XXXX年版药典化学药品检测技术概述

1、化学药品检测技术概述2010.081主要内容一、化学药品常用检测技术介绍；二、2010年版二部新增检测技术介绍（总有机碳测定法）；三、化学药品现代检测技术介绍；四、化学药品质量控制展望 2化学药品常用检测技术介绍化学分析技术仪器分析技术生物检定技术3化学分析技术的应用药品的物理常数测定物理常数系鉴定药品质量的重要指标，根据药品的特性或鉴定工作的需要，测定相关的物理常数。通常包括：相对密度、馏程（沸点）、熔点、凝点、黏度等。物理常数的测定，不仅对药品具有鉴别意义，也反映该药品的纯杂程度。4重量分析 本法测得结果的精密度好、准确度高，但操作较繁，耗时较长，仅在不能应用容量分析法进行化学原料药的含量

2、测定时，方可考虑选用。容量分析容量（滴定）分析是化学分析中的一类重要的分析方法。此类分析方法是将一种已知浓度的液体即滴定溶液用滴定管（手动或自动）加到被测物质的溶液中，直到所加滴定液和被测组分按化学计量反应完全为止。5容量分析优点：精密度和准确度高，操作简便，至今仍是组分单一原料药含量测定的首选方法；快速经济、仪器简单。缺点：专属性不足，对组分较多的制剂，需较繁琐的前处理，可损失一定的精密度和准确度。6滴定分析应符合以下条件：a、反应应朝一个方向完全进行（99.9%）；b、反应迅速，必要时通过加热或加催化剂等方法加速反应；c、共存物不得干扰测定，或能用适当方法消除；d、确定等当点的方法简单灵敏

3、；e、标化滴定液所用基准物质易得，且符合纯度高、组分恒定且与化学式符合、性质稳定（标化时无副反应）等。7滴定分析分类根据化学反应不同，分酸碱滴定、沉淀滴定、络合滴定、氧化还原滴定；按滴定方式分直接滴定和剩余滴定（也称回滴定、间接滴定）。8仪器分析技术的应用光谱分析 吸收光谱分析：紫外可见、红外、原子吸收、核磁共振；发射光谱分析：荧光、火焰、折光、旋光；应用：含量、杂质限量、物理常数测定。9紫外可见分光光度法 物质对紫外辐射的吸收是由于分子中原子的外层电子跃迁所产生，因此，紫外吸收主要取决于分子的电子结构，故紫外光谱又称电子光谱。有机化合物分子结构中如含有共轭体系、芳香环等发色基团，均可在紫外区

4、（200400nm）或可见光区（400850nm）产生吸收。紫外-可见分光光度法是通过被测物质在紫外光区的特定波长处或一定波长范围内的吸光度，对该物质进行定性和定量分析的方法。可用于鉴别、杂质检查和含量测定。10鉴别：对已知物质定性可用吸收峰谷波长或吸光度比值作为鉴别方法；但因波长范围较窄，吸收光谱较为简单、平坦，曲线变化不大，用作鉴别的专属性远不如红外光吸收光谱。杂质检查：被测物质本身在紫外光区无吸收，而其杂质在紫外光区有相当强度的吸收，或杂质的吸收峰处被测物质无吸收，用于检查杂质。 11应用物理常数（吸收系数）的测定物质对光的选择性吸收波长，及其在最大吸收波长处的吸收系数，是该物质的物理常

5、数之一。用表示，即在指定波长时，光路长度为1cm，试样浓度换算成1%（g/ml）时的吸光度，将其列入性状项下的物理常数之中，不仅可用于考查原料药的质量，还可作为制剂含量测定中选用值的依据。12应用溶出度、含量均匀度与含量测定由于仪器或操作等原因，在不同试验室或不同仪器之间，对同一供试液测得的吸光度往往有较大偏差，其相对偏差约为0.5%1.5%，因此，对于原料药的含量测定，本法非首选方法，但紫外-可见操作简便、检测灵敏，如辅料无干扰适用于制剂的含量测定、含量均匀度和溶出度。13（1）对照品比较法 按各品种项下的方法，分别配制供试品溶液和对照品溶液，对照品溶液中所含被测成分的量应为供试品溶液中被测

6、成分规定量的100%10%，所用溶剂也应完全一致，在规定的波长处测定供试品溶液和对照品溶液的吸光度后，计算供试品中被测溶液的浓度。与对照品同时测定进行比较，可改善由于仪器而引入的误差，但所用对照品应具有纯度高、杂质干扰少、制备方便和稳定性好等条件。14吸收系数法 按各品种项下的方法配置供试品溶液，在规定的波长处测定其吸光度，再以该品种在规定条件下的吸收系数计算含量。用本法测定时，吸收系数宜在100以上，并注意仪器的校正和检定。凡制剂的含量测定采用吸收系数计算的分光光度法，应在原料药的性状项下增订”吸收系数”。15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

7、灵敏度，可加入适当的显色剂显色后测定，这种方法称之比色法。该法的显色时影响显色深浅的因素较多，应取供试品与对照品或标准品同时测定，并同时作空白试验校正。比色法所用的空白，系指用同体积的溶剂代替对照品或供试品溶液，然后依次加入等量的相应试剂，并用同样方法处理。16红外分光光度法（IR法） 红外光谱是分子的振动-转动光谱，特振性强，用于鉴别组分单一、结构明确的原料药，是一种较为合适的方法，尤其适用于其他方法不易区分的同类药物，如磺胺类、甾体激素类和半合成抗生素类药品等。样品的制备：气体、液体和固体样品均可利用红外分光光度法进行分析，测定时应根据样品情况选择相应的制备方法。17 一般有压片法、糊法、

8、膜法、溶液法、气体吸收池法；衰减全反射法（ATR） 一般采用与对照图谱进行比较（药品红外光谱集收载的品种），少数采用与对照品图谱进行比较。对于具有同质异晶现象的药品，应选用有效晶型的图谱。采用固体样品制备法，如遇多晶型现象而使实测光谱与标准光谱有差异时，一般可按药品红外光谱集中所载重结晶处理法或与对照品平行处理后测定。但如对药用晶型有规定时，则不能自行重结晶。18原子吸收分光光度法（缩写为AA或AAS） 原子吸收法与紫外可见分光光度法在基本原理上是相同的都是基于物质对紫外可见光的吸收而建立的方法。但是，它们的吸光物质的状态不同；原子吸收法是基于基态原子对光的吸收现象，而紫外可见分光光度法则是基

9、于溶液中的分子或离子对光的吸收，这是这两种分析方法的根本区别。19原子分光光度法有如下优点：一是灵敏度高，火焰法的绝对检出限可达10-10g 数量级，石墨炉可达10-14g 数量级，适合痕量元素的分析；二是选择性好，简便快速，有些样品不经分离即可在同一溶液或固体中直接测定多种元素。测定一个元素一般只需几分钟。常用于含量测定和杂质检查、溶出度、释放度等。一般不做鉴别。20与其他仪器分析方法相比较原子吸收法在中草药和中成药的无机微量元素的含量分析上有广泛的应用。几乎所有的中草药及中成药都需经过消化预处理，破坏消化掉有机组分，将含有的微量元素转化为无机化合物，然后制得适用于进行原子吸收测定的溶液。这

10、在中药毒害微量元素的控制方面有长足优势。21荧光分析法 根据某些物质受紫外或可见光照射被激发后能发出较激发波长为长的荧光，而当照射光源停止照射时，这种荧光也随之消失。荧光光谱包括激发光谱和发射光谱，激发光谱是指不同激发波长的光引起物质发射某一波长荧光的相对效率，即测定每一波长激发产生的荧光，以激发光的波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图，既得物质的激发光谱，实际为该物质的电子吸收光谱。发射光谱是指某一激发波长的光引起物质发射不同波长荧光的相对效率，既保持激发光波长和强度不变，让荧光物质发生的荧光通过单色器，测量荧光的发射波长。22物质的激发光谱和荧光发射光谱，可用作定性分析。但激发波长、强度、所

11、用溶剂等条件固定时，物质在较稀的一定浓度范围内，其发射光强度与溶液中该物质的浓度成正比关系，可用作定量分析（含量测定、溶出度、含量均匀度等）。根据化合物的结构特点，荧光分析法用于定量测定一般可分为：直接测定法、间接测定法，前者是用于自身能产生荧光的物质；后者用于本身不发荧光或者因荧光效率低只有极微弱的荧光，无法进行直接测定的化合物，此类化合物有些可通过某类化学反应将无荧光物质转变为适合于测定的荧光物质，然后进行间接测定。间接荧光测定法常用的化学反应有（1）氧化还原反应、（2）硫酸“感应”荧光反应（3）水解反应（4）配位反应（5）缩合反应（6）荧光衍生物测定。23荧光衍生物测定较常用，即一些无荧

12、光或弱荧光的物质，利用与某些荧光试剂反应，生成荧光衍生物进行测定。常用的荧光试剂有：荧光胺、丹酰氯、1,2-萘醌-4-磺酸钠和邻苯二甲醛。荧光测定时，要注意在低浓度溶液下进行。通常荧光测定的样品溶液浓度相当于吸收分光光度法的1%10%。浓度太大的溶液会有“自熄灭”现象，这是由于被激发分子在发生荧光之前和未激发分子的碰撞，或由于荧光物质的分子间缔合而形成二聚体及多聚体的关系，这也是液态纯物质的荧光一般都不强的原因。24旋光测定旋光度：平面偏振光通过含有某些光学活性化合物的液体或溶液，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或右发生旋转，偏转的度数称为旋光度。这种特性是由于物质分子中含有不对称元素（通常

13、为不对称碳元素）所致。使偏振光向右旋转者（顺时针方向，朝光源观测）称为右旋物质，常以“+”号表示；使偏振光向左旋转者称为左旋物质，常以“”号表示。旋光度的影响因素：化合物特性、测定波长、偏振光通过的供试液浓度、液层的厚度以及测定时的温度。25比旋度当偏振光通过长1dm且每1ml中含有旋光物质1g的溶液，在一定波长与温度下测得的旋光度称为比旋度。以 t表示，t为测定时的温度，为测定波长。除另有规定，测定温度为20，采用钠光谱的D线（589.3nm）。比旋度为光学物质的物理常数，是反映手性化合物特性及其纯度的主要指标。应用：鉴别（左炔诺孕酮片、左炔诺孕酮炔雌醚片等）、检查纯杂度（一般置于性状项下，

14、如左旋多巴、左炔诺孕酮等）、含量测定（葡萄糖）26色谱法 纸色谱、薄层色谱、气相色谱、液相色谱、毛细管电泳、离子色谱等。薄层色谱 薄层色谱法按薄层色谱使用固定相的性质及其分离机制可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法和分子排阻色谱法四种，其中吸附TLC法最常用，分配TLC法次之。在化学药品分析中，常用于鉴别和杂质检查。27在有机杂质检查中，尤其是有关物质的检查，薄层色谱法是常用的方法之一。用于已知杂质的检查时，宜采用与限度量的已知杂质对照品，同时展开，检测比较；对于未知杂质，可见供试品溶液稀释后作为自身对照溶液，选用自身对照检测时，要注意杂质斑点与自身对照的显色可比性。也可用荧光板，利用

15、荧光淬灭法检测。28为了能反映杂质已达到良好的分离，可规定系统适用性试验的要求。系统适用性试验包括检测斑点的检测灵敏度、比移值（Rf）和分离效能。分离效能 鉴别时，对照品与结构相似物制成的混合溶液按规定方法展开后，应显示两个清晰的斑点。杂质检查时，杂质对照品主成分制成的混合溶液按规定方法展开后，应显示两个清晰的斑点，或待测成分与相邻的斑点应清晰分离。29注意：（1）薄层板的活化与保存 在吸附TLC法中，无论自制还是市售的硅胶板，使用时均应活化（11030分钟）。活化后应立即置于有干燥剂的干燥器中保存，保存时间不宜过长，最好随用随活化。放入干燥箱中只是一种适用前的过渡。吸附TLC法中，薄层板需活

16、化，这是因为其吸附剂硅胶中的硅醇基吸附水分后活性降低，但使用硅胶G类的板层时注意，由于其粘合剂煅石膏在110烤2小时即失去活性，因此在板层活化和显色时注意；而分配TLC法则不需干燥，残留的水作固定相。（2）点样环境 实验环境的温湿度对薄层分离效果有较大影响，宜保持试验环境相对恒定，对温湿度敏感的品种必须按规定严格控制环境的温湿度。30液相色谱（略）气相色谱（略）毛细管电泳法（略）离子色谱法（略）31生物检定技术的应用微生物限度检查法无菌检查法细菌内毒素检查发热原检查法抗生素微生物检定法升压物质检查法降压物质检查法过敏反应检查法溶血与凝聚检查法322010年版二部总有机碳检测技术介绍（1）总有机

17、碳测定法介绍 原理：通过氧化待测样品中的有机物，使之释放出co2并产生电导响应，通过薄膜电导率测定可得到水中有机碳总量33TOC测定的基本原理氧化第一步有机物第二步测定 CO234氧化技术高温氧化加热的过硫盐氧化紫外线加过硫盐氧化紫外线氧化紫外线加二氧化钛氧化35高温燃烧氧化高温炉丝 空气/O2+铂（Pt)催化剂，在680950 优点 缺点氧化效率高 催化剂易中毒，必须替换能氧化颗粒 必须使用试剂、载气和酸用在清洁验证较为合适 空白污染 检测限高36加热的过硫盐氧化S2O8+加热（90130）2SO4SO4+H2O SO4+OH 优点 缺点氧化效率高 颗粒氧化会不完全无催化剂和灯管 会失去挥发

18、性化合物适用于清洁验证 需化学试剂 和制药用水 反应器内积累滞留物37紫外氧化H2O+hv（185nm）OH+H 优点 缺点无试剂 对较高浓度的TOC氧化能力不足无催化剂中毒 （5ppm TOC)保养简单 对颗粒物氧化会不完全适用于半导体工业和 需更换灯管 USP制药用水 38紫外氧化有机物+hv（185nm）CO2+H2O H2O+ hv（185nm）OH+H OH+OrganicsCO2+H2O39紫外线加二氧化钛氧化H2O+ hv（185nm）OH+HH2O+ hv（185nm，TiO2）OH+H 优点 缺点无试剂 对较高浓度的TOC氧化能力不足保养简单 （5ppm TOC)适用于半导体

19、工业和 对颗粒物氧化会不完全 USP制药用水 需更换灯管 催化剂中毒40紫外线加过硫盐氧化S2O8+加热（90130）2SO4SO4+H2O SO4+OH 优点 缺点无论TOC在高浓度还是 对颗粒物氧化会不完全 低浓度氧化效率高 用化学试剂 保养简单 需要更换灯管 适用于清洁验证和USP 制药用水41CO2检测技术非分散红外探测直接电导率探测薄膜电导率探测42非色散红外(NDIR)探测 气室检测器CO2入气口CO2出气口43直接电导率检测44直接电导检测的最大优点：灵敏度极高 最大缺点：各类离子的干拢 H3PO3 H+ +H2PO4- 有机物 CO2 +H2O H2CO3 H+ + HCO3-

20、 各类有机物氧化分解而生成各式离子，都产生电导响应 HCl H+ + Cl- HNO3 H+ + NO3- H2SO4 2H+ + SO42-UVR-ClR- NR- SR- P45期望值 所测值%TOC (ppb)TOC (ppb) 誤差二氯甲烷101801,700三氯甲烷104754,650溴二氯甲烷102232,130氯二溴甲烷102482,380三溴甲烷103022,9201,1,1, - 三氯乙烷1003,4563,3561,2,3,- 三氯丙烷1002,8762,776半胱氨酸1001,2781,178直接电导率在线TOC方法的 “假正” 現象46薄膜电导率检测 - 选择性膜技术4

21、7薄膜电导率检测优点可测去离子水和非去离子水灵敏度高，选择性和精确度好多用性在线和非在线校准稳定适用于清洁验证和USP 制药用水 被美国试验材料学会（ASTM）认可缺点测非去离子水需用试剂比直接电导率检测器多一些可移部件48用途：检查制药用水中有机碳总量，用以间接控制水中的有机物含量。也被用于制水系统的流程控制，如监控净化和输水等单元操作的效能。有机物的来源：一般来自水源、供水系统（包括净化、贮存和输送系统）以及水系统中菌膜的生长。492010年版总有机碳测定附录方法介绍对仪器的一般要求：（1）总有机碳测定技术应能区分无机碳（溶于水中的二氧化碳和碳酸氢盐分解所产生的二氧化碳）与有机碳（有机物被

22、氧化产生的二氧化碳），并能排除无机碳对有机碳测定的干扰。（2）应满足系统适用性试验的要求。（3）应有足够的检测灵敏度（最低检出限为每升含碳等于或小于0.05mg/l)50总有机碳检查用水应采用每升含总有机碳低于0.10mg，电导率低于1.0uS/cm（25）的高纯水。所用总有机碳检查用水与制备对照品溶液及系统适用性试验用水应是同一容器所盛之水。51系统适用性试验取总有机碳检查用水（w）、蔗糖对照品溶液（s）和1，4-对苯醌对照品溶液（ss）分别进样，依次记录仪器总有机碳响应值。按下式计算，以百分数表示的响应效率应为85115。 52化学药品现代检测技术介绍现代色谱法 手性HPLC拆分法： 由于

23、D-型和L-型对映体的物理性质完全相同，难以在普通固定相上分离，只能在手性固定相上才能获得拆分；如果利用对映体分子中的反应基团与某一光学纯试剂反应形成了非对映光学异构体混合物，其物理性质就有较大的差异，因而在普通固定相上实现分离.因此，手性HPLC 拆分法通常分为直接法和间接法两大类.对映体混合物以手性试剂作柱前衍生，形成非对映体异构体对，然后以常规固定相分离，称为间接法，也称手性衍生试剂法；未作上述处理，使用手性流动相或手性固定相拆分者即是直接法.其共同特点是，均以现代HPLC 技术为基础，并引入不对称中心；不同的是间接法是将其引入分子内，而手性固定相和手性流动相则引入分子间.引入手性环境使

24、对映异构体间呈现物理特征的差异是手性HPLC进行光学异构体拆分的基础.53毛细管电泳分析法毛细管电泳（capillary electrophoresis，CE）是以弹性石英毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，依据样品中，各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的电泳分离分析方法，是20 世纪80 年代初发展起来的一种高效、快速的分离分析技术.HPCE 是经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物.与HPLC 相比，均为液相分离技术，都有多种分离模式，且仪器操作可自动化；但分离机制不同.在很大程度上，HPCE 和HPLC互为补充. 毛细管电泳分析法的主要分离模式有：毛细管区带电泳（毛细管电泳

25、中最基本、应用最广泛的一种分离模式）；胶束电动毛细管色谱、毛细管凝胶电泳和毛细管等电聚焦等. 54现代波谱法 在药物的研制及质量控制过程中紫外光谱法、红外光谱法、荧光光谱法、质谱法、近红外分光光度法、核磁共振光谱分析法、X 射线粉末衍射法等技术被广泛应用.55近红外分光光度法（near-infrared spectrophotometry ，NIRS）近红外分光光度法是一种用于鉴定有机物质十分有用的技术.近红外光谱是中红外光谱（2500nm25000nm）中C-H，N-H，O-H 和S-H 的共振吸收，具有高信息量.波长范围为780nm2500nm. NIRS 不仅可用于药物及其制剂的鉴别，还

26、可用于检查和含量测定.56NIRS 分析技术主要有投射测定法、漫投射测定法和反射测定法3 种.投射测定法一般用于液体样品的溶液中固体的分析，透射光强度与物质量间的关系符合比尔定律；漫投射测定法用于试样中含有光散射物质的分析，光在穿透分析样品时，除了吸收外还有多次的散射，在这个过程中比尔定律不适用；反射测定法是近红外光照射到样品表面后，根据样品表面状态和结构的不同，光线可以有规则的反射、漫射和透反射，这种方法常用于粗糙和粉末状态样品的测定.其中漫反射测定法常用于固体样品的分析，透反射测定法一般用于液体和溶液中固体或混悬液中固体样品的分析.57NIRS 分析法的特点有样品无需与处理；所需样品少；分

27、析速度快；灵敏度高；运用范围广；便于在线分析和控制等特点.NIRS 在药物的鉴别、纯度检查和含量测定中被广泛应用.58核磁共振光谱分析法核磁共振光谱（nuclear magnetic resonance spectrometry ，NMRS）是利用原子核的物理性质，采用当代最先进的电子学和计算机技术，用于各种分子物理和化学结构的研究.随着NMR 仪器灵敏度、分辨率、动态范围等方面技术的提高，NMRS 分析法在药学研究中的应用迅速扩大.NMR 可检测的核素有很多，如1H、13C、15N、19F、23Na、31P 等.但由于大多数药物都含有质子，因此最常用的是1H-NMR，其光谱中的化学位移、峰面

28、积、偶合常数、弛豫时间均是解析化合物结构的重要参数，而峰面积和峰高更直接与被测组分的含量呈正比. 基于超导强磁场的多脉冲FT-NMR 技术，尤其是二维NMR（2D-NMR）技术的开发应用，不但显著提高了检测灵敏度，而且使1H -NMR 谱与13C -NMR 谱互相构联，建立了不依赖任何经验规则预测的方法，对分子骨架、构型及构象等获得直接确凿的分析方法，已在各类有机化合物的分子结构测定中得到了广泛地应用. 59 X 射线粉末衍射法X 射线是伦琴在1895 年发现的，又曾称为伦琴射线.本质上是波长很短的电磁波，一般认为波长为0.01nm1nm，较紫外线还短.作为波，就可以产生衍射.所谓衍射，就是绕

29、过障碍物边缘向前传播的现象.当X 射线射到晶格排列整齐的晶体上，仅仅在某些方向有光线反射，这就是X 射线的衍射.衍射均可由X 射线衍射仪进行测定.应用：晶型的测定60联用技术液相色谱-质谱联用技术（简称LC-MS）联用技术是20 世纪90 年代发展成熟的分析技术，它集HPLC 的高分离能力与MS 的高灵敏度、极强的结构解析能力、高度的专属性和通用性、分析速度快于一体，已成为药品质量控制、体内药物和药物代谢研究中其他方法所不能取代的有效工具.与GC-MS 联用技术相比，LC-MS 联用技术分析前样品处理简单，一般不要求水解，或者衍生化，可以直接用于药物及其代谢物的同时分离和鉴定.但是LC-MS

30、仍存在明显不足，主要有：由于离子化问题，对部分化学成分的响应差，不能分析所有结构类型的化合物；对色谱流动相的组成有限制，不宜使用非挥发性缓冲盐，挥发性缓冲盐的浓度也应控制在10 mmol/L 以下，在一定程度上降低了LC-MS 的应用范围；所提供的化学结构信息尚不足以彻底解决化合物的鉴定问题，尤其对阐明化合物的基团连接位置和立体构型等缺乏证据.61液相色谱-核磁共振联用技术LC-MS 已成为复杂体系中各化合物结构分析的重要方法，而MS 无法完全解决位置异构、立体异构等化学结构问题.随着LC 与NMR 联用技术所需硬件和软件方面的长足进展，上世纪90 年代后期LC-NMR联用分析技术已进入了实用

31、阶段，正在成为药物杂质鉴定、药物体内外代谢产物的结构鉴定、天然产物化学筛选等研究领域最具价值的分析技术之一.62方法特点：NMR 是迄今为止功能强大的结构研究手段，可以彻底解决多数有机物的化学结构问题，而且NMR 对所有含检测核的化合物均有响应，具有极大的通用性.与LC 联用时要求达到良好的色谱分离，但对色谱条件要求不高，使用普通色谱柱，一般建议仍使用重水，其余使用甲醇、乙腈、四氢呋喃等有机溶剂，也可以向流动相中加入酸、碱和各种缓冲盐及离子对试剂等，因而该联用技术具有广泛的适用范围.该方法的不足是：灵敏度低；要求达到良好的色谱分离，使复杂体系的分析存在难度；溶剂峰抑制技术会损失附近的样品信号，影响结构的准确解析.63气相色谱-红外光谱联用技术最早在1964 年采用两台红外分光度计分别记录一个色谱馏分的高波数段和低波数段光谱，从气相色谱柱流出的馏分直接进入红外检测池，不需进行样品转移，也无需终止气相色谱仪的操作.然而由于色散型分光光度计扫描速度太慢，灵敏度低，当时并未迅速发展.直到快速扫描型傅立叶变换红外（FTIR）仪的出现，