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學習重點 掌握紫外光／可見光光譜法（UV-Vis）的電子躍遷原理，並以比耳定律連結吸光度與濃度。 熟悉含量、溶解度、油水分配、溶離與釋出速率、降解動力學等測定。它們的共同基礎都是測量溶液中的藥物濃度。 理解光譜可輔助藥品鑑別，也可測定某些化合物的pKa；但單靠UV-Vis無法鑑定官能基或決定完整結構。 分清晶型（多形性）、含水量、複雜賦形劑、中草藥複方成分定量等需求，與UV-Vis的適用限制。 辨識溶媒、賦形劑、懸浮顆粒及操作方式造成的測量干擾。 核心觀念 一、測量原理：吸收光能，引起電子躍遷 化合物吸收特定波長的紫外光或可見光後，電子由較低能階躍遷至較高能階，形成吸收光譜。常見吸收與π電子或非鍵結電子有關。芳香環、共軛系統等發色團，是藥物產生紫外吸收的重要結構。 吸收位置與強度會受到分子結構、溶媒、pH及化學形態影響。共軛程度增加，通常會使吸收移向較長波長。 最大吸收波長移向長波長稱為紅移，移向短波長稱為藍移。 吸收強度增加或降低是另一組概念，不可與紅移、藍移混為一談。 葡萄糖雖缺乏常見的共軛發色團，仍可在較短波長的紫外區產生吸收。因此，「葡萄糖亦具紫外光吸收」是正確敘述。但有吸收不代表適合在一般常用波段直接、靈敏地定量，仍須考慮吸收強度及溶媒背景。 二、定量基礎：比耳定律與適用條件 吸光度A＝log₁₀（I₀／I）＝εbc。各符號意義如下： I₀：入射光強度 I：透射光強度 ε：莫耳吸光係數 b：光徑長度 c：濃度 在波長、光徑與化學形態固定，且位於線性範圍內時，吸光度與濃度成正比，可用標準溶液建立檢量線來測定藥物含量。透射光愈少，吸光度愈大，兩者呈反向關係。 測定時須注意以下條件： 主成分必須有可利用的吸收，且其他成分不致造成明顯干擾。 pH改變會使解離形態不同，吸收也可能改變，不能直接沿用不同條件下的檢量線。 空白溶液可校正溶媒及試劑背景，但不能保證消除賦形劑、降解物或其他成分的重疊吸收。因此以UV進行製劑含量測定時，必須考慮賦形劑的影響。 三、藥品及製劑的主要應用 應用測量與判讀重點 主成分含量測量吸光度並換算濃度，再依取樣量與稀釋倍數計算含量。 藥品鑑別在規定條件下，比較最大吸收波長、光譜形狀或吸光度比值，可作為某些原料藥的鑑別（定性）依據。 水中溶解度使藥物與溶媒達溶解平衡，排除未溶固體後，測定溶液中的藥物濃度。 油水分配係數使藥物在互不相溶的水層與有機層間達平衡，測定兩相濃度，以其比值求得分配情形。 溶離及體外釋出依時間取樣，測定介質中的主成分濃度，換算累積溶離量或釋出量，觀察其隨時間的變化。 降解反應動力學若原藥與降解物的吸收可有效區分，可追蹤濃度隨時間的變化，分析反應速率。 某些化合物的pKa利用不同pH下解離態與未解離態吸收光譜的差異，推算酸鹼解離平衡。 分配係數、溶解度、溶離這三類測定，本質上都是「測溶液濃度」。UV-Vis操作簡便、適合大量樣品，因此最常用於這類試驗。紅外光光譜、拉曼光譜偏重分子振動與結構資訊，質譜偏重分子量與碎片資訊，三者都不是這類濃度測定的常規選擇。 各項應用的注意事項： 油水分配：須注意pH與解離狀態。未解離型的分配係數，與特定pH下包含各形態的分布比，不宜混用。 溶離或釋出：若持續取樣並補充介質，計算累積量時須考慮取樣造成的藥量移除及稀釋。 pKa測定：前提是酸鹼形態之間具有可辨識的吸收差異。若解離前後光譜幾乎相同，就不適合直接採用此法。 降解監測：同樣需要選擇性，不能把總吸光度變化一律視為原藥濃度變化。 四、適用界線：能輔助鑑別，不等於能決定結構 UV-Vis主要提供發色團及共軛系統的資訊。光譜通常較寬廣，不同化合物可能有相似吸收。因此，它可以作為某些藥品的鑑別試驗，卻不適合單獨用來鑑定官能基或決定完整分子結構。 官能基鑑定：以紅外光譜較具代表性。 完整結構判定：常需結合核磁共振、質譜等資訊。 不宜直接交由一般UV-Vis處理的需求原因與判斷方向 官能基鑑定、決定藥物結構UV光譜只反映發色團，資訊量不足，應以紅外光譜、核磁共振、質譜等方法分析。 固體粉末晶型、多形性重點在固態晶格排列。溶解後通常失去原有晶格資訊，常以粉末X光繞射等方法分析。 一般藥品含水量不是紫外吸收測定的用途，常採卡爾費雪法或乾燥減重等方法。 複雜賦形劑分析多成分吸收可能重疊，直接UV-Vis缺乏足夠的分離與辨識能力。 中草藥複方濃縮製劑的成分定量多種成分可能同時吸收，不宜單用UV光譜儀判定特定成分含量。通常需先分離（如層析），或採具選擇性的方法。 單獨使用UV-Vis，與先用層析分離再以UV偵測器偵測，是不同的分析條件。後者可藉分離降低混合物干擾，但不能據此推論：直接量測複方的總吸光度，就能定量每一成分。 五、金屬錯合與顏色反應 某些藥物可與金屬離子形成有色錯合物，使吸收移動或產生可見光吸收，可用於鑑別或比色定量。但這類反應有特定的藥物與試劑配對，不能任意套用。 以麻黃素為例，經典鑑別反應是在鹼性條件下與銅離子（硫酸銅）形成有色錯合物。「麻黃素與亞鐵離子形成錯合物而紅移」則是錯誤敘述。 六、測量干擾與操作要求 容槽固定面向：容槽每次應以固定方向放入儀器，以降低不同透光面差異造成的誤差。透光面應保持清潔。 溶媒避免吸收：所選溶媒在測定波段應盡量不具吸光性，並注意其紫外截止範圍。背景吸收過強時，空白校正也無法確保測量可靠。 防止有機溶媒揮發：揮發會使體積減少，待測物濃度及吸光度隨之改變。 排除懸浮顆粒與氣泡：顆粒會散射光，使到達偵測器的透射光減少，造成表觀吸光度偏高，而不是減少。 考慮賦形劑：賦形劑可能直接吸光、造成混濁，或改變溶液環境。過濾或離心時，也須避免藥物被吸附或損失。 常考陷阱 「可鑑別藥品，所以能決定結構或鑑定官能基」：鑑別是與已知標準比較。官能基鑑定看紅外光譜，結構解析需更多資訊，兩者不可等同。 「溶解度、分配係數、溶離不屬於UV用途」：這些試驗都能透過測定溶液濃度完成，正是UV-Vis的典型應用。若題目問哪種方法常用於這三類測定，選紫外光／可見光光譜法，而非紅外、拉曼或質譜。 「降解動力學、pKa不能用UV」：兩者都是UV-Vis的合理應用，前提是吸收具有可區分的差異。 「UV可測晶型、多形性、含水量」：錯誤。晶型看固態方法（如X光繞射），含水量用卡爾費雪法等。 「能測含量，就能直接分析複雜賦形劑或中草藥複方」：錯誤。吸收重疊是主要限制，「單用」UV光譜儀不宜定量複方成分。 「懸浮顆粒使吸光度減少」：錯誤。散射使透射光減少，表觀吸光度增加。 「葡萄糖不具紫外吸收」：過於絕對。葡萄糖在短波長紫外區仍有吸收。 「麻黃素與亞鐵離子錯合產生紅移」：錯誤配對。麻黃素的經典錯合鑑別試劑是鹼性硫酸銅。 「含量測定不必考慮賦形劑」：錯誤。賦形劑可能吸光或造成混濁，必須評估其影響。 操作敘述題：「容槽固定面向」「防止溶媒揮發」「溶媒在測定波段儘量不吸光」皆為正確要求。 記憶口訣 「含、鑑、溶、分、放、酸、降」：含量、鑑別、溶解度、分配係數、溶離釋放、pKa（酸鹼解離）、降解動力學，都是UV-Vis的應用。 「晶、水、構、複方，單靠紫外要慎量」：晶型（多形性）、含水量、官能基與結構、複雜賦形劑與中藥複方，不宜單以UV-Vis處理。 「顆粒散光，透光下降，吸光上揚」：掌握透射光與吸光度的反向關係。 「麻黃配銅不配鐵」：麻黃素的錯合鑑別用銅離子。