药物分析课件：药物化学分析教程

药物化学分析教程欢迎学习药物化学分析教程本课程将系统介绍药物分析的理论基础、技术方法及应用实践，帮助您掌握药物质量控制的科学手段在课程中，我们将探讨从经典化学分析到现代仪器分析的全面技术体系，培养您独立开展药物分析工作的能力药物分析是连接药学与化学的重要桥梁，对确保药品质量和安全性具有不可替代的作用通过本课程的学习，您将深入理解药物分析的原理和方法，为未来在药物研发、生产和质量控制领域的工作奠定坚实基础课程概述课程目标掌握药物分析的基本原理、方法学和操作技能，培养学生独立进行药物质量控制与评价的能力，为药学专业学生提供系统的药物分析理论与实践知识主要内容包括药物分析基础理论、各种分析方法原理、仪器使用、数据处理与结果评价等，从经典化学分析方法到现代仪器分析技术的全面介绍学习方法结合理论学习与实验操作，通过案例分析、数据解读和方法应用，培养分析思维和实际问题解决能力，推荐定期复习并完成习题第一章药物分析概论定义与范围药物分析的重要性药物分析是研究药物及其制剂的化学成分、物理性质和生物活性药物分析是保证药品质量的关键环节，直接关系到药物的安全性的科学它包括药物的鉴别、纯度检查和含量测定等一系列分析和有效性在药物研发、生产和监管各环节发挥着至关重要的作过程范围涵盖原料药、中间体、辅料和最终制剂的检测用，是药学领域的基础学科，也是药品质量控制的核心技术支撑药物分析的发展历史古代时期仪器分析时期早期药物分析主要依靠感官评价，如颜色、气味、口感等简单20世纪中期开始，各种分析仪器如光谱仪、色谱仪等的应用，鉴别方法，缺乏科学依据和标准化方法极大提高了药物分析的灵敏度、特异性和准确性1234化学分析时期现代技术时期19世纪开始发展化学分析技术，如重量分析、容量分析等，为计算机技术、自动化技术与分析技术结合，发展出高通量筛选、药物质量控制提供了科学方法，建立了早期药典标准联用技术等现代分析方法，分析效率和准确度达到新高度药物分析的基本原理化学分析原理基于化学反应进行分析，包括酸碱反应、氧化还原反应、配位反应和沉淀反应等化学分析通常通过滴定、重量法等方式获得定量结果，根据化学计量关系计算含量仪器分析原理基于物质的物理或物理化学性质进行分析，主要包括光学分析法、电分析法、色谱分析法等利用仪器测量物质的光学、电学、热学等物理特性，从而实现对药物的定性和定量分析药物分析的方法分类生物学方法利用生物活性评价药物1物理方法2基于物理特性分析化学方法3基于化学反应分析药物分析方法可分为三大类化学方法是最传统的分析手段，包括滴定分析、重量分析等，操作简单但精确度有限物理方法利用药物的物理特性进行分析，如熔点、沸点、旋光度等，能够提供更多分子结构信息仪器分析方法则结合了物理和化学原理，通过现代仪器测量物质特性，如色谱法、光谱法等，具有高灵敏度和特异性生物学方法主要评价药物的生物活性，如微生物检定法、酶学分析法等，适用于活性成分含量难以通过化学或物理方法准确测定的情况随着科技发展，分析方法日益多样化，联用技术的应用进一步提高了分析的全面性和准确性药典概述药典定义药典作用国际药典药典是由国家药品监督管理部药典规定了药品的质量标准和主要包括美国药典USP、欧门制定并颁布的药品标准汇编，检验方法，是药品质量控制的洲药典EP、英国药典BP、是药品生产、检验、经营和使重要法规依据，确保药品安全日本药典JP等，各具特色但用的法定依据，具有法律效力有效，保障公众健康，并促进相互协调，逐步实现国际标准的药品质量标准药品贸易和国际交流化中国药典中国药典分为四部一部主要收载化学药品，二部主要收载中药材及饮片，三部收载生物制品，四部收载通则、检验方法和检验用标准品等第二章药物的鉴别试验鉴别试验的目的1药物鉴别试验旨在确认药品的真实性，验证其是否符合标称成分通过一系列物理、化学或仪器分析方法，识别药物的特征性质或成分，排除假冒伪劣产品鉴别试验是药品质量控制的第一道关卡常用鉴别方法2药物鉴别常用方法包括化学鉴别法（显色反应、沉淀反应等）、物理鉴别法（熔点、折光率等）、光谱鉴别法（紫外、红外光谱等）和色谱鉴别法（薄层色谱、气相色谱等）理想的鉴别方法应具有特异性、准确性和可重复性化学鉴别法显色反应沉淀反应显色反应是基于特定官能团与试剂发生反应产生特征颜色的变化沉淀反应基于药物分子与特定试剂反应形成不溶性沉淀如银盐与常见如茚三酮与氨基酸反应呈紫色、铁盐与酚类化合物反应呈蓝色、卤素离子形成白色沉淀、重金属离子与硫化物形成有色沉淀等沉碘与淀粉反应呈蓝色等显色反应操作简便，可直观判断，但特异淀反应可观察沉淀的颜色、形状、溶解性等特征，用于初步鉴别药性较低物物理鉴别法熔点测定沸点测定熔点是物质从固态转变为液态时的温度，是重要的物理常数纯沸点是液体在标准大气压下转变为气体时的温度，也是物质的特物质具有确定的熔点，混合物或含杂质物质则表现为熔点范围变征性质沸点测定适用于液态药物的鉴别，如挥发油、醇类、醚宽或熔点降低熔点测定用于鉴别药物和评价其纯度，操作简便，类等测定方法包括直接法和微量法结果可靠影响沸点的因素包括大气压、液体纯度和分子间作用力等沸点熔点测定主要使用毛细管法或显微熔点法，通过观察样品在加热测定不仅可用于药物鉴别，还可用于评价液态药物的纯度对于过程中的相态变化确定熔点纯品药物的熔点与药典标准值相差难以获得足够样品的情况，可采用微量沸点测定法应不超过℃2光谱鉴别法紫外光谱可见光谱1基于分子中共轭双键或芳香体系的电子跃迁基于有色化合物对可见光的选择性吸收2荧光光谱红外光谱4基于分子吸收能量后发射荧光的特性3基于分子振动和转动能级的跃迁光谱鉴别法是现代药物分析中最常用的方法之一，具有高灵敏度、高特异性和非破坏性等优点紫外光谱主要用于含共轭体系药物的鉴别，可通过特征吸收波长和吸光度比值进行定性分析红外光谱则能提供药物分子骨架和官能团的详细信息，被称为分子的指纹图谱不同光谱方法各有特点，常结合使用以获取更全面的结构信息现代药物分析实验室通常配备多种光谱仪器，能够快速、准确地完成药物鉴别工作光谱数据库的建立进一步提高了鉴别的效率和准确性色谱鉴别法高效液相色谱1高分离效率、高灵敏度气相色谱2适用于挥发性化合物薄层色谱3操作简便、成本低色谱鉴别法基于不同物质在固定相和流动相之间分配系数的差异，实现物质的分离和鉴别薄层色谱是最简便的色谱方法，通过比较样品与对TLC照品在相同条件下的保留值值和显色反应进行鉴别具有操作简单、分离效率高、成本低廉等优点，是药典中常用的鉴别方法RfTLC气相色谱适用于分析挥发性或经衍生化后可挥发的药物，通过保留时间和保留指数进行鉴别高效液相色谱应用范围最广，可分离复GC HPLC杂混合物，通过保留时间和峰面积比例进行鉴别现代药物分析中，色谱质谱联用技术进一步提高了鉴别的特异性和准确性-第三章药物的杂质检查杂质检查的意义1杂质检查是药物质量控制的重要环节，旨在确保药物中不含有超标的有害物质杂质可能影响药物的稳定性、安全性和有效性，甚至引起毒副作用通过杂质检查，可以评价药物的纯度，确保其符合药品质量标准杂质来源2药物杂质主要来源于原料、合成过程、储存过程和制剂工艺包括合成中间体、副产物、降解产物、残留溶剂、催化剂残留等根据来源不同，杂质可分为相关杂质（如同系物、异构体）和非相关杂质（如重金属、无机盐类）一般杂质检查氯化物检查硫酸盐检查氯化物检查基于氯离子与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀的原理硫酸盐检查利用硫酸根离子与钡盐反应生成白色硫酸钡沉淀的原操作时，将样品溶液与硝酸银试液混合，与标准氯化物溶液在相理检查时，将样品溶液与氯化钡试液混合，观察是否产生浊度，同条件下的浊度进行比较若样品产生的浊度不大于标准溶液，并与标准硫酸盐溶液比较则符合规定限度硫酸盐是常见的无机杂质，可能来源于原料、合成过程中使用的此方法灵敏度高，能检出极微量的氯离子，是药典规定的常规杂硫酸或其盐类过量的硫酸盐可能影响药物的稳定性和安全性质检查项目需注意的是，卤素离子（如溴、碘）也会与银离子此检查方法简便易行，但特异性不高，其他能与钡盐形成不溶性反应，可能干扰检测结果沉淀的离子可能干扰检测重金属检查重金属的危害硫化物法现代检测方法重金属元素如铅、汞、砷等具有明显的传统的重金属检查采用硫化物法，基于现代药物分析中，重金属检查逐渐采用毒性，能够在人体内蓄积并对多个系统重金属离子与硫离子反应生成有色硫化原子吸收光谱法AAS、电感耦合等离造成损害它们可能通过原料、生产设物沉淀操作时，将样品在特定条件下子体发射光谱法ICP-OES和电感耦备、包装材料等途径进入药物，对用药消化处理，加入硫化钠试液显色，与标合等离子体质谱法ICP-MS等仪器方安全构成潜在威胁，因此药典对重金属准重金属溶液比较此方法简便但灵敏法，具有更高的灵敏度和特异性，能够含量有严格限制度和特异性有限定量检测各种重金属元素有关物质检查有关物质的定义薄层色谱法高效液相色谱法有关物质是指与主药成薄层色谱TLC是传统高效液相色谱HPLC是分结构相关的杂质，包的有关物质检查方法，现代药典中最常用的有括合成副产物、中间体、操作简便、成本低检关物质检查方法，具有降解产物等这些杂质查时，样品与对照品在高分离效率和准确的定通常具有与主药相似的相同条件下展开，通过量能力通过比较杂质结构，可能具有相似的比较杂质斑点的数量、峰面积与主峰面积的比药理作用或毒性，对药位置和颜色深浅进行半值，计算杂质含量此物质量有重要影响定量分析，评价杂质含方法适用于复杂混合物量是否符合要求的分析，是评价药物纯度的金标准第四章药物的含量测定含量测定的重要性1含量测定是药物分析的核心内容，直接反映药物的有效成分含量，是评价药物质量的最重要指标准确的含量测定对确保药物的疗效选择合适的方法和安全性至关重要，影响给药剂量的准确性和临床治疗效果2含量测定方法的选择取决于药物的性质、含量水平和分析目的对于不同药物，应根据其物理化学性质选择最适合的分析方法，以获方法验证3得准确可靠的结果无论采用何种含量测定方法，都需要进行方法验证，包括准确度、精密度、特异性、线性范围等参数的评价，确保方法的可靠性和稳健性滴定分析法滴定分析法是经典的药物含量测定方法，基于化学计量学原理，通过测定与被测物质反应的标准溶液的体积来计算药物含量酸碱滴定适用于具有酸碱性的药物，如阿司匹林、氨基比林等，利用指示剂或电位滴定法确定终点pH氧化还原滴定用于含有易氧化或易还原基团的药物，如维生素、对氨基酚等常用的氧化还原滴定剂包括高锰酸钾、碘、溴等滴定分C析法操作简便，准确度高，但受干扰因素影响较大，近年来在药物分析中的应用逐渐减少，被现代仪器分析方法所替代分光光度法200-

8000.001可测波长范围最低检测限吸光度nm覆盖紫外和可见光区域高灵敏度分析

0.5%相对标准偏差良好的精密度分光光度法是基于物质对特定波长光的选择性吸收原理进行定量分析的方法按照朗伯-比尔定律，在一定条件下，溶液的吸光度与浓度成正比，据此可建立标准曲线进行含量测定分光光度法广泛应用于药物分析中，特别适用于含有发色基团的药物分光光度法具有操作简便、灵敏度高、分析速度快等优点，是药典中常用的含量测定方法然而，该方法也有一定局限性，如特异性不高，易受杂质干扰，不适用于复杂混合物的分析现代分析中，常采用衍生光谱技术和双波长法等改进方法提高特异性和准确度色谱分析法高效液相色谱法1HPLC是现代药物分析中最常用的含量测定方法，具有高分离效率、高HPLC灵敏度和广泛的适用范围可分离结构相似的化合物，适用于复HPLC杂混合物的分析常用检测器包括紫外检测器、荧光检测器、电化学检测器和质谱检测器等，可根据被测物质的性质选择合适的检测方式气相色谱法2GC适用于挥发性或经衍生化后可挥发的药物，具有高分离效率和灵敏度GC常用检测器有氢火焰离子化检测器、电子捕获检测器和质FID ECD谱检测器等在药物分析中主要用于残留溶剂、农药残留和某MS GC些挥发性药物的含量测定，如樟脑、薄荷脑等第五章水分测定水分测定的意义常用测定方法水分是药物中常见的杂质，可能影响药物的稳定性、溶解度、生水分测定的常用方法包括干燥失重法、卡尔·费休法和气相色谱法物利用度和微生物污染风险过高的水分含量可能导致水解反应、干燥失重法简便易行，适用于含水量较高的样品，但不够特异氧化反应等化学降解，降低药物有效期因此，水分含量是药物卡尔·费休法特异性高，适用于各种类型样品的水分测定，是药典质量控制的重要指标推荐的通用方法不同类型的药物对水分含量有不同要求一些药物需要保持一定气相色谱法适用于痕量水分的测定，特别是在有机溶剂中的水分的水分（如结晶水），而另一些则需要严格控制水分含量药典分析选择合适的水分测定方法应考虑样品性质、水分含量范围、对每种药物的水分限度都有明确规定，确保药物质量符合标准要求的准确度和仪器条件等因素干燥失重法样品准备准确称取一定量的样品（通常），置于已恒重的称量瓶中，摊匀1-2g不超过厚度，记录总重量5mm干燥过程将称量瓶置于规定温度（常用℃）的干燥箱中干燥至恒重，时间通105常为小时，具体根据样品性质决定2-5恒重判断取出称量瓶，置于干燥器中冷却分钟后称重，再次干燥小时，冷却301后称重重复此过程直至前后两次称重差异不超过

0.5mg计算结果根据干燥前后的重量差计算失重百分比，即为样品的水分（及挥发性物质）含量卡尔费休法·容量法库仑法容量法卡尔费休测定是基于碘与二氧化硫和水反应的原理，使用专库仑法卡尔费休测定是通过电解产生碘与水反应，测量电解所需的··用滴定剂滴定样品中的水分反应终点通过电位法或比色法指示，电量来计算水分含量这种方法不需要标定滴定剂，结果更准确，计算消耗的滴定剂体积，再根据标定的滴定剂效价计算水分含量特别适用于微量水分的测定（10μg-10mg）现代药物分析中，此方法适用于水分含量

0.01%-100%的样品库仑法应用更为广泛，能满足高精度水分测定的需求第六章熔点测定熔点的定义熔点测定的应用熔点是固体物质从结晶状态转变为液态的温度纯物质具有明确熔点测定在药物分析中有广泛应用，包括药物鉴别——比较测的熔点，而非纯物质则表现为熔点范围，范围宽度反映物质的纯得熔点与标准熔点是否一致；纯度评价——通过熔点范围宽度和度，杂质含量越高，熔点范围越宽，且熔点值降低熔点降低程度判断杂质含量；多晶型研究——不同晶型具有不同熔点；相容性研究药物与辅料混合后熔点变化反映相互作用——熔点是物质的重要物理常数，具有较好的重复性和专属性，是鉴别药物和评价纯度的常用指标药典中对大多数固体药物都规定了熔点或熔点范围，作为药物真实性和纯度的控制项目熔点测定方法简便，成本低，结果可靠，是基础药物分析实验室必备的检测手段现代药物分析中，熔点测定仍具有重要地位，特别是在实验室初筛和简易质控中毛细管法观察记录加热过程仔细观察样品状态变化，记录样品仪器安装开始加热，初期可快速升温（每分开始熔化时的温度（初熔点）和完样品准备将装好样品的毛细管固定在温度计钟5-10℃），当温度接近预期熔全熔化时的温度（终熔点）两者将药物研成细粉，干燥处理后，装旁，插入加热装置中确保样品部点前10℃左右时，减慢升温速率之间的温度范围即为熔点范围纯入一端封闭的毛细管中，管内样品分与温度计的水银球处于同一水平，（每分钟1-2℃），以获得准确结品药物的熔点范围通常不超过2℃高度约为3-5mm轻轻敲打使样便于准确观察温度变化果品沉实到毛细管底部显微熔点测定法仪器介绍适用范围操作要点显微熔点测定仪结合了显微镜和精密加显微熔点法特别适用于微量样品的熔点使用时，将少量样品置于载玻片上，覆热装置，可在放大视野下观察样品的相测定，样品用量可少至几微克对于珍盖盖玻片，放置在热台上在显微镜下态变化主要由显微镜、热台、温度控贵药物、合成中间体或新药研发中的少观察，控制升温速率，记录样品开始熔制器和光源组成现代仪器通常配备数量样品，此方法具有明显优势此外，化和完全熔化的温度为确保准确性，字温度计和自动记录系统，提高了测定能够直接观察样品在熔化过程中的形态应使用熔点已知的标准品校准仪器，并精度和便捷性变化，提供更多信息控制适当的升温速率第七章旋光度测定旋光现象旋光度概念旋光现象是指某些化合物使偏振光的偏振面发生旋转的现象具有旋光度是指物质溶液在特定条件下（浓度、温度、光程、波长）使手性结构的化合物（如大多数天然药物）能使偏振光旋转一定角度，偏振光旋转的角度顺时针旋转为正值（右旋，+），逆时针旋转为这种特性称为旋光性旋转角度大小和方向因物质而异，是化合物负值（左旋，-）旋光度可用于药物鉴别、纯度检查和含量测定，的特征性质是手性药物分析的重要参数旋光仪的使用仪器构造1旋光仪主要由光源、偏振器、样品管、检偏器和读数装置组成光源通常使用钠灯（波长的线）偏振器产生平面偏振光，样品管

589.3nm D盛装被测样品，检偏器用于检测旋转角度，读数装置显示旋转角度值现代旋光仪多采用数字显示，提高读数精度操作步骤2首先调校仪器零点，确保空白读数为零将样品溶液装入样品管中，确保无气泡和杂质将样品管放入仪器，调节检偏器使视场亮度均匀，读取旋转角度为提高准确度，应重复测量次，取平均值作为最终结3-5果测定过程中应严格控制温度，通常规定为℃或℃2025比旋度的计算浓度g/100mL旋光度°比旋度是将旋光度标准化的参数，定义为在特定条件下（温度T、波长λ），浓度为1g/mL、光程为1dm的溶液或纯液体的旋光度计算公式为[α]Tλ=α/L×C，其中α为测得的旋光度（度），L为光程（dm），C为浓度（g/mL）比旋度是药物的特征常数，不受浓度和光程影响，便于不同条件下测量结果的比较药典中通常规定特定溶剂中的比旋度范围作为药物鉴别和纯度控制指标如右旋糖酐的比旋度为+195°至+201°（水溶液），维生素C的比旋度为+

20.5°至+

21.5°（水溶液）第八章紫外可见分光光度法-单色器光源分离特定波长2发射紫外和可见光1样品室放置待测样品35数据处理检测器计算吸光度值4测量透射光强度紫外可见分光光度法是基于物质对紫外光和可见光的选择性吸收进行定性和定量分析的方法该方法的理论基础是朗伯比尔定律在一定条件下，--吸光度与浓度和光程成正比通常测量波长范围为，覆盖远紫外、近紫外和可见光区域200-800nm分光光度计主要由光源（氘灯和钨灯）、单色器、样品室、检测器和数据处理系统组成现代仪器多采用双光束设计，同时测量样品和参比，消除光源波动影响计算机控制系统实现了快速扫描、数据处理和谱图分析等功能定性分析应用紫外-可见光谱在药物定性分析中具有重要应用不同结构的药物分子因其发色团和助色团的不同而表现出特征吸收波长和吸收强度共轭体系越大，最大吸收波长越长例如，单环芳香化合物在255nm左右有特征吸收，而多环芳香化合物则吸收波长更长药物定性分析中，通常比较样品与对照品在相同条件下的吸收光谱，若二者在相同溶剂中的光谱曲线形状和最大吸收波长一致，则可初步判断为同一物质此外，还可通过计算不同波长处的吸光度比值（比吸收度）进行辅助鉴别光谱解析可提供分子结构信息，对含有特定发色团的药物结构确证有重要价值定量分析应用标准曲线法1配制一系列已知浓度的标准溶液，测量其吸光度，绘制吸光度浓度标-准曲线然后测量样品溶液的吸光度，从标准曲线上查得或计算样品浓度这是最常用的定量方法，适用于大批量样品分析标准加入法2向等分的样品溶液中加入不同量的标准品，测量各溶液的吸光度，做吸光度加入量曲线，外推至零点求得样品含量此方法可消除基质干扰，-适用于成分复杂的样品分析双波长法3选择两个特定波长，测量样品在这两个波长处的吸光度差值进行定量此方法可消除背景干扰和溶剂浑浊等影响，提高分析准确度，适用于多组分复杂体系的分析第九章红外光谱法红外光谱原理仪器组成红外光谱法是基于分子吸收红外辐射引起振动和转动能级跃迁的红外光谱仪主要由光源、干涉仪、样品室、检测器和数据处理系分析方法当红外辐射的频率与分子振动频率相匹配时，辐射被统组成现代仪器多采用傅里叶变换红外光谱仪FTIR，通过干吸收，产生特征吸收峰不同的官能团和化学键在特定波数范围涉仪和傅里叶变换算法提高测量速度和信噪比内有特征吸收，形成分子的指纹图谱样品制备方法包括固体样品可采用压片法、液体样品可用液KBr红外光谱通常分为近红外、中红外膜法、气体样品使用气体池、表面分析可使用衰减全反射技12500-4000cm-14000-ATR400cm-1和远红外400-10cm-1药物分析中最常用的是中术等选择合适的制样方法对获得高质量谱图至关重要红外区，该区域包含大多数官能团的特征吸收谱图解析IR红外谱图解析是药物结构鉴定的重要手段解析时先观察功能团区4000-1300cm-1的特征吸收，如羟基在3600-3200cm-1有宽带吸收，羰基在1800-1650cm-1有强吸收等，确定分子中存在的主要官能团然后分析指纹区1300-600cm-1的吸收模式，该区域复杂但高度特异，可用于确认物质身份谱图解析需要考虑峰位置、强度、形状和数量等特征氢键作用会使羟基、氨基等的吸收向低波数移动并变宽共轭效应会使羰基吸收向低波数移动掌握这些规律有助于准确解析谱图，推断分子结构现代红外谱图解析通常结合谱库检索和计算机辅助解析系统，提高解析效率和准确性在药物分析中的应用IR定性应用定量应用红外光谱是药物鉴别的有力工具，药红外光谱也可用于药物定量分析，主典中规定了许多药物的红外光谱图及要采用特征峰吸光度或峰面积法选特征吸收波数通过比较样品与对照择干扰小、特征明显的吸收峰进行测品的红外光谱，可快速确认药物身份量，通过标准曲线或比值法计算含量特别是对于同分异构体、立体异构体傅里叶变换红外光谱仪提高了定量准等化学结构相似的化合物，红外光谱确度，扩展了应用范围显示出优异的区分能力特殊应用红外光谱在药物多晶型研究、包衣完整性检查、蛋白质结构分析等领域有特殊应用近红外光谱因其快速、无损和在线监测能力，在药物生产过程分析中日益重要微区红外技术和成像技术拓展了红外分析的微观应用第十章核磁共振波谱法原理1NMR核磁共振是基于原子核在磁场中能级分裂和共振吸收的现象具NMR有自旋量子数的原子核（如、、等）置于外磁场中时，会出1H13C31P现能级分裂当施加特定频率的射频脉冲使原子核发生共振，然后记录核自旋回到平衡状态的信号，经傅里叶变换得到谱图NMR仪器简介2仪器主要由超导磁体、射频发射和接收系统、样品探头、控制系统NMR及数据处理系统组成磁体强度通常以表示（如、MHz400MHz），强度越高分辨率越好现代仪器多采用超导磁体和600MHz NMR脉冲傅里叶变换技术，大大提高了测量灵敏度和效率谱图解析1H-NMR化学位移偶合常数化学位移δ是NMR谱图中最重要的参数，反映不同环境中氢原子的电偶合常数J反映相邻氢原子间的偶合作用，表示为峰间距离Hz偶合子屏蔽程度δ值以ppm表示，参考物通常为四甲基硅烷TMS不同常数与分子结构密切相关邻位氢的J约7-10Hz，顺式烯氢J约8-12Hz，类型氢的特征化学位移范围不同，如甲基氢δ

0.8-

1.0，芳香氢δ

6.5-反式烯氢J约12-18Hz偶合模式遵循n+1规则与n个等价氢偶合的氢

8.0，醛基氢δ

9.5-

10.0等电负性基团、不饱和键、环电流效应等会会裂分为n+1个峰偶合常数分析有助于确定分子的立体构型和结构连使δ值向低场移动接方式谱图解析13C-NMR13C-NMR是药物结构分析的重要工具，提供分子碳骨架信息与1H-NMR相比，13C-NMR的化学位移范围更广0-220ppm，峰重叠少，解析更直观但由于13C天然丰度低

1.1%，灵敏度较低，通常需要累加多次扫描提高信噪比现代13C-NMR多采用质子去耦技术，使每种碳原子只产生单峰，简化谱图DEPT极化转移的失真增强技术可区分CH

3、CH

2、CH和季碳，进一步辅助结构确证通过比较样品与标准谱图，结合化学位移数据库，可进行结构确认和杂质分析13C-NMR在药物多构型研究、合成路线验证和杂质分析中有重要应用第十一章质谱法离子化样品分子被电子轰击、化学电离或其他方式离子化，形成带电荷的分子离子和碎片离子加速带电粒子在电场作用下加速，获得一定动能分离离子根据质荷比m/z在电场或磁场中被分离检测检测器记录不同m/z值离子的相对丰度，形成质谱图质谱法是通过测量气相离子的质荷比来分析物质组成和结构的技术质谱法具有高灵敏度、高特异性和结构信息丰富等特点，是现代药物分析的重要手段常用的离子化方式包括电子轰击EI、化学电离CI、电喷雾ESI和基质辅助激光解吸电离MALDI等，适用于不同类型药物分析质谱图解析分子离子峰碎片离子分子离子峰M+对应于失去一个电子但不发生断裂的分子，其m/z值等碎片离子是分子离子断裂形成的带电碎片，其分布模式反映分子结构特于分子量，是确定化合物分子量的关键在EI质谱中，某些化合物的分征不同结构的分子具有特征的断裂方式，产生特定的碎片离子常见子离子峰不明显甚至缺失，此时可采用软电离技术如CI、ESI增强分的碎片化反应包括α-断裂、McLafferty重排、逐级失去小分子等碎子离子信号分子离子峰的同位素峰分布模式可提供分子中含有的元素片离子分析是结构确证的重要依据，通过碎片离子的质量差可推断失去信息的原子团质谱在药物分析中的应用结构鉴定杂质分析生物分析质谱法是药物结构鉴定的有力工具，通过分子质谱法在药物杂质分析中具有独特优势，可检质谱法广泛应用于药物代谢研究、生物样品药量和碎片信息可确认药物身份、研究分子结构测极微量杂质并提供结构信息液相色谱-质物浓度测定和蛋白质分析等领域代谢组学研特征和断裂规律高分辨质谱可测定精确分子谱联用LC-MS技术结合色谱分离和质谱鉴定究中，质谱可识别和定量复杂生物样品中的药量，推导分子式串联质谱MS/MS通过选能力，已成为药物杂质分析的主流方法特别物及其代谢产物临床药物监测中，LC-择性碎片化进一步增强结构分析能力，特别适在新药研发、稳定性研究中，质谱技术对杂质MS/MS技术因其高灵敏度和特异性成为测定用于复杂结构药物的鉴定谱分析和结构确认起关键作用体液中药物浓度的金标准第十二章色谱法概述色谱法原理色谱法分类色谱法是基于混合物中各组分在两相间分配系数不同而实现分离按流动相性质分类气相色谱GC、液相色谱LC和超临界流体的技术两相包括固定相静止不动和流动相连续流动样品组色谱按分离机理分类吸附色谱、分配色谱、离子交换色SFC分在两相间反复分配，根据与固定相亲和力的差异以不同速率迁谱、尺寸排阻色谱和亲和色谱等按操作方式分类柱色谱、平移，最终实现分离面色谱薄层色谱、纸色谱色谱分离的基本原理可用理论塔板理论或速率理论解释影响分不同色谱技术各有特点和适用范围气相色谱适用于挥发性化合离效果的主要因素包括固定相性质、流动相组成、温度、流速等物；液相色谱应用最广泛，几乎适用于所有可溶性化合物；薄层评价色谱分离效果的参数包括保留时间、保留因子、分离度和理色谱操作简便，适合快速筛选；超临界流体色谱则结合了气相和论塔板数等液相色谱的优点，适用于热敏性化合物分析薄层色谱制备板选择合适的吸附剂如硅胶、氧化铝和载体板，制备均匀的薄层色谱板，或使用商品化色谱板点样使用毛细管或微量注射器将样品溶液点于色谱板起点线上，保持点径小且样品量适中展开将色谱板放入盛有展开剂的色谱缸中，让展开剂沿板上升，分离各组分，直至达到预定高度显色与检测干燥色谱板后，使用紫外灯照射、化学试剂喷雾或碘蒸气熏等方法显色，观察并记录各组分斑点薄层色谱TLC是一种简便实用的平面色谱技术，广泛应用于药物鉴别、纯度检查和制备分离TLC的优点包括操作简单、分析速度快、成本低、可同时分析多个样品等在定性分析中，通常通过计算保留因子Rf值并与对照品比较进行鉴别柱色谱常压柱色谱快速柱色谱常压柱色谱是最基本的柱色谱形式，利用重力或低压驱动流动相流过填快速柱色谱通过增加压力加快流动相流速，提高分离效率中压液相色充有固定相的色谱柱，实现各组分分离操作包括选择合适的固定相和谱MPLC和快速柱色谱通常使用泵系统提供恒定流速，并配备检测器流动相、装柱、上样、洗脱和收集各组分此方法设备简单，成本低，实时监测流出物这类方法兼具常压柱色谱的简便性和高效液相色谱的但分离效率较低，主要用于制备分离和简单混合物的分析高效率，适用于中等复杂度样品的分析和制备第十三章高效液相色谱法原理泵系统进样系统检测系统HPLC高效液相色谱HPLC是在高压下使提供恒定高压可达400bar和稳定通常采用六通阀进样器或自动进样器，常用检测器包括紫外-可见检测器、流动相通过填充小粒径填料的色谱柱，流速的泵系统，常见有往复式泵和柱确保样品定量、重复性好地注入色谱荧光检测器、示差折光检测器、电化实现高效分离的技术HPLC利用样塞泵现代HPLC多采用双泵系统，系统，避免系统压力波动学检测器和质谱检测器等，根据样品品组分在固定相和流动相间的分配差可实现流动相梯度洗脱，提高分离复性质选择合适检测器异，实现复杂混合物的分离小粒径杂样品的能力填料提供了更大的接触面积和更短的传质路径，显著提高了分离效率分离模式HPLC正相色谱反相色谱正相色谱使用极性固定相如硅胶、氧化铝和非极性流动相如己反相色谱使用非极性固定相如、和极性流动相如水甲C18C8-烷、氯仿分离基于样品与固定相的极性相互作用，极性较强的醇、水乙腈混合物分离基于样品疏水性差异，疏水性强的组-组分保留更强，流出较晚正相色谱适用于分离极性差异明显的分与固定相作用更强，保留更久反相色谱是当前应用最广泛的化合物，特别是异构体分离HPLC模式，约占HPLC应用的80%正相色谱的优点是对结构相似但极性不同的化合物有良好分离能反相色谱的优点包括适用范围广、重现性好、平衡快速、兼容多力，且有机溶剂消耗少缺点包括重现性较差、平衡时间长、不种检测方式等通过调节流动相组成、pH、离子对试剂等参数，适合离子化合物分析等随着反相色谱的发展，正相色谱应用减可灵活调控分离选择性反相色谱特别适合分析极性化合物、生少，但在手性分离等特定领域仍有重要价值物分子和药物混合物，是药品质量控制的首选方法定量分析HPLC高效液相色谱定量分析主要基于峰面积或峰高与样品浓度的线性关系常用的定量方法包括外标法、内标法、标准加入法和面积归一化法外标法是最常用的方法，通过建立标准曲线（峰面积vs浓度）进行定量，操作简便但要求进样体积精确控制内标法通过加入已知量的结构相似但能与样品完全分离的内标物，利用样品与内标的峰面积比进行定量，可消除进样误差和色谱条件波动影响，准确度高标准加入法适用于复杂基质样品分析，可消除基质效应面积归一化法简单快捷，适用于系统适用性检查和相对纯度评价选择合适的定量方法应考虑样品性质、分析目的和要求的准确度第十四章气相色谱法进样系统色谱柱1将样品导入色谱柱分离混合物组分2数据系统检测器4记录和分析结果3检测流出组分气相色谱法GC是以气体为流动相，利用混合物组分在气相和固定相间分配系数差异实现分离的技术GC适用于分析挥发性和热稳定性好的化合物，或经衍生化后可气化的化合物GC具有分离效率高、灵敏度好、分析速度快等特点，广泛应用于药物分析中现代气相色谱仪主要由进样系统、色谱柱、柱温箱、检测器和数据处理系统组成进样系统常用分流/不分流进样器和顶空进样器色谱柱主要为毛细管柱，长度一般15-60m，内径

0.1-

0.5mm，涂有薄层固定相常用检测器包括氢火焰离子化检测器FID、电子捕获检测器ECD、热导检测器TCD等分离条件优化GC温度程序1温度是影响分离的关键因素温度程序通过根据样品组分挥发性差异GC设计升温曲线，提高分离效率和缩短分析时间典型的温度程序包括初始温度保持、线性升温和最终温度保持三部分对于沸点相近的组分，应使用较缓的升温速率；对于沸点差异大的混合物，可采用阶段升温程序温度程序优化需综合考虑分离效果、分析时间和柱子寿命载气选择2载气作为流动相，其类型和流速直接影响分离效率常用载气包括氦气、氢气和氮气氦气因安全性好、效率高被广泛使用；氢气提供最高效率但有安全隐患；氮气成本低但效率较低载气流速选择应考虑范德华图曲线，寻找最佳效率点现代多采用恒流模式，保证在温度程序中维GC持最佳线性流速，提高分离重现性定性定量分析GC保留时间面积归一化法保留时间是组分从进样到被检测器检出所需时间，是定性分析面积归一化法是定量分析的简便方法，基于假设所有组分都被GC GC的基本参数在特定色谱条件下，化合物具有特征保留时间，可检测并且有相似的响应因子计算每个组分峰面积占总峰面积的通过与标准品保留时间比较进行初步鉴别然而，保留时间受多百分比，直接作为含量百分比此方法不需要标准品，操作简便，种因素影响，单一保留时间的鉴别可靠性有限主要用于纯度检查和有关物质测定为提高定性可靠性，通常采用保留指数法，如Kovats指数，将未面积归一化法的局限性在于不同组分对检测器的响应因子可能差知物保留时间与正构烷烃系列标准品比较，计算相对保留指数异很大，导致结果不准确为提高准确度，可引入响应因子校正，保留指数不受色谱条件变化影响，具有更好的重现性和可比性通过测定各组分的相对响应因子并在计算中校正其他常用GC定现代联用技术结合保留时间和质谱信息，大大提高了定性量方法包括外标法、内标法等，与定量分析原理类似，根据GC-MS HPLC分析的准确性分析需求选择合适方法第十五章毛细管电泳原理毛细管高压电源CE毛细管电泳CE是基于带电分子通常使用内径25-100μm的熔融提供0-30kV的稳定高压，驱动在电场作用下迁移速率差异实现石英毛细管，内壁可涂覆不同材样品分离电压越高分离越快，分离的技术当施加高电压时，料调节电渗流毛细管具有高表但也增加焦耳热效应，需权衡效带电分子沿着充满缓冲液的毛细面积/体积比，有利于散热，允许率和热效应的影响管向相反电极迁移，迁移速率取使用高电压，提高分离效率决于分子的电荷与质量比电渗流EOF是CE中的重要现象，指缓冲液在电场作用下整体流动，它可加速或减缓样品迁移检测系统常用紫外-可见检测器，透过毛细管直接检测其他检测器包括荧光、电化学和质谱等，提供更高灵敏度或特异信息分离模式CE毛细管等电聚焦分离两性分子1毛细管凝胶电泳2分离大分子生物物质胶束电动色谱3分离中性和离子化合物区带电泳4基于电荷与质量比分离区带电泳CZE是最基本的CE模式，基于离子的电荷与质量比差异分离带电分子CZE简单易行，适用于各种离子化合物分析，如氨基酸、肽类和小分子离子药物胶束电动色谱MEKC通过向缓冲液中加入表面活性剂形成胶束，利用样品在水相和胶束间的分配差异分离中性和离子化合物毛细管凝胶电泳CGE在毛细管中填充凝胶，基于分子大小分离生物大分子，如蛋白质和核酸毛细管等电聚焦CIEF利用pH梯度使两性电解质在其等电点处聚焦，实现高分辨率分离毛细管电色谱CEC结合了CE和HPLC特点，同时利用电渗流和分配作用分离复杂样品不同CE模式各有特点，应根据样品性质选择合适模式在药物分析中的应用CE手性药物分析蛋白质药物分析在手性药物分析中具有独特优势，通过向缓冲液中加入手性选择剂特别适合分析蛋白质和多肽类药物，可提供高分辨率分离毛细管区CE CE（如环糊精、手性冠醚等）形成手性环境，分离光学异构体与HPLC带电泳可分析蛋白质的电荷变体，毛细管等电聚焦可确定蛋白质等电点，相比，手性分析具有试剂消耗少、方法开发快、分离效率高等优势毛细管凝胶电泳可分析蛋白质分子量和纯度相比传统凝胶电泳具有CE CE许多药典已收载CE手性分析法，用于对映体纯度检查和含量测定自动化程度高、分析速度快、定量准确等优势，广泛应用于生物药物质量控制第十六章热分析技术差示扫描量热法（）热重分析（）DSC TGA差示扫描量热法测量样品在温度程序控制下吸收或释放的热量，热重分析连续测量样品在温度程序控制下的质量变化，绘制质量绘制热流与温度的关系曲线可检测物质的相变过程，如熔与温度的关系曲线可检测涉及质量变化的过程，如水分蒸DSC TGA化、结晶、玻璃化转变和化学反应等，表现为曲线上的峰或台阶发、分解、氧化和挥发性成分释放等，表现为曲线上的阶梯状下DSC是研究药物热力学性质的重要工具降在药物分析中的主要应用包括多晶型研究不同晶型具在药物分析中的主要应用包括水合物研究确定药物分DSC——TGA——有不同熔点和熔化热；纯度测定通过熔点降低计算杂质含量；子中结晶水数量和结合方式；热稳定性研究确定药物开始分————相容性研究考察药物与辅料混合后的热行为变化；热稳定性解的温度和分解过程；水分和挥发性成分测定测量失重百分————评价确定药物的分解温度和稳定性具有样品用量少、比计算含量常与结合使用，提供更全面的热分析信息，——DSC TGADSC操作简便、信息量大等优点辅助药物处方开发和稳定性评价第十七章元素分析技术原子吸收光谱法1原子吸收光谱法AAS是基于基态原子对特定波长光的选择性吸收进行定量分析的方法样品经雾化进入火焰或石墨炉中原子化，测量特征辐射被吸收的程度确定元素含量AAS具有特异性高、灵敏度好、干扰少等优点，广泛用于药物中痕量元素和重金属分析AAS技术包括火焰原子吸收FAAS和石墨炉原子吸收GFAASFAAS操作简便，重现性好，适合常量元素分析；GFAAS灵敏度高，检出限可达ng/L级，适合超微量元素分析AAS可分析70多种元素，特别适用于药典规定的重金属限量检查电感耦合等离子体质谱法2电感耦合等离子体质谱法ICP-MS结合等离子体离子源和质谱检测器，是目前最灵敏的元素分析技术样品在高温等离子体中原子化和电离，生成的离子经质谱仪分离和检测ICP-MS具有超高灵敏度检出限可达pg/L级、宽线性范围和多元素同时分析能力ICP-MS在药物分析中主要用于超微量元素分析、痕量杂质检测和元素指纹图谱研究特别适用于毒性元素（如砷、汞、铅、镉等）的严格控制和生物样品中药物相关元素的测定随着药品质量要求提高，ICP-MS在药物分析中的应用日益广泛第十八章生物分析技术免疫分析法基于抗原抗体特异性结合反应，包括酶联免疫吸附试验、放射免疫分析、化学发光免疫分析等这些方-ELISA RIACLIA法具有高特异性和灵敏度，适用于蛋白质药物、激素和生物标志物的检测免疫分析在生物药物质量控制和临床药物监测中发挥重要作用生物传感器结合生物识别元件和信号转换器，实现对分析物的特异性检测常见的生物识别元件包括酶、抗体、核酸和细胞等；信号转换方式包括电化学、光学、压电和热敏等生物传感器具有快速、便捷、特异性强等优点，在药物残留检测、临床诊断和药物筛选中应用广泛随着纳米技术和微流控技术的发展，生物传感器朝着微型化、多功能和高通量方向发展第十九章药物稳定性研究常温常湿试验在正常贮存条件下通常25℃±2℃，相对湿度60%±5%长期考察药物稳定性，是最基本的稳定性试验，但周期长通常2-3年加速试验在高于正常贮存条件的应力条件下通常40℃±2℃，相对湿度75%±5%进行的稳定性试验，用于评估药物短期暴露于极端条件的影响和预测常温稳定性苛刻试验在更极端条件下如高温、强光照、高湿、极端pH等进行的试验，用于确定药物潜在降解产物、降解途径和检测方法的稳定性指示性光稳定性试验考察药物在光照条件下的稳定性，评估光保护包装的必要性和有效性，常按ICH Q1B指南进行药物稳定性研究是确定药物保质期、贮存条件和包装要求的科学依据通过系统的稳定性试验，可了解药物在各种环境因素温度、湿度、光照等影响下的质量变化，为药物研发和质量控制提供关键信息第二十章药物分析方法验证线性范围特异性在一定浓度范围内，分析结果与样品浓度成正方法能在存在其他成分的情况下准确测定目标比关系的区间通过测定不同浓度样品，绘制分析物的能力，考察方法是否受杂质、降解产标准曲线，计算相关系数和回归方程评价线性12物、辅料等干扰稳健性准确度方法对小的有意变化的适应能力，评估方法测定结果与真实值的接近程度，通常通过回63在实际应用中的可靠性，如温度、pH、流动收率试验评价准确度受系统误差影响，良相组成等参数变化的影响好的准确度是方法可靠性的保证检测限和定量限精密度54检测限是能可靠检测但不一定能定量的最低浓在规定条件下重复测定同一样品所得结果的一度，定量限是能以可接受准确度和精密度定量致性程度，包括重复性、中间精密度和重现性，的最低浓度用相对标准偏差RSD表示药物分析新技术与发展趋势联用技术微流控技术多种分析技术联用提供互补信息，如微流控芯片技术将分析系统微型化、LC-MS、GC-MS、LC-NMR等，集成化，实现样品处理、分离和检测极大提高了分析的特异性和信息量在单一芯片上完成微流控技术具有特别是LC-MS/MS技术成为药物分样品消耗少、分析速度快、自动化程析的主流技术，广泛应用于复杂样品度高等优点，被称为实验室芯片分析、结构确证和代谢研究联用技在药物筛选、单细胞分析和即时检测术的发展趋势是向更高灵敏度、更高POCT领域展现出巨大潜力分辨率和多维分析方向发展绿色分析技术遵循绿色化学原则的分析方法，如无溶剂少溶剂分析、室温离子液体应用、固相/微萃取等，减少有毒有害试剂使用和废弃物产生绿色分析技术符合可持续发展理念，代表药物分析的重要发展方向总结与展望课程回顾1本课程系统介绍了药物分析的基本原理、主要技术方法和应用实践从经典化学分析方法到现代仪器分析技术，从药物鉴别、杂质检查到含量测定，构建了完整的药物分析理论体系和技术平台掌握这些知识和技能，为药学专业学生从事药物研发、生产和质量控制工作奠定了坚实基础学科前景2随着新药研发速度加快、药品质量要求提高和监管法规日益严格，药物分析面临更多挑战和机遇新型分析技术不断涌现，如高分辨质谱、二维色谱、微流控芯片等，极大拓展了药物分析的能力边界人工智能、大数据等技术与分析科学的结合，将为药物分析带来革命性变化未来发展方向3药物分析未来发展趋势包括分析方法智能化、自动化和高通量化；分析技术微型化、便携化和即时检测化；分析理念绿色化、个性化和全生命周期化药物分析将更加注重与临床的结合，关注药效学和药代动力学分析，支持精准医疗的实现。