致，因此在设定限度时会对内标浓度进行控制，例如设置50%限度浓度作为不确定度，以确保其他物质不超限。如下图11.240min处为内标物响应峰，其余物质不超过内标物响应的50%。

图6 不同物质之间响应值

4化学分析和仪器分析技术的具体运用

化学分析根据其操作方法的不同，可将其分为滴定分析和重量分析。重量分析中有一种重要的运用叫质量平衡法。

4.1质量平衡法

质量平衡法是通过测量待测标准物质中水分、有机和无机杂质、挥发性溶剂等杂质总量而确定最终含量的一种定值分析方法。该方法在标准物质研制、药品检验检测以及标准物质定量测定结果的国际比对中应用很广。由于质量平衡法测定结果准确度非常高，欧洲药典和世界卫生组织已推荐该方法作为药品标准物质定量分析的常用方法。

质量平衡法的原理即决定了在运用该方法对标准物质赋值时，整个过程的工作量很大，涉及多种原理、多种类型方法的应用，其中任何一种方法的验证和确认过程不够严谨，或不能满足定量分析中计量溯源的需求，都可能导致最终定值结果的不准确。如质量平衡法定值过程中最重要的一个环节就是有机杂质含量的测定，这一过程通常采用色谱分析法，但待测样品中若存在一些未知杂质时，可能会因为不同杂质在同一色谱条件下响应值的不同，或不同杂质间无法达到完全分离，使分析测定有机杂质结果的不准确，最终导致标准物质定值结果产生偏差。因此，为防止该方法在标准物质定值中出现较大的误差，通常会采用与质量平衡法原理不相同的多种定量方法对待测标准物质进行分析测定，测定结果用于佐证质量平衡法的结果。

4.2色谱、光谱分析技术的应用

色谱分析方法又称层析法，主要包括液相色谱HPLC、气相色谱GC、薄层色谱TLC三种。液相色谱法作为药物分析中最常使用的一种分析方法，主要作用是检测、分离各种药物。主要分析对象有原料药材、不同种类的药物制剂、复方制剂、中成药等。分析过程是首先将被测样品通过进样针放入进样器中，再将溶液作为流动相，一直保持匀速输入色谱仪中，在色谱柱中同时加入药品和流动相。检测样品会根据自身特征呈现出不同的分配系数，检测器将这些系数分析后转化为电子信号，再由专业软件支持形成色谱图。气相色谱法的分离原理和液相色谱法很相似，只是将使用的流动相换为了气体。工作原理是将气体匀速通过气相色谱仪，再通过和不同组中的样品与色谱柱进行分离，不同物质会根据不同的沸点顺序输出信号，色谱柱的极性大小也影响着物质出峰的先后顺序。气相色谱分析手段主要应用于沸点较低的挥发性有机物，在药物监测与分离中有着广泛的应用。薄层色谱技术通常是指以吸附剂为固定相的一种固-液吸附色谱，在有涂层的薄板在干燥、活化后将样品溶液用毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上，晾干后置盛有展开剂的展开槽内，浸入深度为0.5cm。待展开剂前沿离顶端约1cm附近时，将色谱板取出，干燥后喷以显色剂显色。可比较直观地定性判断、分离鉴别或模糊定量（与一定浓度的对照品显色出的点的大小做比较）。薄层色谱技术的实施较为简便，同时其局部鉴定与分离的两种功效，解决了许多其它分离分析方法无法解决的问题。

光谱分析方法与原子光谱的鉴定方法相同，被测成分是分子的则称为分子光谱。原来提供能量的光经分光后谱线中缺少了一些特征光谱线，因而产生原子吸收光谱。

结语

综上所述，化学分析技术和仪器分析技术，在药品研究领域发挥着重要作用。在技术规范管理的前提下，这两种分析技术既能够有效缩短分析、测定时间，又能够提高测量结果的准确性，对于药品甚至食品、环保等领域的进一步发展，提供更多技术保障。

参考文献

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