常用药物检测仪器的原理和使用

青岛大学医学院附属医院常用药物检测仪器的原理及使用青岛大学医学院附属医院药物分析的任务药品是关系人民生命健康的特殊商品，药品的用法用量是药品使用的重要组成部分。需要有效控制药品的性状、真伪、均一性、纯度、安全性和有效成分含量。检测体内药物浓度可以用于研究药物代谢产生毒性的可能性，指导临床更加合理的用药。青岛大学医学院附属医院分析化学（仪器分析）的发展19世纪末，分析化学基本上由鉴定物质组成的定性手段和定量技术所组成，是一种技术手段。进入20世纪，化学分析法迅速发展，使分析化学成为一门科学，但分析化学以化学分析为主。随着物理学和电子学的发展，涌现了各种物理分析方法，出现了一些简便、快速的仪器分析方法，改变了经典分析化学以化学分析为主的局面，使分析化学发展到以仪器分析为主的现代分析化学。青岛大学医学院附属医院分析化学（仪器分析）的发展从20世纪70年代末开始，以计算机应用为主要标志的信息时代的来临，给科学技术的发展带来巨大的冲击。各学科的现代理论和技术的发展，尤其是以计算机为代表的新技术的迅速发展，为建立高灵敏度、高选择性、高准确性、自动化或智能化的新方法创造了条件。生物学、信息科学、计算机技术的引入，促使了仪器分析方法的蓬勃发展，也使分析化学进入了一个崭新的时代。青岛大学医学院附属医院仪器分析的特点仪器分析是利用各种学科的基本原理，采用电学、光学、精密仪器制造、真空、计算机等先进技术，探知物质化学特性的分析方法。仪器分析方法种类很多，所用分析仪器也各有特点，各种仪器分析方法都有其独立的原理及理论基础。青岛大学医学院附属医院仪器分析的发展青岛大学医学院附属医院药物的分析方法化学分析重量分析法、酸碱滴定法、氧化还原滴定法、非水溶液滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法等仪器分析旋光计、折光计、pH计、紫外—可见分光光度计、红外分光光度计、气相色谱仪和液相色谱仪等青岛大学医学院附属医院仪器分析的特点（1）灵敏度高：大多数仪器分析法适用于微量、痕量分析。原子吸收光谱法：10-4～10-15g，吸光光度法:10-5～10-8g，气相色谱法：10-9g（2）取样量少：化学分析法需用10－1～10－4g；仪器分析试样常在10－2～10-8g。（3）在低浓度下的分析准确度较高：含量在10-5％～10-9％范围内的杂质测定，相对误差低达1％～10％。（4）快速、方便：省去了繁多化学操作过程。随自动化、程序化程度的提高操作将更趋于简化。（5）可进行无损分析：或试样可回收。青岛大学医学院附属医院仪器分析的发展趋势更的灵敏度高/更低的检测限更好的选择性/更少的基体干扰更高的准确度/更好的精密度更高的分析速度更高的自动化程度更小的样品量要求，并且实现微损或无损分析原位的、活体内、实时分析青岛大学医学院附属医院药物测定方法的标准准确性精密度专属性检测限定量限线性范围耐用性青岛大学医学院附属医院常用药物检测仪器青岛大学医学院附属医院一、分析天平分析天平是定量分析中最重要的精密衡量仪器之一。常量分析天平一般可称准至0.0001g，最大载重为200g。电子天平的特点：快捷、准确、简便青岛大学医学院附属医院电子分析天平水平仪水平支脚青岛大学医学院附属医院电子分析天平的使用校准：调整水平,按下开／关“键,显示稳定后，如不为零则按“TARE”键，稳定地显示“0.0000g”后,按一下校准键(CAL),天平将自动进行校准，屏幕显示出“CAL”,表示正在进行校准。“CAL”消失后，表示校准完毕,应显示出0.0000g,如果显示不正好为零,可按一下TARE键,然后即可进行称量。青岛大学医学院附属医院电子分析天平的使用接通电源并预热（约25分钟）使天平处于备用状态。TARE键去皮称量：打开电子天平侧门，将被称物轻轻放在称盘上,关闭侧门，待显示屏上的数字稳定并出现质量单位“g”后,即可读数(最好再等几秒钟)并记录称量结果。称量完毕后，关闭电源，盖好天平罩。青岛大学医学院附属医院称取中的重要概念称取0.1g（0.04-0.06），2g（1.5-2.5），2.0g（1.95-2.05），2.00g（1.995-2.005）称定（精确到百分之一）与精密称定（精确到千分之一）约（不得超过规定量的10%）青岛大学医学院附属医院分析天平的应用药品称量是药物分析的基础，也是实施药物分析中的第一步。准确的药品计量决定了各种药物检测的准确度与可信度。青岛大学医学院附属医院二、紫外-可见光分光光度计青岛大学医学院附属医院青岛大学医学院附属医院基本原理当分子中的电子吸收能量后会从基态跃迁到激发态，然后放出能量（辐射出特征谱线）回到基态。光线依次照一定浓度的被测样品溶液时,就会发现部分波长的光被吸收。如果以波长λ为横坐标(单位nm),吸收度(absorbance)A为纵坐标作图,即得到紫外光谱(ultravioletspectra，简称UV).青岛大学医学院附属医院紫外光谱吸收图青岛大学医学院附属医院原理原子或分子的能级E1、E2、E3、E4△E=E激发态—E基态=hγ=hc/λ原子或分子吸收特定波长的能力，实现能级跃迁，因而产生光的吸收现象。紫外光波长200-400nm，可见光波长400-760nm。青岛大学医学院附属医院原子和分子的能级跃迁E4E3E2E!青岛大学医学院附属医院电磁波的波长和能量核跃迁分子电子跃迁分子振动分子转动内层电子跃迁分子在磁场内自转X射线紫外可见红外微波无线电波远紫外近紫外近红外中红外远红外波数（cm-1）1081075*1042.5*1041.25*1044000666400254*10-2物质的颜色和对光的选择吸收(1)、光吸收程度最大处的波长，称为最大吸收波长，常用λmax表示.(2)、光吸收曲线与物质特性有关，这些特性客作为物质定性鉴定的依据.(3)、组成量度不同的同种物质的溶液，在一定波长处吸光度随溶液的组成量度增加而增大，这个特性可作为物质定量分析的依据.青岛大学医学院附属医院IoItIaIo=Ia+It+IrIr设入射光，吸收光，透射光和反射光的强度依次为Io，Ia，It，Ir，则他们之间的关系为:光吸收的基本定律青岛大学医学院附属医院原理Lambert-Beer定律Lambert定律——吸收与液层厚度（b）间的关系Beer定律——吸收与物质的浓度（c）间的关系A=-lgT=K·b·c吸光度A与溶液的浓度C和吸收池的浓度成正比。青岛大学医学院附属医院基本结构1.光源可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320～2500nm。紫外区：氢、氘灯。发射185～400nm的连续光谱。2.单色器（将混合光分成单色光的光栅）光源单色器样品室检测器显示青岛大学医学院附属医院3.样品室样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。4.检测器利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。5.结果显示记录系统检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理青岛大学医学院附属医院比色皿使用前校正AB样品池参比池ABA1样品池参比池ABA2%12/2121AAAA青岛大学医学院附属医院使用指定波长鉴别全波段扫描测定吸光度A青岛大学医学院附属医院定量公式A=E*C*LA吸光度，E吸收系数，C为被测物质溶液的浓度，L为液层厚度。E1%1cm标标测测测标测标测测标标即和cAAcccAAcLEAcLEA青岛大学医学院附属医院应用乙胺嘧啶的鉴别供试品溶液在272nm处有最大吸收，在216nm处有最小吸收。盐酸氯丙嗪的鉴别盐酸（9→100）溶液，254nm和306nm处有最大吸收，且306nm处的吸光度约为0.46.青岛大学医学院附属医院三、红外分光光度计青岛大学医学院附属医院红外光谱0.8m2.5m25m100m近红外区远红外区12500cm-14000cm-1400cm-1100cm-1红外光的波长范围中红外区青岛大学医学院附属医院基本原理青岛大学医学院附属医院基本原理红外吸收峰的位置取决于各化学键的振动频率。键的振动频率与组成化学键的原子的质量和化学键的性质有关。成键原子的质量越小，吸收峰的波数就越高键长越短，键能越高，吸收峰所在的波数也越高青岛大学医学院附属医院理论原理E=E移＋E转＋E振＋E电E电子（如UV图谱）E移不引起偶极距的变化，不能与外加电磁波相互作用，不产生红外吸收。红外可以起震动能级的跃迁，震动能级的跃迁同时包含转动能级的跃迁，因此又称振-转光谱。分子发生震动能级跃迁需要吸收一定的能量，对应相应的波数。青岛大学医学院附属医院伸缩震动丙酮C=O伸缩振动1716cm-1甲基丙烯酸C=C伸缩振动1637cm-1青岛大学医学院附属医院弯曲振动青岛大学医学院附属医院傅里叶变换红外光谱仪结构框图干涉仪光源样品室检测器计算机干涉图光谱图FTS红外光谱图：4000-1333cm-1为特征谱带区，1333-400cm-1为指纹区纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ(m)或波数1/λ(cm-1)应用：有机化合物的结构解析。定性：基团的特征吸收频率；定量：特征峰的强度；红外光谱与有机化合物结构青岛大学医学院附属医院特征谱带区不同分子中相同基团的某种振动模式，有相当强的红外吸收强度，且与其它振动频率分得开，这种振动频率称为基团频率。基团频率受分子中其余部分影响较小，具有特征性，用于鉴定该基团的存在。大多数特征基团频率出现在4000－1330cm-1之间。青岛大学医学院附属医院指纹区1330－400cm-1区间称为指纹区。指纹频率不是某个基团的振动频率，而是整个分子或分子的一部分振动产生的。分子结构的微小变化会引起指纹频率的变化。指纹频率没有特征性，但对特定分子是特征的。不能企图将全部指纹频率进行指认。青岛大学医学院附属医院红外光谱8个重要区段波数（cm-1）振动类型3750～3000O━H伸缩N━H伸缩3300～3010≡C━H伸缩=C━H伸缩3000～2800C━H伸缩2400～2100C≡C伸缩C≡N伸缩━N=C=O伸缩━O=C=O伸缩波数（cm-1）振动类型1900～1630C=O伸缩1675～1500C=C伸缩C=N伸缩N=N伸缩1475～1300C━H面内弯曲1000～650=C━H面外弯曲≡C━H面外外弯曲青岛大学医学院附属医院位移的因素外部因素内部因素电效应氢键振动的偶合立体障碍影响峰位置变化的因素化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。苯衍生物的C=C苯衍生物在16502000cm-1出现C-H和C=C键的面内变形振动的泛频吸收（强度弱），可用来判断取代基位置。20001600青岛大学医学院附属医院红外吸收及红外光谱图芳香环伸缩振动（1600-1430cm-1之间）甲基的C-H伸缩震动（3000cm-1附近出现多个峰）指纹区为C-H的面内、面外弯曲震动青岛大学医学院附属医院红外光谱的应用鉴定是否为某已知成分鉴定未知结构的官能团区别分子的几何构型、立体构象。青岛大学医学院附属医院应用（主要用于定性分析）甲苯咪唑（驱肠虫药）A晶型（低效晶型）640cm-1处有强吸收、662cm-1处吸收很弱C晶型（有效晶型）640cm-1处吸收弱、662cm-1处吸收强取供试品与含A晶型10%的甲苯咪唑对照品各约25mg，分别加液状石蜡研磨，制成厚度约0.15mm的糊片，分别测定两个片子在640和662处的校正吸收值之比，供试品的吸收值比值应小于对照品。青岛大学医学院附属医院四、高效液相色谱仪青岛大学医学院附属医院简介高效液相色谱法（HPLC）是20世纪60年代末70年代初发展起来的一种新型分离分析技术，随着不断改进与发展，目前已成为应用极为广泛的化学分离分析的重要手段。它是在经典液相色谱基础上，引入了气相色谱的