第四讲 紫外可见分光光度法在药物分析中的应用

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1 第四讲 紫外可见分光光度法在药物分析中的应用
化学专业选修课 第四讲　紫外可见分光光度法在药物分析中的应用 湖南大学化学化工学院 药物分析教研室

2 内容提要 UV法的优缺点 UV-Vis分光光度法的结构及性能 UV法在药物分析中的应用实例 UV法的注意事项

3 紫外可见分光光度法的优缺点 优点 仪器价格便宜 测定快速、简便 缺点 抗干扰能力弱，不能测量复杂物质
没有紫外－可见吸收的物质无法用此法测定，如：氨基糖苷类 定量只能在一定的范围，相对于HPLC等仪器来说，测定所需的量较大

4 紫外可见分光光度的结构与性能 紫外可见分光光度计的结构与性能决定了其用途。 了解仪器的结构才能更好地维护和使用

5 紫外-可见分光光度计结构　 主要部件：光源（氘灯、钨灯）、光栅、检测器

6 紫外分光光度计常见类型 1.单光束 　　只有一束光通过检测池。一个检测器。要求光源和检测器具有很高的稳定性。适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫描（现在有部分仪器通过软件设置可作扫描。）。简单，价廉。 2.双光束 有两束光分别通过两个检测池。可有一个检测器或两个检测器。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响。可进行快速全波段扫描。仪器复杂，价格较高。

7 单光束的基本结构 （只一束单色光、一只比色皿、一只光电转换器） 优点：结构简单、价格便宜 缺点：光度准确度差、分析误差大，属低挡仪器。
　　（只一束单色光、一只比色皿、一只光电转换器） 优点：结构简单、价格便宜 缺点：光度准确度差、分析误差大，属低挡仪器。 常见的仪器型号：国产上海精科72系列、75系列产品等；北分瑞利UV9600、上海美谱达UV1800。

8 双光束双检测器的基本结构 （两束光、两只比色皿、两只光电转换器） 优点：可消除光源不稳带来的误差、准确度好、精密度高。
双光束双检测器的基本结构　 （两束光、两只比色皿、两只光电转换器） 优点：可消除光源不稳带来的误差、准确度好、精密度高。 缺点： 结构复杂、价格较贵、要求两个检测器一致性好、信噪比不如单光束(因一束光被分为了两束光，光强度减弱了) 常见的仪器型号：进口紫外分光光度计一般均为双光束。如：岛津UV1800、日本分光V530；国产：上海奥谱勒UV1902、莱伯泰科UV2100 等。

9 双光束单检测器的基本结构 （两束光、两只比色皿、一只光电转换器） 优点：可消除光源不稳带来的误差、准确度好、精密度高。
双光束单检测器的基本结构　 （两束光、两只比色皿、一只光电转换器） 优点：可消除光源不稳带来的误差、准确度好、精密度高。 缺点：结构复杂、 价格较高，信噪比不如单光束 如美国的Lambda900、Lambda9、Cary6000、Cary500、Cary5 型 日本的UV-2450、UV-3101、U-3400 型 我国的T U-1901、TU-1900、UV-2100、UV-763 型 。

10 不同类型紫外分光光度计光路示意图

11 单光束光路（Czerny-Turner式光路）
光栅 单光束光路（Czerny-Turner式光路） C-T式光路是当今流行的光路设计。

12 光栅 单光束光路（littrow式光路） 　　　这种光路属老式光路，上世纪80年代流行的光路。在紫外分光光度计中基本上属于淘汰型的光路。优点是结构紧凑，缺点是光线聚焦会存在一定的偏差。目前只有极少数仪器使用这一光路．

13 这款仪器为岛津紫外分光光度计中的高档产品。有两个光栅。经两次分光后，光线的单色性非常高。杂散光降低到极低值。仪器造价高。
　　这款仪器为岛津紫外分光光度计中的高档产品。有两个光栅。经两次分光后，光线的单色性非常高。杂散光降低到极低值。仪器造价高。 光栅1 光栅2 岛津UV2550光路

14 目前紫外分光光度计上使用的光栅一般为凹面闪耀光栅，看上去像一块普通的反光镜，但其加工难度大，价值高。是分光计是最核心的光学部件！
光栅实物 　　目前紫外分光光度计上使用的光栅一般为凹面闪耀光栅，看上去像一块普通的反光镜，但其加工难度大，价值高。是分光计是最核心的光学部件！

15 光栅 光栅是用来分光的。也就是把一束复合光中某一波长的光集中起来，使之成为“纯的”单波长光。 目前所用的光栅通常为闪耀光栅。其光能损失小。
紫外分光光度计上的光栅一般是1200、1800条刻痕/mm。每mm长度上刻痕越多，分辨率越高，仪器越高档。当然，分辨率也与狭缝宽度相关。 此外，在原子吸收分光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）上也用到光栅，其光栅要求更高，通常是3600条、4200条刻痕/mm。

16 光栅的保养 光栅怕灰尘：灰尘的沾污可严重影响刻痕，从而影响分辨率。 如果光栅上沾了灰尘，千万不能用手摸或用其它材料擦拭，一擦就坏！
有机溶剂、湿气对光栅也有一定的影响。 光栅置强光下，也会产生老化现象（光栅是镀铝的）。因此实验过程中要注意不要长时间让强光照射光栅。

17 单光束紫外分光光度计的辨别 单光束紫外仪一般有一个拉杆。检测参比池和样品池时，通过拉杆推到合适位置。 样品室只有一个光的通道。

18 双光束紫外分光光度计的辨别 双光束紫外仪没有拉杆。　 样品室有两个光的通道。 有两个光的通道

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22 双光束紫外分光光度计如何实现光的分束？ 半反半透镜：一种方法是通过半反半透镜来分束：在一个透镜上镀反光物质（一般是铝），使一半面积反光，一半面积透光。 斩光器：另一种方法是通过斩光器来分束：即一个扇形反光镜通过马达带动，以均匀速度转动。光线遇到扇形镜时，光线被反射；光线没遇到扇形束时，光射直射通过。

23 半反半透镜 　　以透射镜制成。一般是石英材质。一半镀铝，使之反射；一半不镀，使之透射。加工难度较大。

24 斩光器 反射镜

25 杂散光 杂散光亦是决定仪器档次的重要因素。 低档仪器 杂散光 < 0.5% 中档仪器 杂散光 0.02~0.05%
杂散光　 杂散光少 单色性好 定量的线性好 杂散光亦是决定仪器档次的重要因素。 低档仪器　 　杂散光　< 0.5%　　 中档仪器　　 杂散光　0.02~0.05% 高档仪器 杂散光　< 0.001%

26 杂散光检验步骤 （1）用浓度为10g/L的NaI水溶液，1cm石英吸收池，蒸馏水作参比，于220nm波长处测量溶液的透光率。
（2）用浓度为50g/LNaNO2水溶液，1cm石英吸收池，蒸馏水作参比，于340nm波长处测量溶液的透光率。其透光率应符合下表中的规定（注意：检查杂散光应在校正波长以后进行）。

27 220nm处的杂散光测试： 　10g/L的NaI 水溶液：特性为：0-258nm 处不透光，而从258nm开始，透光率可立即达到90%以上，并且上升坡度很陡。可检测220nm的杂散光（此处NaI溶液本应不透光，如果有透过的，测为杂散光）。　 340nm 处的杂散光测试： 　　采用50g/L 的NaNO2 水溶液：特性为：0-385nm 处不透光，而从385nm 处开始，透光率可达90%以上，并且上升坡度很陡。可检测340nm的杂散光（此处NaNO2溶液本应不透光，如果有透过的，测为杂散光）。　

28 用NaNO2检测杂散光图谱

29 产生杂散光的原因     ① 灰尘沾污光学元件( 如：光栅、棱镜、透镜、反射镜、滤光片等)。     ② 光学元件被损伤, 或光学元件产生的其他缺陷( 如：光栅、透镜、反射镜、棱镜材料中的气泡等)。     ③ 准直系统内部或有关隔板边缘的反射。     ④ 光学系统屏蔽不好。     ⑤ 热辐射或荧光引起的二次电子发射。     ⑥ 狭缝的缺陷。     ⑦ 光束孔径不匹配。     ⑧ 光学系统的像差。     ⑨ 单色器内壁黑化处理不当。

30 吸收池 吸收池可分为石英和玻璃两种村质。二者的区别如下： 石英 玻璃 材质 纯二氧化硅 二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙的混合物 硬度 硬度相对较大
吸收池　 吸收池可分为石英和玻璃两种村质。二者的区别如下： 石英 玻璃 材质 纯二氧化硅 二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙的混合物 硬度 硬度相对较大 硬度比石英小 对光的透过 可透过紫外线、红外线 　　只能透可见光。 耐温 耐高温、膨胀系数低 　　一般不耐高温。 价格 　　　较高。 　　　较低。

31 吸收池的配对 如果参比池和样品池的空池的吸光度不一样，将会对结果产生影响。 出厂前一般厂家对吸收池进行了配对。
吸收池的配对　 如果参比池和样品池的空池的吸光度不一样，将会对结果产生影响。 出厂前一般厂家对吸收池进行了配对。 一般两个池的透光率相差不到1%认为合格。 实验过程中要注意配对使用，不要乱搭配。

32 选购紫外可见分光光度计的主要指标 单光束还是双光束或比例双光束？价格及性格：双光束 > 比例双光束 > 单光束
杂散光：杂散光越小，仪器档次越高。但没必要盲目追求超低杂散光。一般达到杂散光<0.02%已经是非常好的仪器了。 软件功能：目前仪器常备的四大功能：单点测量、多点测量、光谱扫描、动力学。再加上数据平滑、导数光谱、光谱叠加等功能。 附件：动力学装置、固体紫外附件等

33 UV法在药物分析中的应用 UV法在药物分析中的应用主要包括定性和定量分析两类。 定性分析：药物鉴别、杂质检查
定量分析：测定原料药、制剂的含量

34 UV法用于药物的鉴别 　　　　亚叶酸钙的UV鉴别：在282nm处有最大吸收，在241nm处有最小吸收。

35 UV法用于药物的鉴别 UV法用于苄达赖氨酸的鉴别： 307nm处有最大吸收，272nm处有最小吸收。

36 UV法用于药物的鉴别 异维A酸的鉴别：在354nm处有最大吸收

37 UV法用于杂质的检查 紫外法检测地塞米松磷酸钠中的磷

38 UV法测定药物的含量 测定原料药：对于一些不适合用滴定法，而用紫外法基本无干扰的可用此法测定含量。
测定制剂：制剂大多数用HPLC法检测。用UV法的仅少数。

39 测定原料药示例－－对乙酰氨基酚

40 UV法测定对乙酰氨基酚片的含量

41 UV法测定盐酸异丙肾上腺素气雾剂的含量　

42 建立UV法测定药物含量的方法 原料药：加合适溶剂直接测定 考虑药物的剂型：考虑适当的前处理 UV法测定的步骤： 确定合适的取样量
标准曲线的吸光度应在0.2~0.8 尽可能少的操作步骤 合适的取样量、合适的稀释倍数

43 UV法建立示例 已知某药物（代号：LD）有紫外吸收，规格为50mg/片，质量标准要求达到标示量的95-105%。片重约120mg。拟用UV法测定其片剂的含量。片剂中的物质对测定基本无干扰。药物可溶于水、乙醇、甲醇，其中在甲醇中的溶解度最好。 建立步骤： 1 测定LD的紫外可见光谱。得最大吸收波长为232nm,次最大波长为278nm。 2 波长及溶剂的选择：如拟以甲醇或乙醇来提取药物，其波长应选择较大的来避免干扰。特别是如果232与276nm处吸光度相差不大的情况下。如果相差较大，则选择最大吸收波长。本例假设选择232nm。

44 3 标准曲线的建立：先以一定浓度的对照品进行预试。假如配制30ug/ml的对照品，测得吸光度为1. 2。据此推测，吸光度为0
3 标准曲线的建立：先以一定浓度的对照品进行预试。假如配制30ug/ml的对照品，测得吸光度为1.2。据此推测，吸光度为0.2时，浓度可能为5ug/ml左右，吸光度为0.8时，浓度可能为20ug/ml左右。据此基本确定标准曲线范围。假设最终测得标准曲线的浓度及吸光度如下： 浓度(µg/ml) A 4.04 0.162 8.08 0.328 12.12 0.469 16.16 0.636 20.20 0.787 经计算，标准曲线方程为 A＝ c 相关系数 r=0.9997

45 4.确定取样量范围：取样后，测试的样品浓度必须在标准曲线范围内，最好是处于中间段。如本例中，浓度应控制在12ug/ml左右。
5 此片剂含药量为 50mg/片，如需使供试品浓度约为12ug/ml,可按如下步骤称取：取片剂5片，精密称重，测得重量为612mg。碾碎，称取约50mg。置锥形瓶中，加甲醇约65ml，超声提取约5min。过滤，滤液收集于100ml容量瓶中，取适量甲醇洗涤滤器，最后定容。取上述溶液3ml，置50ml容量瓶中，定容，即为供试液。 （此片剂平均片重为122.4mg,取50mg，相当于药物50mg*5*50/612=20.42mg。采用100ml容量瓶定容，获得大约为204.2ug/ml浓度的溶液。再稀释后，浓度大约为204.2*3/50=12.25 ug/ml）

46 6 含量测定：取上述供试品，测得吸光度为0.471。 　　求：测得上述片剂的含量为标示量的多少？

47 谢　谢