计算药物分析第七章

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,1,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,7,章 计算分光光度法,中国药科大学,Contents,1.,对照品比较法,2.,吸收系数法,3.,计算分光光度法,中华人民共和国药典（,2005,年版）,二部附录,A,紫外,-,可见分光光度法,中国药科大学,中国药科大学,中国药科大学,二部收载,:,、复方磺胺嘧啶片 （磺胺嘧啶,+,甲氧苄啶）,复方磺胺甲恶唑片（磺胺甲恶唑,+,甲氧苄啶）,双波长法,(,等吸收点法，对照品,),、,维生素,A,及其制剂,三波长校正法 （二部附录, J,维生素,A,测定法）,优点,:,不经分离直接测定多组分； 简便,局限性,:,重现性差,中国药科大学,药典二部附录,A,规定（,2000,）,采用计算分光光度法应慎重。本法有多种，使用时均应按照各品种项下规定的方法进行。,当吸收度在吸收曲线的陡然上升或下降的部位测定时，波长的微小变化可能对测定结果造成显著影响，故对对照品和供试品测试条件应尽可能一致。,若测定时不用对照品，则应在测定时对仪器作仔细的校正和检定。,中国药科大学,中华人民共和国药典（,2005,年版）,中华人民共和国药典（,2005,年版）,中国药科大学,快速简便，仪器价格低廉；,适合复杂体系不经分离的测定，可用于消除各种干扰；,不宜用于定量分析的标准方法。,中国药科大学,基本方法,紫外、可见吸收光谱中的吸收定律,吸光度的加和性,两类,: 1.,消除共存组分,2.,并行计算方法,双波长等吸收点法 双波长系数倍率法,三波长法,导数分光光度法,线性方程组、最小二乘法、,卡尔曼滤波法,中国药科大学,一、双波长计算分光光度法,定量分析的依据,根据朗伯,-,比尔定律，待测溶液在不同的两个波长下，存在以下关系：,中国药科大学,图,7-1,图解法选择波长组合,常首选待测组分的最大吸收波长作为测定波长,1,，因而这里将苯酚的最大吸收波长,270nm,选做,1,，在这一波长位置作一垂直于,x,轴的直线，交于共存组分吸收曲线上的一点，在从这一点，画一平行于,x,轴的直线，在共存组分的吸收曲线上便有一个或几个交点，此交点的波长作为参比波长,2,。,中国药科大学,图,7-2,一波长固定、一波长扫描法选择波长组合,中国药科大学,系数倍率法,二组份混合体系的测定,若给定一个比例常数,K,，使 ，则有,其中,若,则,消除了,组份对组份的测定干扰,K=1,时，即为等吸收点法,中国药科大学,图,7-3,系数倍率法示意图,中国药科大学,1,、 越大越好,波长对的选择原则,系数倍率法,2,、测定波长，一般选择待测组份的最大吸收波长,处，且尽量避免在吸收曲线的陡坡处。,3,、,K,值不宜过大，一般以小于,3,为宜,中国药科大学,复方感冒胶囊中对乙酰氨基酚的含量测定,200300 nm,范围内扫描,测定波长的选择,249nm,262nm,中国药科大学,K,值的测定,精密称取马来酸氯苯那敏适量，,用乙醇配成,15,，,20,，,25,的溶液,在,249nm,和,262nm,处测定吸收度,得,K,为,中国药科大学,精密称取对乙酰氨基酸适量，,用乙醇制成浓度为,5,、,6,、,7,、,8,、,9,的溶液,在,249nm,和,262nm,处测定吸收度,得到浓度 与 的回归方程,平均回收率,99.5%,，,RSD=0.5%,工作曲线的绘制,中国药科大学,三波长法,（,1,） 计算公式： 利用三角形相似原理,（,2,）,调节,m,、,n,， 使组分,A,足够大， 干扰 ,A,趋于,0,中国药科大学,根据相似三角形原理有,因为,则有,从图可知,所以,中国药科大学,例,7-1,氨基,C,酸偶氮氯膦,(R),可与过渡元素,La,、,Sc,分别形成络合物，它们的吸收光谱如图,7-5,所示。试用三波长分光光度法消除,Sc,的干扰。,解 待测组分,La,的吸收曲线上选取吸光度差较大的,B,、,C,两点，对应于波长,1,（）和,2(626.5nm),， 由此交于干扰组分,Sc,吸收曲线的,D,和,E,（本例中,E,和,B,重合）。,连结此两点，并外延交于第三点,F,，该点对应的波长即为,3,由此通过作图得到,3,的初选值（,700nm,）。,中国药科大学,维生素,A,及其制剂含量测定的三波长校正法,本法由莫顿,斯塔布斯,(Morton Stubbs),提出,目前主要用于维生素,A,及其制剂的测定,也有人将其用于某些激素类药物制剂的含量测定。,由于维生素,A,制剂中含有稀释用油和维生素,A,原料药中混有其他杂质，所测得的吸光度不是维生素,A,独有的吸收。,中国药典附录,J,规定了维生素,A,测定法使用三波长校正法校正非维生素,A,物质的无关吸收所引入的误差。,中国药科大学,用校正公式计算；,应用三波长校正法需注意由于要在斜坡上测定吸光度，对仪器波长精度要求较高，应按规定对仪器校正后方可测定。,国家药典委员会,.,中华人民共和国药典,.,北京,:,化工出版社,.,附录,46,页,. 2005.,中国药科大学,7.3,导数光谱法,仪器微分法（光学法， 电子学法）,数值微分法 （微机信号处理法）,一阶， 二阶， 四阶,消去干扰,提高分辨率,中国药科大学,零阶光谱的峰在奇数阶导数光谱中为零；而在偶数阶导数光谱中是极值（极小和极大交替出现）， 可用于对吸收曲线峰值的测定；零阶光谱的拐点在单数阶导数光谱中是极值；而在偶数阶导数光谱中为零，由此可鉴别肩峰位置；,导数阶数增加，极值的数目也增加（极值数,=,导数阶数,1,），原高斯谱为一个峰，经求四阶导数后，其峰谷数总和变为,5,，由此可导出,n,阶导数谱的峰谷数,N=n+1,。也就是说，原来在限定的波长区间内，仅容纳一个峰的原谱，经,n,阶求导转换后，变化成容纳,n+1,个峰和谷的图形，谱带变锐，这就是应用导数技术提高分辨效应的依据。,中国药科大学,对导数曲线的测量方法,（,1,）,切线法,：对相邻两峰（谷）作切线，平行于纵轴测量切线与谷（峰）之间的距离，如图的,d,，这种方法适用于具有线性背景的谱图。,（,2,）,峰,-,谷法,：测量相领峰谷间的距离，见图中的,P,1,和,P,2,。此法多用于多组分分析中。,（,3,）,峰,-,零法,：测量峰值到零线间的垂直距离，如图中的,Z,，适用于对称于横轴的高阶导数曲线的测定。,（,4,）,面积法,：根据一阶或二阶导数曲线面积正比于有关物质的浓度的关系，可进行定量分析。,中国药科大学,定量依据：,定量方法：,切线法：,d,峰,-,谷法：,P1,、,P2,峰,-,零法：,z,面积法： 面积和浓度的关系,中国药科大学,零阶光谱,一阶导数,1,、标准品,2,、样品,3,、空白人工牛黄溶液,例,1,导数光谱法测定人工牛黄中胆酸的含量,中国药科大学,从上述图谱中可以看出，在,310290nm,范围内一阶导数光谱的最大全振幅值做为胆酸定量依据，可消除干扰。,线性范围测定 ：,（略）,回归方程为：,c,中国药科大学,零阶吸收光谱,二阶导数光谱,a,：酮基布洛芬,b,：空白基质,a,：在,255nm,处的波长处的吸收谷；,b,：不干扰,例,2,二阶导数光谱法测定酮基布洛芬栓的含量,中国药科大学,第一类方法的缺点,1,、仅适用于,2,3,组分,2,、一次测定一个组分,3,、原理基于干扰组分光谱特征， 误差较大,第二类方法： 多个组分同时计算获得,1,、最小二乘法及派生方法：,LS,（最小二乘法），,PCA,（主成分分析法），,PLS,（偏最小二乘法），,Kalman,（卡尔曼滤波法）,2,、 寻优方法：线性规划法（单纯形法），目标因子分析法,中国药科大学,7.4,多元校正分光光度法,7.4.1,多元线性回归法,多元线性回归法（,multiple linear regression, MLR,）是建立在多元统计分析基础上的处理二维数据的计算方法。,1.,最小二乘法,2.,卡尔曼滤波分光光度法,中国药科大学,7.4.2,因子分析法,因子分析（,factor analysis,）是通过对数据矩阵进行特征分析、旋转变换等操作，以获取有关信息的数学方法。通过对数据进行解析，获得有影响的因子数目，可快速计算复杂体系的大批量数据，进行定量分析、模式识别，还可用于数据压缩、分类及解释。,因子分析在化学中的应用十分广泛，大量用于处理复杂体系的色谱数据以及紫外、红外、质谱、核磁共振谱、,X-,射线谱等各种光谱数据。,中国药科大学,1,、主成分分析法,2,、主成分回归法,3,、偏最小二乘法,4,、目标转换因子分析,中国药科大学,7.5,线性规划和非线性规划法,优化方法；,应用最小二乘法测定混合物浓度时有时会出现,负解,显然不合理。,可考虑对研究体系设立约束条件，规定各组分,的浓度为正值，即,c,j,0,，应用线性规划或非线,性规划法求得最优解。,中国药科大学,线性规划法,中国药科大学,中国药科大学,A=-3 2; B = 2 1;1 3; C =8 15;,% A,：目标函数（按最小值，故取负值）；,B,、,C,： 约束条件,X,fval=linprog(A,B,C),%,输出：,X,： 最优,解；,fval,：目标函数最小值,运行结果：,中国药科大学,如果目标函数或约束条件是非线性函数，就属于非线性规划问题,用数学形式表示为,:,中国药科大学,7.6,差谱技术简介,差谱技术是应用计算机技术对光谱或色谱图进行数据处理的方法。,目前大多微机控制的光谱仪都配有“差谱技术”的功能。,中国药科大学,中国药科大学,A,D,=A,S,-ZA,R,D,、,S,、,R,分别表示差减光谱、样品光谱和参比光谱，,Z,为比例因子。,