如何通过待测物质的结构确定其分析方法参数

在药品研发过程中药物分析充当了科学家的眼睛，分析方法开发是药物分析领域最为重要的一个环节。而且原料药的杂质较多且一般结构也较为相似，故有关物质的分析方法开发更是重中之重。那么除了参考和重现各种法定标准中的分析方法之外，我们应该如何通过待测物质的结构高效且准确的选择分析方法的各个参数？待测物质的结构又会对待测物质的哪些性质产生影响呢？

首先我们来认识一下待测物质的种类及可对检测方法产生影响的特定官能团。

那么我们应该通过这些结构哪些特征去选择相应的分析方法呢？这里不得不提到一个大家都非常熟悉的词语——电离。电离与分析方法之间的关系如图所示。

以我们常用的反相色谱（HPLC）为例。电离平衡是物质以一定比例的离子和分子状态稳定且不停转换的过程，它表现出得离子与分子状态共同作用的单一性质使得待测物质在液相色谱中出单峰，且保留时间大于离子状态小于分子状态。所以只要控制好离子状态和分子状态的比例，那么待测物质在液相色谱中将会有稳定的保留时间和一致的峰形。

但是这种平衡是有条件的，如果发生改变（柱温、流动相pH等）电离平衡也会发生响应的移动。如：升高柱温，待测物质的保留时间会变大，降低柱温则会变小。但是离子作用并非预期，需要控制在可接受范围内，否则液相色谱行为将很难预测。我们可以在流动相中加入缓冲盐，使电离环境稳定或者加入反离子，促进生成近中性离子缔合物来控制离子作用的稳定。而化合物的电离能力又受其极性的影响，所以，在方法开发过程中，我们还可以通过待测物质的极性去预测其分析方法的可行性。那么化合物的极性与分析方法有什么关系，我们又该如何判断化合物极性的大小呢？

首先，我们先了解一下如何判断化合物的极性。可以通过偶极矩或者以一些物理模型来得到化合物的极性数值，但最直观的方式还是通过化合物的特定结构来判断化合物的极性大小。

以上是一些常见的大极性基团，当化合物上连接以上基团或被以上基团所取代时极性会增大。但是其中硝基和卤素不能单独作为极性基团来判断化合物的极性，因为这两个基团为特定的不亲水基团。而且极性也受外部环境的影响，如胺类化合物在低pH溶液中极性增大，带酸性基团如羧基化合物在低pH值溶液中极性减弱；有机化合物成盐后极性也会变大。一些结构复杂的分子也可通过定性或者通过基团间的差异来判断和比较。

对于化合物极性与分析方法之间的关系，我们分别从稀释剂的选择和对液相色谱行为的影响两个方面进行介绍。

一、稀释剂的选择

1、有极性基团，但极性不大的物质。

此类物质在纯水中溶解度较差，在水与甲醇或乙腈中（较低比例10%~30%）的混合溶剂中较好。如：丙硫氧嘧啶等。

2、多为亲脂基团，只有一强亲水基团的物质

此类物质的稀释剂需要高比例的有机溶剂，考虑到强亲水基团，也可加入酸来助溶。如：头孢泊肟酯等。

3、极性基团多，且有离子键的物质

此类物质在水中的溶解度非常好，最适合选用纯水作为稀释剂，综合其他因素，也可加入适量有机溶剂，但不适宜选用纯有机溶剂。如：阿仑膦酸钠等。

4、含有至少两个以上亲水基团的两性化合物

此类物质的水溶性可能不好，因为两性化合物的稀释剂的pH在其等电点时，两性化合物的溶解度最小，故两性化合物的稀释剂可加入酸或碱来增加此类物质的溶解度。

二、对液相色谱行为的影响

1、根据相似相溶原理，小极性化合物在反相色谱中保留较强。

2、调整外部环境可改变待测组分在液相色谱中的表现（外部环境影响电离平衡）。

3、大极性化合物在液相色谱中存在多种机制的不利影响，配位反应，氢键作用及离子键作用等，在进行方法开发时要充分考虑。

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