药物分析第十六章药品质量控制中的现代分析方法与技术课件.ppt

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1、药物分析第十六章药品质量控制中的现代分析方法与技术第1页，此课件共54页哦现代分析方法与技术为药学的发展提供了适时而有效的辅现代分析方法与技术为药学的发展提供了适时而有效的辅佐与动力。佐与动力。如：如：色谱及其联用技术实现了药学的现代分子水平的研究。色谱及其联用技术实现了药学的现代分子水平的研究。手性毛细管电泳及色谱分离与测定技术为手性药物研究与质量手性毛细管电泳及色谱分离与测定技术为手性药物研究与质量控制提供了保障。控制提供了保障。现代光谱技术使药物结构分析鉴定也变得寻常容易，药物的微现代光谱技术使药物结构分析鉴定也变得寻常容易，药物的微量杂质检定与控制系统全面。量杂质检定与控制系统全面。第

2、2页，此课件共54页哦Capillary electrophoresis,CE第一节、药物现代色谱法及其应用第一节、药物现代色谱法及其应用Modernchromatography&itsapplicationinpharmaceuticalanalysis第3页，此课件共54页哦 Near infrared spectrometry,NIRS Nuclear magnetic resonance spectrometry,NMRS X-ray diffraction method第二节、现代光谱法及其应用第二节、现代光谱法及其应用Modernspectrometry&itsapplicatio

3、ninpharmaceuticalanalysis第4页，此课件共54页哦HTC(HyphenatedTechniquesinChromatography)MS(MassSpectrometry)GC-FTIRHPLC-FTIRGC-MSHPLC-MSHPLC-NMRFTIR(FourierTransformInfrared)第5页，此课件共54页哦 毛细管电泳分析法毛细管电泳（capillaryelectrophoresis，CE）是80年代初发展起来的一种高效、快速的分离分析技术。在药物分析中有着重要的应用与发展前景自20世纪90年代初Menz等提出“微型全化学分析系统”（miniatur

4、izedtotalchemicalanalysissystem，-TAS）概念以来，分析技术的微型化、集成化和自动化一直是分析科学发展的主导趋势，其中芯片毛细管电泳技术的研究已取得突出进展，在生物、临床、医药、工业和环境等领域中得到广泛应用。与传统毛细管电泳技术相比，芯片毛细管电泳具有样品用量更少，分离速度更快的特点，但对检测的灵敏度和响应速度提出了更高要求第6页，此课件共54页哦1.高效2.高速3.微量4.低消耗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；但遵循不同的分离机理。在很大程度上，HPCE和HPLC互为补

5、充。HPCE更具有如下优点：但HPCE的检出灵敏度和精密度不及HPLC第7页，此课件共54页哦毛细管电泳装置示意图1.高压电源2.光电倍增管3.液冷温控毛细管4.光源5.数据采集6.缓冲液/样品7.缓冲液阳阴+-30kV7123456第8页，此课件共54页哦a.毛细管中电渗流呈“塞式流”流型b.HPLC柱中压力驱动呈抛物线流型柱中压力驱动呈抛物线流型-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+EOP-+-ElectroosmoticFlow,EOFElectrophoresicFlow,

6、EPF第9页，此课件共54页哦毛细管电泳装置示意图1.高压电源2.光电倍增管3.液冷温控毛细管4.光源5.数据采集6.缓冲液/样品7.缓冲液阳阴+-30kV7123456第10页，此课件共54页哦应用示例n电泳条件 石英毛细管（未涂层）57cm50m，优化选择25mmol/L磷酸二 氢 钠-12.5mmol/L硼 砂-25mmol/LSDS（pH7.8）为电泳介质，操作电压20kV，柱温23，测定波长205nmn本文建立的优选方法可在11min内测定利巴韦林及中间体含量，与HPLC测定需1h相比，更快速。本方法也可用于利巴韦林制剂中中间体的控制利巴韦林及各中间体的定量分析第11页，此课件共54

7、页哦复复方方甘甘草草片片中中甘甘草草酸酸、甘甘草草次次酸酸、吗吗啡啡和和 苯甲酸钠的分析苯甲酸钠的分析21 n复复方方甘甘草草片片为为常常用用镇镇咳咳祛祛痰痰药药，临临床床上上有有广广泛泛的的应应用用。每每片片含含甘甘草草浸浸膏膏（中中粉粉）112.5mg、阿阿片片粉粉4.0mg、樟樟脑脑2.0mg、八八角角茴茴香香油油2.0mg、苯苯甲甲酸酸钠钠（中粉）（中粉）2.0mg n电电泳泳条条件件石石英英毛毛细细管管65cm75m i.d.，有有效效长长度度50cm，运运行行缓缓冲冲液液为为50mmol/L硼硼砂砂溶溶液液；运运行行电电压压14.0kV，电电流流70A；测测定定波波长长228nm；

8、重重力力进进样样10s（高度高度7cm）n定定量量分分析析经经分分析析方方法法验验证证，本本法法具具有有良良好好的的线线性性关关系系，回回收收率率大大于于97.0%。该该法法可可作作为为快快速速、准准确确测定复方甘草片中多组分含量的有效方法测定复方甘草片中多组分含量的有效方法 第12页，此课件共54页哦药物现代光谱法及其应用药物现代光谱法及其应用 近红外分光光度法近红外分光光度法 第13页，此课件共54页哦优点：无边缘干扰，线性范围(AC)宽水份吸收不覆盖C-H、N-H、O-H吸收带适用于水溶液样品，含水固体和泥浆状样不经溶剂稀释，不必制备KBr片，可直接测定，定量效果优于GC、HPLC和FT

9、IR12500cm-14000cm-1400cm-1NIRMIR(nearinfra-redspectrum)(midinfra-red)倍频overtones合频combinationsC-H,N-H,O-H伸缩振动谱带峰强度1/1001/10基频峰强度第14页，此课件共54页哦方法特点方法特点可获得一系列物理性质的信息由NIRS可得到如密度、粒子尺寸、纤维直径、大分子聚合度等特殊信息样品无需预处理NIRS法仅需将样品装入样品池内而不必作预处理。一般，液体样品可以直接装入光路长130mm的石英池中。固体样品可直接放入具有石英窗的反射样品杯中；盖上弹簧压缩盖，即可。在1min内即可完成装样；取

10、出样品、清洗杯子的时间也不需1minNIR反射谱又与MIR不同，它有以下特点：第15页，此课件共54页哦分分析析速速度度快快通通常常，将将样样品品杯杯置置入入NIR 光光谱谱仪仪内内，每每秒秒进进行行5次次扫扫描描；一一般般扫扫 描描50次次求求得得平平均均值值制制得得最最后后的的光光谱谱，继继 之之将将光光谱谱数数据据进进行行加加工工以以作作数数据据的的定定量量 或或定定性性的的解解释释。通通常常，作作一一次次NIRS分分 析仅需析仅需2 3 min 灵灵敏敏度度高高NIRS光光源源强强度度较较大大，检检测测器器的的反反应应灵灵敏敏度度较较高高，因因而而检检测测信信噪噪比比高高，尤尤其其在在

11、散散射射效效应应强强时时，散散射射-吸吸收收比高比高 第16页，此课件共54页哦运运用用范范围围广广在在反反射射和和散散射射NIR中中，高高的的信信噪噪比比可可以以得得到到良良好好的的线线性性关关系系，对对分分析析样样品品的的外外观观宽宽容容度度大大，既既可可以以用用于于清清澈澈的的气气、液液、固固样样品品的的测测定定，又又可可用用于于粉粉末末状状、糊糊状状、丝丝状状和和不不规规则状样品的分析则状样品的分析 便便于于在在线线分分析析和和控控制制NIR区区内内还还有有价价格格便便宜宜耐耐用用的的透透明明材材料料（一一般般的的光光学学玻玻璃璃）作作为为分分析析窗窗口口，便便于于实实现现快快速速、实

12、实时时，并并有有池池长长对对分分析析结结果果影影响响小小，定定量量分析的范围宽等优点分析的范围宽等优点 第17页，此课件共54页哦应用示例诺氟沙星胶囊的NIRS分析UV、HPLC测定含量，均需对样品进行预处理，较繁琐费时。采用近红外漫反射光谱（near-infareddiffusereflectancespectrometry，NIRDRS）技术及偏最小二乘法（PLS）对诺氟沙星胶囊进行含量测定的回收率好，与其他方法相比，还具有分析简便、快速的优点第18页，此课件共54页哦 核磁共振光谱分析法核 磁 共 振 光 谱(nuclearmagneticresonance spectrometry，N

13、MRS)技术已在BP和USP中应用，在新药的研制中，如药物结构确证，药物代谢物的研究和药物的筛选和设计等方面，更是重要的分析方法之一。重点讨论定量分析方法及应用示例简述简述第19页，此课件共54页哦NMR(nuclearmagneticresonance)肌肉松弛剂定性、定量和杂质检查不同药物具有不同NMR图谱样品中每个组分有一个或一组特征的特征的、且互不重叠互不重叠的吸收峰Maolate异构体Maolate异构体312312第20页，此课件共54页哦内标法（绝对测量法）NMR最常用的定量分析方法内标物的要求：最好能产生单一的共振峰，与样品间隔30Hz能溶于分析溶剂中有尽可能小的质子当量不应与

14、样品中任何组分相互作用第21页，此课件共54页哦亚硝酸戊酯(Amyl nitrite)及其吸入剂(Amylnitriteinhalant)的NMR定量分析USP分子中与亚硝基相邻的次甲基上的质子呈现多重峰4.8ppm内标：苯甲酸苄酯C6H5COOCH2C6H5呈现单一峰=5.3ppm以TMS为对照=0.ppm3-甲基-1-丁醇亚硝酸酯2-甲基-1-丁醇亚硝酸酯第22页，此课件共54页哦应用示例应用示例盐酸普鲁卡因的结构鉴定植物中药及其伪品的区别伪品中药在外观特征上几可以假乱真，但其化学成分的组成，尤其是活性成分却不可能与正品完全一致，并且相差甚远。以正品植物中药的1H-NMR相对标准图谱为参照

15、，只需比较所鉴别样品的1H-NMR谱就可以断定中药的真伪。以人参为例说明之试验测定了伪品人参，其1H-NMR指纹图均与正品的特征峰毫无相似之处亚硝酸戊酯（amylnitrite）及其吸入剂（amylnitriteinhalant）的含量测定（USP24）第23页，此课件共54页哦 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0.011nm，较紫外线还短。作为波，就可以产生衍射。所谓衍射，就是绕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。有光线反射的方向可用布拉格方程加以描

16、述第24页，此课件共54页哦 X射线衍射法的理论依据射线衍射法的理论依据式中为掠射角为掠射角；dhkl为为 晶晶面间距面间距；hkl为晶面指数，即晶面与晶轴截距的倒数之比，也叫密勒指数密勒指数 AOCBd布拉格方程布拉布拉格方程方程第25页，此课件共54页哦布布拉拉格格方方程程给出了什么条件下衍射的X射线可能从晶体射出已知晶面间距(d)和入射线波长()，即可求出衍射线方向()，也可给出进行X射线衍射的晶体的晶面间距已知入射线波长()和衍射线方向()，即可可求求出出晶晶面面间间距距(d)。当然晶面有若干组，都可产生相应衍射，这这些些衍衍射射均均可可由由X射射线线衍衍射射仪仪进进行行测定测定 第2

17、6页，此课件共54页哦 X射线衍射仪的工作原理射线衍射仪的工作原理X射线管中不同靶材料，如铜、石墨等可发出各自特征波长晶体粉末尽可能紧密地装入玻璃毛细管，压成多晶圆柱体。当穿过铅块狭缝的一细束X射线射到晶体粉末时，总会有取向合适的微小晶体，使射线在其表面反射最强2C22X射线衍射仪的工作原理一般采用粉末法。粉末衍射仪的构成与工作原理见下图第27页，此课件共54页哦由反射方向，根据布拉格方程即可求出晶面间距，进而求出键长。本法可同时将各种波长的X射线反射到不同方向，记录为衍射图谱在新药研制过程中，必需对药物结构进行确证，固体样品一般要做X射线粉末衍射分析，以便从测定结果可比较研制品与对照品是否一

18、致。X射线粉末衍射法是药物晶型进行定性鉴别的重要方法之一应用第28页，此课件共54页哦应用示例西咪替丁的晶型研究尹华等药物分析杂志2001，21(1)：3942测 试 条 件：Cu k（靶），50kV-80mA（工作电压-电流），8()/min，DS=SS=1，RS=0.15mm(狭缝)，2A晶型和B晶型的X射线测定数据见表X射线衍射法除了用于晶型鉴别外，也可用于晶型药物的定量分析第29页，此课件共54页哦A晶型和B晶型的X射线测定数据A晶型B晶型衍射角晶面距丰度比衍射角晶面距丰度比9.380.942169.560.92403512.920.68473513.080.67636114.660.

19、60381813.920.63572516.440.53882318.480.47976216.740.52923418.980.46724126.000.34247526.100.34117526.340.3381526.380.337610027.240.32712728.440.31362828.440.3136372()dnmII02()dnmII0第30页，此课件共54页哦X射线晶体结构分析射线晶体结构分析 若以已知波长的X射线入射，也会对不同的平面族获得最强的反射，据此可可以以测测定定晶晶格常量，进而确定晶格构造格常量，进而确定晶格构造。这就是 X射线晶体结构分析重要意义重要意义确

20、定药物结构及生物大分子结构原理如此，具体做起来还是一件十十分分复复杂杂的工作，特别是对新化合物结构的确定，常要借助于电子计算机，例如四四圆圆衍衍射射仪仪，可以直接测量化合物的键长键角等数据第31页，此课件共54页哦色谱联用技术及其应用色谱联用技术及其应用GC-FTIR系统组成系统组成着重围绕几种应用较广泛的色谱联用技术及其在药物分析中的应用予以简述 气相色谱-红外光谱联用技术第32页，此课件共54页哦GC/FI-IR联用光路示意图抛物面镜干涉仪光源接口椭面鏡光管FID或放空GC柱出口GCFT-IRIR抛物面镜第33页，此课件共54页哦麝香风湿油GC分析图谱1.-蒎烯2.-蒎烯3.桉树脑4.樟脑

21、5.水杨酸甲酯6.桂皮醛7.茴香酸甲酯8.丁香酚9.2-甲基十一烯10.邻苯二甲酸二丁酯11.正十六烷11t(min)12345678910第34页，此课件共54页哦 气相色谱-质谱联用技术GC-MS仪的接口组件是解决气相色谱和质谱联用的关键组件，它起传输试样，匹配两者工作流量（也就是工作气压）的作用。理想的接口应能去除全部载气而使试样毫无损失地从气相色谱仪传输给质谱仪。要求试样传输产率高，浓缩系数大，延时短，色谱的峰展宽少第35页，此课件共54页哦GC-MS工作原理示意图载气样品进样器色谱柱分子分离器抽真空记录仪放大器离子源分析器电子倍增管放大器示波器质谱第36页，此课件共54页哦 应用示例

22、应用示例 在药物中毒急救、预防和刑事侦破工作中常需要在生物体液中进行未知毒物的鉴定。由于未知毒物的范围非常广泛，理化性质各异，因此，有必要建立一系统化的尽可能多的毒物药物的分析方法固相萃取结合固相萃取结合GC-MS系统分离生物体液中常系统分离生物体液中常见毒物药物见毒物药物GC-MS测定冰片和川芎嗪血药浓度第37页，此课件共54页哦GC-MSD的选择性离子检测色谱图的选择性离子检测色谱图A.标准样品B.血浆样品1.川芎嗪2.樟脑3.4.龙脑A1432243tR(min)B243243tR(min)第38页，此课件共54页哦质谱图120406080100136(M+)42541006080140

23、12010841698195152(M+)1006080140120955567154(M+)121110第39页，此课件共54页哦 液相色谱-质谱联用技术粒子束（particalbeam）接口不适用于极性的、热不稳定的和分子量大于1000的样品分子热喷雾（TSP）接口TSP接口的应用正逐步减少以下重点阐述LC-MS的关键部件、接口装置和应用接口装置接口装置USP（24）中列出了如下几种接口装置第40页，此课件共54页哦大气压离子化（API）接口是目前商品化LC-MS仪采用最广的接口动态快原子轰击法（FAB）FAB法适合于高活性、低蒸汽压、热稳定性低及分子量大的样品分析，而且样品用量少。该接口

24、的缺点是限制HPLC的流速，通常为10l/min，只能使用微型柱第41页，此课件共54页哦 应用示例应用示例曲安奈德中特殊杂质的检查第42页，此课件共54页哦曲安缩松(TACA)TriamcinoloneAcetonide杂质峰3.85第43页，此课件共54页哦350600550500450曲安缩松及其杂质的质谱TACA:曲安缩松；desmethyleneTACA:去甲曲安缩松40050100150200250300100.0100.050.050.0293597585931151351471591731871992132252372692532815905695495355195074934

25、75463455443435421+339347359415387377367293888293888TACAMH+-HFTACA(M+C2H5)+(M+C2H5)+DesmethyleneTACAMH+421+第44页，此课件共54页哦去甲曲安缩松DesmethyleneTACA曲安缩松(TACA)TriamcinoloneAcetonide曲安西龙Triamcinolone第45页，此课件共54页哦 液相色谱液相色谱-核磁共振联用技术核磁共振联用技术 LC-MS已已成成为为复复杂杂体体系系中中各各化化合合物物结结构构分分析析的的重重要要方方法法，而而MS无无法法完完全全解解决决位位置异构、

26、立体异构等化学结构问题置异构、立体异构等化学结构问题 第46页，此课件共54页哦氯苄律定抗心律失常药86017代谢的初步研究中文名7-(4-氯苄基)-7,8,13,13a-四氢小檗碱氯化物英文名7-(4-Chlorbenzyl)-7,8,13,13a-tetrahydroberberinechloride;CTHB第47页，此课件共54页哦86017保持了母体化合物的生物活性：母体具有正性肌力，降低动脉血压，增加冠脉流量及抗心律失常作用，但口服不吸收，生物利用度差对心律失常及心室纤颤有较强的防治作用，对急性心肌梗塞亦有较好疗效，而且口服能吸收第48页，此课件共54页哦Berberine(B)T

27、etrahydroberberine(THB)KBH495%C2H5OH86017(CTHB)第49页，此课件共54页哦C18柱2504.6mm,10m色谱条件：甲醇:水:三乙胺:冰HAc(60:40:0.04:0.03)287nm;1ml/mina空白尿样提取物b供试品尿样第50页，此课件共54页哦空白鼠胆汁提取物(CHCl3)代谢样品02550min02550minMetaboliteCTHBLC/MS:m/Z450.2m/Z464.2LC/NMR：证哪一个-OCH3被脱甲基化第51页，此课件共54页哦CTHB的结构和提出的代谢途径第52页，此课件共54页哦CTHB在大鼠体内的代谢途径第53页，此课件共54页哦创新意识成成 功功 来来 源源 于于不断探索勇于实践+第54页，此课件共54页哦