物理常数的测量

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1、物理常数物理常数是检定药物质量的重要指标，物理常数的测定结果，不仅对该药物具有鉴别意义，也反映该药物的纯杂程度。因此药典对其数值范围的规定十分明确。如麻醉乙醚的相对密度为 0.7130.718；磺胺醋酰钠（磺胺抗菌药）的熔点为 180184；碘解磷定吸收系数为 464494；十一烯酸的折光率为 1.4881.450（25） 。在质量标准的正文中，依次按相对密度、馏程、熔点、凝点、比旋度、折光率、黏度、酸值、皂化值、羟值、碘值和吸收系数排列于【性状】项下溶解度之下，并用黑体字列出小标题。一、相对密度1.含义 相对密度是指在相同温度、压力条件下，某物质的密度与水的密度之比。液体药物纯度不同，相对密

2、度也会不同。因此测定液体药物的相对密度可以鉴别药物，也可判定其纯杂程度。如：二甲硅油的相对密度为 0.9700.980；硝酸甘油的相对密度为0.8350.850；乙醇的相对密度不大于 0.8129，相当于含 C H O 不少于 95.0%(ml/ml)。262.测定方法除另有规定外，测定温度为 20.测定方法有比重瓶法（图 2-1）及韦氏比重称法。前法供试品用量少，较常用。后法仅用于测定易挥发的液体，如麻醉乙醚。（1）比重瓶法 取洁净、干燥并精密称定重量的比重瓶，装满供试品（温度应低于20或各品种项下规定的温度）后，插入中心有毛细孔的瓶塞，用滤纸将从塞孔溢出的液体擦干，置 20(或各品种项下规

3、定的温度)恒温水浴中，放置若干分钟，随着供试液温度的上升，过多的液体将不断从塞孔溢出，随时用滤纸将瓶塞顶端擦干，待液体不再由塞孔溢出，迅即将比重瓶自水浴中取出，再用滤纸将比重瓶的外面擦净，精密称定，减去比重瓶的重量，求得供试品重量后，将供试品倾去，洗净比重瓶，装满新沸过的冷水，再照上法测得同一温度时水的重量，按下式计算，即得。供试品的相对密度=供试品重量/水重量操作流程见图 2-1。称比重瓶重量 加满供试品 水浴加热 称(瓶+样品)重 加满水 水浴加热 称（瓶+水）重4-1 比重瓶法测相对密度 （2）韦氏比重秤法 取 20时相对密度为 1 的韦氏比重秤，用新沸过的冷水将所附玻璃圆筒装至八分满，

4、置 20（或各品种项下规定的温度）的水浴中，搅动玻璃圆筒内的水，调节温度至 20（或各品种项下规定的温度），将悬于秤端的玻璃锤浸入圆筒内的水中，秤臂右端悬挂游码于 1.0000 处，调节秤臂左端平衡用的螺旋使平衡，然后将玻璃圆筒内的水倾去，拭干，装入供试液至相同的高度，并用同法调节温度后，再把拭干的玻璃锤浸入供试液中，调节秤臂上游码的数量与位置使平衡，读取数值，即得供试品的相对密度。如该比重秤系在 4时相对密度为 1，则用水校准时游码应悬挂于 0.9982 处，并应将在 20测得的供试品相对密度除以 0.9982。二、吸收系数1.含义 吸收系数有两种表示方式：摩尔吸收系数和百分吸收系数，中国药

5、典收载的吸收系数是百分吸收系数，用 表示。 是指在一定波长下，溶液浓度为1%cmE1%cm1%（g/ml），比色皿厚度为 1cm 时的吸收度。吸收系数在一定的条件下，是一个特征常数，测定吸收系数对考察药物的纯度、鉴别药物有重要的意义。举例如下。（1）取马来酸氯苯那敏，精密称定，加盐酸溶液（稀盐酸 1ml 加水至 100ml）溶解并定量稀释制成每 1ml 中约含 20g 的溶液，照紫外-可见分光光度法（附录 A），在264nm 的波长处测定吸光度，吸收系数（ ）为 212222。1%cmE（2）取维生素 B1，精密称定，加盐酸溶液（ 91000）溶解并定量稀释制成每 1ml 中约含 12.5g

6、的溶液，照紫外- 可见分光光度法（附录 A），在 246nm 的波长处测定吸光度，吸收系数（ ）为 406436。%1cmE(3) 取吲哚美辛 50mg，精密称定，置 100ml 量瓶中，加甲醇 50ml，振摇使溶解，用磷酸盐缓冲液（pH7.2）稀释至刻度，摇匀，精密量取 5ml，置 100ml 量瓶中，用磷酸盐缓冲液（pH7.2）-甲醇（11）溶液稀释至刻度，摇匀。照紫外 -可见分光光度法（附录 A），在 246nm 的波长处测定吸光度，吸收系数（ ）为 185200。1%cmE2.计算公式 (Lambert-Beer 定律)LcEAm%1c式中 为 100ml 供试品溶液中所含被测物质的质

7、量（ g）（按干燥品或无水物计算）；c为供试品溶液吸光度；为光路长度（溶液厚度）；L为吸收系数。1%cmE3.示例 盐酸甲氧明吸收系数的测定取本品，精密称定，加水溶解并定量稀释制成每 1ml 中约含 30g 的溶液，照紫外- 可见分光光度法（附录 A），在 290nm 的波长处测定吸光度，吸收系数（ ）为1%cmE133141。（1）溶液配制 可行方案有二种，一种是 30mg/1000ml；一种是 0.3g/10000ml，两种方案中的体积大，浪费，体积要分解。方案一 取本品约 30mg，精密称定（感量 0.01mg 的天平） ，置 100ml 量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀。精密量取 5

8、ml，置 50ml 量瓶中，加水稀释至刻度，即可。方案二 取本品约 0.3g，精密称定（感量 0.1mg 的天平） ，置 100ml 量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀。精密量取 2ml，置 200ml 量瓶中，加水稀释至刻度，即可。以上两种方案视药品的成本、天平的等级等情况，选择一种。（2）计算 例 取盐酸甲氧明约 30mg 二份，照上述方法测定， ，数据如下：=30.26mg， =30.12mg； =0.408， =0.4031m21A2试计算吸收系数测得的吸收系数能否作为判定依据（如规定相对偏差在0.5%以内）？如相对偏差符合要求，判定结论是什么？解 根据 LcEm%18.134026.

9、3048)(1cm5.5%1 c1%cmE6.1342.8.34%20.5相 对 偏 差 吸收系数为 134.6；相对偏差为 0.2%，符合要求（ 0.5%） ；测得的吸收系数能作为判定依据；测得的吸收系数为 134.6 在规定范围内，判定结论是符合规定。4.吸收系数测定时偏差要求 中国药品检验标准操作规范对中国药典和部颁标准收载的药物，测定吸收系数是要求平行测定 2 份，相对偏差在 0.5%以内。三、比旋度和旋光度1.含义 旋光度（ ）即指平面偏振光通过含有某些光学活性物质的化合物液体或溶液时，使偏振光平面向左或向右旋转的度数。若偏振光向右旋转者为右旋，以“”符号表示；若偏振光向左旋转者为左

10、旋，以“”符号表示。偏振光透过长 1dm 每 1ml 中含有旋光性物质 1g 的溶液，在一定波长与温度下测得的旋光度称为比旋度，以 表示。在一定条件下，比旋度是一特征常数。测定比旋度可以tD区别或检查药物的纯杂程度。表 4-1 部分药物的比旋度药物 比旋度维生素 C +20.5至+21.5秋水仙碱 -425至-450维生素 B2 -120至-140葡萄糖 +52.6至+53.22.计算公式对液体供试品 tDld对固体（配制成溶液）供试品 tc式中 为比旋度；tDD 为钠广谱的 D 线；t 为测定时的温度；l测定管长度，单位 dm；测得的旋光度；d液体的相对密度；c100ml 溶液中含有被测物质

11、的重量，单位 g。根据以上两式可计算出药品的比旋度和旋光度，用测定结果与中国药典2010 年版中该药物的比旋度比较是否一致，可进行初步的定性鉴别（测定时注意与药典规定条件一致） 。而已知比旋度则可通过测定旋光度作为定量测定的依据，用以测定含量。3.测定要求 旋光度的大小和方向除了与该物质结构有关外，还与测定时的温度、所用光的波长、溶液的浓度和溶剂、旋光管的长度等有关。所以比旋度或旋光度测定时，一定要严格控制条件。（1）旋光仪性能测试 根据中华人民共和国“旋光仪及旋光糖量计检定规程” ，目视旋光仪的准确度的等级有二种：0.02 与 0.05；自动旋光仪准确度的等级有三种：0.01、0.02 与

12、0.05。检定项目有准确度、重复性和稳定性等。 中国药典2010 年版附录规定，准确度用标准石英旋光管（+5与-1两只）进行校准。（2）温度和波长 除另有规定外，供试液的测定温度应为 200.5，波长为钠光谱 D 线 589.3nm。（3）每次测定前应做空白校正，测定后，再校正 1 次，如第 2 次校正时发现零点有变动，则应重新测定旋光度。纯液体样品测定时以干燥的空白测定管校正仪器零点，溶液样品则用空白溶剂校正仪器零点。供试液与空白溶剂用同一测定管，每次测定应保持测定管方向、位置不变。（4）旋光度读数应重复 3 次，取其平均值。（5）测定含量时，取 2 份供试品测定，读数结果的极差在 0.02

13、以内，否则应重新测定。4.旋光仪 旋光仪有目视旋光仪（圆盘旋光仪） （图 4-2）和自动旋光仪（4-3）两类。自动旋光仪操作简单，且可以选择各种测试模式，如旋光度、比旋度、浓度等，无需换算就可读出供试品的比旋度和浓度，与圆盘旋光仪相比更为方便和快捷。自动旋光仪多采用二极管作光源，可以避免频繁更换钠光灯的麻烦。不少仪器内有温度控制装置有加热和冷却的功能，可以对供试品旋光度进行控温测量。仪器上的液晶显示器提供人机对话菜单操作模式，简便直观，稳定可靠。圆盘式旋光仪为了准确判断旋光度的大小，通常在视野中分出三分视界（见图 2-5） 。当检偏镜的偏振面与通过棱镜的光的偏振面平行时，通过目镜可看到图 4-

14、5（c）所示（当中明亮，两旁较暗） ；当检偏镜的偏振面与起偏镜的偏振面平行时，可看到图 4-5（a）所示（当中较暗，两旁明亮） ；只有当检偏镜的偏振面处于 1/2（半暗角）的角度时，可看到图 4-5（ b）所示。图 4-2 圆盘旋光仪图 4-3 自动旋光仪图 4-4 圆盘旋光仪结构1 钠光灯 2 聚光镜 3 滤色镜 4 起偏镜 5 半波片 6 样品管 7 检偏镜 8 物镜 9 目镜 10 放大镜 11 度盘游标 12 度盘转动手轮 13 保护片大于或小于零度视场 等于零度视场 大于或小于零度视场图 4-5 旋光仪视场判断圆盘式旋光仪的主要操作是：（1）首先打开钠光灯，稍等几分钟，待光源稳定后，

15、从目镜中观察视野，如不清楚可调节目镜焦距。（2）选用合适的样品管并洗净，充满蒸馏水( 应无气泡)，放入旋光仪的样品管槽中，调节检偏镜的角度使三分视野消失（如图 2-5b），读出刻度盘上的刻度并将此作为零点。（3）零点确定后，将样品管中蒸馏水换为待测溶液，按同样方法测定，此时刻度盘上的读数与零点时读数之差即为该样品的旋光度。5.计算示例例 对一纯糖试样进行定性鉴别，判断该试样是否为蔗糖。称取该供试品 10.00g，用水溶解后，稀释为 50.00ml，20时，用 1dm 旋光管，以钠光 D 线测得旋光度为13.3（已扣除零点） 。解 20D13.6.5.005lc所以，该样品初步判断为蔗糖（蔗糖的比旋度为66.3至+67.0） 。例 2 称取蔗糖试样 5.000g，用蒸馏水溶解后，稀释为 50.00ml，20时，用 2dm 旋光管装供试液，测得旋光度为 12.0，求蔗糖的浓度和纯度。 （蔗糖的比旋度为66.53）解 由 可得 20Dlc20D10c9.2%.6.53l9.21%9.50.蔗 糖 的