藥物分析第十六章藥品質(zhì)量控制中的現(xiàn)代分析方法與技術(shù)

藥物分析第十六章藥品質(zhì)量控制中的現(xiàn)代分析方法與技術(shù) 現(xiàn)代分析方法與技術(shù)為藥學(xué)的發(fā)展提供了適時(shí)而有效的輔佐與動(dòng)力。

如： 色譜及其聯(lián)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了藥學(xué)的現(xiàn)代分子水平的研究。 手性毛細(xì)管電泳及色譜分離與測(cè)定技術(shù)為手性藥物研究與質(zhì)量控制提供了保障。 現(xiàn)代光譜技術(shù)使藥物結(jié)構(gòu)分析鑒定也變得尋常容易，藥物的微量雜質(zhì)檢定與控制系統(tǒng)全面。第2頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天Capillaryelectrophoresis,CE第一節(jié)、藥物現(xiàn)代色譜法及其應(yīng)用Modernchromatography&itsapplicationinpharmaceuticalanalysis第3頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天⊙Nearinfraredspectrometry,NIRS⊙Nuclearmagneticresonancespectrometry,NMRS⊙X-raydiffractionmethod第二節(jié)、現(xiàn)代光譜法及其應(yīng)用Modernspectrometry&itsapplicationinpharmaceuticalanalysis第4頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天HTC

(HyphenatedTechniquesinChromatography)MS(MassSpectrometry)GC-FTIRHPLC-FTIRGC-MSHPLC-MSHPLC-NMRFTIR(FourierTransformInfrared)第5頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天⊙毛細(xì)管電泳分析法毛細(xì)管電泳（capillaryelectrophoresis，CE）是80年代初發(fā)展起來(lái)的一種高效、快速的分離分析技術(shù)。在藥物分析中有著重要的應(yīng)用與發(fā)展前景自20世紀(jì)90年代初Menz等提出“微型全化學(xué)分析系統(tǒng)”（miniaturizedtotalchemicalanalysissystem，

-TAS）概念以來(lái)，分析技術(shù)的微型化、集成化和自動(dòng)化一直是分析科學(xué)發(fā)展的主導(dǎo)趨勢(shì)，其中芯片毛細(xì)管電泳技術(shù)的研究已取得突出進(jìn)展，在生物、臨床、醫(yī)藥、工業(yè)和環(huán)境等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)毛細(xì)管電泳技術(shù)相比，芯片毛細(xì)管電泳具有樣品用量更少，分離速度更快的特點(diǎn)，但對(duì)檢測(cè)的靈敏度和響應(yīng)速度提出了更高要求第6頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.高效2.高速3.微量4.低消耗HPCE是經(jīng)典電泳技術(shù)和現(xiàn)代微柱分離相結(jié)合的產(chǎn)物。與HPLC相比，均為液相分離技術(shù)，都有多種分離模式，且儀器操作可自動(dòng)化；但遵循不同的分離機(jī)理。在很大程度上，HPCE和HPLC互為補(bǔ)充。HPCE更具有如下優(yōu)點(diǎn)：但HPCE的檢出靈敏度和精密度不及HPLC第7頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天毛細(xì)管電泳裝置示意圖1.高壓電源2.光電倍增管3.液冷溫控毛細(xì)管4.光源5.數(shù)據(jù)采集6.緩沖液/樣品7.緩沖液陽(yáng)陰+-30kV7123456第8頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天a.毛細(xì)管中電滲流呈“塞式流”流型b.HPLC柱中壓力驅(qū)動(dòng)呈拋物線流型-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+EOP---++++-ElectroosmoticFlow,EOF

Electrophoresic

Flow,EPF第9頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天毛細(xì)管電泳裝置示意圖1.高壓電源2.光電倍增管3.液冷溫控毛細(xì)管4.光源5.數(shù)據(jù)采集6.緩沖液/樣品7.緩沖液陽(yáng)陰+-30kV7123456第10頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)用示例電泳條件石英毛細(xì)管（未涂層）57cm×50μm，優(yōu)化選擇25mmol/L磷酸二氫鈉-12.5mmol/L硼砂-25mmol/LSDS（pH7.8）為電泳介質(zhì)，操作電壓20kV，柱溫23℃，測(cè)定波長(zhǎng)205nm本文建立的優(yōu)選方法可在11min內(nèi)測(cè)定利巴韋林及中間體含量，與HPLC測(cè)定需1h相比，更快速。本方法也可用于利巴韋林制劑中中間體的控制＊利巴韋林及各中間體的定量分析第11頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天＊復(fù)方甘草片中甘草酸、甘草次酸、嗎啡和

苯甲酸鈉的分析[21]

復(fù)方甘草片為常用鎮(zhèn)咳祛痰藥，臨床上有廣泛的應(yīng)用。每片含甘草浸膏（中粉）112.5mg、阿片粉4.0mg、樟腦2.0mg、八角茴香油2.0mg、苯甲酸鈉（中粉）2.0mg電泳條件石英毛細(xì)管65cm×75μmi.d.，有效長(zhǎng)度50cm，運(yùn)行緩沖液為50mmol/L硼砂溶液；運(yùn)行電壓14.0kV，電流70μA；測(cè)定波長(zhǎng)228nm；重力進(jìn)樣10s（高度7cm）定量分析經(jīng)分析方法驗(yàn)證，本法具有良好的線性關(guān)系，回收率大于97.0%。該法可作為快速、準(zhǔn)確測(cè)定復(fù)方甘草片中多組分含量的有效方法

第12頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天藥物現(xiàn)代光譜法及其應(yīng)用

⊙近紅外分光光度法第13頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天優(yōu)點(diǎn)：無(wú)邊緣干擾，線性范圍(A~C)寬水份吸收不覆蓋C-H、N-H、O-H吸收帶適用于水溶液樣品，含水固體和泥漿狀樣不經(jīng)溶劑稀釋，不必制備KBr片，可直接測(cè)定，定量效果優(yōu)于GC、HPLC和FTIR12500cm-14000cm-1400cm-1NIRMIR(nearinfra-redspectrum)(midinfra-red)倍頻overtones合頻combinations｛C-H,N-H,O-H伸縮振動(dòng)譜帶峰強(qiáng)度<1/100~1/10基頻峰強(qiáng)度第14頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天方法特點(diǎn)

可獲得一系列物理性質(zhì)的信息由NIRS可得到如密度、粒子尺寸、纖維直徑、大分子聚合度等特殊信息樣品無(wú)需預(yù)處理

NIRS法僅需將樣品裝入樣品池內(nèi)而不必作預(yù)處理。一般，液體樣品可以直接裝入光路長(zhǎng)1～30mm的石英池中。固體樣品可直接放入具有石英窗的反射樣品杯中；蓋上彈簧壓縮蓋，即可。在1min內(nèi)即可完成裝樣；取出樣品、清洗杯子的時(shí)間也不需1minNIR反射譜又與MIR不同，它有以下特點(diǎn)：第15頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天分析速度快通常，將樣品杯置入NIR

光譜儀內(nèi)，每秒進(jìn)行5次掃描；一般掃

描50次求得平均值制得最后的光譜，繼

之將光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行加工以作數(shù)據(jù)的定量

或定性的解釋。通常，作一次NIRS分

析僅需2~3min靈敏度高

NIRS光源強(qiáng)度較大，檢測(cè)器的反應(yīng)靈敏度較高，因而檢測(cè)信噪比高，尤其在散射效應(yīng)強(qiáng)時(shí)，散射-吸收比高第16頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天運(yùn)用范圍廣在反射和散射NIR中，高

的信噪比可以得到良好的線性關(guān)系，

對(duì)分析樣品的外觀寬容度大，既可以

用于清澈的氣、液、固樣品的測(cè)定，

又可用于粉末狀、糊狀、絲狀和不規(guī)

則狀樣品的分析便于在線分析和控制

NIR區(qū)內(nèi)還有價(jià)格便宜耐用的透明材料（一般的光學(xué)玻璃）作為分析窗口，便于實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)，并有池長(zhǎng)對(duì)分析結(jié)果影響小，定量分析的范圍寬等優(yōu)點(diǎn)第17頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)用示例諾氟沙星膠囊的NIRS分析UV、HPLC測(cè)定含量，均需對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，較繁瑣費(fèi)時(shí)。采用近紅外漫反射光譜（near-infareddiffusereflectancespectrometry，NIRDRS）技術(shù)及偏最小二乘法（PLS）對(duì)諾氟沙星膠囊進(jìn)行含量測(cè)定的回收率好，與其他方法相比，還具有分析簡(jiǎn)便、快速的優(yōu)點(diǎn)第18頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天⊙核磁共振光譜分析法核磁共振光譜(nuclearmagneticresonancespectrometry，NMRS)技術(shù)已在BP和USP中應(yīng)用，在新藥的研制中，如藥物結(jié)構(gòu)確證，藥物代謝物的研究和藥物的篩選和設(shè)計(jì)等方面，更是重要的分析方法之一。重點(diǎn)討論定量分析方法及應(yīng)用示例簡(jiǎn)述第19頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天NMR(nuclearmagneticresonance)肌肉松弛劑定性、定量和雜質(zhì)檢查不同藥物具有不同NMR圖譜樣品中每個(gè)組分有一個(gè)或一組特征的、且互不重疊的吸收峰Maolate異構(gòu)體ⅠMaolate異構(gòu)體Ⅱ312312第20頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天內(nèi)標(biāo)法（絕對(duì)測(cè)量法）

NMR最常用的定量分析方法內(nèi)標(biāo)物的要求：最好能產(chǎn)生單一的共振峰，與樣品間隔≥30Hz能溶于分析溶劑中有盡可能小的質(zhì)子當(dāng)量不應(yīng)與樣品中任何組分相互作用第21頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天亞硝酸戊酯(Amylnitrite)及其

吸入劑(Amylnitriteinhalant)的NMR定量分析USP分子中與亞硝基相鄰的次甲基上的質(zhì)子呈現(xiàn)多重峰

δ4.8ppm內(nèi)標(biāo)：苯甲酸芐酯C6H5COOCH2C6H5呈現(xiàn)單一峰

δ=5.3ppm以TMS為對(duì)照δ=0.ppm3-甲基-1-丁醇亞硝酸酯2-甲基-1-丁醇亞硝酸酯第22頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)用示例

＊鹽酸普魯卡因的結(jié)構(gòu)鑒定＊植物中藥及其偽品的區(qū)別偽品中藥在外觀特征上幾可以假亂真，但其化學(xué)成分的組成，尤其是活性成分卻不可能與正品完全一致，并且相差甚遠(yuǎn)。以正品植物中藥的1H-NMR相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖譜為參照，只需比較所鑒別樣品的1H-NMR譜就可以斷定中藥的真?zhèn)巍Ｒ匀藚槔f(shuō)明之試驗(yàn)測(cè)定了偽品人參，其1H-NMR指紋圖均與正品的特征峰毫無(wú)相似之處＊亞硝酸戊酯（amylnitrite）及其吸入劑（amylnitriteinhalant）的含量測(cè)定（USP24）第23頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天⊙

X射線粉末衍射法X射線是倫琴在1895年發(fā)現(xiàn)的，又曾稱為倫琴射線。本質(zhì)上是波長(zhǎng)很短的電磁波，一般認(rèn)為波長(zhǎng)為0.01～1nm，較紫外線還短。作為波，就可以產(chǎn)生衍射。所謂衍射，就是繞過(guò)障礙物邊緣向前傳播的現(xiàn)象當(dāng)X射線射到晶格排列整齊的晶體上，僅僅在某些方向有光線反射，這就是X射線的衍射。有光線反射的方向可用布拉格方程加以描述第24頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天

X射線衍射法的理論依據(jù)式中θ為掠射角；dhkl為晶面間距；hkl為晶面指數(shù)，即晶面與晶軸截距的倒數(shù)之比，也叫密勒指數(shù)

······························AOCBdθ布拉格方程布拉格方程第25頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天

布拉格方程給出了什么條件下衍射的X射線可能從晶體射出［已知晶面間距(d)和入射線波長(zhǎng)(λ)，即可求出衍射線方向(θ)］，也可給出進(jìn)行X射線衍射的晶體的晶面間距［已知入射線波長(zhǎng)(λ)和衍射線方向(θ)，即可求出晶面間距(d)］。當(dāng)然晶面有若干組，都可產(chǎn)生相應(yīng)衍射，這些衍射均可由X射線衍射儀進(jìn)行測(cè)定

第26頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天

X射線衍射儀的工作原理

⊕X射線管中不同靶材料，如銅、石墨等可發(fā)出各自特征波長(zhǎng)

⊕

晶體粉末盡可能緊密地裝入玻璃毛細(xì)管，壓成多晶圓柱體。當(dāng)穿過(guò)鉛塊狹縫的一細(xì)束X射線射到晶體粉末時(shí)，總會(huì)有取向合適的微小晶體，使射線在其表面反射最強(qiáng)2θ·C2θ2θX射線衍射儀的工作原理一般采用粉末法。粉末衍射儀的構(gòu)成與工作原理見(jiàn)下圖第27頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天由反射方向，根據(jù)布拉格方程即可求出晶

面間距，進(jìn)而求出鍵長(zhǎng)。本法可同時(shí)將各

種波長(zhǎng)的X射線反射到不同方向，記錄為

衍射圖譜在新藥研制過(guò)程中，必需對(duì)藥物結(jié)構(gòu)進(jìn)行確證，固體樣品一般要做X射線粉末衍射分析，以便從測(cè)定結(jié)果可比較研制品與對(duì)照品是否一致。X射線粉末衍射法是藥物晶型進(jìn)行定性鑒別的重要方法之一應(yīng)用第28頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天

＊應(yīng)用示例西咪替丁的晶型研究

尹華等藥物分析雜志2001，21(1)：39~42測(cè)試條件：Cukα（靶），50kV-80mA（工作電壓-電流），8(o)/min，DS=SS=1℃，RS=0.15mm(狹縫)，2θA晶型和B晶型的X射線測(cè)定數(shù)據(jù)見(jiàn)表

X射線衍射法除了用于晶型鑒別外，也可用于晶型藥物的定量分析第29頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天

A晶型和B晶型的X射線測(cè)定數(shù)據(jù)A晶型B晶型衍射角晶面距豐度比衍射角晶面距豐度比9.380.942169.560.92403512.920.68473513.080.67636114.660.60381813.920.635725

16.440.53882318.480.47976216.740.529234

18.980.467241

26.000.34247526.100.34117526.340.3381526.380.337610027.240.32712728.440.31362828.440.3136372θ／(o)d／nmI／I02θ／(o)d／nmI／I0第30頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天＊X射線晶體結(jié)構(gòu)分析若以已知波長(zhǎng)的X射線入射，也會(huì)對(duì)不同的平面族獲得最強(qiáng)的反射，據(jù)此可以測(cè)定晶格常量，進(jìn)而確定晶格構(gòu)造。這就是

X射線晶體結(jié)構(gòu)分析重要意義確定藥物結(jié)構(gòu)及生物大分子結(jié)構(gòu)原理如此，具體做起來(lái)還是一件十分復(fù)雜的工作，特別是對(duì)新化合物結(jié)構(gòu)的確定，常要借助于電子計(jì)算機(jī)，例如四圓衍射儀，可以直接測(cè)量化合物的鍵長(zhǎng)鍵角等數(shù)據(jù)第31頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天色譜聯(lián)用技術(shù)及其應(yīng)用

GC-FTIR系統(tǒng)組成著重圍繞幾種應(yīng)用較廣泛的色譜聯(lián)用技術(shù)及其在藥物分析中的應(yīng)用予以簡(jiǎn)述⊙氣相色譜-紅外光譜聯(lián)用技術(shù)第32頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天GC/FI-IR聯(lián)用光路示意圖拋物面鏡干涉儀光源接口橢面鏡光管FID或放空GC柱出口GCFT-IRIR拋物面鏡第33頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天

麝香風(fēng)濕油GC分析圖譜1.α-蒎烯2.β-蒎烯3.桉樹(shù)腦4.樟腦5.水楊酸甲酯6.桂皮醛7.茴香酸甲酯8.丁香酚9.2-甲基十一烯10.鄰苯二甲酸二丁酯11.正十六烷11t(min)12345678910第34頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天⊙氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)GC-MS儀的接口組件是解決氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用的關(guān)鍵組件，它起傳輸試樣，匹配兩者工作流量（也就是工作氣壓）的作用。理想的接口應(yīng)能去除全部載氣而使試樣毫無(wú)損失地從氣相色譜儀傳輸給質(zhì)譜儀。要求試樣傳輸產(chǎn)率高，濃縮系數(shù)大，延時(shí)短，色譜的峰展寬少第35頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天GC-MS工作原理示意圖載氣樣品進(jìn)樣器色譜柱分子分離器抽真空記錄儀放大器離子源分析器電子倍增管放大器示波器質(zhì)譜第36頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)用示例在藥物中毒急救、預(yù)防和刑事偵破工作中常需要在生物體液中進(jìn)行未知毒物的鑒定。由于未知毒物的范圍非常廣泛，理化性質(zhì)各異，因此，有必要建立一系統(tǒng)化的盡可能多的毒物藥物的分析方法＊固相萃取結(jié)合GC-MS系統(tǒng)分離生物體液中常見(jiàn)毒物藥物＊GC-MS測(cè)定冰片和川芎嗪血藥濃度

第37頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天GC-MSD的選擇性離子檢測(cè)色譜圖A.標(biāo)準(zhǔn)樣品B.血漿樣品1.川芎嗪2.樟腦3.4.龍腦A1432243tR(min)B243243tR(min)第38頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天質(zhì)譜圖120406080100136(M+)4254100608014012010841698195152(M+)1006080140120955567154(M+)121110第39頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天⊙液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)粒子束（particalbeam）接口不適用于極性的、熱不穩(wěn)定的和分子量大于1000的樣品分子熱噴霧（TSP）接口TSP接口的應(yīng)用正逐步減少以下重點(diǎn)闡述LC-MS的關(guān)鍵部件、接口裝置和應(yīng)用接口裝置USP（24）中列出了如下幾種接口裝置第40頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天大氣壓離子化（API）接口是目前商品

化LC-MS儀采用最廣的接口動(dòng)態(tài)快原子轟擊法（FAB）FAB法適合于高活性、低蒸汽壓、熱穩(wěn)定性低及分子量大的樣品分析，而且樣品用量少。該接口的缺點(diǎn)是限制HPLC的流速，通常為10

l/min，只能使用微型柱第41頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)用示例

曲安奈德中特殊雜質(zhì)的檢查第42頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天

曲安縮松(TACA)

TriamcinoloneAcetonide雜質(zhì)峰3.85′第43頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天350600550500450曲安縮松及其雜質(zhì)的質(zhì)譜TACA:曲安縮松；desmethyleneTACA:去甲曲安縮松40050100150200250300100.0100.050.050.029359758593115135147159173187199213225237269253281590569549535519507493475463455443435421+339347359415387377367293888293888TACAMH+-HFTACA(M+C2H5)+(M+C2H5)+DesmethyleneTACAMH+421+第44頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天去甲曲安縮松DesmethyleneTACA

曲安縮松(TACA)

TriamcinoloneAcetonide曲安西龍Triamcinolone第45頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天⊙液相色譜-核磁共振聯(lián)用技術(shù)LC-MS已成為復(fù)雜體系中各化合物結(jié)構(gòu)分析的重要方法，而MS無(wú)法完全解決位置異構(gòu)、立體異構(gòu)等化學(xué)結(jié)構(gòu)問(wèn)題第46頁(yè),共54頁(yè)，2024年2月25日，星期天氯芐律定