２０１８年第３期 分析仪器Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｎｏ．３ Ｍａｙ．２０１８ ２１ Ｘ射线荧光光谱技术在药品检测中的应用 刘奕忍 李琴梅赵 婷 高 峡 刘伟丽 胡光辉 （北京市理化分析测试中心，有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室，北京市科学技术研究院分析测试技术重点实验室，北京１０００８９） 摘 要：ｘ射线荧光光谱技术被广泛应用于药品检测，主要用于药品的元素成分分析以及鉴定评价和质量控 制，本文对近年来ｘ射线荧光光谱在药品检测方面的应用进行了综述。 关键词：ｘ射线荧光光谱药品元素 ＤｏＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１ＯＯ１—２３２ｘ．２０１８．０３．００３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｘ—ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ｉｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｅｄｉｃｉｎｅ．Ｌｉｕ Ｙｉｒｅｎ，Ｌｉ Ｑｉｎｍｅｉ，Ｚｈａｏ Ｔｉｎｇ，Ｇａｏ Ｘｉａ，Ｌｉｕ Ｗｅｉｌｉ，Ｈｕ Ｇｕａｎｇｈｕｉ（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｌｏｒｙ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ＆Ｑｕａｌｉｔｙ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ，Ｂｅｉｊ ｉｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｘ—ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＸＲＦＳ），ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ｈａｓ ａｌｒｅａｄｙ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｅｌｅｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｍｅｄｉｃｉｎｅ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａ— ｔｉｏｎｓ ｏｆ ＸＲＦＳ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｘ—ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＸＲＦＳ）；Ｍｅｄｉｃｉｎｅ；Ｅｌｅｍｅｎｔ 药品安全与国计民生息息相关，各种化学和仪 器分析方法在解决药品研发和质量控制中发挥着 重要作用。目前常用于药品质量评价的分析技术 射线管产生的Ｘ射线光谱，被称作原级ｘ射线谱， 由连续谱和特征谱组成。在ｘ射线管中，当所加的 管电压很低时，只产生连续谱；当所加电压大于或 等于ｘ射线管的阳极材料激发电势时，特征ｘ射线 光谱即以叠加在连续谱之上的形式出现。对不同 的元素Ｘ射线荧光波长具有不同的特征波长，这种 特性被用于ｘ射线荧光光谱的定性分析。同时，可 主要包括：化学法、色谱法、光谱法、电化学法、电泳 法、流动注射和顺序注射分析以及联用技术等Ｌｌ 。 ｘ射线荧光光谱分析法（Ｘ—ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，ＸＲＦ）是元素分析中最为有效的方法 之一，此方法测试元素范围广，可测定原子序数８以 通过将测得的特征Ｘ射线荧光强度转换为浓度实 现定量分析 ｊ。 根据色散方式不同，Ｘ射线荧光分析仪分为Ｘ 射线荧光光谱仪（波长色散）和ｘ射线荧光能谱仪 （能量色散）。Ｘ射线荧光光谱仪在结构上基本由激 上的所有元素，并可对多种元素同时测定，是一种 快速且精密度高的分析方法，广泛应用于工业、地 矿、农田环境、医药、考古，珠宝鉴定和司法鉴定等 各个领域［２］。ｘ射线荧光光谱具有谱线简单、干扰 少、稳定性好等优点，在药品检测方面，ＸＲＦＳ多用 于药品的元素成分分析以及鉴定评价和质量控制。 发样品的光源、色散、探测、谱仪控制和数据处理等 几部分组成。Ｘ射线管是仪器的激发光源，在金属 罩内真空状态下灯丝和靶极被密封其中。在二者 １ ｘ射线荧光光谱仪简介 ｘ射线是由高能量粒子轰击原子所产生的电磁 辐射，具有波、粒二象性。电磁辐射的辐射能由光 子传输，而光子所取的路径是由波动场引导。。。］。ｘ 之间加５０ｋＶ高压，灯丝发出的电子在高压电场加 速作用下，撞击在靶极上形成ｘ射线。ｘ射线透过 铍窗照射在试样上，实现对样品的检测和分析 ］。 ｘ射线荧光光谱仪已经从单一的波长色散ｘ 基金项目：北京市科学技术研究院萌芽计划课题（编号ＧＳ２０１８Ｏ８）。 资助项目：北京市科学技术研究院萌芽计划“药用滑石粉中金属元素的Ｘ射线荧光光谱测定方法开发”（ＧＳ２０１８０８） ２２ Ｎｏ．３ Ｍａｙ．２０１８ 分析仪器Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ ２．２在药品鉴定评价中的应用 ２０１８年第３期 射线荧光光谱仪发展成为拥有波长色散、能量色 散、全反射、同步辐射、质子Ｘ射线荧光光谱仪和ｘ 射线微荧光分析仪等仪器的家族系列，结合偏振 光、掠射设计等装置可以满足不同层次和要求的检 测任务。从常规分析的需求来看，现代ｘ射线荧光 光谱仪分析结果的准确度已经接近或达到化学分 析水平 。 王文静等 采用ＸＲＦ测定６个不同产地阿胶 样品中的元素种类、含量，通过样品与阿胶对照品 元素特征谱的对比分析，探讨快速鉴别阿胶真伪的 方法，结果表明以元素的种类及含量的差异性可简 捷、快速识别阿胶的真伪，并判断劣质阿胶产品中 有害元素的引入来源，该方法为胶类及其他药材的 鉴别提供了新方法ｌ１ 。张景超等口。 利用ＸＲＦＳ对 ２ Ｘ射线荧光光谱技术在药物检测中的 应用 ２．１在药品元素成分分析中的应用 郭西华等 利用ＸＲＦ对安国市栽培的５个不 同种质丹参主要成分进行检测，通过对各样品中多 种元素种类及含量进行分析，发现药材产地不同必 然会因其各地水质矿化度、土质、及生境差异导致 同品种药材的元素种类和含量发生变化。黄海波 等＿７ 利用ＸＲＦ对藏药“左太”进行元素分析，发现 “左太”中含有多种金属元素，其中Ｈｇ元素含量最 高，其次为ｓ元素，同时药品中还存在微量元素。 李岑等 利用ＸＲＦ对不同来源藏药矾石的化学成 分进行分析，发现藏药矾石主要元素为Ｃａ、Ｏ和ｃ， 同时还含有少量Ｍｇ、Ａ１、Ｎａ、Ｓｉ、Ｋ、Ａｇ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｍｎ、 ｓ、Ｓｒ、Ｚｎ等元素。杨红霞等＿９ 利用ＸＲＦＳ对临床治 疗肝胆疾病的常用藏药材（川西獐牙菜）及藏药制 剂中的金属元素进行较为准确的定量半定量分析， 以揭示藏药中金属元素含量与药效的关系。分析 结果发现，藏药材川西獐牙菜中含有Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、 Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｐｂ共九种金属元素，且不同来源样 品间的元素组成存在明显的差异性。同时数据结 果显示藏药复方制剂中含有Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、 Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｃｏ、Ｇａ共１５种金属元 素及一种非金属元素Ａｓ，该结果表明不同复方制剂 的元素组成具有显著差异。丁喜峰等口。。用ＸＲＦＳ 对第４代太空组和地面组白术中元素种类、含量进 行测定并作对比分析，结果表明地面组白术含有Ｎａ 和Ｔｉ两种元素，而太空组白术中未检测到该两种元 素，同时太空组白术中Ｋ和Ｍｎ的含量为地面组的 １．１６和１．１５倍，而ｓｉ和Ｐ含量分别下降了８２．１ 和７１．２ 。该文献的研究结果表明ＸＲＦＳ适宜对 元素变异幅度大的航天育种药用植物的元素进行 分析。 道地性药材祁山药和市售山药的元素种类、含量进 行测定和对比分析，结果发现相比市售山药祁山药 多Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｒ元素，少Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｎ元素，且两组山 药中元素含量也有所不同，该方法适于对山药产地 进行鉴别，有助于道地药材的道地性研究。孙天希 等＿ｌ 利用两个多毛细管Ｘ光透镜搭建了共聚焦微 束Ｘ射线荧光谱仪，分别对４种胶囊壳及其内部药 物进行原位无损元素分析，通过分析ｘ射线荧光谱 特征对应不同的元素组成，可鉴别胶囊类药品的种 类。该方法可对胶囊类样品进行无损原位分析，在 胶囊类药品种类和真伪鉴别中具有潜在应用价值。 孙琳等口 应用ＸＲＦ无标样分析法检测了石膏、钟 乳石、花蕊石、紫石英、龙骨和石燕６种钙类矿物药 材，发现同种矿物药获得的元素谱图较稳定，而不 同品种间差异明显，其中Ｃａ、Ｆ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、Ｓｉ等元素的 含量变化较大，Ａｌ、Ｅｒ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｋ、Ｍｏ等元素含量变 化较小，并鉴别出性状特征不符合的３份石膏和ｌ 份紫石英，含量也不符合２０１５年版《中国药典》要 求。该方法能快速、简便获得矿物药的元素谱信 息，可用于粉末状矿物药同质性分析和鉴别。 ２．３在药品质量控制中的应用 Ｐ．Ｍａｈａｗａｔｔｅ＿１ 等人用ＸＲＦＳ法对药物阿育 吠陀中的Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ等ｌ９种元素的浓度进 行了检测，为建立药品中重金属检测提供了简单的 方式。方萍等口 采用ＸＲＦ定量法测定防风样品中 Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｂａ、Ｐｂ和Ｂｉ 等金属元素含量，实现了大量中药材中多元素的同 时、快速测定。且该方法无需对样品进行复杂的前 处理，操作简便且结果准确，能够满足中药质量控 制中对元素含量快速测定的要求。李俊卿等口。 建 立了ＸＲＦＳ快速测定空心胶囊中铬的方法，并将此 法应用于明胶原料及阿胶中的铬测定。此方法的 检出限为１０ ｍｇ·ｋｇ～，与原子吸收分光光度法测 试结果比较，铬含量大于１０ ｍｇ·ｋｇ 的阳性样品 ２０１８年第３期 分析仪器Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｎｏ．３ Ｍａｙ．２０１８ ２３ 的检出率为１００ ，验证了该方法作为一种快速质 量控制的分析手段用于胶囊、明胶及阿胶铬检查的 分分析［Ｊ］．中药材，２０１３，３６（４）：５８３—５８５． ［８］李岑，楞本才让，桑老，等．藏药矾石化学成分与结构分 析［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２０１２，３２（１）：２４８—２５１． ［９］杨红霞，李岑，杜玉芝，魏立新．同步辐射ｘ射线荧光 法分析藏药材和藏药制剂中金属元素［Ｊ］．光谱学与光 谱分析，２０１５，３５（６）：１７３０—１７３４． ［１０１丁喜峰，刘美义，郭西华，等．航天育种第４代白术的 ＸＲＦ和ＰＸＲＤ分析［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２０１２，３２ （２）：５４５—５４７． 可行性。聂黎行等［１ 应用便携式ＸＲＦＳ建立了牛 黄清心丸（局方）中汞、砷含量的快速无损测定新方 法，并首次将ｘ射线荧光光谱技术用于药品的均匀 性评价。实验结果表明，该方法精密度高，Ｈｇ和 Ａｓ的相对标准偏差（ＲＳＤ ）分别为０．０９ 和 ０．２３ ，测定值与参比值接近，Ｈｇ和Ａｓ的相对平 均偏差分别为８．５８ 和５．９５ ，符合现场快检的 要求。 ［ｎ］王文静，关颖，朱艳英．阿胶真伪品的ｘ射线荧光光 谱的鉴别研究［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００７，２７（９）： １８６６—１８６８． ３ 结束语 ｘ射线荧光光谱技术在药品检测主要应用于中 药、藏药类未知成分的元素成分分析，也被较多应 用于药品的鉴定评价，在药品质量控制中的应用相 ［１２１李辉虎，任刚，陈利民，钟国跃．胶类药材真伪鉴别与 质量评价技术研究进展［Ｊ］．中国中药杂志，２０１８，４３ （１）：１５－２０． ［１３］张景超，朱艳英，丁喜峰，等．不同产地山药的ＸＲＦ和 ＰＸＲＤ分析与表征［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２０１２，３２ （７）：１９７２－１９７４． 对较少。ＸＲＦ简便、快速、直观、可靠，其在药品质 量控制方面的应用有待进一步开发，以提高药品质 检的效率。另外，在ＸＲＦ仪器开发方面，便携式 ［１４］孙天希，刘鹤贺，刘志国，等．毛细管ｘ光透镜共聚焦 微束ｘ射线荧光技术在胶囊类药品分析中的应用［Ｊ］． 光学学报，２０１４，３４（ｉ）：０１３４００１（１）－０１３４００１（５）． ＸＲＦ仪器的测量精度还有待提高，对于药品的无损 检测和精确定位方面的需求还有待进一步深入 研究。 参考文献 ［１５］孙琳，梁鹏晨，严铸云，等．六种钙类矿物药元素谱的 ｇ射线荧光光谱法无标样分析［Ｊ］．中国实验方剂学杂 志，２０１８，２４（９）：１２６—１３２． ［１６］Ｍａｈａｗａｔｔｅ Ｐ，Ｄｉｓｓａｎａｙａｋａ Ｋ Ｒ，Ｈｅｗａｍａｎｎａ Ｒ．Ｅｌｅ— ｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｍｅ Ａｙｕｒｖｅｄｉｃ ｄｒｕｇｓ ｕｓｉｎｇ ［１］孙庆春。现代分析技术在药物分析方面的应用进展［Ｊ］． 黑龙江医药，２０１５，２８（２）：２９０—２９３． ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ＸＲＦ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒａｄｉｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｎｕ ｃｌｅａｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００６，２７０（３）：６５７～６６Ｏ． ［２］钱原铬，赵春江，陆安详，等．ｘ射线荧光光谱检测技术 及其研究进展［Ｊ］．农业机械，２０１１，（８）：１３７—１４１． ［３￣Ａｒｔｈｕｒ Ｂｅｉｓｅｒ著，何瑁译．现代物理概念［Ｍ］．上海：上 海科学技术出版社，１９８４：４４—４８． Ｅ１７］方萍，邹雯，史先肖，戚雪勇．ｘ射线荧光光谱法快速 测定防风中的金属元素含量口］．药物分析杂志，２０１７， ３７（７）：１２８０—１２８５． ｆ４］吉昂，陶光仪，卓尚军，罗立强．ｘ射线荧光光谱分析 ［Ｍ１．北京：科学出版社，２０１５：８－３０． ［１８１李俊卿，尹利辉，张锐，等．Ｘ射线荧光元素分析技术 在胶囊、明胶及阿胶铬快速检查中的应用［Ｊ］．中国药 师，２０１３，１６（２）：２１５—２１７． Ｅ５］杨知霖．ｘ射线荧光光谱仪原理与应用［Ｊ］．科技传播， ２０１６，２：１８１—１８２． ［１９］聂黎行，张烨，朱俐，等．便携式ｘ射线荧光光谱快速 无损分析牛黄清心丸（局方）中汞、砷含量及均匀度［Ｊ］． 光谱学与光谱分析，２０１７，３７（１０）：３２２５－３２２８． 收稿日期：２０ｌ８—０５～０３ ［６１郭西华，朱艳英，王志宙，等．５种丹参主要成分及微结 构的检测及综合表征［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２０１０，３Ｏ （８）：２２９９—２３０２． ［７］黄海波，王新为，边巴次仁，等．藏药“左太”的化学成 作者简介：刘奕忍，女，１９８４年出生，硕士，助理研究员，研究方向：化学分析，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｙｉｒｅｎ２０１３＠１２６．ｃｏｒｎ。
