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浅析环境监测和药品检验之间的异同
一、分析目的
从大方向说,环境监测和药品检验的最终目的是相同的,都是以人为本,保护人类健康。具体来说,环境监测是为了保护人类赖以生存的环境绿色清洁,药品检验是为了保护病人的用药安全有效。
二、分析方法
都采用物理分析(如电导率仪,密度计,旋光仪,折光仪,噪声仪),化学分析(如滴定,显色反应,沉淀反应,pH)和 仪器 分析(如光谱仪,色谱仪,色质联用仪)。随着科学技术的发展,具有突出定性定量优点的仪器分析所占的比例越来越大。
三、分析对象
环境监测的分析对象主要是水、气、土壤、固废中的污染物。无机污染物和有机污染物的比例?来源:三废
药品检验的分析对象是药品,95%以上的药品为有机化合物。
四、分析仪器
目前,色谱仪成为两种行业的主打仪器。区别在于,环境监测行业90%的有机污染物色谱分析用的是气相色谱仪(气质联用仪),药品检验行业刚好相反,90%以上的化学药品色谱分析用的是液相色谱仪。究其原因,在环境监测行业,苯系物等挥发性有机物的含量测定用气相色谱仪简便快速有效,而在药品检验行业,化学药品多为不挥发性的高沸点的有机化合物,用液相色谱分析更加方便有效。在环境中也存在一些不挥发性的高沸点有机污染物,如酞酸酯类,多环芳烃类,微囊藻毒素类,氨基甲酸酯类等等,它们的检测需要用液相或液质的方法。这是两个行业、两门学科的交叉之所在,也是环境监测未来十年的研究热点。离子色谱是液相色谱的一个分支,在环境监测行业中主要用于分析降水和饮用水中的阴离子。在药品检验行业,气相色谱仪主要用来测原料药中的有机溶剂残留量,液质联用仪用于打假时的定性,气质联用主要用于中药的杂质分析。离子色谱首次出现在2010版药典附录中,是药品检验中的新武器。
光谱仪在两个行业中的应用仅次于色谱仪。在环境监测中,紫外光谱用于某些化合物的定性定量,红外光谱用于测油,测气,最常用的是原子吸收光谱仪,用于测定各种金属的含量,元素分析。电感耦合等离子体质谱仪以其灵敏度高,一次性分析多个元素的突出优点得到拓展性应用。在化学药品检验中,最常用的是紫外光谱和红外光谱,前者用于简单成分的定性定量,后者用于原料药的真伪鉴别,原子吸收光谱应用较少,仅用于水中镉、一次性注射器中镉的分析比对,维生素C原料药的铜,铁检查,葡萄糖酸钙片的溶出度测定。2010版药典中增添了不少中药品种需要做具体的重金属杂质检查项目,原先是用目视比色法做一个重金属总量的判别。可以预见,原子吸收光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪将成为药检行业的新宠。
五、分析标准
我国的 环境监测 行业开展较晚,我国70年代成立环境保护局,2008年成立环保部,政府对环境问题越来越重视。目前用的标准是国家环保总局编写的《水和废水监测分析方法》第四版和《空气和废气监测分析方法》第四版,不定期出版,间隔8到15年不等。各种国家标准、行业标准单行本,美国EPA标准也是我们工作中参照的标准。在标准的编排上,题目的格式举例:“水质无机阴离子的测定离子色谱法”,目次包括前言、范围、定义、方法原理、试剂、 仪器 与设备、样品的采集与保存、分析步骤、结果表示、精密度和准确度、说明、附录等,写得比较详细。
我国的药品检验行业从上世纪50年代开始,中华人民共和国药典共出版了9个版本,分别是1953,1963,1977,1985,1990,1995,2000,2005年版,2010版。自1985年后每隔5年出一版,期间颁布增订本。药典原分两部,一部为中药,二部为化学药,自2005年版起新增了第三部:生物药。在2010版药典中,电导率、离子色谱等方法首次写进药典附录。美国药典一年一版,英国药典两年一版。在标准的编排上,主要分凡例、个论和附录。前面是凡例,把一些通用的注意事项、概念解释清楚,比如恒重,比如热水指多少度的水,后面是附录,把制剂通则和分析方法作一概括性的介绍。中间的内容为个论,按药名的笔划来排序,先原料药后制剂。题目格式举例:“阿司匹林”。具体内容为鉴别、检查、含量测定。假如是片剂或胶囊剂,增加崩解时限/溶出度的检查和重量差异/含量均匀度检查。注射剂增加不溶性微粒,可见异物,pH,无菌和热原/细菌内毒素的检查。每个项目的具体操作写得比较笼统。
两种标准都遭到了科学技术日新月异的挑战,就是说,计划跟不上变化,标准跟不上新仪器新技术。还要考虑到不同地区的经济能力。如何制订标准,即能跟上时代的步伐,行之有效,又能兼顾各地区不均衡的发展,这是摆在我们面前的一个重要问题。
六、标准品和质控项目
标准品来源不同。环境监测用的标准品(以有机污染物为例)多为分装在安瓿瓶中的液体,国家环境保护总局标准样品研究所提供,浓度为10-1000mg/L不等,采用的溶剂在标签上标注。药品检验用的标准品多为固体,分装在棕色玻璃瓶中,10-200mg/瓶。这样做的目的也是为了适应不同行业的需要。环境监测的目的是为了测量某种物质是否超标,药品检验不仅要测定主药的含量是否在规定的范围内,还要鉴别药品的真伪,检查杂质含量是否超标,所以,标准品必须是固体,可以用来做溴化钾压片,得到标准的红外图谱,也可以用不同溶剂溶解,进行光谱和色谱的分析。从某种程度上说,环境监测所做的种种实验都相当于药品检验中的杂质检查。
七、样品的采集和前处理
对于环境监测样品,气体样品的采集可以是吸附管吸附(甲苯等),滤膜吸附(硫酸盐化速率),滤筒吸附(硫酸雾)分进口、出口采集,多孔玻璃吸收管吸收(盐酸雾,铬酸雾等)分时间段采集,也有针筒样,塑袋直接采气。大气自动采样装置。水样的采集大气降水有专门的采样装置,饮用水的采集有专门的监测点位,废水?对于土壤样品?样品的采集是分析的第一步也是非常关键的一步,绝对不能重分析轻采集。样品的采集具体由现场监测室完成,也有企业委托送样、监察支队送样。药品检验的样品一般是抽样和送样,抽样一般是抽成品,连包装一起抽,由药监局稽查支队完成。送样可以是委托单位的中间体,原料药和其他样品。
样品前处理的好坏直接影响分析结果,是另一个关键点,来不得半点马虎。否则做出来的数据无法令人信服。在环境监测中,液相色谱常用的前处理步骤为固相萃取,液液萃取,ASE快速溶剂萃取,GPC大分子净化。气相色谱用苏玛罐预浓缩,离子色谱用的是超声溶解定容,过树脂柱,过滤。
八、分析步骤
样品前处理后的样品开始进入分析阶段,此阶段这两个行业基本一致。以液相色谱法为例,都是先进标准品溶液,后进样品溶液。但是 环境监测 行业要求较严格,要求准确定量。要求做标准曲线。要求做质控样(原子吸收法和离子色谱法)核对。
在药品检验的含量测定项下,标准品配制两份,样品亦配制两份,由于样品溶液的浓度是事先可以根据标示量(包装标签上主药的含量)和稀释倍数(标准中有详细规定)估算的(对于片剂来说,标示量25mg表示1片含主药的量为25mg),标准品溶液的浓度尽量与样品溶液的浓度一致,这样,就可以用外标法来做含量计算了。整个分析过程不用分析者考虑标准曲线范围,可以这么说,药典发展到今天,成为比较成熟的操作法典,分析者基本就是高级操作工,所做的事情就是按部就班地照药典做,只有很偶然的机会能抓住药典的纰漏,做一下方法的改进实验。假如是杂质检查,采取的都是与规定的限度溶液做对照的办法。如目视比色法,目视比浊法,薄层色谱法,紫外光谱法,原子吸收光谱法,色谱法。按标准配制1份标准限度对照溶液,1份样品溶液,两者对比,样品溶液的颜色,浊度,斑点颜色,吸光度,峰面积未超过限度对照溶液就算符合规定。
在环境监测领域,由于样品的实际浓度是未知的无法估算的,分析工作者既是操作工,又是研究员,要做待测成分的标准曲线确定最佳测定范围,要根据样品的实际浓度重新调整工作方案。比如浓度太大,需要稀释后测定,浓度太小,需要富集浓缩后测定?但是有一点是一致的,就是也有一个规定限度。配一个限度对照的标准溶液,
九、结果表示
环境监测中,最后的报数单位是绝对值,比如mg/m3,ug/m3(气体),mg/L,ug/L(液体),mg/kg,ug/kg(固体)。药品检验中,最后的报数单位一般是相对值,比如含量测定占标示量的百分之多少(%),杂质检查%,(固体为g/g,液体为g/ml),也有报绝对值的,比如医院制剂,液体每1ml含主药的mg数,国家标准片剂每片含主药的mg,g数。
十、报告书编制
环境监测报告重在报数,编写环境质量报告书。药品检验报告重在结论:是否符合规定。
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