電化學(xué)法在藥物質(zhì)量控制方面的應(yīng)用與前景

許莉莉 （甘肅省平?jīng)鍪兴幤窓z驗(yàn)檢測(cè)中心，甘肅 平?jīng)?744000）

·綜述·

電化學(xué)法在藥物質(zhì)量控制方面的應(yīng)用與前景

許莉莉 （甘肅省平?jīng)鍪兴幤窓z驗(yàn)檢測(cè)中心，甘肅 平?jīng)?744000）

電化學(xué)法具有靈敏度高、選擇性好、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，目前已成為分析化學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展較快的分析方法之一，不僅可以用于藥物的定性和定量分析，而且還可用于藥物雜質(zhì)的控制．本文綜述了近年來(lái)電化學(xué)法在藥物分析領(lǐng)域中的應(yīng)用，并對(duì)這一分析方法在藥物分析領(lǐng)域的發(fā)展做了展望．

電化學(xué)法；藥物分析；應(yīng)用；展望

經(jīng)典的電化學(xué)分析法主要包括極譜法、脈沖法、溶出法、伏安法和庫(kù)倫法等，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，多種現(xiàn)代電化學(xué)分析方法逐漸被發(fā)現(xiàn)，并且得到了廣泛應(yīng)用，例如超微電極、色譜電化學(xué)、光譜電化學(xué)、電化學(xué)生物傳感器、離子選擇性電極、修飾電極等．電化學(xué)分析技術(shù)近年來(lái)在藥物分析研究領(lǐng)域扮演著十分活躍的角色，尤其在藥物的定性和定量分析，雜質(zhì)的控制等方面均有著較廣泛應(yīng)用．

1 電化學(xué)法的發(fā)展

電化學(xué)分析法在 19世紀(jì)由德國(guó)化學(xué)家 C．溫克勒爾首先提出并引入分析領(lǐng)域，儀器分析法始于1922年捷克化學(xué)家J．海洛夫斯基建立極譜法，標(biāo)志著電化學(xué)分析方法的發(fā)展進(jìn)入了新的階段．20世紀(jì)60年代，離子選擇電極及酶電極相繼問世．20世紀(jì)70年代，繼酶體系的各種生物傳感器之后，微電極伏安法的產(chǎn)生擴(kuò)展了電化學(xué)分析研究的時(shí)空范圍，促進(jìn)了生物分析及生命科學(xué)的發(fā)展．當(dāng)代電化學(xué)法研究的體系擴(kuò)展到非水介質(zhì)，處理方法和理論模型開始深入到分子水平，計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬技術(shù)和微機(jī)實(shí)時(shí)控制技術(shù)在電化學(xué)中的應(yīng)用也正在迅速、廣泛地開展．

2 電化學(xué)法在藥物定性分析中的應(yīng)用

電化學(xué)指紋圖譜在藥物的定性分析主要基于化學(xué)振蕩體系產(chǎn)生化學(xué)振蕩反應(yīng)．化學(xué)振蕩反應(yīng)與眾多基元反應(yīng)相關(guān)，體系中任何變化都影響到基元反應(yīng)，進(jìn)而響應(yīng)整個(gè)化學(xué)振蕩反應(yīng)，此外化學(xué)振蕩體系對(duì)藥物成分也異常敏感．對(duì)于同一品種的藥物，由于其成分含量略有差異，與振蕩反應(yīng)體系中組分發(fā)生的作用不同，因此對(duì)振蕩反應(yīng)產(chǎn)生的干擾效果一樣，引起各種特征信息發(fā)生不同程度的改變．一般來(lái)說(shuō)，在穩(wěn)定具有重復(fù)性的化學(xué)振蕩體系中加入不同量的預(yù)測(cè)藥物，通過獲得體系的E-t曲線，以E-t曲線所表現(xiàn)出的信息表征來(lái)定性該藥的化學(xué)成分，以鑒別評(píng)價(jià)該類藥物．它的表征參數(shù)主要有誘導(dǎo)時(shí)間、振蕩周期、最高電位、最低電位、振蕩時(shí)間、最大振幅等（圖 1）．鄒桂華等［1］以 H2SO4-CH3COCH3-MnSO4-KBrO3為化學(xué)振蕩體系以蒼術(shù)為振蕩底物，測(cè)定了蒼術(shù)的電化學(xué)指紋圖譜，為鑒別進(jìn)一步蒼術(shù)提供了依據(jù)．王惠娟等［2］以易混的苦杏仁、桃仁、山桃仁、龍膽、秦艽、白頭翁與漏蘆作為振蕩反應(yīng)的底物，應(yīng)用 H＋-Mn2＋-CH3COCH3-BrO-3為振蕩體系，采用電化學(xué)工作站，測(cè)定其體系中電位的變化值，獲得了各具特色的 E-t曲線．李繼睿等［3］研究了香薷、秦芫、野菊花的電化學(xué)指紋圖譜，比較了來(lái)自不同產(chǎn)地甘草的電化學(xué)指紋圖譜．

圖1 電化學(xué)指紋圖譜表征參數(shù)

3 電化學(xué)法在藥物定量分析中的應(yīng)用

根據(jù)分析溶液的電信號(hào)不同，電化學(xué)分析法可分為電解法、電位法、電導(dǎo)法、極譜法和伏安法．其中極譜法和伏安法具有靈敏、快速、簡(jiǎn)單、選擇性較高的特點(diǎn)，同時(shí)極譜法和伏安法對(duì)復(fù)雜藥物體系進(jìn)行簡(jiǎn)單萃取之后可不經(jīng)預(yù)分離就可測(cè)定，藥物中的共存或輔助成分以及體液中的蛋白和其他生物分子一般對(duì)測(cè)定不產(chǎn)生干擾．因此，極譜法和伏安法是電化學(xué)分析法中發(fā)展最早，應(yīng)用最廣，實(shí)用性最強(qiáng)的分析方法．

3．1 極譜分析法 極譜法通過測(cè)定電解過程中所得到的極化電極的電流-電位（或電位-時(shí)間）曲線來(lái)確定溶液中被測(cè)物質(zhì)濃度的一類電化學(xué)分析方法，其使用滴汞電極或其他表面能夠周期性更新的液體電極為極化電極．作為經(jīng)典的電化學(xué)分析法之一，極譜法已被廣泛應(yīng)用于中藥飲片、中藥制劑以及合成藥物的定量分析．如極譜法測(cè)定藥物制劑中的氯雷他定［4］、辛可卡因的極譜法測(cè)定、腸液和片劑中的塞克硝脞的定量［5］、頭孢氯芐降解產(chǎn)物的差示脈沖極譜法測(cè)定［6］、吡洛昔康的極譜法定量［7］及微分脈沖法研究磺胺類藥物［8］等．

3．2 伏安分析法 伏安分析法又稱溶出伏安法，它是通過待測(cè)離子極譜分析產(chǎn)生極限電流的電位下電解一定的時(shí)間，然后改變電極的電位，使富集在該電極上的物質(zhì)重新溶出，根據(jù)溶出過程中所得到的伏安曲線來(lái)對(duì)測(cè)定物質(zhì)進(jìn)行定量分析．近來(lái)抗高血壓藥多沙脞嗪［9］差示脈沖溶出伏安法研究，托美?。?0］的吸附伏安研究均見報(bào)道．李端等［11］將循環(huán)伏安和差分脈沖法結(jié)合應(yīng)用，完善了杞菊地黃丸中丹皮酚的電化學(xué)檢測(cè)方法．Zhan等［12］將碳陶瓷電極用離子液體修飾后，利用循環(huán)伏安法和差分脈沖伏安法進(jìn)行蘆丁測(cè)定，并進(jìn)一步將該法應(yīng)用于檢測(cè)蘆丁片樣品，效果非常顯著．Liu等［13］采用循環(huán)伏安法和微分脈沖伏安法對(duì)木犀草素的電化學(xué)行為進(jìn)行了研究，該方法高效快捷的取得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此已被應(yīng)用于片劑中木犀草素的含量測(cè)定．Yang等［14］研究了厚樸酚及和厚樸酚的電化學(xué)反應(yīng)，通過循環(huán)伏安法和差分脈沖伏安法準(zhǔn)確測(cè)定出藿香正氣液中厚樸酚及和厚樸酚的含量．Wu等［15］建立了采用循環(huán)伏安法檢測(cè)水飛薊賓的方法，該方法具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)．此外，溶出伏安法高靈敏度的特點(diǎn)，使得其在超純物質(zhì)分析中具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值．

4 在藥物微量元素控制中的應(yīng)用

眾所周知，微量元素與人類健康息息相關(guān)．隨著生命科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，“必需元素”、“生命元素”、“污染元素”等概念被相繼提出［16］．據(jù)報(bào)道，中藥的療效與其所含的微量元素密切相關(guān)，甚至中藥體系中的主要成分是其與微量元素的結(jié)合物［17－18］．現(xiàn)代電化學(xué)分析技術(shù)的高選擇性和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)使得在其中藥體系中微量元素的形態(tài)、含量和功能等分析方面表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)．宗水珍等［19］在抗壞血酸-硫氰酸鉀-醋酸-醋酸鈉-吡啶-明膠的混合底液中，用單掃描示波極譜法連續(xù)測(cè)定了10種中藥材中的鉛和鋅的含量．謝治民等［20］用示波極譜法測(cè)定黃芪中銅、鋅和秦皮中鉛、鎘．

5 電化學(xué)指紋圖譜

電化學(xué)指紋圖譜，是在振蕩體系中，調(diào)整振蕩體系中各物質(zhì)的濃度，以參與電化學(xué)振蕩反應(yīng)并作為振蕩耗散底物，獲得的特征振蕩波形．當(dāng)振蕩體系中各物質(zhì)濃度不變時(shí)，通過改變中藥的種類，即可獲得不同中藥的特征振蕩波形．由于不同中藥的化學(xué)成份不同，因而具有形狀各異的電化學(xué)指紋圖譜．對(duì)于同一種中藥，盡管其所含化學(xué)成分相同但含量都略有不同，因此呈現(xiàn)的電化學(xué)指紋圖譜形狀相似，但特征振蕩波形圖譜的特征參數(shù)存在一定差異，電化學(xué)指紋圖譜的指紋性、專屬性和特征性是其三大特性．最大的優(yōu)勢(shì)就是不經(jīng)過提取分離等預(yù)處理技術(shù)，就能以特征的圖譜群集表征各種物相和劑型的中藥中的所有化學(xué)成分．B-Z振蕩反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，開啟了非線性化學(xué)復(fù)雜體系的研究．記錄化學(xué)振蕩反應(yīng)體系中的電位隨時(shí)間的變化曲線，獲得中藥電化學(xué)指紋圖譜．電化學(xué)指紋圖譜受中藥濃度、電極、溫度、攪拌速度、中藥用量、中藥粒度等的影響，以不同中藥溶液作為底物構(gòu)建的化學(xué)振蕩反應(yīng)體系，從而獲得各有特色的電化學(xué)指紋圖譜，可進(jìn)行中藥的鑒別和檢測(cè)．

6 電化學(xué)法在藥物質(zhì)量控制中的特點(diǎn)

應(yīng)用電化學(xué)分析法控制藥物質(zhì)量具有以下特點(diǎn)：①無(wú)需對(duì)中藥飲片或者中藥制劑進(jìn)行預(yù)處理；②靈敏度較高．最低分析檢出限可達(dá)到10～12 mol／L；③準(zhǔn)確度高．如庫(kù)侖分析法特別適用于中藥飲片或者中藥制劑中微量元素的測(cè)定，電解分析法適用于中藥制劑主成分的測(cè)定；④測(cè)量范圍寬．既能進(jìn)行微量組分的測(cè)定，也能進(jìn)行中等含量組分測(cè)定以及純物質(zhì)分析；⑤重現(xiàn)性好；⑥分析儀器較簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，儀器操作也較簡(jiǎn)單．

7 展望

與分光光度法和色譜法相比，電化學(xué)分析法在藥物質(zhì)量控制中的應(yīng)用還不夠廣泛，像電化學(xué)石英晶體微天平、波譜電化學(xué)，電化學(xué)掃描電鏡等新的電化學(xué)技術(shù)仍沒應(yīng)用于藥物質(zhì)量控制領(lǐng)域．目前，電化學(xué)分析法僅僅應(yīng)用于一些藥物的定性和定量分析以及對(duì)藥物中微量元素的控制．然而，電化學(xué)分析法有較高的靈敏度和選擇性，這是其他分析方法無(wú)法比擬的，如何應(yīng)用電化學(xué)分析技術(shù)進(jìn)一步提高對(duì)藥物質(zhì)量的控制以及進(jìn)行藥物基礎(chǔ)研究，這將是電化學(xué)分析法在藥物質(zhì)量控制的發(fā)展中面臨的一個(gè)新任務(wù)．

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Application of electrochemical analysis method in pharmaceutical analysis

XU Li-Li
Pingliang Centre for Drug Inspection，Pingliang 744000，China

Electrochemical analysis method has some features that contain high sensitivity，high accuracy，wide measuring range，a relatively simple，inexpensive and relatively simple commissioning and operation equipment．At present，it has developed to become one of the analysis methods in the field of analytical chemistry，which can be used not only qualitative and quantitative analysis of drugs，but also drug impurities control．This paper reviews the application of electrochemical analysis method in the field of pharmaceutical analysis in recent，and puts forward the development of the analysis methods．

electrochemical analysis；pharmaceutical analysis；application；prospect

2095-6894（2014）05-158-03

R-331

A

0 引言

電化學(xué)分析法（Electrochemical analysis）是利用化學(xué)電池內(nèi)被分析溶液的組成及含量與其電化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系而建立起來(lái)的一類分析方法．電化學(xué)池中所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)是電化學(xué)分析的建立基礎(chǔ)．電化學(xué)池由兩大部分組成：電解質(zhì)溶液和兩個(gè)電極，進(jìn)行分析時(shí)，兩個(gè)電極浸入電解質(zhì)溶液并用外電路接通．當(dāng)電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，電子則通過外電路從一個(gè)電極流到另一個(gè)電極，進(jìn)而被檢測(cè)到用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析．依據(jù)電解質(zhì)溶液的電化學(xué)性質(zhì)與被測(cè)物的物理化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，將被測(cè)物的濃度轉(zhuǎn)化為一種電學(xué)參量加以測(cè)量．該分析法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、靈敏度高、選擇性好、測(cè)量范圍大、應(yīng)用范圍廣、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此備受科研工作者的青睞．

2014-08-12；接受日期：2014-09-01

許莉莉．本科，主管藥師．研究方向：藥物檢驗(yàn)檢測(cè)．Tel：0933-4165318 E-mail：939305918＠qq．com