中药制剂分析-第五章-中药制剂定量分析技术医学.ppt

第五章 中药制剂定量分析第一节 化学分析法第二节 仪器分析法第三节 其它分析法第一节 化学分析法一、重量分析法二、滴定分析法一、重量分析法重量分析法是采用适当的方法使待测组分从样品中分离出来，并转化为称量形式，根据称量形式的重量感，计算待测组分含量的方法。重量分析法可分为挥发法，萃取法和沉淀法。1.挥发法挥发法 又叫气化或干燥法，可测定具有挥发性或能定量转化为挥发性物质的组分含量，如中国药典规定药物纯度检查项目中水分测定(烘干法)，灰分的测定，浸出物的测定，炙灼残渣的测定，干燥失重的测定都是挥发法。2.萃取法萃取法 又称提取法或抽取法，是根据被测组分在互不相溶的两相中溶解度的不同，达到分离的目的。如2005版中国药典收载的地奥心血康胶囊中甾体总皂苷的含量测定、昆明山海棠片中总生物碱的含量测定、猪胆汁中的猪胆汁酸的含量、姜流浸膏中醚溶性物质的重量测定均采用萃取法。3.沉淀法沉淀法 是将被测组分定量转化为难溶化合物，以沉淀的形式从溶液中分离出来，经过滤过，洗涤。干燥后，转化为称量形式，称取重量，测定其含量的方法，适用于制剂中纯度较高的成分，如2005版中国药典中西瓜霜润喉片中西瓜霜的含量测定。二、滴定分析法滴定分析法是将已知准确浓度的试剂溶液，滴加到待测组分浓度和消耗的体积，计算待测组分含量的方法.滴定分析法对化学反应的要求：反应要定量进行，一般要达到99.9；反应要迅速，在滴定过程瞬间既可完成；有简便可靠的方法判定化学计量点，即有适宜的指示剂可供选用；不能有干扰杂质存在.滴定分析法分为酸碱滴定法，沉淀滴定法，配位滴定法和氧化还原滴定法等。多数滴定分析在水溶中进行，当被测物质因在水中溶解度小或其他原因不能以水为溶剂时，也采用非水溶剂为滴定介质。二、滴定分析法1.酸碱滴定法酸碱滴定法 又叫中和滴定，适用于测定中药制剂中所含的生物碱、有机酸类组分的含量。对于KC108的酸、碱组分，可在水溶液中直接确定。如200版中国药典收载的止喘灵注射液、北豆根片、颠茄酊中生物碱的含量测定。而对于KC108的弱有机酸、生物碱或水中溶解度很小的酸，碱，只能采用间接滴定或非水滴定法测定。如环维黄杨星D中总生物碱的含量测定为非水滴定法。2.沉淀滴定法沉淀滴定法 分为银量法、四苯硼钠法和亚铁氰化钾等，是以沉淀反应为基础的滴定方法.实质就是离子和离子形成难溶性的盐.在中药制剂分析中主要用于测定生物碱、生物碱的氢卤酸盐及含卤素的其他有机成分的含量。最常用的是银量法，3.氧化还原滴定法氧化还原滴定法 适用于测定具有氧化还原性的物质，如含酚类、糖类及含Fe、As等成分的中药制剂。可分为碘量法，高锰酸钾法和亚硝酸钠法等.如200版中国药典收载的牛黄解毒片、小儿惊风散中雄黄的含量测定，采用的是碘量法。4.配位滴定法配位滴定法 是以配位反应为基础的一种滴定方法.包括EDTA法和硫氰酸铵法等，在中药制剂分析中，用以测定鞣质、生物碱及含Ca2+、Fe3+、Hg2+等矿物类制剂的含量。如200版中国药典收载的如万氏牛黄清心丸、小儿金丹片、冰硼散中朱砂的含量测定。二、滴定分析法（三）应用实例（三）应用实例1.西瓜霜润喉片中西瓜霜的含量测定西瓜霜润喉片中西瓜霜的含量测定取本品60片，精密称定，研细，混匀，取约18g，精密称定，加水150ml，振摇10分钟，离心，滤过，沉淀物用水50ml分三次洗涤、离心、滤过，合并滤液，加盐酸1ml，煮沸，不断搅拌，并缓缓加入热氯化钡试液使沉淀完全，置水浴上加热30分钟，静置1小时，用无灰滤纸或已称定重量的古氏坩埚滤过，沉淀用水分次洗涤，至洗液不再显氯化物的反应，干燥，并炽灼至恒重，精密称定，与0.6086相乘，计算，即得。本品每片含西瓜霜以硫酸钠(Na2SO4)计，小片应为11.513.5mg，大片应为23.027.0mg.二、滴定分析法2.九一散九一散取本品约2g，精密称定，加稀硝酸25ml，待红粉溶解后，滤过，滤渣用水约80ml，分次洗涤，合并洗液与滤液，加硫酸铁铵指示液2ml，用硫氰铵滴定液(0.1mol/L)，滴定，每1ml硫氰酸铵滴定液(0.1mol/L)相当于10.83mg的氧化汞(HgO)。本品每含红粉以氧化汞计，应为90110mg。3.昆明山海棠片的含量测定昆明山海棠片的含量测定取本品60片，除去糖衣，精密称定，研细，取约相当于25片的量，精密称定，置200ml锥瓶中，加适量硅藻士(每1g中加入硅藻士0.2g)，混匀，加乙醇70ml加热回流40分钟，放冷，过滤，滤渣加乙醇50ml。加热回流30分钟，放冷滤过，合并滤液，置水浴上蒸干，残渣加盐酸溶液(1100)30ml置水浴上搅拌使溶解，放冷，滤过，残渣加盐酸溶液(1200)同法提取3次(50ml，15ml，15ml)，合并滤液于分液漏斗中，加氨试液使溶液呈碱性，用乙醚振摇提取4次(40ml，30ml，25ml，20ml)，合并乙醚液用水振摇洗涤2次，每次10ml，乙醚液滤过，滤液置已100在干燥恒重的蒸发皿中，在低温水浴上蒸去乙醚，残渣里加少许无水乙醇，蒸干在，在100干燥至恒重，称定重量，计算，即得。本品每片含总生物碱不得少于1.0mg。第二节 仪器分析法一、HPLC二、GC三、TLCS四、毛细管电泳法五、UVVIR六、AAS一、HPLC（一）基本原理（一）基本原理1.塔板理论塔板理论 用于计算理论塔板数及理论塔板高度，衡量色谱柱的柱效。在系统适用性试验中，其理论塔板数不得低于各品种项下规定的最小理论塔板数。n5.54()2 HL/n2.速率理论速率理论 液相色谱与气相色谱的速率理论方程式的主要差别表现在纵向扩散项(B/u)和传质阻抗项(C)上。在HPLC中流动相为液体。粘度大柱温低，扩散系数Dm、很小，因此纵向扩散项B/M可忽略不计，其速率方程式为：HACMCCmCsmCs式中Cm、Csm、Cs分别是组分在流动相、静态流动相和固定相中的传质阻抗系数。对于化学键合相色谱，“固定液”是被键合在载体表面的单分子层，Cs0，则CCmCsm。在HPLC中，当流动相的线速度大于lcm/s时，可近似认为流动相的流速与板高成直线关系，为兼顾柱效与分析速度，一般都采用较低流速。内径24.6mm的色谱柱，多采用1ml/min。一、HPLC（二）（二）HPLC实验条件的选择实验条件的选择1.色谱柱的选择色谱柱的选择 色谱柱由柱管和固定相组成，按其用途分为分析型和制备型。高效液相色谱柱的填充常采用匀浆高压(600l000kg/cm2)装柱，适用于粒径20m以下的硅胶、堆积硅珠、化学键合相等填料(固定相)的装柱。色谱柱填充的技术性很强，目前大部分实验室都使用已填充好的商品柱。色谱柱的选择虽无明确规律可循，但大多数药物可用C18反相(ODS)柱加以分离测定。在建立HPLC分离方法时可先试用反相柱，不行再改用正相分配色谱柱(氨基柱、氰基柱)或硅胶吸附色谱校等。对于解离药物可用离子对色谱、离子抑制色谱或离子交换色谱分离测定；对于脂溶性的药物异构体的分离测定可采用硅胶吸附色谱柱。具体选择时应考虑被分离物质的化学结构、极性和溶解度等因素。2.流动相的选择流动相的选择 在液相色谱中，可供选择的流动相的范围较宽，且还可组成多元溶剂系统与不同配比；在固定相一定时，流动相的种类、配比、pH值及添加剂等能显著影响分离效果，因此HPLC中流动相的选择至关重要。一、HPLC反相键合相色谱的流动相常选用下述三种；部分含水溶剂：以水为基础溶剂，再加入一定量可与水互溶的有机极性调节剂(如甲醇、乙脂、四氢呋喃)，有机极性调节剂的性质及其与水的比例对保留值和分离选择性有影响。适用于分离中等极性、弱极性药物，常用甲醇水、乙水系统。非水溶剂：用于分离疏水性物质，尤其在柱填料表面键合的十八烷基硅量较大时，固定相对疏水化合物有异常的保留能力，需用有机溶剂，可在乙脂或中加入二氯甲烷或四氢映哺(称非水反相色谱)。缓冲溶液：适用于可溶于水并具可解离特性的化合物，如蛋白质、肽及弱酸、弱碱类化合物。缓冲液及其pH不同会影响组分的保留值，常用的缓冲液有三乙胺磷酸盐、磷酸盐、醋酸盐溶液，选用的pH应使溶质尽可能成为非解离形式，使固定相有较大保留能力(反相离子抑制色谱)。一、HPLC正相键合相色谱的流动相通常采用饱和烷烃(如正己烷)中加入一种极性较大的溶剂为极性调节剂(如异丙醚)，通过调节极性调节剂的浓度来改变溶剂强度，常采用二元以上的混合溶剂系统，并可以薄层色谱(TLC)为先导来探索合适的流动相。反相离子对色谱的流动相为极性较强的水系统混合溶剂，最常用的是甲醇水、乙脂水中加入0.0030.01mol/L的离子对试剂，调节有机溶剂的比例使组分A值在适宜范围c离子对试剂的性质和浓度、流动相的pH值及流动相中有机溶剂的性质和比例都会影响组分的保留值和分离的选择性。3.洗脱方式洗脱方式 HPLC按其洗脱方式分为等度洗脱与梯度洗脱。等度洗脱是在同一分析周期内流动相的组成保持恒定，使所有组分的k值都处于这个范围内，适用于组分数较少、性质差别不大的样品。梯度洗脱是在一个分析周期内程序控制流动相的组成(如溶剂极性、离子强度和pH值等)，适用于分析组分数多、性质相差较大的复杂混合物样品，从而使所有组分都在适宜条件下获得分离。一、HPLC4.检测器检测器(1)紫外检测器紫外检测器(UV或或UVD)：紫外检测器是HPLC应用最普遍的检测器，灵敏度较高，呢噪音低，最低检出量可达l071012g，线性范围宽，对流速和温度波动不灵敏，可用于梯度洗脱，但只能用于检测有紫外吸收的物质，且流动相的选择有一定限制，流动相的截止波长必须小于检测波长。目前应用的紫外检测器主要有可变波长型检测器和二极管阵列检测器。二极管阵列检测器是一种光学多通道检测器，一般一个二极管对应接收光谱上一个纳米增带宽的单色光。用二极管阵列装置能对色谱峰用不同波长进行紫外扫描，获得吸收度波长时间三维光谱色谱图，同时得到定性、定量信息，在体内药物分析和中药成分分析中都有广泛应用。一、HPLC(2)荧光检测器荧光检测器(FD)：荧光检测器灵敏度比紫外检测器高，但只适用于能产生荧光或其衍生物能发荧光的物质，主要用于氨基酸、多环芳烃、维生素、甾体化合物及酶等，检测限可达11010g/ml由于荧光检测器的高灵敏度和选择性，是体内药物分析常用的检测器之一。(3)蒸发光散射检测器蒸发光散射检测器(ELSD)：蒸发光散射检测器是一种通用型检测器，理论上这种检测器可用于挥发性低于流动相的任何样品组分，主要用于检测糖类、高分子化合物、高级脂肪酸、磷脂、维生素、氨基酸、甘油三酯及甾体等几十类化合物。但对有紫外线吸收的样品组分检测灵敏度比UVD低，且只适用于流动相能挥发的色谱洗脱，不能用含缓冲盐的流动相(因为盐不挥发。形成高本底而影响检测)。如需用抑制色谱，只能选择挥发性的抑制剂如氨水、醋酸等。一、HPLC(4)电化学检测器电化学检测器(ECD)：电化学检测器包括极谱、库仑、安培和电导检测器。电导检测器主要用于离子色谱，前三种统称伏安检测器，用于能氧化、还原的有机物质的检测。其中，安培检测器的应用最广泛，对有机还原性物质的检测限可达11012g/ml，灵敏度很高，尤其适用于痕量组分的分析，但不能检测不能氧化、还原的物质。(5)示差折光检测器示差折光检测器(RID)：示差折光检测器是一种通用型检测器，利用组分与流动相折射率之差进行检测。该检测器对多数物质的灵敏度低(约l0g/ml)，通常不能用于痕量分析，但其稳定性好，操作方便。对少数物质检测灵敏度较高，尤其适合于糖类的检测，检测限可达108g/ml。这类检测器的缺点是灵敏度低，受环境温度、流动相组成等波动的影响大，不适合梯度洗脱。一、HPLC5.HPLC前处理前处理(1)流动相的处理流动相的处理溶剂的纯化：溶剂的纯化：选择专供色谱分析用的“色谱纯”溶剂，分析纯或优级纯溶剂在很多情况下也可满足色谱分析的要求。出于不同的色谱柱和检测方法对溶剂的要求不向，有时需进行除去紫外杂质、脱水、重蒸等纯化操作。水一般采用石英系统二次蒸馏水。流动相脱气：流动相脱气：由于空气和溶剂进入色谱柱高压系统形成气泡会干扰检测器通路的折射面，空气中的氧会与色谱柱填料和流动相发生反应；HPLC所用的流动相必须预先除去其中的空气，习称脱气，一般在临用前对流动相进行脱气，常用的脱气法有超声波振荡服气、惰性气体(He)鼓泡吹扫脱气、抽真空和加热脱气法。超声脱气法是将盛有流动相的容器置于超声水浴中，超声振荡约15分钟。超声脱气法比较简便，基本上能满足日常分析的要求，是目前用得最多的脱气方法。一、HPLC过滤：过滤：过滤是为了防止不溶物堵塞流路和色谱柱入口处的微孔垫片，因此应预先除去流动相中的任何固体微粒。流动相最好在玻璃容器内蒸馏，而常用的方法是过滤，采用0.45m以下微孔滤膜过滤。滤膜分有机溶剂专用和水溶液专用两种。(2)样品的处理：样品的处理：HPLC分析前需对样品进行预处理，以便将待测物质有效地从样品基质中释放出来，制备成便于HPLC分析测定的稳定试样；除去杂质，纯化样品；浓缩样品或进行衍生化；使样品的形式及所用溶剂符合HPLC的要求。(3)缓冲溶液的处理缓冲溶液的处理：磷酸盐、乙酸盐缓冲液是霉菌生长的很好基质它会堵塞色谱柱和系统，通常为避免霉菌生长，尽量使用新配的缓冲溶液，必要时可放在冰箱内煮存，另外贮液器应定期用酸、水清洗，特别是盛水和缓冲液的瓶子，很易发霉。盛甲醇的瓶子无此现象，因甲醇有防腐作用。一、HPLC（三）（三）HPLC法分类及方法法分类及方法液液分配色谱是中药制剂分析中应用最广泛的方法，根据固定相与流动相的极性差别，分为正相色谱和反相色谱两类。流动相极性小于固定相极性的分配色谱法称为正相色谱，主要用于极件物质的分离测定；流动相极性大于固定相极性的分配色谱法称为反相色谱，主要用于非极性、中等极性物质的分离测定o1.键合相色谱法键合相色谱法 化学键合相为固定相的色谱法称为键合相色谱法，是由液液分配色谱发展而来，其分离机制以分配作用为主，对不封尾的键合相还有一定的吸附作用。键合相色谱法是应用最广泛的色谱法，已广泛用于正相与反相色谱法、离子抑制色谱法、离子对色谱法、离子交换色谱法等。一、HPLC(1)反相键合相色谱法：反相键合相色谱法：2005版中国药典一部共收载338个制剂品种的HPLC含量测定。均为以ODS为固定相的反相键合相色谱法。反相键合相色谱法适用于分离分析非极性与中等极性的化合物，如中药制剂中黄芩、白芍、大黄、淫羊藿、丹参、厚朴、葛根等的含量测定。离子型或可离子化的化合物可采用特殊的反相色谱技术分离，如反相离子抑制色谱和反相离子对色谱等。反相色谱法一般采用非极性键合相，十八烷基键合相(简称ODS或C18)是最常用的非极性固定相，对于各种类型的化合物都有较强的适应能力；短链烷基键合相可用于极性物质的分离、而苯基键合相则适用于分离芳香化合物。流动相通常以水为基础溶剂，再加入一定量能与水互溶的极性调整剂，常用的有甲醇水、乙腈水系统。一般情况下，甲醇水系统能满足多数样品的分离要求，且流动相粘度小，价格低，是反相键合相色谱最常用的流动相。一、HPLC(2)正相键合相色谱法：正相键合相色谱法：正相键合相色谱法主要用于分离分析溶于有机溶剂的极性及中等极性的分子型物质。氰基(CN)、氨基(NHz)和二醇基键合相是正相色谱常用的极性键合相。流动相通常用烷烃(常用正己烷)加适量极性调整剂构成。氰基键合相的分离选择性与硅胶相似，对双键异构体或含双键数不等的环状化合物的分离有较好选择性，许多需用硅胶柱分离的样品可用氰基键合相柱完成。氨基键合相则具有较强的氢键结合能力，对某些多官能团化合物如甾体、强心苷等有较好的分离能力，氨基键合相上的氨基能与糖类分子的羟基产生选择性相互作用，故被广泛用于糖类的分析，氨基柱常被用作分析糖类的专用色谱柱。但氨基柱不能用于分离羰基化合物，如甾酮、还原糖等，因它们之间会发生反应，生成Schiff碱。二醇基键合相适用于分离有机酸、甾体和蛋白质。一、HPLC(3)离子对色谱法：离子对色谱法：直接将离子对试剂加入到流动相中，用以分离离子型或可离子化化合物的方法称为离子对色谱法(PIC或IPC)。该法可分为正相离子对色谱法和反相离子对色谱法，但近年来广泛应用的几乎都是反相离子对色谱法，故本书只介绍反相离子对色谱法。反相离子对色谱法是一种特殊的反相色谱技术，通常以C18或C8键合相为固定相，用含离子对试剂的有机溶媒水溶液为流动相，适用于有机酸、碱、盐的分离，以及用离子交换色谱法无法分离的离子和非离子混合物的分离。在中药制剂分析中反相离子对色谱法的应用非常广泛，如生物碱、有机酸的分折。但离子对试剂价格较贵是其缺点。分离条件的选择：分离条件的选择：离子对试剂的选择：离子对试剂的选择：通常所选用离子对试剂的电荷应与试样离子的电荷相反。分折碱类或带正电荷的物质，常用带负电荷的烷基磺酸盐或硫酸盐作为离子对试剂；分析酸类或带负电荷的物质，常用带正电荷的季铵盐作为离子对试剂；表4l列出了常用的离子对试剂及主要应用对象。离子对试剂的浓度一股在3l0mol/L范围内。一、HPLC一、HPLC流动相流动相pH值的控制：值的控制：由于离子对的生成取决于样品组分的离解程度，因此调节pH值可在较大范围内改变弱酸、弱碱样品的保留值和分离选择性。流动相的pH值应调整到使被测样品完全解离、能最大程度地形成离子对，但pH值对强酸、强碱样品分离的影响很小。同时考虑到采用的是以硅胶为基体的烷基键合相，故流动相的pH值应在28范围内调整。表42列出了反相离子对色谱法分析不同类型样品时pH的选择。一、HPLC一、HPLC有机溶剂的选择：有机溶剂的选择：反相离子对色谱法中，甲醇水、乙脯水系统是最常用的流动相，流动相中所含有机溶剂的比例越高，组分的A值越小。一般而言，样品组分的疏水性及离子对试剂的疏水性越强，所需有机溶剂的比例越高o(4)离子抑制色谱法：离子抑制色谱法：由于离子对试剂的价格较贵，对弱酸、弱碱的分离，往往采用离子抑制色谱法。通过向流动相加入少量弱酸(常用醋酸)、弱碱(常用氨水)或缓冲盐(常用磷酸盐及醋酸盐)，调节流动相的pH值，抑制样品组分的解离，增加组分在固定相中的溶解度，改善峰形，达到分离有机弱酸、弱碱的目的，这种技术称为离子抑制色谱法(ISC)。该方法简便，经济实用，分离效果好，在许多场合可替代离子对色谱法，但重复性较差是其缺点。离子抑制色谱法通常用于反相色谱中，适用于3.0pKa7.0的弱酸、7.0pKa8.0的弱碱和两性化合物的分离，以及它们与分子型化合物共存时的分离。调节流动相的pH值在一定范围内，以抑制弱酸(pHpKa)、弱碱(pHpKa)组分的解离，使它们以分子形式存在，增大k值，对于pKn3.0的酸及pKa8.0的碱，应采取离子对色谱法或离子交换色谱法。如甘草提取物的分离即采用离子抑制色谱。在进行离子抑制色谱时，流动相的pH位要在28之间，超出此范围可能使键合相的基团脱落，或腐蚀仪器的流路系统。一、HPLC（四）定量分析方法（四）定量分析方法1.外标法外标法 以待测组分的标准品作对照物质，与对照物质对比求算试样含量的方法称为外标法。常用外标工作曲线法和外标一点法。外标法的优点是不需知道校正因子，只要被测组分出峰，无干扰，保留时间适宜.即可用外标法进行定量分析。但要求进样量必须准确，否则定量误差大。2.内加法内加法 内加法又称叠加法，将待测物i的纯品加入待测样品溶液中，通过测定该纯品加入前后i组分峰面积或峰高的变化来测定i组分含量的方法。原样品m克定量进样，测定i组分的色谱峰面积为Ai，再取m克原样，加入mi克i组分的纯品，混匀，等量第二次进样，测得i组分的峰面积增加A人i。设m克原样中含m克i组分，则：一、HPLC一、HPLCmi克i组分纯品加入后，试样相当于被稀释，则第二次等量进样后，原样品中mi克i组分的色谱图将比原Ai峰小(如图415所示)，为了正确计算Ai及消除进样不准确带来的误差，在色谱图中选一适宜的相邻组分的色谱峰为参考峰Ar，用此峰作相对标准(起内标物作用)，按内标法处理，用面积比代替面积及面积增量 一、HPLC该法的优点是不需内标物，又具有内标法的优点，只要两次进样时实验条件恒定即可尤其适用于低浓度多组分样品的定量分析。其缺点是需i组分的纯品。一、HPLC（五）应用举例（五）应用举例1.小儿热速清口服液中黄芩苷的含量测定小儿热速清口服液中黄芩苷的含量测定(反相反相HPLC外标一点法外标一点法)(1)色谱条件与系统适用性试验：色谱条件与系统适用性试验：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；甲醇水磷酸(47:53:0.2)为流动相；检测波长为276nm。理论塔板数按黄芩苷峰计算应不低于2500。(2)对照品溶液的制备对照品溶液的制备：取黄芩苷对照品约l0mg，精密称定。置200ml量瓶中，加50甲醇适量，置热水浴中振摇使溶解，放置至室温，并稀释至刻度，摇匀，即得(每1ml含黄芩苷50g)。(3)供试品溶液的制备供试品溶液的制备 精密量取本品0.5ml，置Dl0l大吸附树脂柱(内径约l充高locm)上，以每分钟1.5ml的流速，用水70ml洗涤，继用40乙醇洗脱9ml，收集续洗脱液，置50ml量瓶中，至刻度，摇匀，即得。(4)测定法：测定法：分别精密吸取对照品溶液5L与供试品溶液10L，注入液相色谱仪，测定，即得。本品每1ml含黄芩以黄芩苷(C21H18O11)计，不得少于2.2mg。二、GC（一）基本原理（一）基本原理气相色谱是根据汽化后的试样被载气带入色谱柱，由于各组分在两相间作用不同在色谱柱中移动有快慢，经一定柱长后得到分离，依次被载气带入检测器，将各组分浓度或质量变化转换成电信号变化记录成色谱图.利用色谱峰保留值进行定性分析，利用峰面积或峰高进行定量分析的方法。1.塔板理论塔板理论 将色谱柱的柱效用理论塔板数n或理论塔板高度H衡量，取决于区域宽度(、W1/2、W)，其计算公式为二、GCn()2 5.54()2 16()2式中tR为组分的保留时间，、W1/2、W分别为组分的标准差、半峰宽和基线宽度。若以调整保留时间tR代替，tR则得到反映色谱柱实际柱效的有效理论塔板数neff。Neff()2 5.54()2 16()2HeffL/neff可见，当tR一定时，峰越窄，则H越小，n越大，柱效越高，分离性能越好。二、GC2.速率理论速率理论 速率理论研究了色谱过程中各种动力学因素对柱效(峰展宽)的影响，提出了Van Deemeter方程式：HA十B/u十CuA、B/u、Cu分别为涡流扩散项、分子扩散(纵向扩散)项、传质阻抗项，从而解释了板高随载气流速而改变，且有最佳流速(Hmin)的现象。速率方程式对于色谱分离条件的选择具有指导意义，它可以说明色谱柱的填充均匀程度、载体粒度、载气种类、柱温和固定液膜厚度对柱效、峰扩张的影响。对于开口毛细管柱色谱，涡流扩散项A0，故Van Deemeter方程式可简化为HB/uCu，其传质阻抗小，柱长又远远大于填充柱，所以毛细管柱的柱效要比填充柱高得多，其理论塔板数达10l0。二、GC3.分离度的计算分离度的计算 分离度是衡量分离效果的指标，以相邻两色谱峰峰尖距对峰宽均值的倍数表示，其定义式为：Rl，两峰基本分离，R1.5两峰完全分离。分离度的影响因素很多，可用基本分离方程式概括如下：a、b、c分别为柱效项、柱选择性项和柱容量项。二、GC4.系统适用性试验系统适用性试验 按药典标准，中药制剂分析时，需按各品种项下要求对仪器进行适用性试验，即用规定的对照品对仪器进行试验和调整，以达到规定的要求；或规定在分析状态下色谱柱的最小理论塔板数、分离度、重复性和拖尾因子。(1)色谱往的理论塔板数色谱往的理论塔板数n：在选定的条件下，注入供试品溶液或各品种项下规定的内标物质溶液，记录色谱图，量出供试品主成分或内标物质峰的保留时间和半峰宽W1/2，按n5.54()2计算色谱柱的理论塔板数。若测得理论塔板数低于各品种项下规定的最小理论塔板数，应改变色谱柱的某些条件(如柱长、载体性能、柱填充等)，使理论塔板数达到要求。(2)分离度分离度R：定量分析时，为便于准确测量，要求定量峰与其他峰或内标峰之间有较好的分离度，一般R1.5。二、GC(3)重复性：重复性：取各品种项下的对照溶液，连续进样5次，除另有规定外，其峰面积测量值的相对标准偏差应不大于2.0，也可按各品种校正因子测定项下，配制相当于80、l00和120的对照品溶液，加入规定量的内标溶液，配成3种不同浓度的溶液，分别进样3次，计算平均校正因子。其相对平均偏差也应不大于2.0。(4)拖尾因子拖尾因子T：为保证测量精度，特别当采用峰高法测量时，应检查待测峰的拖尾因子T是否符合各品种项下的规定，或不同浓度进样的校正因子误差是否符合要求。拖尾因子计算公式为：T式中：W0.05k为0.05峰高处的峰宽，d1为峰极大至峰前沿之间的距离，T应在0.951.05之间 二、GC（二）实验条件的选择（二）实验条件的选择1.固定相的选择固定相的选择 气液色谱中固定相由固定液和载体组成，载体仅起支持剂作用，故固定液的选择十分重要，按极性相似、化学官能团相似的相似性原则和主要差别选择。对复杂样品的分析可使用混合固定液。并根据样品性质选择合适的固定液配比，对高沸点化合物宜采用低配比，对于低沸点化合物，宜用高配比。并注意柱温不能超过固定液的最高使用温度。载体为适宜粒度、经酸洗并硅烷化处理的硅藻土。中药制剂分析中气固色谱的固定相大多采用高分子多孔微球(GDX)，用于分离水及含羟基(醇)化合物 二、GC2.柱温的选择柱温的选择 在实际工作中一般根据样品的沸点来选择柱温，具体有如下几点：(1)高沸点的样品(沸点300400)，采用15低固定液配比，柱温200250。(2)沸点为200300的样品，采用510固定液配比，柱温150180。(3)沸点为100200的样品，采用1015固定液配比柱温选各组分的平均沸点2/3左右。(4)气体等低沸点样品，采用1525高固定液配比，柱温选沸点左右，在室温或50下进行分析。(5)对于宽沸程样品，需采用程序升温方法进行分析。但需注意的是柱湿要低于固定液的最高使用温度。3.载气的选择载气的选择 选择载气主要从对峰展宽(柱效)、校压降和检测器灵敏度的影响三方面考虑。当载气流速较低时，宜用分子量较大的载气如N2；当流速高时，宜用低分子量的载气如H2、He。对于较长色谱柱，宜用H2作载气，以减小柱压降。热导检测器应选用H2、He；对氢焰检测器、电子捕获检测器，一般用N2，N2是最常用的载气。常用的载气流速为2080ml/min。二、GC4.其他条件的选择其他条件的选择(1)汽化室汽化室(进样口进样口)温度温度：汽化温度取决于样品的挥发性、沸点范围、稳定性及进样量等因素，一般采用样品的沸点或稍高于沸点，以保证瞬间汽化，但不超过沸点50以上。以防分解，对一般色谱分析，汽化室温度应高于柱温3050。(2)检测室温度：检测室温度：检测器温度一般需高于柱温，以免色谱柱的流出物在检测器中冷凝而污染检测器。通常可高于柱温30左右或等于汽化室温度。(3)进样量：进样量：对于填充柱，气体样品为0.11ml，液体样品为0.l1L，最大不超过4L为宜。毛细管柱需用分流器分流进样，分流后的进样量为填充柱的1/101/100。二、GC5.检测器检测器 用于中药制剂分析的检测器有热导检测器(TCD)、氢焰离子化检测器(FID)、氮磷检测器(NPD)和电子捕获检测器(ECD)等。其中FID是制剂分析中应用最广泛的质量型检测器，适用于含碳有机物的测定，载气多为N2，通常N2:H2(燃气)1:11:1.5，H2:空气(助燃气)1:51:10。NPD为专属性检测器，对含N、P有机化台物特别敏感，可用于中药及其制剂中农药残留量的检测。ECD也是一种专属性检测器，适用于痕量电负性有机物如含卤素、硫、氧、硝基、羰基、氰基等化合物的分析。二、GC（三）定量分析方法（三）定量分析方法1.内标法内标法 由于气相色谱进样量小，且进样量不易淮确控制，故外标法测定的误差较大，而归一化法又要求所有组分都有响应，因而内标法是中药及其制剂有效成分含量测定最常用的方法。适用于样品的所有组分不能全部流出色谱柱，或检测器不能对每个组分都产生信号或只需测定样品中某几个组分含量时的情况。选择化学结构、物理性质与待测组分相近的纯品作为内标物.将一定量的内标物加入到样品中，经色谱分离，根据试样重量W和内标物重量Ws及待测组分和内标物的峰面积Ai、As，求出待测组分的含量。二、GC内标法的关键是选择合适的内标物。使用内标法，可抵消仪器稳定性差、进样量不够淮确等原因所带来的定量分析误差。其不足之处是样品的配制较麻烦，有些内标物不易寻找。二、GC在中药制剂分析中，校正因子经常是未知的，可采用中国药典方法测定校正因子，再用内标法，或采用内标对比法测定。(1)内标法加校正因子：内标法加校正因子：精密称取待测物质的对照品R，加入适量内标物S进样记录色谱图，测量对照品和内标物的峰面积，则其相对校正因子为：f再取加入内标物的供试液，进样，记录色谱图，测量供试液中待测组分和内标物的峰面积按下式计算其含量：CfC5当配制校正因子测定用的对照溶液和含有内标物的供试液使用同内标物溶液不必精密称取。二、GC(2)内标对比法：内标对比法：本法是在不知校正因子时内标法的一种应用。在中成药分析时，校正因子常常是未知的，内标对比法不需知道校正因子，又具有内标法定量旺确度与进样量无关的特点，方法简便实用，在中药制剂定量分析时常常采用此法定量c先称取一定量的内标物，加入标准品溶液中，组成标准品镕液；然后再将相同量的内标物加入问体积的试样溶液，组成供试液。分别进样，由下式可计算出试液中待测组分的含量。(3)内标工作曲线法：内标工作曲线法与外标法相同，只是在各种浓度的标准溶液中加入相同量的内标物，进样，以标准物与内标物的峰面积比Ai/As对C作工作曲线(或求回归方程)。样品测定时也加入等量的内标物。根据样品与内标物峰面积比Ai/As由工作曲线求得待测组分含量。二、GC2.外标法外标法 外标法分为工作曲线法及外标一点法等。工作曲线法是用一系列浓度的对照品溶液确定工作曲线，在完全相同条件下，推确进样等体积的样品溶液，计算其含量。通常截距为零，若不等于零则说明存在系统误差。当工作曲线截距为零时，可采用外标一点法定量。用一种浓度的对照品溶液和供试液在相同条件下，等体积平行进样多次，记录色谱图测量对照品和供试品待测成分的峰面积，计算其含量：外标法操作简便，计算方便，不需用校正因子、不论样品中其他组分是否出峰，均可对被测组分定量，但要求进样量准确及实验条件恒定。二、GC3.归一化法归一化法 当样品中所有组分在操作时间内都能流出色谱柱.且检测器对它们都产生信号，同时己知各组分的校正因子时，可用校正面积归一化法测定各组分的含量：若样品中各组分为同系物或性质接近，各组分的定量校正因子相近，可直接采用面积归一化法计算：归一化法的优点是简便，定量结果与进样量重复性无关(在最大进样量以下)，操作条件略有变化对结果影响较小。但其缺点是要求所有组分均要产生色谱峰，不适于微量杂质的含量测定。二、GC（四）应用举例（四）应用举例1.马应龙麝香痔疮膏中冰片的校正因子内标法测定马应龙麝香痔疮膏中冰片的校正因子内标法测定(1)色谱条件与系统适用性试验：色谱条件与系统适用性试验：用丁二酸二乙二醇聚酯(DEGS)为固定相，涂布浓度为l5；柱温l05，取冰片对照品40mg置10ml量瓶中，加入内标溶液溶解并稀释至刻度，摇匀，作为系统适用性试验用溶液，取1l注入气相色谱仪，记录色谱图；理论塔板数按水杨酸甲酯峰计算，应不低于2000；龙脑、异龙脑峰与水杨酸甲酯峰的分离应符合要求。(2)校正因子测定：校正因子测定：精密称取水杨酸甲酯适量，加环己烷乙酸乙酯(1:1)制成每lml含3mg的溶液，作为内标溶液。另取龙脑对照品20mg，精密称定，置10ml量瓶中，精密加入内标溶液溶解并稀释至刻度，摇匀。取ll注入气相色谱仪，连续进样35次，按平均峰面积计算校正因子。(3)测定法测定法 取本品约1g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入内标溶液10ml，混匀，称定重量，超声处理15分钟，放冷，在称重量，用环己烷乙酸乙酯(1:1)补足减失的重量，摇匀，滤过，吸取续滤液1l，注入气相色谱仪，测定，即得。本品每1g含冰片以龙脑(C10H18O)计，不得少于19mg。二、GC2.麝香祛痛搽剂中槐脑的外标一点法测定麝香祛痛搽剂中槐脑的外标一点法测定(1)色谱条件与系统适用性试验：色谱条件与系统适用性试验：以聚乙二醇(PEG)20M毛细管柱(柱长30m，内径0.53mm，膜厚度1.0m)，柱温为160；为固定相，涂布浓度lo；柱温：为程序升温85一165，初温保持4分钟后，每分钟升高4，终温保持16分钟。理论塔板数按樟脑峰计算应不低于120000。(2)对照品溶液的制备：对照品溶液的制备：精密称取樟脑对照品适量，加稀乙醇制成每1ml含1m8的溶液!即得。(3)供试品溶液的制备：供试品溶液的制备：精密量取本品2ml，置50ml量瓶中，加稀乙醇至刻度，摇匀即得。(4)测定法：测定法：分别精密吸取对照品溶液及供试品溶液各5L，注入气相色谱仪，测定本品含樟脑(C10H16O)应为2.73.3。三、TLCS薄层扫描法是以薄层色谱法为基础发展起来的薄层色谱组分分析方法，又称薄层色谱扫描法(TLCS)，相应仪器称为薄层扫描仪(thin layer chromatogram scanner).薄层扫描法是用一定波长的光照射在薄层板上，对薄层色谱中吸收紫外光或可见光的斑点，或经激发后能发射出荧光的斑点进行扫描，将扫描得到的图谱及积分数据用于药品的鉴别、杂质检查或含量测定。随着制板、点样、展开等操作的仪器化及仪器性能的改进，薄层扫描法检测的灵敏度、结果的精密度与准确度均大大提高，与高效液相色谱法相比，具有实验成本低，流动相的选择与更换方便等优点，在中药制剂分析中，已成为重要的常用分析方法之一。在2005年版中国药典(一部)中共收载45个用薄层扫描法测定含量的品种。如：六味地黄颗粒、山楂化滞丸、血脂宁片、等制剂中山茱萸、山楂的含量测定，制剂中黄连的含量测定，龟龄集、脑得生丸、舒胸片中人参、三七的含量测定等均采用双波长薄层吸收扫描法，而二妙丸、三妙丸、芎菊上清丸、导赤丸中黄连、黄柏的含量测定，枳实导滞丸中枳实的含量测定则采用薄层荧光扫描法。三、TLCS（一）基本原理（一）基本原理簿层扫描法一般是指薄层色谱斑点的色谱扫描，薄层色谱扫描是指固定波长，斑点移动，测定A1或Fl曲线。根据薄层扫描的测定方式分为薄层吸收扫描法和薄层荧光扫描法二种方法。1.薄层吸收扫描法薄层吸收扫描法 薄层吸收扫描法适用于在可见、紫外区有吸收的物质，及通过色谱前或色谱后衍生成上述化合物的样品组分，可分别以钨灯和氘灯为光源，在200800nm波长范围内选择合适波长进行测定。由于薄层板存在明显的散射现象，斑点中物质的浓度与吸收度的关系需用KubelkaMunk理论及曲线来描述。KubelkaMunk理论以斑点的相对反射率和相对透光率计算薄层色谱斑点的吸收度，说明了固定相的散射参数SX对斑点中物质的浓度与吸收度间关系的影响，获得不同散射参数SX时斑点的AKX理论曲线，即KubelkaMunk曲线。三、TLCSKubelkaMunk曲线说明了薄层色谱斑点的吸收度与其浓度间呈非线性关系，解释了薄层扫描法中标准曲线的弯曲问题，该曲线是薄层扫描法进行定量分析的理论依据。用于定量分析时需对曲线进行处理，曲线的处理有两类方法：曲线校直法和计算机回归法(线性及非线性回归)。岛律公司CS系列仪器采用前者，线性化器根据薄板的散射参数SX将KubelkaMunk曲线校正为直线，简化A与KX间的关系，便于定量分析。CAMAG仪器则采用后者，根据最小二乘法原理.对标准样品测定值进行分析，得到回归方程，定义出最佳回归曲线。三、TLCS2.薄层荧光扫描法薄层荧光扫描法 簿层荧光扫描法适合于本身具有荧光或经过适当处理后可产生荧光的物质的测定，光源用氖灯或汞灯，采用直线式扫描。荧光测定法专属性强，灵敏度比吸收法高l3个数量级，最低可测到1