第四章药品检验方法-2

1、第四章 药品检验方法 中国药典附录收载的药品检验方法: 附录 一般鉴别试验 附录 分光光度法：紫外、红外、原子吸收、荧光、火焰光度法； 附录 色谱法：纸、薄层、柱、高效、气相、电泳、毛细管电泳、分子排阻、离子色谱法； 附录 物理常数测定方法：熔点测定法、旋光度测定法、折光率测定法； 附录 官能团测定方法：氮测定法、脂肪和脂肪油测定法； 附录 一般杂质检查方法：氯化物、干燥失重； 附录 物理测定方法：溶液颜色、澄清度、X射线衍射法、质谱法 附录 制剂的检查方法：崩解时限、溶出度； 附录 生物学测定方法：抗生素微生物检定法、热原； 附录 生物化学测定方法：细胞色素C活力测定法、胰岛素生物测定法。

2、二、分光光度法 分光光度法: 是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内的吸光度或发光强度，对该物质进行定性、定量分析的方法。 基本原理：定量分析的基础是光的吸收定律。 E为吸收系数，在药品检验中使用的是比吸收系数。 （一）紫外-可见分光光度法 紫外分光光度法是根据药物对紫外-可见光的特征吸收对药物进行定性和定量的分析方法。紫外分光光度法灵敏、简便，准确度比较高，是药物鉴别、检查和含量测定的常用方法。 1. 仪器的校正和检定 （1）波长的校正 利用仪器汞灯或氘灯的较强谱线或钬玻璃的尖锐吸收峰进行校正；也可以用高氯酸钬溶液的吸收峰进行校正。 仪器波长的允许误差：紫外区：±1nm;

3、500nm附近：±2nm （2）吸光度的准确度用重铬酸钾的硫酸溶液检定。 （3）杂散光的检查 杂散光是一些不在谱带范围内且与所需波长相隔较远的光，一般来自光学仪器表面的瑕疵。 检查方法：配制碘化钠和亚硝酸钠溶液，在规定波长处测定透光率，应小于规定值。 2. 对溶剂的要求 溶剂的使用范围不能小于截至波长； 溶剂在不同波长范围内的吸光度应小于规定值。 3. 吸光度的测定方法 （1）使用空白校正的方法 用同批溶剂作为空白。 （2）测定前核对max，应在规定波长的±2nm内，以吸光度最大的波长作为测定波长。 （3）供试品溶液的吸光度应在0.30.7之间。 （4）狭缝的宽度应小于吸收

4、带半高宽度的十分之一，否则会使吸光度偏低。 狭缝宽度的选择方法：减小狭缝宽度，至吸光度不再增加为止。 4. 鉴别和检查 按各品种项下的方法进行。 5.含量测定方法 （1）对照品比较法 方法： 特点：可以在一定程度上克服测定条件的影响。 （2）吸收系数法 方法： 要求：吸收系数应大于100；应注意仪器的校正和检定。 （3）计算分光光度法 目的：消除干扰组分的干扰。 常用的方法：导数光谱法，双波长分光光度法等。 要求：波长的变化可对结果造成显著影响，供试品和对照品的测定条件应一致；一般不宜作含量测定。 （4）比色法 比色法：供试品本身在紫外-可见区没有强吸收，或在紫外区虽有吸收但为了避免干扰或提高

5、灵敏度，可加入适量显色剂显色后测定，称为比色法。 要求： 1. 由于影响因素较多，应使用对照品比较法，可使用一点对照或标准曲线法。 2. 空白校正：用同体积的溶剂代替供试品溶液，依次加入等量的试剂，并用同样的方法处理。 3. 一般在可见区测定。可以使用比色计。 应用示例一 对乙酰氨基酚的含量测定（p. 234 吸收系数法） 应用示例二 吗氯贝胺片的含量测定（p. 270 对照品比较法） 应用示例三 盐酸异丙肾上腺素气雾剂的含量测定 （p. 700 比色法） （二）红外分光光度法 1. 仪器及其校正 2. 应用 （1）原料药的鉴别 按规定的条件录制红外图谱，应与对照的图谱一致（药品红外光谱集）。

6、 多晶型问题：按规定方法重结晶后再测定；使用对照品和样品在相同条件下处理后测定。（2）制剂的鉴别 一般需提取出药物后再录制红外图谱进行鉴别。 （3）多组分药物的鉴别 在指纹区选择35个不受干扰的特征峰作为鉴别的依据。 （4）晶型、异构体限度检查或含量测定 应用示例： 甲苯咪唑中A晶型的检查（中国药典 2010年版 p. 142） 棕榈氯霉素混悬液A晶型的检查（中国药典 2010年版 p. 938） 注意事项：（见资料） （三）原子吸收分光光度法（atomic absorption spectrophotometry , AAS） 原子吸收分光光度法：测定对象主要是呈原子状态的金属元素和部分非金

7、属元素。 系由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸汽时，被蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，跃迁到激发态。通过测定辐射光强度减弱的程度，求出供试品中待测元素含量的方法。 原子吸收一般遵循光的吸收定律， A= kNL 式中，A为吸光度，N为单位吸收光程内基态原子的原子数，L为光路长度。 由于蒸气相中基态原子的原子数与式样中待测元素的浓度成正比，即 N=C，所以： A= KCL原子吸收分光光度计： 原子吸收分光光度计主要由光源、原子化器、单色器和检测系统等四部分组成。其基本结构如下图所示： （1）光源：空心阴极灯：空心阴极灯用待测元素作为阴极，阳极通常用高熔点的金属如钨组成，当在两

8、极加上电压时，从阴极发出的电子与载气碰撞，使之电离，荷正电的离子在电场作用下轰击阴极表面，使阴极材料的原子从晶格中溅射出来，与电子、离子、原子碰撞而被激发，发射出被测元素的特征辐射。另一种光源是无极放电灯。（2）原子化器： 原子化器是仪器的主要部件之一，其功能是提供能量，使待测元素化合物离解并实现原子化。火焰原子化器：火焰原子化器主要由雾化器和燃烧器组成。雾化器将供试品溶液雾化成气溶胶后，再与燃气混合，进入燃烧灯头的火焰中，使待测元素在高温下形成基态原子。燃气通常用空气-乙炔或氧化亚氮-乙炔，其火焰温度分别可以达到2500K和2950K。石墨炉原子化器： 石墨炉原子化器是一种电阻加热器，石墨管

9、作为吸收池和电阻发热器，夹在两个电极之间，其最高温度可达3000。电热石墨炉使供试品溶液干燥、灰化，再通过高温使待测元素形成基态原子。 石墨炉原子化器取样量小，灵敏度高，可避免化学干扰，但测定的精度不如火焰原子化器高。氢化物发生原子化器： 主要由氢化物发生器、吸收池组成。可用于测定锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）、硒(Se)、Te（碲）等元素。在氢化物发生器中，样品先在酸性介质中被强还原剂还原成待测元素的氢化物（RH4），氢化物沸点低，受热易分解，由载气导入原子吸收池，在吸收池中被加热分解，并形成基态原子。常用的强还原剂有NaBH4、KBH4、SnCl2等

10、。 冷蒸汽发生原子化器： 冷蒸汽发生原子化器专门用于汞的测定，由汞蒸气发生器和原子吸收池组成。其作用是将供试品溶液中的汞还原成汞蒸汽，再由载气导入石英原子吸收池，进行测定。 （3）单色器： 单色器的作用是分离出被测元素的共振线，阻止其它谱线进入检测器，保证测定的专属性和准确性。单色器的核心部件是色散元件，常用的色散元件是光栅。 （4）检测器： 包括检测器、信号处理器和记录器等。 原子分光光度法的检测限 (ng/ml)：元 素分析线（nm）火焰法（空气-乙炔）石墨炉法Ag328.07100.01As193.7614001.2Cu324.75100.05Cd228.80100.002Pb217.0

11、0900.07Hg253.6514002Ni232.00200.5Se196.09500/ 测定方法：（1） 标准曲线法配制至少3份含不同浓度的待测元素的对照品溶液，分别测定吸光度，以吸光度对浓度进行线性回归，并计算相关系数 r， A=a + bC 制备供试品溶液，测定吸光度，从标准曲线上读出相应的浓度，计算待测元素的含量。 (2)标准加入法 取同体积的供试品溶液4份，置相同体积的量瓶中，于其中三个量瓶中分别加入不同浓度的待测元素的对照品溶液，分别用水稀释至刻度，测定其吸光度，以吸光度对相应的待测元素的加入量进行线性回归，延长此直线与含量轴相交，交点至原点的距离即为待测元素的含量。仅适用于标准

12、曲线呈线性并通过原点的情况。 标准加入法可以克服基质对测定的影响。 作杂质限量检查时，取等量的供试品，加入限度量的待测元素溶液，制成对照品溶液，分别测定对照品溶液和供试品溶液的吸光度，其读数分别为a和b，b值应小于（a-b）。 三. 色谱法按机理分类：吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、排阻色谱法等。 按方法分类：纸色谱法、薄层色谱法、柱色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。（二）薄层色谱法 1. 仪器与材料 2. 操作方法 3. 系统适用性试验 （1）检测灵敏度 （2）比移值（Rf） （3）分离效能 4. 测定法 （1）鉴别 （2）杂质检查 （三）高效液相色谱法 高效液相色谱法是一种高分离效能

13、的液相色谱方法，流动相采用高压泵输送，在线进行检测，检测信号由色谱数据处理系统处理。具有分离效能高，灵敏，准确的特点。 1. 对仪器的一般要求 （1）色谱柱 （2）检测器（3）流动相2. 色谱系统适用性试验（1）色谱柱的理论板数（柱效） 用于评价色谱柱的分离效能。 n =16 (tR/W)2 或 n = 5.54 (tR/Wh/2)2（2）分离度 用于评价相邻两组份之间的分离程度。 除另有规定外，分离度应大于1.5。 （3）重复性 用于评价连续进样中色谱系统响应值的重复性能。 重复进样的相对偏差应小于2.0 %。（4）拖尾因子 用于评价色谱峰的对称性。 除另有规定外，用峰高法定量时，T应在0.

14、951.05之间。（EP 0.81.5） 3. 测定方法 （1）内标法 取对照品，加入内标，配制对照品溶液，进样，测定 f。 取供试品，加入内标，配制供试品溶液，进样，测定含量。 特点：可以消除样品预处理和进样误差对结果的影响。内标法的其他计算方法： （2）外标法 分别配制对照品溶液和供试品溶液，进样，测定。 特点：简便，要求进样量应准确，最好使用定量环或自动进样器进样。 （3）加校正因子的主成分自身对照法 用主成分作为对照来测定杂质的含量或作限量检查，由于杂质和主成分的信号强度相差较大，需加校正因子对杂质的信号进行校正。 作限量检查时, AXf < AS ICH规定，当0.9 <

15、 f < 1.1时，可以不用校正因子进行校正。应用示例 盐酸四环素中有关物质的检查取本品适量，用0.01mol/L盐酸溶液溶解并稀释制成每1ml 中含2.0mg的溶液，作为供试品溶液；精密量取2ml，至100ml量瓶中，加0.01mol/L盐酸溶液稀释至刻度，摇匀，作为对照溶液。照含量测定项下的色谱条件，取对照溶液20l注入液相色谱仪，调节检测灵敏度，使主成分色谱峰的峰高约为满量程的20%。精密量取供试品溶液和对照溶液各20 l，分别注入液相色谱仪，记录色谱图至主成分峰保留时间的4倍。供试品溶液色谱图中如有杂质峰，按校正后的峰面积计算（盐酸四环素、4-差向四环素、盐酸金霉素、脱水四环素、

16、差向脱水四环素的校正因子分别为1.0、1.15、1.16、0.45和0.50）， 4-差向四环素、盐酸金霉素、脱水四环素、差向脱水四环素的峰面积分别不得大于对照溶液主峰面积2倍（4.0%）、 1/2倍（1.0%）、 1/4倍（0.5%）、 1/4倍（0.5%）。 (4) 不加校正因子的主成分自身对照法 盐酸地尔硫卓中有关物质的检查（中国药典 2010年版 p. 676） 醋酸地塞米松中有关物质的检查（中国药典 2010年版 p. 1120） 用于 0.9 < f < 1.1，或无杂质对照品时。 （5）峰面积归一化法 测定各峰的面积和总峰面积，计算各峰占总峰面积的百分率。 由于测定误

17、差较大，通常只用于粗略考察供试品中杂质的含量。一般不宜用于微量杂质的检查。（四）气相色谱法 1. 对仪器的一般要求 2. 系统适用性试验 同高效液相色谱法。 3. 测定法 （1）内标法 （2）外标法 （3）峰面积归一化法 (4) 标准加入法 测定方法的选择： (五) 电泳法 （六）毛细管电泳法（七）空间排阻色谱法（size exclusion chromatography，SEC） 空间排阻色谱法：是根据待测组分的分子大小进行分离的液相色谱技术。空间排阻色谱法使用具有一定孔径的柱填料，被分离组分因分子大小的不同而被分离。空间排阻色谱又称凝胶色谱。当使用有机溶剂为流动相时，称为凝胶渗透色谱（ge

18、l permeation chromatography，GPC）；当使用水溶液为流动相时，成为凝胶过滤色谱（gel filtration chromatography，GFC）。 分离原理： 同样大小的分子在填料孔穴内外处于扩散平衡状态，扩散平衡时，渗透系数K为： K=Xs/XmXs为组分在孔穴内的平衡浓度，Xm为组分在流动相中的平衡浓度。 保留体积与渗透系数的关系： VR = V0 + K Vs V0为死体积，Vs为孔穴的总体积。当分子体积大到某一特定值时，不能进入填充剂孔穴，称为全排阻，Vs = 0，所以 VR = V0 当分子体积小到能进入所有孔穴，称为全渗透，Xs=Xm，K=1，所以

19、VR = V0 + Vs 当分子体积在以上两种情况之间时， V0 VR V0 + Vs 此分子量范围称为填料的级分范围（fractionation range），组分依分子量大小依次被洗脱。 1. 对仪器的一般要求 HP-SEC常用填料：多孔硅胶，多孔玻璃珠，苯乙烯-二乙烯苯交联共聚物凝胶。 SEC常用填料：葡聚糖凝胶（Sephadex），聚丙烯酰胺凝胶（Sepharose）等。 2. 系统适用性试验 HP-SEC色谱柱的理论板数、分离度、重复性、拖尾因子的测定方法和HPLC相同。 分离度可用峰谷比来表示。 R=二聚体的峰高/单体与二聚体之间的谷高 要求：R>2.0。3. 测定法 （1）

20、分子量测定法 一般适用于蛋白质和多肽的分子量的测定。 标准曲线的测定：取不同分子量的标准品溶液进样，计算标准曲线。 lgMW = a + b tR 供试品分子量的测定：测定供试品的tR值，从标准曲线计算分子量。（2）生物大分子聚合物分子量与分子量分布的测定方法 大分子聚合物分子量的表示： 数均分子量（Mn）: 由每一种分子的数目乘以分子量，加和起来，除以分子的总数。 重均分子量（Mw）: 由每一种分子的质量乘以分子量，加和起来，除以总质量。 分布系数： 当为单一组分时，D=1；D值越大，分子量越分散。生物大分子聚合物分子量与分子量分布的测定方法： 取分子量对照品进行SEC分析，以对照品重均分子

21、量对数对保留时间进行线性回归，得回归方程： lgMW = a + b tR 取供试品进行SEC分析，采用GPC软件计算分子量和分子量分布。（3） 高分子杂质测定法 (1) 主成分自身对照法：用于含量较低的品种。 （2）面积归一化法: 同HPLC。 （3）限量法: 规定不得检出。 （4）自身对照外标法: 计算相对含量。四. 物理常数测定法 测定物理常数，可以鉴别药物，也可以反映药物的纯杂程度。 质量标准中收载的物理常数，是和药品质量密切相关的物理常数，是用符合要求的药物来测定的。规定的范围体现了对药品质量的要求。 物理常数的测定方法收载在中国药典附录，测定时应严格按照有关的要求测定。 中国药典收

22、载的物理常数测定方法（附录 ）： A 相对密度测定法 B 馏程测定法 C 熔点测定法 D 凝点测定法 E 旋光度测定法 F 折光率测定法 G 黏度测定法 H pH值测定法A. 相对密度测定法 相对密度：系指在相同的温度压力下条件下，某物质的密度与水的密度之比。除另有规定外，温度为20. 主要用于液体药物的测定。 测定方法： 1. 比重瓶法 2. 韦氏比重秤法B. 馏程测定法 馏程：一种液体照规定方法蒸馏，校正到标准压力下，自开始馏出第5滴算起，至供试品仅剩34ml或一定比例的容积馏出时的温度范围。 主要用于液体药物的测定。 测定方法：蒸馏。C 熔点测定法中国药典收载有三种方法： 第一法：测定易

23、粉碎的固体药品 第二法：测定不易粉碎的固体药品（如脂肪、石蜡等） 第三法：测定凡士林或其他类似物质 第一法：毛细管法 测定方法： 熔点的判断： 初熔：供试品开始局部液化出现明显液滴时的温度； 全熔：供试品全部液化时的温度； 熔融同时分解：供试品熔融时产生气泡，变色或膨胀上升。测定的注意事项： 传温液：熔点在80以下时，使用水；在80以上时，使用硅油。 毛细管：长度：9cm以上；内径：0.91.0 mm；壁厚：0.100.15mm。 升温速度：一般样品：1.01.5 /分钟， 熔融同时分解样品： 2.53.0 /分钟。 温度计： 使用分浸型具有0.5 刻度的温度计，并用熔点测定用对照品校正。 供

24、试品在测定前应研细并干燥。 D. 凝点测定法 凝点：系指物质按中国药典规定方法测定，由液体凝结为固体，在短时间内停留不变的最高温度。 测定方法： E. 旋光度测定法 比旋度（ ）：偏振光透过长1dm，且每1ml中含有旋光物质1g的溶液，在一定波长和温度下测得的旋光度称为比旋度。 测定条件： 20，钠光D线作光源 ( ) 计算公式：比旋度测定的注意事项： 用溶剂作空白校正； 调节温度至20±0.5 ； 溶液应澄清; 注意光路上不应有气泡。F. 折光率测定法光的折射现象：是光线自一种透明介质进入另一种透明介质时，由于两种介质的密度不同，光传播的速度不同，从而使光传播方向发生改变的现象。

25、折光率（ ）： n = Sin i / Sin r 测定条件： 温度: 20， 光源：钠光D线（ ）。 仪器：阿贝折光仪G 黏度测定法 黏度：系指流体对流动的阻抗能力。 动力黏度：液体以1m/s的速度流动时，在每1m2平面液层与相距1m的平面液层间所产生的剪应力的大小，称为动力黏度()，以Pa·s, mPa·s。 运动黏度：在相同温度下，液体的动力黏度与其密度的比值称为运动黏度()。以m2/s, mm2/s为单位。 特性黏数：高聚物溶液的黏度与溶剂黏度的比值称为相对黏度（r）, 相对黏度的对数值与溶液浓度的比值即为该高聚物溶液的特性黏数。 （二）其他物理常数 1. 吸收系数

26、 测定方法：配制高、低两种浓度的溶液，使高浓度的吸光度在0.60.8，低浓度的吸光度在0.30.4，每种浓度的溶液各2份；或配制吸光度在0.20.8之间的系列浓度的溶液各2份，在5台不同型号的紫外分光光度计上测定吸光度，按 计算 ，平均值和RSD。 说明： （1）所用容量仪器均应进行校正。 （2）测定前应按中国药典附录的有关要求，对仪器进行校正，对溶剂进行检查。 （3）按干燥品计算。 （4）RSD应小于1.5%。 2. 离解常数 离解常数：弱酸、弱碱性药物的电离平衡常数。 弱酸： HAH+ + A- 弱碱： 共轭酸： BH+H+ + B测定方法： 1. 容量法14 酸碱滴定半中和点的pH值即为

27、pKa值。 HAH+ + A- 半中和点时： 测定方法： 建立酸碱滴定的方法，测定供试品的含量。称取一定量的样品，滴定至半中和点，测定半中和点的pH值，即为pKa值。 适用范围：在水中能准确测定的药物。 2. 紫外分光光度法15 基本原理：有机弱酸弱碱性药物，在合适的溶剂中可以发生解离。如果药物具有共轭体系，其离解的基团直接与共轭体系相连，使其离子型和分子型的紫外吸收光谱产生较大差异，就可以采用紫外分光光度法测定其离解常数。 测定时，可取待测药物，配制成3份浓度相等的溶液（溶液、）。通过调节溶液的pH，使溶液中的药物部分为BH+，部分为B；溶液中的药物以BH+的形式存在；溶液中的药物以B的形式

28、存在。在一定波长处，分别测定溶液、的吸光度A、ABH和AB，则可按下式计算药物的pKa值。式中，pH为溶液的pH值。公式推导：3. 油水分配系数 分配系数：是指在一定的温度和压力下，受试物在互不相容的两相介质中达到平衡时的浓度比。 油水分配系数：受试物在正辛醇-水两相介质中达到平衡时的浓度之比，以Pow表示。通常用以10为底的对数（lgPow）表示，lgPow值越大，说明该物质越亲油，反之，越小，则越亲水，即水溶性越好。测定油水分配系数的意义。 药物在体内的溶解、吸收、分布、转运与药物的水溶性和脂溶性有关。也即和油水分配系数有关。药物要有适当的脂溶性，才能扩散并透过生物膜，而水溶性才有利于药物

29、在体液内转运，达到作用部位与受体结合，从而产生药物效应，所以药物需要有适当的油水分配系数。 测定方法16： 1. 摇瓶法 将含有药物的两相溶剂装入瓶中，密塞，在一定温度（37）下振摇，使分配达到平衡，分取溶液，测定其中药物的浓度，计算油水分配系数。 测定方法： （1）溶剂的预饱和 试验前,正辛醇与水需经预饱和处理,即在试验温度下,采用两个大储液瓶,分别装入正辛醇与足量的水,水与足量的正辛醇,置于恒温振荡器中振摇8h后,静置足够长的时间使两相完全分离,以分别得到水饱和的正辛醇、正辛醇饱和水。 （2）药物溶液的制备 药物溶液的制备：用正辛醇饱和的水或水饱和的正辛醇配制。 注意： 药物的浓度不能大于

30、任何一相中的溶解度； 所称取的药物在任何一相中的浓度不能大于0.01mol/L。 （3）油水分配系数的测定 取一定体积的两相的溶液，置样品瓶中，密塞，于恒温振荡器中振摇24h，静置于恒温振荡器中使分层，分取其中一相的溶液，测定其中药物的浓度，计算油水分配系数。 注意事项： 1. 测定时药物应以分子型存在。对弱酸、弱碱性物质，水相pH值应比pKa值至少低或高一个pH单位。 2. 一般需采用三个溶剂比例，各测定2次。水-正辛醇比例分别为1:2, 1:1, 2:1。logP应在0.3以内。 3. 容器应密塞，两相应尽量充满容器，以避免溶剂挥发损失。 2. HPLC法反相高效液相色谱是在分析柱上进行分

31、离的过程。受试物进入色谱柱后随着流动相在溶剂流动相和烃类固定相之间进行分配。化合物在柱中的保留值与其油-水分配系数成比例，亲水性化合物先洗脱，亲脂性化合物后洗脱。保留时间以容量因子k表示。 受试物的正辛醇-水分配系数可以通过试验测定其容量因子k，带入下式计算得出， lgPow = a + b logk 在一定的色谱条件下，由参比物的lgPow对其容量因子k作线性回归，求出回归方程。再测定样品的k值，从回归方程求出lgPow。 五. 特殊基团或元素测定方法 （一）氧瓶燃烧法 （中国药典 2010年版 附录p. 46） （二）氮测定法（中国药典 2010年版 附录p. 47） （三）脂肪与脂肪油测

32、定法（中国药典 2010年版 附录p. 50） 六. 一般杂质检查方法 （一）无机杂质检查方法 （中国药典 2010年版 附录 ） （二）水分测定法 （中国药典 2010年版 附录 p.60） （三）热分析法（中国药典 2010年版 附录 p.66）七、 物理测定方法溶液颜色检查法澄清度检查法不溶性微粒检查法结晶性检查法粒度和粒度分布测定法X射线粉末衍射法渗透压摩尔浓度测定法可见异物检查法质谱法核磁共振波谱法1. X射线粉末衍射法 用一束准直的X射线照射旋转的单晶或晶体粉末时，便发生衍射现象，发生衍射的条件是符合布拉格方程： 式中dhkl为晶面间距，hkl为晶面指数，为掠射角，n为1,2,3.

33、等自然数。 利用X射线衍射图谱对结晶物质进行定性和定量分析的方法称为X射线衍射法。 粉末衍射法用于晶体物质的鉴别和纯度检查，单晶衍射主要用于晶体分子量和结构的测定。 基本原理： 光的干涉和衍射现象： 光的干涉：具有相同的频率，振动方向和位相（或位相差固定）的两列波，在重叠处有的地方振动加强，而另一些地方振动减弱甚至消失的现象，叫做光的干涉。波程差等于零或等于波长整数倍的各点，合振幅最大，波程差等于半波长奇数倍的各点，合振幅最小。 光的衍射：波在经过障碍物时，能绕过障碍物的边缘继续前进的现象叫做波的衍射（绕射）。产生衍射的条件是狭缝的宽度和光的波长接近。 晶胞：通常把空间点阵重复的最小单元称为晶

34、胞。 点阵面：由无数点阵所确定的平面叫点阵面。通常，点阵面是指互相平行，间距相等的一组平面。在描述点阵面时，其截距可表示为1/h, 1/k, 1/l, 截距的倒数为h, k, l, 写成（hkl），称为晶面指数。晶体中点阵面的示意图如下： X射线是波长在0.01Å至100Å的电磁波，介于紫外线和射线之间。X射线的波长正好和物质微观结构中分子、离子间的距离（110Å）相当。由于晶体中质点是有序排列的，因此能够产生X-射线衍射。布拉格方程的推导： 间距为d的相邻点阵面的反射光束，光程差为 ： EP + PF = d sin+ d sin = 2 d sin 只有当光程

35、差为的整数倍时，才能出现加强干涉，即： 2 d sin= nX射线粉末衍射仪： X射线粉末衍射仪一般包括四部分：X射线发生器、精密测角仪、检测器、仪器控制与数据处理系统。 X射线发生器： 一般为真空热电子二极管。阴极：发射电子的钨丝，阳极：接收电子轰击的靶，常用的有铜靶、钼靶等。 当灯丝通电加热至高温（2000）时，产生大量热电子，热电子被极间的高压加速，轰击到靶面上，靶的内层（如K层）电子被打出，原子被电离。外层电子（如L, M层）向内层跃迁，跃迁的能量差转换为X射线的光子发射出来。L层电子跃迁发射的谱线称为K线，M层电子跃迁发射的谱线称为K线， 精密测角仪：使用精密的机械测角仪。角度测量的

36、准确度可达到±0.005°。对多数有机晶体，记录范围通常取040°，对于无机盐，如有必要，可适当放宽。 检测器：通常使用闪烁检测器或正比计数管用电子学方法测定衍射强度。 仪器控制与数据处理系统：使用计算机和相应的软件处理。 样品的制备： 由于晶体特定的外形使其显示某种优势取向，可能影响衍射的强度，所以测定前应用玛瑙乳钵小心地把样品研成细粉，以改善晶粒取向的随机性。 结晶物质的鉴别： 通过比较供试品和已知物质的X射线粉末衍射图谱进行鉴别。如果各特征衍射线的衍射角、晶面间距和相对强度一致，应为同一种晶型，否则为不同的晶型。 注意：衍射强度的偏差有时可能达到20%。 示

37、例 氨苄西林晶型的鉴别 定量测定： 由于本法的精度较差，一般仅用于结晶度和晶体纯度的测定。 外标法：在由A晶型和B晶型组成的混合相中， 其中，Ia/Ia0为待测样中A相的衍射强度与A相标样的衍射强度的比值，a* 和b*为A和B相的质量吸收系数，Wa为A相的重量分数。 由于A晶型和B晶型互为同质异晶体，其质量吸收系数相等，则有, Ia=Ia0Wa 即A晶型的衍射线强度与其重量分数成正比，据此可用外标法测定其含量。 内标法： 内标法是在试样中加入另外一种结晶物质，作为内标，内标物质的衍射图谱应不与待测物质的衍射图谱重叠，同时其密度和对X射线的吸收特性也应相似。根据待测物质与内标特征衍射峰强度的比值

38、计算待测晶型的含量。 内标法可消除试样基质的影响，测定的精确度更好。 自标法： 自标法是把样品中A相和B相的衍射强渡加以比较，按下式计算： 使用自标法应注意选用的衍射线应彼此不干扰。示例 马来酸氟吡汀中B晶型的检查（X射线粉末衍射法）： 测定条件：CuK辐射，管压40 kV，管流35 mA，2扫描范围3°50°，扫描步长0.03°。 采用外标法测定，分别制备混有A和B晶型的供试品（其中含B晶型分别0、10%、20%、50%、100%），测定X射线衍射图谱，分别以B晶型的五条衍射线的强度对B晶型的含量进行线性回归，计算标准曲线。 再测定样品的X射线衍射图谱，选择d=

39、16.51的衍射峰进行计算。结果供试品的X射线衍射图谱中未检出在d=16.51处的峰，说明样品中不含B晶型。样品在不同d值处标准曲线测定结果（按B晶型相对强度最大的五条衍射线计算）d值衍射强度回归方程r0%B10%B20%B50%B100%B16.5111440085818453714y = 3608.8x + 87.0310.99956.0741114174425869y = 833.47x + 24.5520.99895.93101170209518826y = 747.18x + 95.8160.99464.39112182244492873y = 768.28x + 104.020.9

40、9964.343863013215366612y = 352.98x + 314.130.92522. 电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry, ICP-MS） 电感耦合等离子体质谱法：是将被测物质用电感耦合等离子体离子化后，进行质谱分析，按离子的质荷比（m/e）分离，根据离子的质荷比和质谱峰的强度，对待测元素进行定性、定量分析的方法。 （1）基本原理 等离子体：是由自由电子、离子、中性原子或分子组成的离子化气体状物质。其内部温度可达几千至一万度。 电感耦合等离子体：是利用在电感线圈上施加的强大功率的射频信号，在线圈包围

41、区域形成高温等离子体，并通过气体的推动，保证了等离子体的平衡和持续电离。 在ICP-MS中，ICP起到离子源的作用，高温的等离子体使大多数样品中的元素都电离出一个电子而形成了一价正离子，从而可进行质谱分析。ICP的示意图如下：当线圈通入高频电流时，则在线圈的轴线方向上产生一个相同频率的环形磁场。当点火器的高频火花放电在炬管内使小量氩气电离，在炬管内出现了导电的粒子，由于磁场的作用，在垂直于磁场方向的截面上就会感生出涡型电流，强大的电流产生高热又将气体加热，瞬间使气体形成最高温度可达10000K的稳定的等离子炬。感应线圈将能量耦合给等离子体，并维持等离子炬。当载气载带试样气溶胶通过等离子体时，被

42、后者加热至6000-7000K，并被原子化、激发产生发射光谱以及电离。 ICP-MS的质量分析器主要有三种： 四极杆质谱、高分辨质谱、飞行时间质谱（TOF-MS）。其中以四极杆质谱应用最多。 四极杆质谱的示意图如下： 四级杆是质谱仪器中最为成熟的质量筛选器，由两对完全相同的金属杆组成，分别施加反相的直流与RF电压，当被分析离子沿轴向引入四极杆区，其速度由它们的能量和质量来决定。施加的射频电压使所有离子进入一个振荡路径而通过四极杆区域。在一定的射频和直流电压下，只有一定的m/z离子才能获得稳定的路径通过四极杆区域，从另一端出射，其他离子将被过分偏转，与电极杆碰撞，在极杆上中和。质量数小于设定值的

43、离子，在传输的震荡过程中，更容易受到来自负电压极杆的吸引力，振幅不断扩大，最后损失于负极杆上；而质量数大于设定值的离子，由于惯性大，最终损失在正极杆上。 ICP-MS的特点：ICP-MS具有极低的检出限、极宽的线性范围、谱线简单、干扰少、分析精密度高、速度快（可以同时测定多种元素），并可提供同位素信息，进行元素形态价态分析等。已广泛用于地质、环境、医药等领域。 2）仪器的基本结构 电感耦合等离子体质谱仪由进样系统、电感耦合等离子体离子源、接口、离子透镜系统、四极杆质量分析器、检测器及支持系统等构成。 进样系统:蠕动泵：保证溶液以一定速率均匀的进入雾化器。雾化器：其作用是将溶液转化为气溶胶形式而

44、进入等离子体中。常用同心雾化器、交叉雾化器、超声波雾化器等。 雾化室： 其作用主要有去除雾化过程中产生的较大雾滴颗粒，加速气溶胶微粒在等离子体中去溶、蒸发和原子化的过程。常用的有筒形雾化室、旋流型雾化室等。电感耦合等离子体离子源：由炬管、感应线圈、高频发生器、冷却系统等组成。样品气溶胶被引入等离子体离子源，在6000到10000K的高温下发生去溶剂、蒸发、离解、原子化、电离等过程，转化成带正电荷的离子，以进行质谱分析。 接口：接口的作用是有效提取样品离子，满足高真空系统的衔接。接口为双锥结构，即采样锥和截取锥。采样锥孔1.0mm，机械泵使第一真空度达到13×102 Pa，离子和原子束形成超声喷流，截取锥从喷流中心部分采集离子。离子透镜： 离子透镜位于截取锥后的真空区内，其作用是使离子聚焦，并阻止中性原子和光子通过。 四级杆质量分析器：四级杆质量分析器由4根电极组成，在4根电极之间加入随时间变化的电场，只有特定m/z的离子才能通过极棒，到达检测器，其他离子则将被偏转，与极棒碰撞，被极棒中和而丢失，从而实现质谱扫描的功能。 检测器：通常使用的检测器是分立式打拿级的电子倍增器，四级杆系统将离子按质荷比分离后，进入检测器，检测器将离子转换成电子脉冲