(北京市理化分析測試中心,有機(jī)材料檢測技術(shù)與質(zhì)量評價北京市重點實驗室,北京市科學(xué)技術(shù)研究院分析測試技術(shù)重點實驗室,北京 100089)

藥品安全與國計民生息息相關(guān)，各種化學(xué)和儀器分析方法在解決藥品研發(fā)和質(zhì)量控制中發(fā)揮著重要作用。目前常用于藥品質(zhì)量評價的分析技術(shù)主要包括：化學(xué)法、色譜法、光譜法、電化學(xué)法、電泳法、流動注射和順序注射分析以及聯(lián)用技術(shù)等[1]。

X射線熒光光譜分析法(X-ray Fluorescence Spectrometry，XRF)是元素分析中最為有效的方法之一，此方法測試元素范圍廣，可測定原子序數(shù)8以上的所有元素，并可對多種元素同時測定，是一種快速且精密度高的分析方法，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、地礦、農(nóng)田環(huán)境、醫(yī)藥、考古，珠寶鑒定和司法鑒定等各個領(lǐng)域[2]。X射線熒光光譜具有譜線簡單、干擾少、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在藥品檢測方面，XRFS多用于藥品的元素成分分析以及鑒定評價和質(zhì)量控制。

1 X射線熒光光譜儀簡介

X射線是由高能量粒子轟擊原子所產(chǎn)生的電磁輻射，具有波、粒二象性。電磁輻射的輻射能由光子傳輸，而光子所取的路徑是由波動場引導(dǎo)[3]。X射線管產(chǎn)生的X射線光譜，被稱作原級X射線譜，由連續(xù)譜和特征譜組成。在X射線管中，當(dāng)所加的管電壓很低時，只產(chǎn)生連續(xù)譜；當(dāng)所加電壓大于或等于X射線管的陽極材料激發(fā)電勢時，特征X射線光譜即以疊加在連續(xù)譜之上的形式出現(xiàn)。對不同的元素X射線熒光波長具有不同的特征波長，這種特性被用于X射線熒光光譜的定性分析。同時，可通過將測得的特征X射線熒光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為濃度實現(xiàn)定量分析[4]。

根據(jù)色散方式不同，X射線熒光分析儀分為X射線熒光光譜儀(波長色散)和X射線熒光能譜儀(能量色散)。X射線熒光光譜儀在結(jié)構(gòu)上基本由激發(fā)樣品的光源、色散、探測、譜儀控制和數(shù)據(jù)處理等幾部分組成。X射線管是儀器的激發(fā)光源，在金屬罩內(nèi)真空狀態(tài)下燈絲和靶極被密封其中。在二者之間加50kV高壓，燈絲發(fā)出的電子在高壓電場加速作用下，撞擊在靶極上形成X射線。X射線透過鈹窗照射在試樣上，實現(xiàn)對樣品的檢測和分析[5]。

X 射線熒光光譜儀已經(jīng)從單一的波長色散X射線熒光光譜儀發(fā)展成為擁有波長色散、能量色散、全反射、同步輻射、質(zhì)子X射線熒光光譜儀和X射線微熒光分析儀等儀器的家族系列，結(jié)合偏振光、掠射設(shè)計等裝置可以滿足不同層次和要求的檢測任務(wù)。從常規(guī)分析的需求來看，現(xiàn)代X射線熒光光譜儀分析結(jié)果的準(zhǔn)確度已經(jīng)接近或達(dá)到化學(xué)分析水平[2]。

2 X射線熒光光譜技術(shù)在藥物檢測中的應(yīng)用

2.1 在藥品元素成分分析中的應(yīng)用

郭西華等[6]利用XRF對安國市栽培的5個不同種質(zhì)丹參主要成分進(jìn)行檢測,通過對各樣品中多種元素種類及含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)藥材產(chǎn)地不同必然會因其各地水質(zhì)礦化度、土質(zhì)、及生境差異導(dǎo)致同品種藥材的元素種類和含量發(fā)生變化。黃海波等[7]利用XRF對藏藥“左太”進(jìn)行元素分析，發(fā)現(xiàn)“左太”中含有多種金屬元素，其中Hg元素含量最高，其次為S元素，同時藥品中還存在微量元素。李岑等[8]利用XRF對不同來源藏藥礬石的化學(xué)成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)藏藥礬石主要元素為Ca、O和C，同時還含有少量Mg、Al、Na、Si、K、Ag、Ba、Fe、Mn、S、Sr、Zn等元素。楊紅霞等[9]利用XRFS對臨床治療肝膽疾病的常用藏藥材(川西獐牙菜)及藏藥制劑中的金屬元素進(jìn)行較為準(zhǔn)確的定量半定量分析，以揭示藏藥中金屬元素含量與藥效的關(guān)系。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，藏藥材川西獐牙菜中含有K、Ca、Ti 、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Pb共九種金屬元素，且不同來源樣品間的元素組成存在明顯的差異性。同時數(shù)據(jù)結(jié)果顯示藏藥復(fù)方制劑中含有K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Rb、Pb、Hg、Co、Ga共15種金屬元素及一種非金屬元素As，該結(jié)果表明不同復(fù)方制劑的元素組成具有顯著差異。丁喜峰等[10]用XRFS對第4代太空組和地面組白術(shù)中元素種類、含量進(jìn)行測定并作對比分析，結(jié)果表明地面組白術(shù)含有Na和Ti兩種元素，而太空組白術(shù)中未檢測到該兩種元素，同時太空組白術(shù)中K和Mn的含量為地面組的1.16和1.15倍，而Si和P含量分別下降了82.1 %和71.2 %。該文獻(xiàn)的研究結(jié)果表明XRFS適宜對元素變異幅度大的航天育種藥用植物的元素進(jìn)行分析。

2.2 在藥品鑒定評價中的應(yīng)用

王文靜等[11]采用XRF測定6個不同產(chǎn)地阿膠樣品中的元素種類、含量，通過樣品與阿膠對照品元素特征譜的對比分析，探討快速鑒別阿膠真?zhèn)蔚姆椒?，結(jié)果表明以元素的種類及含量的差異性可簡捷、快速識別阿膠的真?zhèn)?，并判斷劣質(zhì)阿膠產(chǎn)品中有害元素的引入來源，該方法為膠類及其他藥材的鑒別提供了新方法[12]。張景超等[13]利用XRFS對道地性藥材祁山藥和市售山藥的元素種類、含量進(jìn)行測定和對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比市售山藥祁山藥多Mg、Zn、Cr元素，少Cu、Al、Mn元素，且兩組山藥中元素含量也有所不同，該方法適于對山藥產(chǎn)地進(jìn)行鑒別，有助于道地藥材的道地性研究。孫天希等[14]利用兩個多毛細(xì)管X光透鏡搭建了共聚焦微束X射線熒光譜儀，分別對4種膠囊殼及其內(nèi)部藥物進(jìn)行原位無損元素分析，通過分析X射線熒光譜特征對應(yīng)不同的元素組成，可鑒別膠囊類藥品的種類。該方法可對膠囊類樣品進(jìn)行無損原位分析，在膠囊類藥品種類和真?zhèn)舞b別中具有潛在應(yīng)用價值。孫琳等[15]應(yīng)用XRF無標(biāo)樣分析法檢測了石膏、鐘乳石、花蕊石、紫石英、龍骨和石燕6種鈣類礦物藥材，發(fā)現(xiàn)同種礦物藥獲得的元素譜圖較穩(wěn)定，而不同品種間差異明顯，其中Ca、F、O、P、S、Si等元素的含量變化較大，Al、Er、Fe、Ga、K、Mo等元素含量變化較小，并鑒別出性狀特征不符合的3份石膏和1份紫石英，含量也不符合2015年版《中國藥典》要求。該方法能快速、簡便獲得礦物藥的元素譜信息，可用于粉末狀礦物藥同質(zhì)性分析和鑒別。

2.3 在藥品質(zhì)量控制中的應(yīng)用

P． Mahawatte[16]等人用XRFS法對藥物阿育吠陀中的K、Ca、Cr、Mn、Ti等19種元素的濃度進(jìn)行了檢測，為建立藥品中重金屬檢測提供了簡單的方式。方萍等[17]采用XRF定量法測定防風(fēng)樣品中 Mg、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Ba、Pb和Bi等金屬元素含量，實現(xiàn)了大量中藥材中多元素的同時、快速測定。且該方法無需對樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理，操作簡便且結(jié)果準(zhǔn)確，能夠滿足中藥質(zhì)量控制中對元素含量快速測定的要求。李俊卿等[18]建立了XRFS快速測定空心膠囊中鉻的方法，并將此法應(yīng)用于明膠原料及阿膠中的鉻測定。此方法的檢出限為10 mg·kg-1,與原子吸收分光光度法測試結(jié)果比較,鉻含量大于10 mg·kg-1的陽性樣品的檢出率為100 %，驗證了該方法作為一種快速質(zhì)量控制的分析手段用于膠囊、明膠及阿膠鉻檢查的可行性。聶黎行等[19]應(yīng)用便攜式XRFS建立了牛黃清心丸(局方)中汞、砷含量的快速無損測定新方法，并首次將X射線熒光光譜技術(shù)用于藥品的均勻性評價。實驗結(jié)果表明，該方法精密度高，Hg和As的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)分別為0.09 %和0.23 %，測定值與參比值接近，Hg和As的相對平均偏差分別為8.58 %和5.95 %，符合現(xiàn)場快檢的要求。

3 結(jié)束語

X射線熒光光譜技術(shù)在藥品檢測主要應(yīng)用于中藥、藏藥類未知成分的元素成分分析，也被較多應(yīng)用于藥品的鑒定評價，在藥品質(zhì)量控制中的應(yīng)用相對較少。XRF簡便、快速、直觀、可靠，其在藥品質(zhì)量控制方面的應(yīng)用有待進(jìn)一步開發(fā)，以提高藥品質(zhì)檢的效率。另外，在XRF儀器開發(fā)方面，便攜式XRF儀器的測量精度還有待提高，對于藥品的無損檢測和精確定位方面的需求還有待進(jìn)一步深入研究。

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