导数光谱法在药物分析中的应用进展解析

1、导数光谱法在药物分析中的应用进展21摘要：本文综述了导数光谱法在药物分析中的应用进展。简述了方法的基本 原理，详述了在复方药物制剂、中药检验方面以及计算机导数光谱法、比值导 数光谱法和差示导数光谱法的具体应用，对于药物质量控制和临床药学检验都关键词：导数光谱法；微分光谱法；药物分析 中分类号：917文献标识码：A文章编号：1008-9926（2000）05-258-05导数光谱（derivative spectra）亦称微分光谱，属紫外吸收光谱派生的一个分支，由于对复杂组分可不经分离而直接测定，方法简便、快速、准确，近 年来得到迅速发展和广泛应用。1基本原理导数光谱法的基本原理如同紫外吸收光谱

2、吸收度（A）对波长入的函数类似，是吸收光谱关于波长的微分系数（dA）/（d入）对波长（入）的函数。零价光 谱（即通常的紫外光谱）中的A=f（入）,当波长增加一个增量入时，则A将增加 A,因此A+A A=f（入 +入） A=f（入 +入）-A=f（入 +入）-f（入）吸收度（A）关于波长的导数 下式表示：就是当入趋近于零时的极限，可用实际上, 率）。耳1,2,3,n），但实际目前仅有测四阶导数光谱的报道。虽就是A关于在增量（入）区间吸收度的平均变化率（即斜一价导数光谱就是零阶光谱按一定的波长间隔（入）测得变化率（ 应于波长而得的谱。同理，有二阶导数光谱 、三阶导数光谱 理论上有然目前国外新型仪器

3、有测六阶、七阶的介绍，仍未见文献应用的报道。因为随 着阶数的增加，分辨率有所提高，而灵敏度却随着降低，通常以一阶和二阶导数光谱的应用较多。导数光谱定量测定的基本原理系根据 Beers定律，即A=ECL其一阶导数()=CL。即导数值与浓度成正比。同理，即二阶、三阶，,n 阶导数值皆与浓度成正比。因此，由光学法获得的导数光谱可用于定量测定，通常为 导数光谱中的波峰与波长垂直距离与药物浓度成正比。电子学法求导数光谱时，由于仪器设计采用微分线路直接产生导数光谱，度随时间的变化与波度成正比，故由电子学法扫描的导数光谱亦可用于定量测 定。一般新型仪器都有这一功能。在导数光谱定量测定方法中，通常以峰一谷的距

4、离或称振幅的大小对浓度 作，按标准曲线回归方程求含量。各种波峰、波谷或称振幅测定方式见11导数光谱中各种测定用振幅示意A切线法 B和C峰-谷法 D峰-零法根据1所示，再结合具体样品即可进行药物的含量测定。导数光谱法简便快速，灵敏准确，可用于定性鉴别与定量测定。特别是对 于混合物的分析，可排除杂质及复方药物中其它药物或分解产物的干扰，不经 分离而直接测定。因此，在医药检验工作中得到了广泛的应用，对于药物质量 控制及临床医学检验都具有重要意义。2在药物分析中的应用2.1 在复方药物制剂方面目前，临床用药多为由多种药物组成的复方，用常规方法测定含量往往较为因难，导数光谱法可消除其它组分及辅形剂的干扰

5、，提供了一种可行的方法。现对各种剂型中药物的测定简述如下：2.1.1 片剂与胶囊剂 Zhang SF等1报道了应用三阶导数光谱法同时测定复 方甲硝唑片中甲硝唑和维生素 B6的含量。片剂中的添加剂对本法不干扰。实验 配制一定浓度的甲硝唑和 Bs盐酸溶液，以入=10nm在250340nm扫描其三 阶导数光谱，分别选取290.6nm和313.6nm为二者的测定波长，以测得导数光 谱振幅值对浓度作，结果二者皆在1.622.4卩g*ml-1范围内呈线性关系。其回 归方程分别为：测定平均回收率分别为97.4%和99.8%,本法测定结果与中国药典法基 本一致。杨青等：可应用二阶导数光谱法直接测定治疗胃溃疡药

6、西咪替丁片的含量。 选用222nm波长测定西咪替丁可消除辅料的干扰，以测得谷-零振幅值对浓度 作，在420卩g*ml-1范围内呈良好的线性关系。回归方程：C=189.6A+0.018 95,r=0.999 6本法回收率为99.7%, RSD=0.4%梁李广等4用一阶导数光谱法测定了盐 酸左旋咪唑片的含量，消除了辅形剂的严重干扰。实验采用0.1mol*L-1NaOH溶液使光谱红移，在239nm波长处测振幅D值，按D=0.160 9C+1X 10- r=0.999 9 求取含量，结果满意。史学慧等 5应用二阶导数光谱不经分离而直接测定口腔 溃疡胶囊中烟酰胺和维生素 B的含量，从而消除了维生素E2和

7、叶酸的干扰，方 法简便、准确。测定条件为 入=3nm A= 0.2，纸速为20nm/cm采用峰-零 法在274nm和308nm波长处分别测定烟酰胺和维生素 B导数光谱的振幅A值。按 A=-2.48+185 7C，r=0.999 9 和 A=-13.35+2.029C，r=0.999 9 分别求取烟酰 胺和维生素的含量。鉴于前者为后者的5倍，因此，测定时应配制不同浓度，以减少误差。本法平均回收率分别为 100.4%和101.0%; RSD分别为0.78% 和 0.97%。杨晓健等 6报道用二阶导数光谱法测定胶囊中复方多巴制剂中左旋 多巴的含量，结果满意。该复方为瑞士 Hoffman-La Roc

8、he 公司产品，为控制进 口药的质量，按美国药典 7用紫外光谱法测定时其中苄丝肼严重干扰。实验选 用厶入=2nm狭缝1nm测定二阶导数光谱，以峰-谷法在280290nm间量取 振幅D,以D对浓度C作，结果多巴在24120卩g*ml-1范围内呈线性关系。回 归方程：D=0.119 1+0.123 3C ， r=0.999 9本法回收率在 99.3103.3%，经测定 5批片剂和 2批胶囊，结果不仅与瑞 士药厂的方法 8一致，且简便、快速。2.1.2 霜剂与栓剂 左晖等9采用二阶导数光谱法测定复方酮康唑霜剂中酮 康唑含量，该法可消除复方中氯霉素等其它药物和基质的干扰，结果准确、可 靠。实验选取23

9、3 1nm波长处的振幅D,以D对浓度C作，得回归方程：C=4.003D-1.172,r=0.999 3 ，线性范围在 530 卩 g*ml-1。本法平均回收率为99.4%, RSD为0.55%，经3批样品测定，相对标示量在 98.24%102.97%= Wang Li等：10报道，用一阶导数光谱法测定阴道栓中甲硝 唑的含量，可消除检剂中克霉唑，醋酸泼尼松等药物及其杂质的干扰。实验采 用厶入=2nm A= 0.5，在240300nm范围测定一阶导数光谱，结果在 297.0nm有最大波峰，以此为振幅（D）值作为定量测定甲唑含量，其它药物不干 扰。本法在420卩g ml-1范围呈线性关系，回归方程：

10、-3A=0.012 1C-5.001 1 X 10- ,r=0.999 9经 3 批样品测定，平均标示含量为 99.1%。2.2 在中药制剂方面2.2.1 冲剂与注射剂 清宫冲剂由人工牛黄、羚羊、黄芩、双花、连翘、桔 梗、莲子心、川贝等十几味中药组成。鉴于处方成分复杂、干扰组分多，用常 规方法难以控制其产品质量。孙璐等 11用二阶导数光谱法测定冲剂中牛黄的胆 酸含量作为质量控制指标，可消除其它组分的干扰。胆酸的二阶导数光谱在 397和386nm波长处有相应的吸收峰和吸收谷。阴性样品则为一平直线，因 此，对样品中胆酸的测定不干扰，可不经分离而直接测定。实验选择入=5nm狭缝1nm在360420n

11、m波长范围内扫描二阶导数光谱，以不同浓 度峰-谷导值A对浓度C作，线性关系良好，回归方程：C=0.017 45D+0.002 7，r=1.000本法回收率为102.9%, RSD为0.6%。感冒退热冲剂系由大青叶、板蓝根主 要成分靛玉红即可控制其产品质量。张娇燕等12建立了一阶导数光谱法，可不 经分离而直接测定靛玉红的含量，处方中其它药物及杂质不干扰。实验采用乙 醚和乙酸乙酯分次提取样品溶液，在 400600nm波长范围内，以入=4nm分 别绘，记录对照品、样品和阴性对照液的一阶导数光谱。按峰一零法在I. 577nm波长处量取半振幅H对不同浓度C作，结果靛玉红在2.118.9卩gm 1范围内呈

12、线性关系，回归方程：C=10.250H-0.000 4,r=0.999 9本法加样回收率为98.11%, RSD为1.18%,结果表明无糖型感冒冲剂中靛 玉红的含量比有糖型高 4倍。双黄连注射液系由粗黄岑苷、双花和连翘的提取 物组成。用于上呼吸道感染和肺炎等症，疗效显著。为控制该产品质量 , 石淑琴 等13用二阶导数光谱法测定该制剂中黄岑苷的含量，消除了双花和连翘的干 扰，可不经分离而直接测定。实验选用入=4nm在200400nm扫描二阶导数光谱，在279nm波长处测定，其它成分不干扰，故采用峰一零法直接读取其导 数光谱值D,以不同浓度所得的D值对浓度C作制作标准曲线，在2.5 15卩g.ml

13、-1范围内线性关系良好，回归方程：D=0.007 8C+0.065,r=0.999 4本法平均回收率为99.5%, RSD为2.19%，经不同批号的样品测定，本法与 紫外-薄层色谱（UV-TLC）法结果基本一致，更显简便、快速、准确。胡增仁：1勺报道了用二阶导数分光光度法测定玉阳欣液中淫羊藿的含量。经实验其二阶导 数光谱在281 nm至272nm波长处的峰谷振幅值D与样品浓度C呈良好线性关 系，回归方程：C=0.195 8+125.36D,r=0.999 9平均回收率为100.8%, RSD为0.62%，可消除何首乌、海龙等8种中药的 干扰，适于在生产过程中控制产品质量。脑脉通口服液由天麻、川

14、芎等药组 成。高陆等 15应用二阶导数光谱法测定其中的天麻素，方法灵敏、准确，可有 效地控制产品质量。根据二阶导数吸收曲线，选择230和219nm波长处峰谷值D进行定量测定。本法在6.633卩gml-1范围呈线性关系，回归方程：C=1.714 2D-0.000 8,r=0.999 9进行样品测定时，分别在波长230nm和219nm处测定二阶导数吸收值A, 和A, D=1A1+1A1。将D代入回归方程，求出C,即可计算出天麻素含量，平 均回收率为100.1%, RSD为0.25%，本法较薄层层析刮板-洗脱-显色-比色测定 及双波长和差示法简便、快捷。黄诺嘉 16报道用二阶导数光谱法选用波长 29

15、4.2nm,A入=4nm按峰-零法测定健儿清解液中橙皮苷的含量，结果在II. 055卩gml-1范围内橙皮苷的振幅D值与浓度呈良好的线性关系，平均回收 率为98.6%, RSD为0.83%，本法可消除金银花等其它成份的干扰，结果准确。2.2.2 丸剂与片剂 牛黄清心丸系由大黄、人工牛黄、桔梗、冰片等 9味中药 组成的蜜丸，为常用的清热解毒药，其中大黄为主要成分之一。通常用比色法 测定其中总蒽醌衍生物以控制其产品质量，但该法准确性较差。连珊枝等17用一阶导数法测定蜜丸中蒽醌含量可消除该成药中其它成分的干扰，方法灵敏、 准确，操作简便。实验以峰-零法在467.5nm波长处测定不同浓度的半振幅 D

16、值。以D值对浓度C作，结果在2.020.0卩g ml-1范围内呈线性关系，回归方 程：D=0.031 4C+0.001 1,r=0.999 9本法平均回收率为98.40%, RSD为0.90%。六味仙参脂片具有增强骨髓造血功能，适于白细胞减少、贫血等症。该药主要由淫羊藿、觉参、补骨脂等多种中药组成。为控制产品质量，曹奎平等18以 70%乙醇回流提取淫羊藿苷，采用二阶导数光谱法测定其含量，能够排除其 它组分的干扰。实验以厶 入=2nm在200400nm范围扫描得其二阶导数光谱。 选用峰-谷法在271.5nm和281.0nm波长处测其二阶导数值D,以D对浓度C 作，线性范围525卩gml-1回归方

17、程：C=1 502.81D-0.440 2,r=0.999 9平均回收率为100.69%, RSD为0.76%。胡德清等 胁应用一阶导数光谱法 测定感冒通片中的人工牛黄,可消除复方中双氯灭痛、扑尔敏及有关辅料的干 扰，方法准确、简便。实验按拟定方法，以入=在550650nm范围内测定一阶导数光谱，以峰谷振幅D值对浓度C作，回归方程：C=0.724 7D+0.001 7,r=0.999 8方法平均回收率为100.7%, RSD为0.89%。2.2.3 蒙药 蒙药在内蒙草原为牧民治病发挥了重要作用，其中喜木勒 -3 为常用蒙药复方制剂，由人工牛黄、红花、天竹黄等组成。对小儿肺热、肝热等 热性病有较

18、好的疗效。周雪梅等 20用一阶导数光谱法测定了喜木勒 -3 中人工 牛黄主要成分胆酸的含量。实验对胆酸、干扰组分阴性对照和样品在250450nm处的紫外光谱分析发现，对胆酸测定皆有干扰，而其一阶导数光谱（入=4nm狭缝1nm）干扰组分基本与零线重合为一直线，对胆酸的测定无影 响，故选择396nm处一阶导数光谱的半振幅H对不同浓度C作，其回归方程： C=1.375A-0.337,r=0.999 7线性范围在0.21.0mg ml-1。本法平均回收率为 99.35%, RSD为1.19%, 经测样品的平均含量为 3.97%，摸拟方为 3.85%，用本法控制质量结果满意。2.3 计算机导数分光光度法

19、的应用吴京平21根据导数光谱的基本原理和数值分析理论，建立了实验数据处理的二次回归公式，三次样条函数内插实验曲 线公式以及数据分析计算模型，并开发编制了紫外导数型分析计算程序 UV-DS 和回归分析程序UV-HG将数据分析模型、计算机形技术和普通（手动式）分光 光度计与计算机有机的结合，使不带电子微分装置的简单分光光度计也能够给 出导数光谱，完成分光光度的测定。该作者利用这套分析测定系统，以二阶导 数光谱峰 - 谷法对新安滴鼻液中麻黄碱进行了测定，结果消除了尼泊金乙酯和硫 酸新霉素的干扰。本法在530卩gm l-1范围内呈良好的线性关系，平均回收率 100.15%, RSD为0.55%。经不同

20、厂家、不同批号的样品测定，与结果与规范法 一致，但简便、准确。计算机程序的工作框见2、 3。2.4 比值导数光谱法的应用 90年代以来，在导数光谱的基础上，比值导数光谱法得到了发展和应用。 Salinas 22称之谓是一种新的分光光度测定法，该 作者应用比值一阶导数光谱法测定了水杨酸和水杨尿酸的含量。Berzas 等23应用比值导数光谱 -零线相交法测定了水杨酸甲醛、3-羟基甲醛和 4-羟基苯甲醛的混合物。 Morelli 24应用比值二阶导数光谱和零线相交三阶导数分光光度 法同时测定了头孢三嗪 （Ceftriaxone） 和链霉素 （Streptomycin） 的含量。孙增光等 25应用比值

21、光谱一阶导数法测定了盐酸普鲁卡因注射液的含量。实验选择221 nm和231 nm为测定波长，比值光谱一阶导数值与浓度在 5 10卩g*ml-1范围内呈良好的线性关系（见表1）。通过表1,可对比值导数光谱法 具体了解并可对其它样品的测定和建立方法有所启示及参改。2.5 差示导数光谱法的应用 差示导数光谱法系紫外光谱法的扩展应用，根据 溶液pH值差异和样品具体情况选以碱性溶液为空白对照，测定水溶液样品或相反，以测得差示导数光谱的振幅对浓度作求含量。2紫外导数形分析计算程序“ UV DS工作框3回归分析程序“ UVHG工作框表1普鲁卡因注射液线性关系测定结果标准参比溶液A220A222A30A230

22、A232(PABA)/3 卩 g.ml-10.147 00.120 00.064 00.064 00.0640标准溶液-1(PCHC)/口 g ml5.0110.1014.9520.0025.0529.90A2200.165 00.311 00.465 00.621 50.763 00.903 0A2220.162 00.311 00.465 00.621 50.763 00.903 0A2300.102 00.196 00.290 00.385 50.470 00.563 0A2320.081 00.155 00.231 00.306 00.375 00.448 0R2201.122 52.

23、115 73.163 34.227 95.190 56.142 9R2221.350 02.591 73.875 05.179 26.358 37.525 0R?301.593 83.062 54.531 36.023 47.343 88.796 9R2321.265 62.421 93.609 44.781 35.859 47.000 0 R 2210.227 50.476 00.711 70.951 31.167 81.382 1 R231-0.328 20.640 6-0.921 9-1.242 1-1.484 4-1.796 9 D0.555 71.116 71.633 62.193

24、42.652 23.179 0回归方程 D=0.104 9*C+0.053 2r=0.999 6差示导数光谱法测定复方药物可排除干扰，方法同样简便、快速、准确， 对于控制复杂组分处方的产品质量有重要意义。例如咳喘感冒片系由对乙酰氨 基酚、咖啡因、苯海拉明和麻黄碱等组成，通常采用重氮化法测定含量操作复 杂。胡魁三等：26：报道，应用差示一阶导数光谱法测定咳喘感冒片中对乙酰氨基 酚的含量，可消除咖啡因等其它组分的干扰。实验以碱溶液作为参比，在 274.6nm或304.6nm波长处测定水溶液样品的半振幅，按所得回归方程计算含 量，测定范围在525卩g.ml-1呈线性关系。平均回收率为99.73%,

25、RSD为 0.55%。3结语导数光谱法是在紫外光谱法的基础上发展起来的一种新的分析方法，鉴于其对复杂组分和混合物不经分离可直接测定，无论是新型紫外光谱仪，还是目前基层单位使用的旧式分光光度计皆可用于测定。且方法简便、快速、灵敏准 确。因此，在药物分析方面得广泛的应用，对于药物质量控制和临床药物监测 均有重要意义。展望未来，导数光谱法应有广阔的发展前景。作者简介：王绪明 (1933-) ，男，主任药师。中国药学会高级会员 。中国分析 仪器学会物理光学委员会常委。( 本文编辑 刘贺之 ) 王绪明(中国人民解放军总后勤部卫生部药品仪器检验所 北京 100071) 朱宝玉(中国人民解放军青岛干休所 山

26、东 青岛 260000) 尹川(中国人民解放军桂林疗养院药械科 广西 桂林 541000)参考文献： 1 Zhang SF,Li He,Zhang DM,et al.Simaltaneous determination of metronidazolm and vitamin B 6 by the derivative spectrophotometry J .Spectro spectral Amal,1998,18(4):4882 中华人民共和国卫生部药典委员会 .中华人民共和国药典 ( 二部) S. 北京：化学工业出版社， 1990， 124、6403 杨青，李明 . 二阶导数光谱法直接

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