褶合光谱仪在药物杂质检测中的应用
作者：朱臻宇 吴玉田
单位：朱臻宇(第二军医大学药学院药物分析教研室，上海 200433)；吴玉田(第二军医大学药学院药物分析教研室，上海 200433)
关键词：褶合光谱仪；限量检测
第二军医大学学报000319 【摘要】 目的：利用褶合光谱仪中杂质限量检测功能对药物中杂质进行定量分析。方法：对药物杂质浓度采用变量变换后，与差谱点值作线性拟合，对杂质进行定量分析，并以测定苯酚中杂质间苯二酚含量为实例作验证。结果：采用对数变换后作线性拟合，相关系数可达0.99，样品回收率在90%～100%。结论：本法灵敏度高，操作简单，为微量杂质的检测提供了一条有价值的途径。
【中图分类号】 R 917 【文献标识码】 A 【文章编号】 0258-879X(2000)03-0260-03
, 百拇医药
Drug impurity quantification by the limitation detection of the
convolution spectrum system
ZHU Zhen-Yu WU Yu-Tian
(Department of Pharmaceutical Analysis, College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433，China)
【ABSTRACT】 Objective: To quantify drug impurity by the limitation detection of the convolution spectrum system. Methods: After different transformation, the impurity concentrations were used to fit linearity with the variance values in order to find the best method. The phenol and resorcinol system was used to demonstrate the results. Results: The best results were found after logarithm transforms. The correlation coefficient could be 0.99. The recovery could be 99%-100%. Conclusion: The above mentioned is a simple and high sensitive method. It will offer a valuable way for trace impurity detection.
, 百拇医药
【KEY WORDS】 convolution spectrum system; limitation detection▲
[Acad J Sec Mil Med Univ, 2000, 21(3): 260-262]
在药物分析中，常需对与主成分紫外吸收光谱相似的杂质作限量检查。因杂质含量低，其吸收光谱往往被吸收相似的主成分所掩盖，故一般需采用色谱技术分离后再进行测定。已有文献[1～3]报道，可利用褶合光谱仪的杂质限量检测功能，揭示杂质吸收对整个紫外可见光区的光吸收特性产生的细微变化，以检出杂质的存在，其灵敏度较高。为进一步较为准确地对杂质定量，本实验采用高斯峰模拟紫外可见吸收的技术，对通过各种变量变换方法所得到的杂质含量线性结果进行比较、评价，并以实例加以验证，得到令人满意的结果。
1 材料和方法
, 百拇医药
1.1 仪器和试药 UV/Vis-W型褶合光谱仪(第二军医大学药学院药物分析教研室生产)；水杨酸苯酯、水杨酸酰胺、苯酚、间苯二酚和无水乙醇均为AR级。
1.2 变量变换方法的选择 常用的变量变换方法有对数变换、平方根变换、倒数变换，而差谱点值随杂质浓度变化而变化的趋势与对数变换及各阶开方变换的函数图较为接近，故本实验采用对数变换及各阶开方变换对杂质浓度数据进行变换，其与差谱点值作线性拟合，以寻求对杂质含量定量的方法。
1.3 模拟数据对最佳线性拟合变换的选择[4，5]
1.3.1 模拟吸收峰的构造 Gaussian分布(正态分布)的曲线方程为：
其中，μ为总体均数，σ为总体标准偏差。当采用此数学方程描述实验信号(如紫外可见吸收峰)时，方程可进一步简化为：
, 百拇医药
其中，μ为吸收峰峰位(即位置参数)，σ为半峰宽(即变异度参数)，H为最大吸收值(即强度参数)。式中A为待测波长点位置λ的相应吸收值。当μ，σ改变时，则可得到代表不同物质的吸收光谱。
1.3.2 变量变换方法的比较 以峰位μ＝240 nm，半峰宽σ＝10 nm的Gaussian峰为主成分的吸收曲线，在一定浓度的主成分中，分别加入不同峰位、半峰宽组合所代表的杂质，于标准偏差为0.001的正态随机分布噪声存在下，得到杂质浓度经各变量变换后杂质浓度与差谱点值的线性相关系数(数据略)。
1.4 实例验证
1.4.1 图谱扫描 精密称取苯酚、间苯二酚适量，蒸馏水溶解，至25 ml容量瓶中稀释，定容，作为储备液。从中精密量取适量，分别配成对照品液，扫描范围230～300 nm，波长间隔为1 nm(图1)。同法以无水乙醇为溶剂配制水杨酸苯酯、水杨酸酰胺对照品液，采样，扫描范围220～280 nm，波长间隔为1 nm(图2)。
, 百拇医药
图1 苯酚和间苯二酚的吸收曲线
Fig 1 Absorption spectra of pure phenol
and pure resorcinol
-: Phenol; …：Resorcinol
图2 水杨酸苯酯和水杨酸酰胺的吸收曲线
Fig 2 Absorption spectra of pure phenyl salicylate
and pure salicylamide
-: Phenyl salicylate; …：Salicylamide
, 百拇医药
1.4.2 线性拟合 以苯酚为主成分，间苯二酚为杂质，构成体系(1)；以水杨酸酰胺为主成分，水杨酸苯酯为杂质，构成体系(2)。得到配制比例与差谱点值的结果(表1，2)。由表1，2得出数据，推导杂质浓度经各种变换后，与差谱点值线性相关系数r的值(表3)。
1.4.3 方法回收率测定 在规定浓度各主成分中精密加入相应的杂质，测出差谱点值。采用最佳的变量变换方法所作线性方程，换算出杂质浓度，计算回收率。
表1 体系(1)标准曲线数据
Tab 1 The standard curve data of system (1) No.
Phenol
(ρB/μg.ml-1)
, 百拇医药
Resorcinol
(ρB/μg.ml-1)
Variance values
(%)
1
42.97
1.85
1.06
2
42.97
2.96
6.22
, 百拇医药
3
42.97
4.44
10.41
4
42.97
5.93
13.86
5
42.97
7.41
16.95
表2 体系(2)标准曲线数据
, http://www.100md.com
Tab 2 The standard curve data of system (2) No.
Salicylamide
(ρB/μg.ml-1)
Phenyl
salicylate
(ρB/μg.ml-1)
Variance values
(%)
1
, 百拇医药
10.083
0.168
6.42
2
10.083
0.408
23.67
3
10.083
0.792
35.30
4
10.083
, 百拇医药
1.368
43.19
5
10.083
1.584
45.46
表3 实验体系经不同变换后相关系数表
Tab 3 The correlation coefficient after
different transformation
System (1)
System (2)
, 百拇医药
X
0.941 3
0.988 1
0.977 5
0.997 9
lgX
0.998 2
0.998 8
0.990 5
0.999 6
, 百拇医药
0.997 4
0.999 1
0.998 0
0.998 9
2 结果和讨论
模拟数据实验表明：高次开方与对数变换后，杂质浓度与差谱点值线性较好(r = 0.99)。这个结论得到了实例的验证(表3)。因对数变换在应用中易于运算，决定采用对数变换作线性拟合，测定方法回收率。得到苯酚中杂质间苯二酚的线性回归方程为y=-6.04+25.99 lgx,最低检测浓度为1.20 μg/ml，回收率和RSD分别为97.62%，3.06% (n = 9)；水杨酸酰胺中水杨酸苯酯的线性回归方程为y=38.22+39.88 lgx,最低检测浓度为0.08 μg/ml，回收率和RSD分别为99.89%，6.43%(n ＝ 9)。
, http://www.100md.com
采用对数变换可使杂质浓度与差谱点值间的相关系数达到0.99左右，样品回收率在90%～100%之间，不仅具有限量检测的能力，而且已具备对杂质定量的可能。
水杨酸苯酯低浓度时回收率偏低，而中、高浓度回收率偏高，这可能与线性拟合过程中产生的差谱点值随浓度变化的趋势与实际偏离有关，从而导致总RSD过大。■
基金项目：国家自然科学基金资助项目(85074)
作者简介：朱臻宇(1974-)，男(汉族)，硕士，助教
【参 考 文 献】
[1] 金文祥，吴玉田，宋洪杰. 褶合光谱法检测芦丁原料中槲皮素的限量[J]. 第二军医大学学报，1996，17(1)：78-80.
[2] 吴玉田，方慧生，王志华. 褶合光谱分析法和UV/Vis-W褶合光谱仪研究[J]. 第二军医大学学报，1995，16(6)：501-506.
, 百拇医药
[3] 郝 勇，王 燕，钱厚海. 褶合光谱法用于盐酸普鲁卡因注射液中对氨基苯甲酸的限量检测[J]. 中国药学杂志，1997，32(3)：161-163.
[4] 刘 平，梁逸曾，俞汝勤. 病态分析体系有偏估计的研究[J]. 分析化学，1995，23(12)：1447-1450.
[5] Schechter I. Information theory approach to underdetermined simultaneous multicomponent analysis[J]. Anal Chem, 1996,68(1):170-175.
【收稿日期】 1999-09-14
【修回日期】 1999-12-1, 百拇医药
单位：朱臻宇(第二军医大学药学院药物分析教研室，上海 200433)；吴玉田(第二军医大学药学院药物分析教研室，上海 200433)
关键词：褶合光谱仪；限量检测
第二军医大学学报000319 【摘要】 目的：利用褶合光谱仪中杂质限量检测功能对药物中杂质进行定量分析。方法：对药物杂质浓度采用变量变换后，与差谱点值作线性拟合，对杂质进行定量分析，并以测定苯酚中杂质间苯二酚含量为实例作验证。结果：采用对数变换后作线性拟合，相关系数可达0.99，样品回收率在90%～100%。结论：本法灵敏度高，操作简单，为微量杂质的检测提供了一条有价值的途径。
【中图分类号】 R 917 【文献标识码】 A 【文章编号】 0258-879X(2000)03-0260-03
, 百拇医药
Drug impurity quantification by the limitation detection of the
convolution spectrum system
ZHU Zhen-Yu WU Yu-Tian
(Department of Pharmaceutical Analysis, College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433，China)
【ABSTRACT】 Objective: To quantify drug impurity by the limitation detection of the convolution spectrum system. Methods: After different transformation, the impurity concentrations were used to fit linearity with the variance values in order to find the best method. The phenol and resorcinol system was used to demonstrate the results. Results: The best results were found after logarithm transforms. The correlation coefficient could be 0.99. The recovery could be 99%-100%. Conclusion: The above mentioned is a simple and high sensitive method. It will offer a valuable way for trace impurity detection.
, 百拇医药
【KEY WORDS】 convolution spectrum system; limitation detection▲
[Acad J Sec Mil Med Univ, 2000, 21(3): 260-262]
在药物分析中，常需对与主成分紫外吸收光谱相似的杂质作限量检查。因杂质含量低，其吸收光谱往往被吸收相似的主成分所掩盖，故一般需采用色谱技术分离后再进行测定。已有文献[1～3]报道，可利用褶合光谱仪的杂质限量检测功能，揭示杂质吸收对整个紫外可见光区的光吸收特性产生的细微变化，以检出杂质的存在，其灵敏度较高。为进一步较为准确地对杂质定量，本实验采用高斯峰模拟紫外可见吸收的技术，对通过各种变量变换方法所得到的杂质含量线性结果进行比较、评价，并以实例加以验证，得到令人满意的结果。
1 材料和方法
, 百拇医药
1.1 仪器和试药 UV/Vis-W型褶合光谱仪(第二军医大学药学院药物分析教研室生产)；水杨酸苯酯、水杨酸酰胺、苯酚、间苯二酚和无水乙醇均为AR级。
1.2 变量变换方法的选择 常用的变量变换方法有对数变换、平方根变换、倒数变换，而差谱点值随杂质浓度变化而变化的趋势与对数变换及各阶开方变换的函数图较为接近，故本实验采用对数变换及各阶开方变换对杂质浓度数据进行变换，其与差谱点值作线性拟合，以寻求对杂质含量定量的方法。
1.3 模拟数据对最佳线性拟合变换的选择[4，5]
1.3.1 模拟吸收峰的构造 Gaussian分布(正态分布)的曲线方程为：
其中，μ为总体均数，σ为总体标准偏差。当采用此数学方程描述实验信号(如紫外可见吸收峰)时，方程可进一步简化为：
, 百拇医药
其中，μ为吸收峰峰位(即位置参数)，σ为半峰宽(即变异度参数)，H为最大吸收值(即强度参数)。式中A为待测波长点位置λ的相应吸收值。当μ，σ改变时，则可得到代表不同物质的吸收光谱。
1.3.2 变量变换方法的比较 以峰位μ＝240 nm，半峰宽σ＝10 nm的Gaussian峰为主成分的吸收曲线，在一定浓度的主成分中，分别加入不同峰位、半峰宽组合所代表的杂质，于标准偏差为0.001的正态随机分布噪声存在下，得到杂质浓度经各变量变换后杂质浓度与差谱点值的线性相关系数(数据略)。
1.4 实例验证
1.4.1 图谱扫描 精密称取苯酚、间苯二酚适量，蒸馏水溶解，至25 ml容量瓶中稀释，定容，作为储备液。从中精密量取适量，分别配成对照品液，扫描范围230～300 nm，波长间隔为1 nm(图1)。同法以无水乙醇为溶剂配制水杨酸苯酯、水杨酸酰胺对照品液，采样，扫描范围220～280 nm，波长间隔为1 nm(图2)。
, 百拇医药
图1 苯酚和间苯二酚的吸收曲线
Fig 1 Absorption spectra of pure phenol
and pure resorcinol
-: Phenol; …：Resorcinol
图2 水杨酸苯酯和水杨酸酰胺的吸收曲线
Fig 2 Absorption spectra of pure phenyl salicylate
and pure salicylamide
-: Phenyl salicylate; …：Salicylamide
, 百拇医药
1.4.2 线性拟合 以苯酚为主成分，间苯二酚为杂质，构成体系(1)；以水杨酸酰胺为主成分，水杨酸苯酯为杂质，构成体系(2)。得到配制比例与差谱点值的结果(表1，2)。由表1，2得出数据，推导杂质浓度经各种变换后，与差谱点值线性相关系数r的值(表3)。
1.4.3 方法回收率测定 在规定浓度各主成分中精密加入相应的杂质，测出差谱点值。采用最佳的变量变换方法所作线性方程，换算出杂质浓度，计算回收率。
表1 体系(1)标准曲线数据
Tab 1 The standard curve data of system (1) No.
Phenol
(ρB/μg.ml-1)
, 百拇医药
Resorcinol
(ρB/μg.ml-1)
Variance values
(%)
1
42.97
1.85
1.06
2
42.97
2.96
6.22
, 百拇医药
3
42.97
4.44
10.41
4
42.97
5.93
13.86
5
42.97
7.41
16.95
表2 体系(2)标准曲线数据
, http://www.100md.com
Tab 2 The standard curve data of system (2) No.
Salicylamide
(ρB/μg.ml-1)
Phenyl
salicylate
(ρB/μg.ml-1)
Variance values
(%)
1
, 百拇医药
10.083
0.168
6.42
2
10.083
0.408
23.67
3
10.083
0.792
35.30
4
10.083
, 百拇医药
1.368
43.19
5
10.083
1.584
45.46
表3 实验体系经不同变换后相关系数表
Tab 3 The correlation coefficient after
different transformation
System (1)
System (2)
, 百拇医药
X
0.941 3
0.988 1
0.977 5
0.997 9
lgX
0.998 2
0.998 8
0.990 5
0.999 6
, 百拇医药
0.997 4
0.999 1
0.998 0
0.998 9
2 结果和讨论
模拟数据实验表明：高次开方与对数变换后，杂质浓度与差谱点值线性较好(r = 0.99)。这个结论得到了实例的验证(表3)。因对数变换在应用中易于运算，决定采用对数变换作线性拟合，测定方法回收率。得到苯酚中杂质间苯二酚的线性回归方程为y=-6.04+25.99 lgx,最低检测浓度为1.20 μg/ml，回收率和RSD分别为97.62%，3.06% (n = 9)；水杨酸酰胺中水杨酸苯酯的线性回归方程为y=38.22+39.88 lgx,最低检测浓度为0.08 μg/ml，回收率和RSD分别为99.89%，6.43%(n ＝ 9)。
, http://www.100md.com
采用对数变换可使杂质浓度与差谱点值间的相关系数达到0.99左右，样品回收率在90%～100%之间，不仅具有限量检测的能力，而且已具备对杂质定量的可能。
水杨酸苯酯低浓度时回收率偏低，而中、高浓度回收率偏高，这可能与线性拟合过程中产生的差谱点值随浓度变化的趋势与实际偏离有关，从而导致总RSD过大。■
基金项目：国家自然科学基金资助项目(85074)
作者简介：朱臻宇(1974-)，男(汉族)，硕士，助教
【参 考 文 献】
[1] 金文祥，吴玉田，宋洪杰. 褶合光谱法检测芦丁原料中槲皮素的限量[J]. 第二军医大学学报，1996，17(1)：78-80.
[2] 吴玉田，方慧生，王志华. 褶合光谱分析法和UV/Vis-W褶合光谱仪研究[J]. 第二军医大学学报，1995，16(6)：501-506.
, 百拇医药
[3] 郝 勇，王 燕，钱厚海. 褶合光谱法用于盐酸普鲁卡因注射液中对氨基苯甲酸的限量检测[J]. 中国药学杂志，1997，32(3)：161-163.
[4] 刘 平，梁逸曾，俞汝勤. 病态分析体系有偏估计的研究[J]. 分析化学，1995，23(12)：1447-1450.
[5] Schechter I. Information theory approach to underdetermined simultaneous multicomponent analysis[J]. Anal Chem, 1996,68(1):170-175.
【收稿日期】 1999-09-14
【修回日期】 1999-12-1, 百拇医药