折射率測定法 一、理論
1.光從一種介質進入另一種介質時，前進方向改變，稱為折射 2.折射率(index of refraction)為光在空氣與介質的速度 比 或入射角與折射角之正弦比( n=vair/vm=sin i/sin r)
3.折射率測定可用以鑑別藥物及檢出雜質 二、折射率計算
光由疏介質進入密介質時，入射角(angle of incidence)大於折射角(angle of refraction)，入射角與折射角的關係
sin i/sin r=N/n 或 n=N sin r/sin i n 是物質折射率，N 是稜鏡折射率 A.擦過入射(grazing incidence)
入射角等於 90°時稱為擦過入射，此時折射角稱為臨界角(critical angle) n=N sin rc
rc 為臨界角，入射角 90°時的折射角 B.阿培折射計(Abbe refracometer) 易於操作，檢品用量小
接目鏡、輔助稜鏡、折射稜鏡、望遠鏡、折光計規度盤、溫度計、光源
C.儀器校正
1.溫度對折射率影響很大，測量折射率應精確查驗溫度之調節
2.常用蒸餾水查驗溫度之調節及儀器之潔淨，使準確度達到±0.0001 蒸餾水 25℃折射率 1.3325，20℃折射率 1.3330
3.以測試片校正折射計，必須塗上monobromophthalene 固定於折射稜鏡上 4.標準溫度25℃或 20℃，光源鈉光 D 線，測定範圍(1.3000-1.7000)
5.至少測定 3 次求平均值
偵測器 折射率偵測器 (RI) Detector
蒸發光散射偵測器 ELSA
分離儀器 可為HPLC 偵測器 可為HPLC 偵測器 沖提方式 不適合梯度沖提 適合梯度沖提
靈敏度 Iμg 10ng
分析檢品 糖類 糖類、脂質
D.分析藥品
葡萄糖水溶液、揮發油、脂肪油 旋光度測定法
一、理論
1.藥品能使偏極光之平面向左或右旋轉，稱為旋光性(optical activity)。
2.順時針旋轉為右旋性(dextrorotatory)，以 + 表示。
逆時針旋轉為左旋性(levorotatory)，以 表示。
3.旋光度可用以鑑別藥物之真偽、純雜、定量，做為療效的指標。
4.旋光度隨波長、溫度、物質本性、濃度、溶劑、貯液管長度而改變 5.葡萄糖水溶液的比旋光度為+52.50 因波長不同而具有不同旋光度。
A.具有旋光性者稱為光學活性物質。
左旋：
apomorphine、chloroamphenicol、hyoscyamine、menthol、phenyle phrine
右旋：L-(+)ascorbic
acid、camphor、dextrose、sucrose、pseudoephedrine HCl
不具有旋光性者：atropine、citric acid、diazepam、nalidixic acid、thymol 左旋與右旋對掌異構物等量混合物，稱為外消旋體(racemic mixture)。
含有兩個以上對掌中心，分子內有一對稱平面，鏡像可以重疊，不具有旋光性，
稱為內消旋化合物(meso compound)。
旋光性物質 溶劑 濃度% 溫度 比旋光度
樟腦 醇 25 +43.80
蔗糖 水 26.0 20 +65.90 以上
葡萄糖 水 20 +52.50
pseudoephedrine HCl 水 5.0 20 +56.00~59.00 Ascorbic acid 水 10.0 15 +20.5
0~21.50 Apomorphine HCl 0.02N HCl 1.8 20 -69.50~63.00
果糖 水 20 -93.00
B.旋光計(polarimeter)
拉倫特半影式偏振計(Laurent's half-shade polarimeter) 旋光計主要由 1 光源、2 尼科爾棱鏡和貯液管組成。
1 光源；2 起偏鏡；3 半陰片；4 貯液管；5 檢偏鏡；6 刻度盤；7 固定標 8 目鏡 主要用於測定液體
光源(鈉光 D 線)進入起偏鏡(polarizing prism)產生偏極光，通過貯液管，再由檢 偏鏡(analyzer prism)檢視旋轉方向和角度。
溫度 25 (USP25)℃ ，精確度應在 0.02 度以內，至少測定 5 次求平均值(CHP)。
鈉光 D 線：旋光度受波長影響，波長愈短，旋光角度愈大 C.半陰影裝置(石英薄片)
平面偏光進入石英晶體後，分裂成為左旋與右旋兩組圓偏光同時沿著光軸前進，
分別稱為左旋光與右旋光。當到達光軸的另一端時，這兩組圓偏光又會組合在 一起成為一道「平面偏光」離開石英晶體。
D.旋光度測定
比旋光度(specific rotation)
單位濃度和單位長度下的旋光度 液體 [∝]tx=a /lc 或 [∝]tD=a/lc 溶液 [∝]tx=100 a/lc 或 [∝]tD=100 a /lpd
α：比旋光度，D：鈉光 D 線(波長 589.3nm)，a：旋光度，t：測定溫度( )℃ ， l：貯液管長度(dm)，c：溶液 100ml 所含溶質 g 數，d：比重
p：溶液 100g 所含溶質 g 數
E.分析藥品
(CHP V)葡萄糖注射液(dextrose injection)、硫酸阿托品(atropine sulfate)之菲沃斯 鹼(hyoscyamine)
葡萄糖氯化鈉注射液(非水滴定)、腎上腺素溶液/注射液(液相層析) 精確量取葡萄糖注射液，置容量瓶中，加氨試液，用水稀釋至容量，
混勻，靜置 30 分鐘，置於 200mm 貯液管，25℃測定旋光度，
所得度數乘以1.0425 為葡萄糖 g 數 加氨試液之目的
變旋平衡(mutarotation) 加速互變(tautomerism)
葡萄糖(105℃乾燥 16 小時)檢品 10.00g，加 0.20ml 氨試液用水稀釋至 100.00ml 用 200mm 貯液管測得平面偏極光右旋 10.50°求比旋光度
貯液管 10cm，蔗糖之比旋光度+66.50，檢品 260.0mg/ml 求旋光度
2.50g/50.00ml hyoscyamine 氯仿溶液 20 cm 貯液管，25℃測得旋光度-25.20 求比
旋光度
1.5g/100.00ml apomorphine DMSO 溶液於 20cm 貯液管，25℃測得旋光度-1.88 求比旋光度
2.6%w/v phenylephrine 置於 1dm 貯液管， 25℃測得旋光度-0.98 求比旋光度 (A)-37.70° (B)-49.00° (C)-59.90° (D)-86.20°
電位分析(Potentiometry) 一、理論
1.電化學之一門，包括電極電位研究及測量，可應用於藥物定量 2.決定氧化還原反應、酸鹼滴定、沉澱反應終點，測定 pH 值 3.求得平衡常數、可以測定藥物之 pKa
A.電解電池(electrolytic cell)
電能產生化學反應，屬於非自發性反應(E0 < 0 )
陽極(anode)接於電源的正極，電子流出，發生氧化反應。
陰極(cathode)接於電源的負極，電子流入，發生還原反應 B.電化電池(electric cell)
化學能轉變成電能，屬於自發反應(E0> 0)
陽極(anode)發生氧化反應，陰極(cathode)發生還原反應 將鋅板放入1M 硫酸銅溶液中
氧化半反應：Zn → Zn2+ + 2e– (鋅板溶解) 還原半反應：Cu2+ + 2e– →Cu (銅附著在鋅板上) C.電流電池(current cell)
利用電流電化電池產生電能，又稱為原電池(galvanic cell) 陽極(anode)接受電子，陰極(cathode)提出電子
D.電池電極
1.指示電極(indicator electrode)：直接回應分析物的電極。
玻離電極、氫氣電極、醌氫醌電極、白金電極、銻電極 2.參考電極(reference electrode)：具有固定電位的電極。
a.銀-氯化銀 AgCl(s)+e→Ag(s)+Cl－，E０= 0.222，E０= 0.197 (saturated KCl)
b.甘汞電極(calomel electrode)1/2Hg２Cl２(s)→Hg(l)+Cl－，E０=0.268 飽和甘汞電極E０= 0.241
分析方法 工作電極 參考電極
pH 測定 玻璃 甘汞
氧化還原滴定 鉑 甘汞
沈澱滴定 銀 甘汞
水分測定 鉑 鉑
E.標準氫電極(Standard hydrogen electrode；SHE) 不僅做為參考電極，也可做為測定pH 值之指示電極
25℃，pH2=1atm、HCl(1.00M)，2H++2e→H2，E0= 0.000 必須持續通入氫氣，鉑電極鍍以鉑黑擴大表面積
F.飽和甘汞電極(saturated calomel electrode；SCE) 最常用的參考電極
內管是甘汞(Hg２Cl２)包住汞(mercury) 外管含有飽和氯化鉀(KCl)溶液
電極與被測液之接電以玻璃纖維之細孔 G.鹽橋(salt bridge)
U 型管內，含 1%洋菜與飽和氯化鉀(KCl)溶液 K、Cl 之游動率(mobility)最接近
液體接合電位(liquid-junction potential)最小 H.標準電極電位
25℃，離子濃度 1.00M 測得的平衡電位，稱為標準電極電位。
標準電極電位以標準氫為參考電極
與氫標準電極比較，電位較高為正，電位較低為負。
I.半電池電位
電極與電解質溶液構成的半電池之電位差，稱為半電池電位。
半電池反應 E0(V) 半電池反應 E0(V)
Na++e→ Na ‒2.710 I2+2e → 2I－ +0.53 6 Zn2+ + 2e →Zn ‒0.760 O2+2H++2e → H2O2 +0.68
2 Fe2+ + 2e →Fe –0.441 C6H4O2+2H++2e → C6H4(OH)2 +0.69
9 Cd2+ + 2e →Cd –0.400 Fe3++e→Fe2+ +0.77
1 2H+ + 2e→ H2 0.000 Ag++e→ Ag +0.80
0 S4O62-+2e→2S2O32- +0.080 Br２+2e → 2Br－ +1.06
5 AgCl +e→Ag +Cl－ +0.222 OP1+e→ OP +1.11
0 Hg2Cl2 +2e→2Hg+2Cl－ +0.246 Cr２O７２－+14H++6e → 2Cr３++7H2O +1.33
0 Cu2++2e → Cu(s) +0.340 MnO４－+5e → Mn２+ +1.50
0 I3－+2e → 3I－ +0.536 Ce4++e→Ce3+ +1.61
0
J.銅標準電極電位
電池由銅棒浸於1M 銅離子溶液(銅半電池) 銅半電池以鹽橋連接標準氫電極構成測定迴路
調整電位計(Potentiometer)至無電流通過電流計(Galvanometer)即電流為 零
電極為短迴路系統，電子由氫電極流向銅電極，正電位(+0.340) Pt | H+(1M), H2(1atm)|| Cu2+(1M) | Cu
短路時電子由銅電極流向氫電極，負電位
K.電動勢(electromotive force；emf) 電化電池兩個電極的電位差，稱為電動勢
欲使反應自然發生(價數較高物質出現在化學式左邊) 銅鎘電池
電池由銅棒浸於1.00M 銅離子溶液，鎘棒浸於 1.00M 鎘離子溶液以鹽橋連接 而成E0值大，置於電池左邊Cu2++ Cd→Cu + Cd2+
Cu | Cu2+(1M) || Cd2+(1M) | Cd
|介面，||鹽橋，電動勢(emf)= E (l)-E(r)
Cu2++2e→Cu，E0=+0.340V，Cd2++2e→Cd，E0=‒0.400V，25℃下，計算標 準標準電動勢(emf)
L.氧化還原滴定
1.氧化還原指示劑 E0值兩側0.060V，會引起適當的顏色變化 2.指示劑 ferroin E0值1.110 V，還原型紅色、氧化型藍色 變色範圍 1.110±0.060V
3.能士特方程式(Nernst equation)
aA + ne → bB，E=E0+0.0592/n log [A]a/ [B]b 電動勢
0.1000M 硫酸鈰滴定溶於 1.00N 硫酸之 0.1000M 硫酸亞鐵溶液 100.00ml，試 計算加入硫酸鈰溶液 130.00ml 後電池之電動勢(emf)，電池由鉑電極藉鹽橋連 接標準氫電極組成 Ce4++e→Ce3+，E0=1.610V，Fe3++e→Fe2+，E0=0 .771V 平衡常數
25℃下計算硫代硫酸鈉滴定碘溶液之平衡常數。S4O62－+2e→2S2O32
－，E0=0.080，I2+ 2e→2I－，E0=0.536V
M.沈澱滴定
指示電極為銀電極，參考電極為甘汞電極 標準溶液(AgNO₃)
滴定對象(Cl－、Br－、I－、CNS－、S2－、CN－)。
O. pH 測定
指示電極：玻離電極、氫氣電極、白金電極、銻電極、醌氫醌電極 參考電極：飽和甘汞電極
合併電極：玻離-銀/氯化銀 1.玻離電極
Ag, AgCl | HCl(0.1000N) | glass membrane | H+(test solution) || SCE 25℃下玻離-甘汞複合電極浸於 pH 2.50 溶液中，測得 emf 為 100mV，將電 極置於pH 7.00 溶液中求 emf
aH+¿
E'g=E0g+0.0592 log¿ ， aH+¿
EC=EHg0 −Eg'=E0Hg−E0g−0.0592 log¿ aH+¿¿Eg+0.0592 pH
EC=Eg−0.0592 log¿
25℃下，玻離-甘汞電極測得標準苯二甲酸鹽緩衝液(pH4.01)之電位差 +0.480，碳酸鹽緩衝液之電位差+0.830 求碳酸鹽緩衝液之 pH？9.92 2.醌氫醌電極(Quinhydrone electrode)
醌(quinone)與氫醌(hydroquinone)等莫耳混合 pH＞9，強氧化或還原劑存在，不可使用
Q+2H++ 2e → H２Q E0= 0.699
pH=0.453‒Ec (1) Ec＜0, pH＞7.66 (2) Ec =0, pH =7.66 (3)Ec＞0, pH＜7.66 電極重新裝置，甘汞電極接電位之負端。
c.標準緩衝液
緩衝液包含酸與其共軛鹼或鹼與其共軛酸 生物或生化實驗，一般需要在緩衝液進行
緩衝液之pH 不因加入少量的酸或鹼而產生大幅變化 緩衝液能維持酸鹼度是因為緩衝對的濃度比改變不大 p
H
1.2- 2.2 2.2- 3.8 4.0- 6.2 5.8- 8.0 7.8- 10.0
KCl、HCl KHP、HCl KHP、NaOH KH２PO４、NaOH H3BO3、HCl、NaOH
O.電位測定
(CHP V) Aminosalicylic acid and tab(白金)、Aminosalicylate Calcium(白金/甘 汞)、Codeine phosphate(玻璃)、NF Phenmetrazine HCl、Chp 4 caffeine 1.Phenmetrazine HCl 氯含量測定
a. 標準溶液 0.1000M AgNO3
b.指示電極Ag 電極，標準電極H２SO４電極 c.電位法決定終點
2.菸鹼酸(Nicotinic acid)測定 a.105℃乾燥 4 小時
b.滴定劑(0.1000N NaOH)，
c. pH 計(玻璃/甘汞電極)
d.一次導數(First derivative)△pH/△V 滴定終點時有最大值 e.二次導數(Second derivative)△２pH/△V２滴定終點時等於0
離子選擇性電極 一、理論
1.選擇性測定水溶液特定離子活性
2.選擇能力由離子交換與分析離子相對親和力決定 3.測量膜兩邊的電位變化
4.玻璃電極、氯離子電極、鈣電極、甘汞電極、
A.膜(membrane)
分隔內部電極溶液與待測溶液 玻璃薄膜(glass membrane)
固態膜(solid membrane)為鹽類結晶
液膜(liquid membrane)為水不溶性離子交換樹脂 玻璃電極使用鈉、鋁、矽氧化物之玻璃薄膜
B.氯離子選擇性電極
C.選擇係數(selectivity coefficient) K b/a=10n(E2-E1)/59.2 電極對干擾離子與分析離子的相對反應性
a b Kb/a 交換部位 a b Kb/a 交換部位 Cl－ I－ 17 R4N+ Ca2+ Zn2+ 3.2 −¿
(RO )2PO2¿
Br－ 1.6 Fe3+ 0.80
OH－ 1.0 Mg2+ 0.01
2−¿
S O4¿ 0.14 Ba2+ 0.01
F－ 0.10 Na+ 0.001
6 a 待測離子，b 干擾離子，Kb/a選擇係數
D.離子強度 μ=1
2Σ CiZi2
μ離子強度， Ci 離子莫耳濃度， Zi 離子電荷
求0.1M Na3PO4、0.1M Na2SO4、0.2M CaCl2離子強度 E.活性係數(activity coefficient)
Debye-Huckel equation −log fi=0.509 Zi2
√
μ 1+√
μ活性(activity ) ai=fiCi
ai 活性， fi 活性係數， Ci 離子莫耳濃度
活性係數 0.73，莫耳濃度 0.1300 M，求氯離子活性 0.0200M KCl 溶液之氯離子活性係數
極譜法(polarography) 一、理論
1.定量之電極電位電解電活性化合物產生電流之測定分析法 2.根據電流(Y 軸)與電位(X 軸)關係，確定分析物濃度
3.伏特安培法，不具有對流現象
4.半波電位是分析物的特徵，可進行定性分析
5.質量傳遞機制是擴散作用，所以極限電流又稱為擴散電流
6.擴散電流依賴於分析物從溶液向滴汞電極表面擴散的速度，大小由分析物濃 度決定，波峰高度可進行定量分析。
二、原理
1.滴汞電極(DME)為陰極與電壓負端相連，SCE 為陽極與電壓正端相連。
2.施加於兩電極上的直流電壓達到足以使分析物在滴汞電極上還原的分解電壓 之前，通過電解池的電流一直很小(殘餘電流)
3.達到分解電壓時，分析物開始在滴汞電極上還原，產生極譜電流，此後極譜 電流隨電壓增高而急劇增大，逐漸達到極限值(極限電流)後，不再隨電壓增高 而增大。所得到的電流-電壓曲線，稱為極譜波。
A 殘餘電流(residual current)：ir=ic+i'f
充電(容)電流(charging current, ic )：由電極之電荷而來
法拉第電流(faradaic current, i'f)：由微量雜質(少量的氧)還原而來
B 法拉第電流(faradaic current, if)：由溶液中電活性物質還原而來 C 極限電流(limiting current)
D 擴散電流(diffusion current) 1.極限電流減殘餘電流
2.以Ilkovic equation表示id=708nD1/2Cm2/3t1/6
id：滴汞離剛離開毛細管前所測的擴散電流，n：氧化或還原電活性分子或離 子所需電子數，D：擴散係數(cm2/s)，C：莫耳濃度(m mole/liter)，m：汞流質量 mg/s)，t：汞滴時間
E.半波電位(half-wave potential, E1/2) 1.擴散電流達 1/2 時的電位
2.個數可知檢品有幾種離子存在
3.作為定性分析工具與化合物鑑定方法。
4.與濃度、毛細管無關，但與溶液組成和 pH 變化有關 5.半波電位低(絕對值)易被還原
F.極大電流(maxima) 1.會使峰高不易測得
2.可能是物質吸附於滴汞表面所造成
3.須加入明膠、甲基紅、支持電解質(界面活性劑)抑制極大電流
G.極譜分析
1.易受氧氣的影響
2.溶氧會引起二個還原波，須通入氮氣(10-15 分鐘)
3.以液態滴汞電極(陰極)為工作電極，甘汞電極(陽極)為參考電極 4.極譜電解電流很小，分析結束後，濃度幾乎不變，試液可以重複使用 5.所施加的電壓最好位於波頂的位置(plateau)
H.滴汞電極(dropping mercury electrode；DME)
1.可作為微分脈波極譜法之工作電極(working electrode) 2.滴汞電極(DME)為負極(陰極)，待測物獲得電子而還原 3.飽和甘汞電極(SCE)為正極(陽極)，待測物失去電子而氧化 三、分類
控制電位和控制電流極譜法。
A.控制電位極譜法(Controlled potential polarography)
電極電位是被控制的激發信號，電流是被測定的響應信號。
包括傳統直流極譜法(Conventional DC polarography)、正規脈波極譜法(Normal pulse polarography )、微分脈衝極譜法(Differential pulse polarography)、Tast 極 譜法又稱為電流取樣極譜法(Current-sampled polarography)。
1.微分脈衝極譜法
靈敏度高、解析能力高、 同一濃度所得的電流高、波形 peak 2.Tast 極譜法：滴汞將離開毛細管前之電流取樣和放大
B.控制電流極譜法(Control current polarography)
電流是被控制的激發信號，電極電位是被測定的響應信號。
示波極譜法(Oscillo polarography)。
優缺點
1.傳統直流極譜法測定範圍(10－2-10－5M)，微分脈衝極譜法(10－9M) 2.準確度高，重現性好，相對誤差在 2%以內
3.選擇合適的極譜底液，可同時測定幾種物質，具有一定的選擇性 4.應用廣，凡能在電極上引起氧化還原反應的有機或無機物均可採用。
5.儀器簡單、便宜 C.分析藥物
(USP) sodium acetazolamide、dichlorphenamide tablet、
methazolamide tablet、nitrofurantoin tablet and oral suspension (NF) dienestrol tablet and emulsion
水分測定法(Water determination) 一、 重量法
1.不含揮發性成分
檢品約 10g，於 100℃乾燥 5 小時後稱重，每隔 1 時稱重 1 次，直至兩次之 差不超過0.25%時為止，由減失重量計算檢品之水分百分率。
水分含量重%＝ WW2−W1
2−W × 100 %
W：稱量瓶重 W1：乾燥後稱量瓶與檢品重 W2：乾燥前稱量瓶與檢品重
2.含醚溶性揮發成分
上述所得乾燥減重百分率中，減去醚溶性揮發成分百分率，即為檢品所含水 百分率，如精油、醚類、酯類和胺類。
、 共沸蒸餾法(Azeotropic method)
1.甲苯蒸餾法(Toluene distitllation method)
a.甲苯 b.p 110.8℃，比重 0.865，與水形成共沸混合物，於 84.1℃蒸餾。
b.甲苯蒸餾法為二甲苯法之改良法。
c.取含水量 2- 4ml 之檢品，加甲苯 200ml 蒸餾測定之。
2.二甲苯法(Xylene method) a.含水分 2％以上生藥。
b.可測出附著之水，無法測出結晶水。
c.檢品量 50- 100g，測定時較正確。
三、費氏水分測定法(Karl Fisher method 或 Titrimetric method) A.電流滴定(Amperometric titration)，
1.用鉑電極測定電位，極譜法的應用
2.適用於含結晶水或吸附在化合物的水分。
3.費氏試劑對水極為靈敏，裝置必須與溼氣隔絕，用乾燥劑 P2O5除去溼氣 B.試劑
碘、二氧化硫、砒啶(複合劑)及甲醇(solvent) H2O +I2+SO2→2HI + SO3
2HI+SO3 +3C5H5N→C5H5N・SO3+ 2C5H5N・HI C5H5N・SO3+CH3OH→C5H5N・HSO4CH3
C.終點反應
a.檢品為無色物質，終點棕黃色變為琥珀色。
b.檢品為有色物質，終點不明顯，以電位差判定。
c.滴定時以直流電，兩極間之電位差(約 200mV)，電流約 5-10μA。
d.終點時，微過量試劑可使電流迅速增加至 50-150μA，維持 30 秒
D.力價測定
1.水分 1.0%以下，用酒石酸鈉測定(1 級標定) F= 0.1556 × W/V
F：水當量係數，W：酒石酸鈉 mg ，V：滴定酒石酸鈉所耗的體積 2H2O/Na2C4O6・2H2O = 36.04/230.08 = 0.1556
2.水分 1.0%以上，用蒸餾水測定( 2 級標定) F= W/V
3.若直接滴定太困難或太慢時，可改用逆滴定法。
4.新製費氏試劑力價，每 ml 約相當於 5mg 水(F=5)。
5.檢品水分測定 M= S × F
M：檢品水分，S：滴定檢品所耗費氏試劑體積，F：力價 H2O= F × S
Sample× 100 %
E.不適用 Karl Fischer method 之藥品 1.會與 KFR 反應
CuSO4、ZnCl2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3
2.還原性者如 Vitamin C 3.會與甲醇反應生成水
Boric acid、R－CHO、R－COR
灰分測定法 (Ash determination) 一、 總灰分 (total ash)
1.風乾檢品 2-4g，不超過 550℃熾灼4 小時至 C 完全揮散後
所剩殘渣之量，熾灼至恆量，計算總灰分百分率。
2.總灰分通常為碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物、氧化物。
、 酸不溶性灰分(acid insoluble ash) 1.總灰分不溶於稀鹽酸之部分。
2.熾灼至恆量，計算酸不溶性灰分。
三、(CHP IV)之灰分限量
檢品 總灰分 酸不溶性灰分
acacia ≦5.0％ ≦5.0％
digitalis － 5.0％
belladonna radix
－ 4.0%
belladonna leaf － 3.0%
glycyrrhiza 10% 2.5%
rhubarb － 1.0%
四、炙灼溫度(℃)
極暗紅熱 very dull redness 500～550
暗紅熱 dull redness 550～700
顯紅熱 bright redness 800～1000 黃紅熱 yellow redness 1000～1200 白灼熱 incandescence 1200～1600 碳酸鈣→氧化鈣 磷酸鈣→焦磷酸鈣
碳酸鋰→氧化鋰 氯化鉀→昇華 五、熾灼殘渣(Residule on Ignition)
1.化學物質中所含無機鹽，經強熱後之灰分。
2.檢品 1-2g 於坩堝中秤重，熾灼至碳化，放冷，殘渣加 1.00ml 硫酸，
於 800±25℃熾灼至C 完全消失，將坩堝置乾燥器中，放冷，稱重。
3.熾灼殘渣量
a)可忽視 (neglibe) 0.5㎎以下。
b)可稱量 0.5㎎以上。
六、(CHP IV)之熾灼殘渣 檢品 炙灼殘渣 aspirin ≤ 0.05％
cocaine ≤ 0.1％
dibucaine ≤ 0.2％
dextrose ≤ 0.1％
七、炙灼重量(loss on ignition)
無機鹽於特定情況下加熱熾灼後，揮散或損失的百分率 (CHP IV)之炙灼減重量
硫酸鎂 40～52％
氧化鋅 不得超過1％
滑石粉 5％
二氧化鈦 0.5％
卡拉明 2％
亞硝酸鈉滴定法 (Sodium nitrite titration) 又稱為偶氮分析法 (Diazometry)
一、理論
1.芳香 1o胺(aromatic primary amine)於鹽酸下與亞硝酸鈉作用形成偶氮鹽
2.滴定管下端需浸入檢品溶液面下
3.常溫下，亞硝酸氧化成硝酸的速率很慢 4.須先作探測性滴定(preliminary titration)
5.低於 15˚C 下(冰浴)操作，因 diazoium salt 不安定，溫度太高會分解。
6.滴定速度不可太快。
7.終點指示
外部指示劑法(external indicator)：碘化鉀澱粉試紙，終點藍色 電位差(白金/甘汞或白金/白金電極)
8.分析磺胺藥、普卡因、胺基水楊酸、二胺苯砜 二、標定0.1000M NaNO2(69.00)
7.50g NaNO2加水至1.00l，避光保存。精確秤取500.0mg sulfanilamide (170.20) (105℃乾燥 3hr)，加 50.00ml H2O、5.00mlHCl 與 25.00g 碎冰，
冷卻到15˚C 下，以 NaNO2滴定，用玻棒沾取溶液塗在試紙條，藍色。
1.可與芳香1o、2 o、3 o胺，脂肪族1o、2 o胺反應 2.具潮解性，被硫酸酸化後，形成具揮發性之亞硝酸 3. 1.00ml 0.1000M NaNO2相當於17.0 mg sulfanilamide
三、Bratton-Marshall 反應
1. Assay procaine HCl (272.80)
a.先與 HNO2進行偶氮反應(Diazotization) b.以 NH2SO3H 破壞 HNO2
c.加 N-(1-naphthyl) ethylenediamine dihydrochloride 呈色劑 進行偶合反應(Coupling reaction)
d.波長 545 nm 測定吸光度 四、亞硝酸鈉滴定之藥品
1.胺基水楊酸鈣 aminosalicylate calcium(344.35) a. 15˚C 以下加 HCl 用 0.1000M 亞硝酸鈉滴定
b.以白金/甘汞電極判定終點。
c. 0.1000M NaNO２相當於17.2 mg ASC
d. (CHP IV) aminosalicylate calcium液相層析法 2. 二胺苯砜(Dapson)(248.31)
(CHP V) Dapson液相層析法
3.達淨磺胺鈉(sulfadiazine sodium)(250.28) (CHP V ) sulfadiazine 液相層析法 4.磺胺二甲氧嘧啶(sulfadimethoxin)
(CHP V ) sulfadimethoxin 液相層析法 5.美坐磺胺 sulfamethoxazole sodium(253.28) a.加 HCl 於 15˚C 下用 0.1000M NaNO２滴定 b.白金/甘汞電極判定終點。
6.美索磺胺(sulfamethoxydiazine sodium)(280.30) a.加 HCl 用 0.1000M NaNO２滴定
b.白金/白金電極判定終點
7.異坐磺胺(sulfisoxazole)(267.31)淨尿磺 a.用無水滴定法
b.檢品以二甲基醯胺(dimethyl formamide)溶解後，
以瑞香酚藍之二甲基甲醯胺液為指示劑，
用0.1N 甲醇鋰(lithium methoxide)滴定至藍色。
8.鹽酸普西卡因 propoxycaine HCl
a.加入 KBr 及 HCl 冷水中溶解，0.1000MNaNO２滴定 b.碘化鉀澱粉試紙為外部指示劑。
質譜分析法(Mass spectrometry) 一、理論
1.質譜分析法不使用光
2.高速電子束撞擊樣品分子產生分子斷片 得到分子量、可能分子式、官能基與結構 3.電子是由高熱鎢絲或錸絲發射
4.X 軸是質荷比(m/e)，Y 軸是離子相對強度 二、質譜儀構造(主要分成五個部份)
樣品導入系統、離子源(ion source)、質量分析器(mass analyzer)、
偵測器(detector)、質量處理系統(data analysis)。
三、導入系統
純物質樣品可由導入系統送至離子化室
混合物可由層析儀分離出各成分，再透過連接界面導入質譜儀 四、離子源(Ion source)
1.離子源是將分子裂解，生成帶正電荷的分子離子。
2.分子離子可進一步裂解，生成質量更小的碎片離子。
3.對於不同的分子應選擇不同的裂解方法。
4.依能量強度分為硬離子源與軟離子源。
A.硬離子化(hard ionization)：分子電子轟擊(70eV) 能量較強，產生的斷裂離子較多
電子撞擊法(EI)、化學游離法(CI)
傳統氣相層析質譜儀(GC/MS 或 GC/MS/MS) 1.電子撞擊法(electron impact；EI)
a.最常用和最普通的方法
b.直熱式陰極發射的電子轟擊氣態分子或原子 c.電子撞擊式離子源是由高溫金屬絲釋放出電子
d.氣相層析-質譜法(GC-MS)分析，不相容於 HPLC-MS 前置方法的樣品 e.適用於氣體和易揮發固體，對非揮發和難揮發樣品分析困難
f.經由分子離子可確定化合物分子量，碎片離子可推測化合物之結構
2.化學離子化法(chemical ionization；CI)
離子化室內通入試劑氣體(reagent gas)，經金屬絲釋放出電子撞擊後，
試劑氣體(CH4)形成離子，再與其他試劑氣體碰撞，生成更多的試劑氣體離子 CI 所得到的離子多數是分子離子(M+H)+
分子斷裂碎片較少，有利於測定化合物分子量，較不利於結構解析 a.正離子化學游離法(positive ion chemical ionization；PICI)
試劑氣體與目標分子相互作用，經常是進行質子交換。
b.負離子化學游離法(negative ion chemical ionization；NICI) 試劑氣體降低自由電子對分析物的碰撞。
能量降低使大的碎片不再繼續斷裂，保持其大的含量。
3.大氣壓化學游離法 (Atmospheric Pressure Chemical Ionization；APCI) 將化學電離原理延伸到大氣壓下進行的電離方法
主要是分析中等極性以上的化合物 常用於分析藥物及代謝產物
B.軟離子化(soft ionization)
導入氣體和分子碰撞使分子帶電荷 能量較低，產生的斷裂離子較少
快速原子撞擊法(FAB)、電噴灑離子化(ESI)、場脫附法(FD)、場游離法(FI) 雷射脫附游離法 (LD)
1.快速原子撞擊法(fast atom bombardment；FAB)
快速高能原子(氙或氬氣體原子)轟擊甘油中的樣品分子，產生離子化 得到的是準分子離子(M+H)+
有金屬鹽存在時，可以生成(M+Na)+與(M+K) +，同時得到一些碎片離子 有助於解析樣品結構
適合於分析熱不穩定、難揮發和強極性的化合物 可用碘化銫槍，靈敏度優於氬槍
2.電噴灑離子化(electrospray ionization；ESI) 高效液相層析-質譜(HPLC-MS)分析
很軟的電離方式，可檢測多電荷離子 可降低分子離子的質荷比(m/z)
通常很少有碎片例子，只有整體分子離子峰
生化大分子會形成多電荷之離子，對蛋白質測定十分有利 3.場脫附法(field desorption ionization；FD)
採用強電場使樣品分子或原子不經氣化的過程而直接被離子化，
所得到的多是 M+或(M+H)+樣品離子，
當有痕量鹽存在時可以生成複合離子如(M+Na)+與(M+K) + 適用於難揮發和熱不穩定的化合物分子量之測定
4.場游離法(Field Ionization；FI) 適用於非常易變分子的離子化
碳水化合物、氨基酸、多胜肽、抗生素和苯丙胺類藥物 能產生較強的分子離子和準分子離子峰。
5.雷射脫附游離法 (Laser Desorption Ionization；LD) 能量高、指向性強，
具有其他能源難以達到的離子化成效，可獲得很強的準分子離子。
6.基質輔助雷射脫附法 (matrix-assisted laser desorption ionization；MALDI) 五、靈敏度
高速原子撞擊(FAB)：10-12 g (pg)檢測 2000 amu (atomic mass units) 粒子束(Particle beam)：10-12 g (pg)檢測 1000 amu
熱噴灑(Thermospray)：10-9 g (ng)檢測 2000 amu 電灑法(ESI)：小分子檢測 200,000 amu
六、質量分析器
試樣解離後之離子經電場加速後進入質量分析器，
可精確分析各離子的 m/z 值，分離不同的離子。
磁扇形分析器(magnetic sector analyzer)、雙聚焦質量分析器、四極桿分析器 (quadrupole analyzer)、Orbitrap 分析器
1.磁扇形分析器(magnetic sector analyzer)
經過電場加速後進入磁扇形分析器，使不同質荷比的離子分離
單聚焦質譜儀是藉著固定電場之電壓(V)與離子之運動半徑(r)，於改變磁場強 度(B)之掃描過程中，將不同 m/z 值之離子分離。
2.雙聚焦質量分析器(double focusing) 可同時進行能量與方向之聚焦。
在磁扇形分析器前加入靜電場分析器，可以校正速度與位置的不準度
離子先經靜電場分析器進行能量聚焦，使相同動能的離子進入磁扇形分析器，
再進行不同 m/z 值離子之分離。
3.四極桿分析器(quadrupole analyzer)
由四根平行圓棒組成的電極，以四方形之對角線排列
分別通以直流電壓及射頻電壓，兩個相對電極間形成震盪電場
加速離子進入四極桿間之震盪電場時，藉著改變電極電位，使特定 m/z 值離子 以正弦波之行進方式通過四極桿，由偵檢器偵測強度。
由於電極電位由低至高之變化可在快速的掃描過程中進行，四極桿分質譜儀可 快速進行不同 m/z 值離子之分離與測定。
直流與射頻電壓所形成的電場使得離子在其中產生一定規則之振動軌跡，
不同質量(m/z)遵循不同的振動軌跡，唯有呈穩定振動的離子可通過四極棒到 達偵測器，其他之離子則撞擊到四極棒上而被中和。
4.離子阱質量分析器(Ion trap mass spectrometer；ITMS) 利用離子阱作為分析器的質譜儀稱為離子阱質譜儀
目前使用最多的是由高頻率電場進行離子封閉的保羅阱(Paul trap)
控制離子阱中三度空間電場，使不同質荷比離子依序排出，分離不同離子。
可做多次串聯質譜分析(MSn) ( n=2-6)，非常適合未知樣品之結構解析 七、質譜法相關之分析技術
氣相層析質譜法、液相層析質譜法、感應偶合電漿質譜法、串聯質譜儀 1.氣相層析質譜法
氣相層析儀與質譜儀連結，由層析儀分離試樣，以質譜儀當檢測器。
GC/MS 適用於分析揮發性較高、熱穩定性較佳的樣品。
2.液相層析質譜法(LC-MS)
高效液相層析儀(HPLC)進行試樣之分離，以質譜儀當作檢測器。
LC/MS 可用於非揮發性樣品(熱不安定藥物)分離與鑑定。
3.感應偶合電漿質譜法
感應偶合電漿(Inductively Coupled Plasma；ICP)與質譜儀結合使用 ICP 是理想的離子源，大部分元素在 ICP 都能游離生成一價離子，
質譜儀則具有測定同位素比的能力
ICP/MS 可用於測定無機樣品的微量元素及其同位素比。
離子源 Argon plasma (6,000-10,000 K)
解析度(resolution)
兩個剛好完全分開的相鄰質譜峰之一的質量數與兩者質量差的比值 高解析度的比值應達10000-15000
R = m /Δ m，(h/H) × 100%≦10%
D 質譜儀之解析度達多少時，才能稱為高解析度？
(A)500 -1000 (B)1000-5000 (C)5000-10000 (D)10000-15000 CO2(43.9898)，C3H8(44.0626)
裂解(fragmentation)規則
有機化合物的電離能7-13eV，質譜的電離電壓 70eV 碎片離子是由分子離子進一步發生鍵的斷裂而形成
鍵的斷裂位置不同，同一分子離子能產生不同的碎片離子 碎片離子相對量與鍵斷裂的難易有關，即與分子結構有關。
碳氫化合物，支鏈斷裂3∘＞2∘＞1∘
異原子(heteroatom)鍵結的 α 鍵容易斷裂
C 下列有關質譜儀中分子裂解(fragmentation)規則，何者錯誤？(A)環狀化合物 較容易有明顯的分子離子峰 (B)異原子(heteroatom)鍵結的 α 鍵容易斷裂(C)經 常在雙鍵的α 鍵斷裂(D)碳氫化合物斷裂的容易度：tertiary > secondary >
primary 1.羥基化合物
脂肪醇類：分子離子峰很小，有時測不出來，醇容易脫水並易生 α 開裂。
酚類：分子離子峰較強，易失去 CO 形成豐度強的碎片子。
2.羰基化合物
羰基化合物的分子離子峰較強。
脂肪酮化合物以 α 開裂為主。
芳酮化合物發生 α 開裂產生特徵基峰，步脫去 CO 產生 C7H7+特徵峰。
3.醛類化合物
有強的分子離子峰和較強的 M - 1 峰。
羧酸和酯類化合物裂解方式主要是 α 開裂。
4.胺類化合物
脂肪胺：分子離子峰弱，主要發生 α 開裂。生成強的亞胺正離子峰 M-1 峰。
芳香胺：分子離子峰很強，易形成 M - 1 峰和 M -HCN 的碎片離子。
八、離子峰
最強的峰稱為基峰(base peak)強度 100%
基峰只是最強的峰，不必對應於分子離子(母離子)質量 分子、碎片、同位素、重排及亞穩離子峰
丙酸質譜圖
A.分子離子(Molecular ion)
分子經由電離，丟失一個外層價電子形成的帶正電離子，稱為分子離子 分子離子的質量與化合物的分子量相等。
分子離子峰位於質荷比最高位置，但有時最高質荷比的峰不一定是分子離子 峰，主要決定於分子離子的穩定性。
1.分子離子穩定性
芳香＞共軛烯＞烯＞脂環＞直鏈烷＞酮＞胺＞酯＞醚＞酸＞支鏈烷＞醇 2.Ｎ規律
有機化合物通常由C、H、O、N、S 和鹵素原子組成，分子量符合Ｎ規律 由Ｃ，Ｈ，Ｏ組成的有機化合物，Ｍ一定是偶數
由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ組成的有機化合物，Ｎ奇數，Ｍ奇數 由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ組成的有機化合物，Ｎ偶數，Ｍ偶數。
3.判斷分子離子峰
分子離子峰必須有合理的碎片離子
醇類分子離子峰很弱，常在M-18 有明顯的脫水峰 檢體分子CH3，[M-15]+的離子峰
降低能量到化合物的離解位能，避免多餘能量使分子離子裂解 採用不同的電離方式，使分子離子峰增強。
B.碎片離子峰
電子轟擊能量超過分子離子電離所需能量(50-70eV)
可能使分子離子的化學鍵進一步斷裂，產生質量較低的碎片(碎片離子) 在質譜圖上出現相應的峰，稱為碎片離子峰
碎片離子峰在質譜圖上位於分子離子峰的左側
1.鍵的斷裂方式
σ 鍵的均裂：鍵的簡單斷裂
α 斷裂：由游離基中心引發的 α 鍵的斷裂為 α 斷裂 i 斷裂：由電荷中心引發的裂解，也稱誘導裂解 2.EI-MS 分析的是陽離子
分子離子是奇數電子陽離子(odd-electron cation)，
子離子(daughter ion)可能是奇數或偶數電子陽離子(even-electron cation) 奇數電子陽離子的電子不成對，較不安定，離子峰主要來自偶數電子陽離子。
陽離子有偶數電子陽離子及奇數電子陽離子，裂解方式不同
自由基引發 hemolytic cleavage；正電荷的誘導引發 heterolytic cleavage。
兩種裂解反應機轉不同，能顯示裂解反應的特點並限制裂解模式，進而顯示化 學結構的特徵。
a.自由基引發的裂解(hemolytic cleavage)
索求一個電子形成新鍵而使電子轉移，引發的裂解反應是均裂(hemolysis) 斷裂鍵的兩個電子，分別留在斷鍵的兩個碎片，一個電子被自由基取走，生成 新鍵，另一個留在斷鍵的基團生成新的自由基
自由基提供電子，生成新鍵的能力：N > S > O， ·R > Cl，Br > H 陰電性高的原子索取電子成陰離子的趨勢大，不容易提供電子 陰電性低的原子容易提供電子，容易發生均裂( homolytic cleavage)
b.正電荷引發的裂解反應(heterolytic cleavage)
正電荷取走化學鍵的兩個電子所引發的裂解反應是異裂(heterolysis)
斷裂鍵的兩個電子都留在帶正電荷的這一邊，此碎片的正電荷消失並生成自由 基或中性分子，同時正電荷也移到斷鍵的另一邊生成偶數電子陽離子。
此種裂解反應讓奇數電子陽離子產生偶數電子陽離子及自由基，讓偶數電子陽 離子產生偶數電子陽離子及中性分子。
C.同位素離子峰
某些有機化合物的組成元素有同位素，在質譜中就會出現同位素峰 同位素峰強度與同位素的豐度呈正比
C、H、O、N 同位素豐度較小，同位素峰強度較小 S、Si、Cl、Br 同位素豐度較高，同位素峰強度較大
根據 M 和(M＋2)兩個峰強度比，判斷化合物是否有 S、Si、Cl、Br 同位素相對豐度
M：M+1
H1：H2=99.985：0.015，C12：C13=98.893：1.107(100：1.119) N14：N15=99.634：0.366
M：M+1：M+2
O16：O17：O18=99.759：0.037：0.204 S32：S33：S34=95.000：0.760：4.220 M：M+2
Cl35：Cl37=75.770：24.230(3:1)，Br79：Br81=50.537：49.463(1:1) 一個 Cl 原子 M:(M+2)=3:1，兩個 Cl 原子 M:(M+2): (M+4) =9:6:1
三個Cl 原子 M:(M+2): (M+4): (M+6) =27:27:9:1
一個Br 原子 M:(M+2)=1:1，兩個 Br 原子 M:(M+2): (M+4) =1:2:1 三個Br 原子 M:(M+2): (M+4): (M+6)=1:3:3:1
Methyl chloride 分子量 M，質譜分析可見到 M 與 M+2 二離子峰，M/M+2 相對
強度比3
C 含有一個鹵素原子的藥物分子，其質譜圖中分子離子荷質比(m/z)同位數峰 (isotope peaks)為 M+：[M+2]+＝1：1。則該鹵素原子應為(A)F(B)Cl (C)Br (D)I D.重排離子峰
分子離子裂解成碎片時，有些碎片離子不僅僅通過鍵的斷裂有時還會通過分子 內某些原子或基團重新排列或轉移而形成離子，這種碎片離子稱為重排離子 質譜圖上相應的峰稱為重排峰
麥氏重排(Mclafferty Rearrangement)
含有C=X(X 為 O,S,N,C)基團，羧酸(carboxylic acid)、酯類(ester)、酮類 (ketone)、醯胺類(amide)側鏈上至少含有三個碳原子的藥物
γ 氫原子轉移到 X 原子上，同時 β 鍵斷裂 正丁醛質譜圖中出現很強m/z=44 峰
A 下列何類化合物之質譜不會有 McLafferty rearrangement 之離子裂片？
(A)Alcohols (B)Amides (C)Esters (D)Ketones
C 在質譜分析中，下列化合物何者不可能發生 McLafferty rearrangement？
(A)醯胺類(B)酯類(C)飽和碳氫化合物(D)酮類
A 下列何者一般會發生 McLafferty rearrangement？(A)四個碳以上直鏈脂肪酸 酯 (B)飽和碳氫化合物(C)雜環化合物 (D)具側鏈的環狀化合物
亞穩離子峰
離子受電場加速後，在飛行途中碎裂，產生的離子稱為亞穩離子
在離子源中生成質量為m1 離子，進入質量分析器前的無場飛行時發生斷裂 質量由m1 變為 m2，形成低質量的離子
這類離子具有質量為m1 離子速度，進入質量分析器具有 m2 質量
在磁場作用下，離子運動偏轉半徑大，質量m*形成的質譜峰稱為亞穩離子峰 在質譜圖上m*峰不在 m2 處，而出現在比 m2 更低的 m*處
亞穩離子峰特徵
峰弱，強度僅為m 峰的 1-3%。
峰鈍，一般可跨2-5 個質量單位。
m/e 一般不是整數，與母離子和子離子有下述關係：
可以確定離子的親緣關係，有助於了解裂解規律，解析複雜圖譜。
對氨基茴香醚在m/z 94.8 和 59.2 處，出現兩個亞穩離子峰，試據此推斷離子間 的裂解關係。
十六烷質譜圖，m/z 分別位於 32.9、29.5、28.8、25.7、21.7 處。
m/z=29.5 的 m*，因 41^2/57≈29.5
所以m*=29.5 表示存在如下裂解機理:C4H9→C3H5 + CH4 m/z=57 m/z=41
