第二章药物分析方法分析化学部分

第二章药物分析方法——分析化学部分长春中医药大学学生:06级药事管理一、定义仪器分析以物质的某些物理或物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础，并借助于特殊的仪器，对待测物质进行定性，定量及结构分析和动态分析的一类方法。二、仪器分析法分类光分析(光谱分析)——利用物质的光学性质进行分析的方法。电化学分析法——利用物质的电化学性质进行分析的方法色谱分析法——利用某种吸附剂（溶剂）对物质的选择吸收（溶解）进行分析的方法。其他方法：质谱法热分析法等。各种仪器分析法都要使用对应的特殊仪器进行分析，分析实际上是一种能将物质的化学信息转换成易于观测的物理信息的装置。第二章第三节仪器分析方法概述分类长春中医药大学仪器分析电化学分析法光分析法色谱分析法热分析法分析仪器联用技术质谱分析法第二章第三节仪器分析方法概述方法分类主要分析方法被测物理性质光谱分析发射光谱分析、火焰光度分析辐射的发射分子发光分析法、放射分析法紫外-可见分光光度法辐射的吸收原子吸收分光光度法红外光谱法、核磁共振波谱法比浊法、拉曼光谱法辐射的散射折射法、干涉法辐射的折射X-射线衍射法、电子衍射法辐射的衍射圆二色谱法辐射偏振方向的旋转电化学分析电位法电极电位电导法电导极谱法、溶出伏安法电流-电压色谱分析气相色谱法、液相色谱法薄层色谱法两相间的分配热分析热导法、差热分析法热性质质量分析质谱法质荷比………第二章第三节仪器分析方法概述分类长春中医药大学三、仪器分析法的特点及应用多快好省用途广泛——在一份试液中能同时对多种物质进行分析。——几分钟甚至几秒钟出结果。——准确度、灵敏度相当高。——用量少。——各领域的定性、定量、结构、物相等的分析。弱点：1、相对误差较大，不适合常量以上的分析。2、仪器设备较复杂，价格昂贵。第二章长春中医药大学4.1光学分析法概论第四节光谱法基于物质发射的电磁辐射或物质与辐射相互作用后产生的辐射信号或发生的信号变化来测定物质的性质、含量和结构的一类仪器分析方法，统称为光学分析法。电磁辐射范围：γ射线～无线电波；相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等；一、光学分析法及其特点三个基本过程(1)所有光分析法均包含三个基本过程；(2)选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）；(3)涉及大量光学元器件。(1)能源提供能量；(2)能量与被测物之间的相互作用；(3)产生信号。三个基本特点电磁辐射(电磁波)：以接近光速（真空中为光速）传播的能量电磁辐射具有波动性和微粒性——波粒二象性νλc=λ/=1νλhcνhE/==c：光速；λ：波长；ν：频率；：波数；E：能量；h：普朗克常数ν二、电磁辐射的基本性质波谱区名称波长范围跃迁能级类型分析方法射线0.005nm~0.14nm原子核能级放射化学分析法X射线0.001nm~10nm内层电子能级X射线光谱法光学光谱区远紫外光10nm~200nm价电子或成键电子能级真空紫外光度法近紫外光200nm~400nm价电子或成键电子能级紫外分光光度法可见光400nm~760nm价电子或成键电子能级比色法、可见分光光度法近红外光0.76μm~2.5μm分子振动能级近红外光谱法中红外光2.5μm~25μm原子振动/分子转动能级中红外光谱法远红外光25μm~1000mm分子转动、晶格振动能级远红外光谱法微波0.1cm~100cm电子自旋、分子转动能级微波光谱法射频(无线电波)1m~1000m磁场中核自旋能级核磁共振光谱法/nm颜色互补光400-450紫黄绿450-480蓝黄480-490绿蓝橙490-500蓝绿红500-560绿红紫560-580黄绿紫580-610黄蓝610-650橙绿蓝650-760红蓝绿三、光学分析法分类typeofopticalanalysis光分析法光谱分析法原子光谱分析法分子光谱分析法原子吸收光谱原子发射光谱原子荧光光谱X射线荧光光谱折射法圆二色性法X射线衍射法干涉法旋光法紫外光谱法红外光谱法分子荧光光谱法分子磷光光谱法核磁共振波谱法非光谱分析法第二章长春中医药大学第四节光谱法光谱（spectrum）当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，记录由能级跃迁产生的辐射能强度随波长（或相应单位）的变化，所得的图谱称为光谱，也称为波谱。利用物质的光谱进行定性定量和结构分析的方法，称为光谱分析法。四、光谱分析法发射光谱吸收光谱光基态激发态释放能量发光hMM*发射光谱激发态光基态吸收辐射能量*MhM例：γ-射线；x-射线；荧光例：原子吸收光谱，分子吸收光谱吸收光谱光谱分析法吸收光谱法发射光谱法原子光谱法分子光谱法原子发射原子吸收原子荧光X射线荧光原子吸收紫外可见红外可见核磁共振紫外可见红外可见分子荧光分子磷光核磁共振化学发光原子发射原子荧光分子荧光分子磷光X射线荧光化学发光电磁辐射的本质电磁辐射的传递方式(线状光谱)(带状光谱)光谱法仪器的基本流程辐射源分光系统试样容器检测系统信号采集与数据处理系统光分析法仪器的基本单元1.依据方法不同，采用不同的光源：火焰、灯、激光、电火花、电弧等；(一)辐射源2.依据光源性质不同，分为：连续光源：在较大范围提供连续波长的光源，氢灯、氘灯、钨丝灯等；线光源：提供特定波长的光源，金属蒸气灯(汞灯、钠蒸气灯)、空心阴极灯、激光等；(二)分光系统获得高光谱纯度辐射束的装置，而辐射束的波长可在很宽范围内任意改变；主要部件：1.进口狭缝；2.准直装置(透镜或反射镜)：使辐射束成为平行光线；3.色散装置(棱镜、光栅)：使不同波长的辐射以不同的角度进行传播；(三)试样容器光源与试样相互作用的场所1.吸收池2.特殊装置(四)检测系统量子化检测器热检测器(五)信号收集与数据处理系统第二章长春中医药大学第四节光谱法4.2紫外-可见分光光度法（UV-Vis)是研究物质在紫外-可见光区（200～800nm）分子吸收光谱的分析方法。紫外-可见吸收光谱的产生由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生（吸收能量=两个跃迁能级之差）紫外-可见分光光度特点灵敏度高，可达10-4g/ml~10-7g/ml。准确度高，相对误差为2%~5%。定量测定的精密度较高，在校正过的仪器上测定精密度一般为0.2%。仪器价格低廉，操作简单，易于普及。许多药物都可以采用此法测定，还可以应用计算分光光度法不经分离直接测定混合物中各组分。一、基本原理和概念若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱吸收光谱（吸收曲线）：不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同以λ~A作图吸收光谱特征：定性依据吸收峰→λmax吸收谷→λmin肩峰→λsh末端吸收1.吸收光谱的有关术语末端吸收：只在图谱短波端呈现强吸收而不成峰形的地方。谷：曲线上吸光度最小的地方，它对应的波长称最小吸收波长（λmin）。吸收峰：曲线上吸光度最大的地方，它对应的波长称最大吸收波长（λmax）。生色团：使化合物在紫外-可见光区产生吸收的基团有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团具n电子和π电子的基团产生n→π*跃迁和π→π*跃迁跃迁E较低例：C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N—注：当出现几个生色团共轭，则几个发色团所产生的吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收峰加强同时使吸收峰长移的基团有机物：连有杂原子的饱和基团例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X2.光的吸收定律—朗伯－比尔定律I0：入射光强度I：透过光强度c：溶液的浓度b：液层宽度0lgIAbcIT－透光率（透射比）IT=I0tA－吸光度T=10-A1）Lambert-Beer定律的适用条件（前提）入射光为单色光溶液是稀溶液2）该定律适用于固体、液体和气体样品3）在同一波长下，各组分吸光度具有加和性应用：多组分测定cbaAAAA总朗伯—比尔定律单色光辐射穿过被测物质溶液时，在一定的波长范围内被该物质吸收光的量与该物质的浓度和液层的厚度(光路长度）成正比A=ECLE:1%1cmE-百分吸收系数当物质的浓度为1%（g/ml),溶液厚度1cm时的吸光度数值。ε-摩尔吸收系数当物质的浓度为1mol/l,溶液厚度1cm时的吸光度数值。二.紫外-可见分光光度法的应用1）对比吸收光谱特征数据λmax2）对比吸光度的比值3）对比吸收光谱的一致性1.定性鉴别1%1cmEA1A2=E1ClE2Cl=E1E2长春中医药大学1）吸收系数法CX=CX——供试品溶液的浓度g/mlAX——供试品溶液的吸光度——供试品中被测成分的百分吸收系数100——浓度换算因数AX1%1cmE×1001%1cmE2.定量分析方法校正（标准）曲线法参比标准样品待测样品00.10.20.30.40.50.60.70.8024681012Concentration(ug/mL)Abs回归直线方程：A=KC+BCX=×CRCX——供试品溶液的浓度AX——供试品溶液的吸光度CR——对照品溶液的浓度AX——供试品溶液的吸光度AXAR对照品法在同样条件下配制标准溶液和试样溶液，在选定波长处，分别测定吸光度AX=ECXLAR=ECRL紫外-可见分光光度注意事项1.吸收度：0.2~0.72.入射光波长的选择测量的入射光波长：最大吸收波长λmax。若干扰物在λmax处也有吸收，在干扰最小的条件下选择吸光度最大的波长长。3.对溶剂的要求：以空气为空白220~240nm,≯0.40241~250nm,≯0.20251~300nm,≯0.10300nm以上,≯0.054、参比溶液的选择I0参比样品未考虑吸收池和溶剂对光子的作用原则:使试液的吸光度能真正反映待测物的浓度。利用空白试验来消除因溶剂或器皿对入射光反射和吸收带来的误差。在符合朗伯特-比尔定律的范围内，溶液的浓度、最大吸收波长、吸光度三者的关系是（）A.增加、增加、增加B.减小、不变、减小C.减小、增加、减小D.增加、不变、减小符合朗伯特-比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置（）A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动，且吸光度值降低D.不移动，且吸光度值升高称取维生素C0.0500g溶于100mL的5mol/L硫酸溶液中，准确量取此溶液2.00mL稀释至100mL，取此溶液于1cm吸收池中，在λmax＝245nm处测得A值为0.498。求样品中维生素C的百分质量分数。5601cm1%E精密称取VB12对照品20.0mg，加水准确稀释至1000mL，将此溶液置厚度为1cm的吸收池中，在λ＝361nm处测得A＝0.414。另取VB12的原料药，精密称取20.0mg，加水准确稀释至1000mL，同样条件下测得A＝0.390。试计算VB12原料药的百分质量分数。第二章长春中医药大学基本要求掌握紫外-可见分光光度法的基本原理、术语和应用熟悉仪器分析法和光学分析法的定义和分类.了解各种分析方法的概况.