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卡爾費休水分儀在藥品檢驗中原理及應(yīng)用范圍
時間: 2020-08-24 15:12
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藥品的水分的定量分析已被列為醫(yī)藥檢驗的基本項目之一，作為藥品一項重要的質(zhì)量指標(biāo)。一般情況下，藥品中水分的含量異常會嚴(yán)重地影響藥品的質(zhì)量和療效。特別是抗生素類藥品中所含水分過高會嚴(yán)重影響其穩(wěn)定性、理化性狀、及有效期和使用效果,甚至于服用這些藥品會嚴(yán)重危害廣大人民群眾的身體健康和生命安全。因此，對藥品的水分進(jìn)行檢查并嚴(yán)格控制其限度非常重要。
以前，人們普遍采用加熱干燥法（即干燥失重法）檢查藥品中的水分，此種方法不但繁瑣、費時、系統(tǒng)誤差大，而且遇熱不穩(wěn)定的藥品不能適用于此方法，故不能滿足現(xiàn)代藥品檢驗的需要。1935年，Karl Fischer發(fā)現(xiàn)了一種用滴定法測定含水量從1ppm到100%的樣品的方法（卡爾·費休氏水分測定法）。該法以甲醇為介質(zhì)，以卡爾費休液為滴定液進(jìn)行樣品水分測定的一種方法。此方法測定水分含量的用途廣泛、操作簡單、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好，能夠最大限度的保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。而且該方法滴定時間短，一般情況下測定一個樣品僅需2到6分鐘，尤其適用于遇熱易被破壞的藥品。中國、英國、美國、日本四國藥典均收載了卡爾·費休氏水分測定法（容量滴定法和庫侖滴定法），現(xiàn)在已成為國際上通用的經(jīng)典水分測定法。
一、卡爾費休水分測定儀檢測原理
卡爾·費休氏水分測定法是根據(jù)碘和二氧化硫在吡啶和甲醇溶液中能與水起定量反應(yīng)的一種非水溶液中氧化還原滴定法，其滴定的基本原理是儀器的電解池中的卡爾費休試劑達(dá)到平衡時注入含水的樣品，水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應(yīng)，在吡啶和甲醇存在的情況下，生成氫碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在陽極電解產(chǎn)生，從而使氧化還原反應(yīng)不斷進(jìn)行，直至水分全部耗盡為止，依據(jù)法拉第電解定律，電解產(chǎn)生碘是同電解時耗用的電量成正比例關(guān)系的，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
?、貶2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3（不穩(wěn)定）
?、贑5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3（穩(wěn)定）
卡爾費休試劑中含有分子碘而呈深褐色,當(dāng)含有水的試劑或樣品加入后,由于化學(xué)反應(yīng),生成甲基硫酸吡啶(C5H5N·HSO4CH3)而使溶液變成黃色,可用目測法判斷終點（即由淺黃色變成橙色）。或用“永停滴定法”來指示卡氏反應(yīng)的終點，其原理為：在反應(yīng)溶液中插入雙鉑電極，在兩電極之間加上一固定的電壓，若溶劑中有水存在時，則溶液中不會有電對存在，溶液不導(dǎo)電；當(dāng)反應(yīng)到達(dá)終點時，溶液中存在I2和I-電對，在電解過程中,電極反應(yīng)如下:
陽極:2I--2e→I2；陰極:①I2+2e→2I- ②2H++2e→H2
因此，溶液的導(dǎo)電性會突然增大，在設(shè)有外加電壓的雙鉑電極之間的電流值突然增大，并且穩(wěn)定在我們事先設(shè)定一個閾值上面，即可判斷到了滴定終點，儀器便會自動停止滴定，從而通過消耗卡爾費休試劑的體積計算出樣品的含水量。按照上述原理科研人員研制了卡爾·費休氏水分測定儀，近年來在國內(nèi)市場中較活躍的國產(chǎn)卡爾·費休氏水分測定儀主要有上海禾工等。目測法和永停滴定法兩種方法均被《中國藥典》（2005年版）收載。但是目測法誤差較大而且在測定有顏色的物質(zhì)時會遇到麻煩，故該法不宜使用?？?middot;費休氏水分測定儀操作簡便、靈敏度高、再現(xiàn)性好,并能連續(xù)測定，自動顯示數(shù)據(jù)，筆者建議有條件的藥品檢驗部門優(yōu)先使用卡爾·費休氏水分測定儀測定樣品中的水分含量。
二、卡爾費休氏水分測定儀的分類及應(yīng)用范圍
卡爾·費休氏水分測定法可適用多種有機(jī)物和無機(jī)物中的水分測定，由于各種化合物性質(zhì)的差異,可分為直接容量滴定法和間接容量滴定法（回滴定法）兩類。但在藥品檢驗中經(jīng)常使用直接容量滴定法對水分含量進(jìn)行測定，比較典型的藥品有以下幾類：
1膠囊制劑
阿奇霉素膠囊、頭孢拉丁膠囊、頭孢氨芐膠囊、頭孢羥氨芐膠囊、阿莫西林膠囊等；
2注射用粉針劑
注射用頭孢噻肟鈉、注射用頭孢唑林鈉、注射用頭孢哌酮鈉舒巴坦鈉、注射用頭孢拉丁等；
3片劑阿莫西林分散片等；
4原料藥。
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