上期我们聊到药物杂质中的有机杂质。通常药物杂质可分为三大类：有机杂质、无机杂质以及残留溶剂。今天，我们来聊聊无机杂质的相关内容。
无机杂质是指物质中存在的除有机杂质外的另一类主要杂质，大多数时候指的是无机物中的非纯净成分，包括但不限于无机盐、无机酸、金属杂质、无机碱等。无机杂质可能来源于原始材料、生产过程、储存和运输等多个环节。
1、原始材料：在无机物的制备过程中，原始材料中存在一些并未被完全去除的杂质。这些原始材料包含矿石、矿渣、废料等。它们可能含有多种元素，其中就包含无机杂质。
2、加工过程：在无机物的生产过程中，可能会引入一些额外的元素。这个情况在矿石熔炼中非常常见，尤其是早高温熔炼的条件下，发生一些非预期反应，导致一些杂质进入最终的产品中。
3、储存和运输：无机物在储存和运输的过程中，可能会与周围环境中的其他物质接触。尤其是在液体无机物的存储和运输中，因为容器材料的微小渗透性，一些外界杂质就可能因此进入无机物中。
1、信号杂质（或指示性杂质）：通常无害，但其含量的多少可以反应药物的纯度水平。氯化物、硫酸盐等无机盐就属于这类杂质。
2、有害杂质：这类杂质对人体有害，影响药品质量，对患者的健康造成威胁。主要包括砷盐、重金属等。
无机杂质对无机物的性质和应用有着非常重要的影响，会改变无机物的化学性质、物理性质、热学性质等方面，使无机盐的性能发生变化。
1、化学性质：无机杂质可能与无机物发生化学反应，生成新的化合物或者结构，进而降低无机物的稳定性，产生不必要甚至有害的物质。
2、物理性质：某些杂质的存在可能会改变无机物的导电性、磁性、硬度等特征。
3、热学性质：无机杂质可能改变无机物的熔点、沸点、热导率等参数，进而影响无机物的热稳定性和热传导性。
1、选择合适的原始材料：在无机物的制备过程，高纯度的原始材料是控制无机杂质的关键。通过对原始材料的分析和筛选，可以尽量减少无机杂质的含量。
2、优化加工条件：针对部分杂质的反应条件，可以通过优化合成加工的条件来减少无机杂质的引入。例如控制温度和时间。
3、严格的储存和运输控制：选择好容器的材料、避免外界杂质的污染。加强包装和封闭措施，减少无机物与外界环境的接触。
4、使用先进的分离和纯化技术：通过晶体生长、蒸馏、离子交换等方法可以有效去除无机杂质，分离出较高纯度的无机物。
无机杂质的检测是确保产品质量的重要环节之一。常用的检测方法有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、X射线荧光光谱等。而在无机杂质检测过程中，杂质对照品可以有效的辅助确定杂质的种类，起到关键的作用。
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作为药物研究、药物生产中不可避免的一部分，药物杂质总是我们提在嘴边的一项内容。药物杂质本身也存在不同的分类，本次，我们要说的是其中的一种——有机杂质。
有机杂质（organic impurity）是药物杂质的一类，指在药物生产或贮存过程中引入的杂质，包括残留溶剂、起始物料、中间体和降解产物等。这类杂质的化学结构通常和活性药物成分（API）相似或相关，因此也称为相关杂质。
定义：在化学或者生物过程中，与目标化合物共同存在的，混合在一起的其他有机物。而在药物领域中，特指那些在生产或者储存过程中，非故意因素情况下引入的，在药物中存在的有机物。
分类：有机杂质一般根据来源和性质进行分类。如残留溶剂、残留催化剂、杂质化合物或者催化剂副产物等。
有机杂质的来源一般分为以下几种：
生产工艺：在药物或者化学品的生产过程中，存在化学反应不完全的情况，就可能会产生副产物或者杂质化合物。
溶剂残留：在合成或者提取的过程中，使用的有机溶剂并没有完全去除，残留在产品中。
催化剂残留：反应中也有需要用到催化剂的情况。这些催化剂在反应结束后，也可能会留在目标产物中。
原料污染：原料本身就含有杂质，用这些原料进行生产的时候，也会导致杂质混入最终产品。
特性：有机杂质也被称为相关杂质，其结构通常与活性药物成分（API）相似或相关。
影响：不同的有机杂质产生的影响各不相同。有的杂质可能不会有任何副作用，有些杂质可能会降低药效、增加毒性甚至引发过敏反应。因而在药物生产中，对有机杂质的控制和分析十分重要。确保药物的质量与安全性是必不可缺的步骤。
检测方法：常用的方法有我们之前提到过的气相色谱法、液相色谱法、光谱等测定方法。
控制策略：对于有机杂质，一般通过严选原料、控制生产过程、优化合成工艺、改进储存条件等各种方法，尽可能地减少有机杂质的生产和累积。
在化学或制药工业中，去除有机杂质的方法有很多，应当根据杂质的性质和目标化合物的特性选择合适的方法。以下是一些常见的去除方法：
杂质转化法：将杂质通过化学反应转化为易于分离的物质。
吸收洗涤法：利用溶剂对不同物质的吸收或吸附能力，将杂质从目标化合物中分离。
沉淀过滤法：通过加入沉淀剂使杂质沉淀，然后过滤去除。
溶剂萃取法：利用不同溶剂之间的溶解度差异，来分离目标化合物与杂质。
结晶和重结晶：通过结晶和重结晶的方法，提高目标化合物的纯度。
有机杂质是药物生产和储存过程中不可避免的问题，其存在本身会对药物的质量和安全性产生不可预计的影响。严控有机杂质的含量，检测药物质量标准，是医药领域必须进行的项目。
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上一期我们提到了光谱分析技术中的红外光谱，除此以外，还有一种和红外光谱相似的光谱分析技术——紫外光谱检测技术。
紫外光谱，又称为紫外-可见吸收光谱（Ultraviolet-Visible Absorption Spectroscopy），简称UV光谱，是一种分子光谱。物质分子在吸收紫外光-可见光区的电磁波时，电子发生跃迁产生的光谱，就是我们所说的紫外光谱。
波长范围：一般真空紫外区的波长范围是10~200nm，而紫外光谱的波长范围是200~800nm之间。不过由于空气对远紫外区电磁波的强吸收原因，其光谱研究较少。最常用的是200~380nm的范围，称为近紫外区。
电子跃迁：紫外光谱的产生是由于分子中介电子的跃迁，这些跃迁包括n→π，π→π等。许多有机分子进行价电子跃迁时，需要吸收波长在200~1000nm范围内的光，这个范围恰好包含了紫外-可见光区域。
光谱图：吸收峰的位置和吸收光谱仪的吸收强度是紫外光谱图提供的两个重要数据。这些数据描述了化合物对电磁辐射的吸收性质。
红移与蓝移：因为取代作用，或者溶剂效应而导致生色团的吸收峰向着长波移动的现象，我们称为红移；反之，向着短驳方向移动我们称为蓝移。
增色效应与减色效应：红移会导致吸收强度增加，我们称为增色效应；蓝移导致吸收强度降低，称为减色效应。
紫外光谱仪：用于测定此外光谱的主要仪器，组成部分包含光源、单色器、样品和参比池、放大器、探测器以及记录设备等。
操作步骤：常规步骤包含样品准备、仪器校准、光谱扫描以及数据分析等。需要注意的是，测定过程中，光源需要保持稳定。另外单色器的分辨率以及样品池的清洁度都会影响测定结果。
吸收峰：前文我们提到了光谱提供了两个重要的数据，吸收峰的位置和吸收光谱的吸收强度。吸收峰的位置指示了分子中特定基团或者结构，而吸收强度则与基团的浓度和光路长度有关。
生色团与助色团：生色团是含不饱和键的基团，在吸收紫外可见光以后会产生电子跃迁；助色团则是含杂原子的饱和基团，助色团本身不吸收紫外光，却可以使生色团的吸收峰红移，同时增加吸收强度。
1、灵敏度高
2、准确度高
3、仪器设备和操作简便
4、应用广泛
5、选择性好
6、谱图信息丰富
综上所述，紫外光谱作为一种重要的分子光谱分析方法，以其该准确度、高灵敏度以及简便的设备操作等多方面优点，在科学、医疗、工业等多方面领域有着广泛的应用，是一种重要的检测方法。
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红外光谱（Infrared Spectroscopy，简称IR）是一种确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。其关键点是分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息。
红外光谱的基本原理是物质中的分子能够选择性地吸收某些波长的红外线，从而引起分子中的振动能级和转动能级发生跃迁。检测红外线被吸收的情况，我们就可以得到物质的红外吸收光谱，因此也称为分子振动光谱或振转光谱。
自20世纪60年代以来，红外光谱技术就得到了快速的发展。尤其是随着计算机技术以及化学计量学的发展，近红外光谱技术在各个领域中的应用研究陆续展开。
然而，由于经典近红外光谱分析技术存在灵敏度低、抗干扰性差的弱点，往后的一段时间内，该技术陷入沉默期。但伴随着化学计量学与计算机技术的进一步发展，90年代后，红外光谱技术再次得到发展与进步，成为一种重要的分析技术。
1、独特性：每种物质的红外吸收光谱都是独一无二的。就像世界上没有两片完全一样的叶子，所以红外光谱在物质鉴定中具备极高的准确性。
2、无损检测：红外光谱检测一般不会破坏样品。无论样品是什么形态（固态、液态、胶状等），都可以进行检测分析。
3、分析速度快：红外光谱检测通常都是短时间内完成分析，效率高。
4、适用范围广：有机物、无机物、高分子等多种物质均可应用。
1、定性分析：前文也提到过，不同物质的红外吸收具有独特性，因此根据比对检测得到的红外光谱，就可以判断位未知化合物的成分。
2、定量分析：红外检测特定吸收峰的强度，就可以计算出样品中某种成分的含量。
3、谱图检索：利用红外光谱标准谱图库进行谱图检索，可以快速准确地判定未知化合物的成分。
红外光谱图通常以波长（λ）或波束（ν）为横坐标，表示吸收峰的位置；以透光率（T%）或者吸光度（A）为纵坐标，表示吸收强度。我们通过分析红外光谱图上的吸收峰的位置、形状以及强度等信息，就可以推断物质中存在的化学键或者官能团，从而确定物质的化学结构。
通常仪器是由光源、单色器、探测器和计算机处理信息系统组成的。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。其中，傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）是目前应用最广泛的类型。
总而言之，红外光谱技术在众多领域的研究中都有着广泛应用。在杂质对照品行业中，检测对照品含量、纯度等也可以运用红坏光谱检测。
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上一次，我们详细讲述了检测方法中的氢谱，而有一种检测方法和氢谱一样利用核磁共振，但在测量对象等方面存在不同，这个检测方法就是核磁共振碳谱。
碳谱，即核磁共振碳谱（Nuclear Magnetic Resonance Carbon Spectroscopy，简称13C-NMR），是一种用于研究化合物结构和化学环境的无损分析技术。
碳谱的基本原理同样是基于核磁共振现象。当处于外加磁场中，具有非零自旋的原子核（比如^13C）会产生一个磁矩。
我们把样品放在强磁场中，并且通过向样品施加射频（Radio Frequency, RF）脉冲，从而使核磁矩发生能级跃迁。我们都知道，不同化学环境对碳原子核的局部磁场产生的影响不同，这会导致样品中不同的碳原子出现不同的共振频率。
如果我们对样品进行射频辐射后测量外加磁场下的自由感应衰减震荡信号，就可以得到各个碳原子核的共振频率以及峰强度。通过这些信息，我们就可以解析出化合物的结构信息。
根据实验条件以及需求的差异性，我们通常将碳谱分为：质子非去偶谱、偏共振去偶谱、选择氢去偶谱、全氢去偶谱（或者质子宽带去偶谱）等等。
1、化学位移：在碳谱中，化学位移（δ）是表征碳原子核所处化学环境的重要参数。碳原子的类型（如伯碳、仲碳、叔碳、季碳）以及官能团的类型（如羰基、羟基、氨基等）都会导致不同的化学位移。
2、分辨率高：对比之下，碳谱的分辨率较高，谱线也相对简单，可以较为清晰地观察到季碳等信号。
3、信息丰富：碳谱除了提供碳原子的种类、数量信息以外，还可以通过化学位移的变化推断分子的立体结构和构象。
4、应用广泛：在有机化学、药物研发、材料学等多领域，碳谱同样具有广泛的应用。
1、图谱采集：使用核磁共振仪采集样品的碳谱数据。
2、化学位移标定：将采集到的谱图与标准物质或已知化合物的谱图进行比对，标定出各个峰的化学位移值。
3、结构推断：根据化学位移值、峰强度、峰形等信息推断出化合物的结构单元以及官能团等信息。
4、结构验证：通过其他实验手段（如质谱、红外光谱等）对推断的结构做出验证。
从上面的介绍中，我们可以发现碳谱具有许多优点。但碳谱同样也存在一些局限性。例如：由于^13C的自然丰富度较低（约11%），导致信号强度相对较弱，因此需要较长扫描时间，同时对样品浓度也有较高的要求。同时，解析碳谱要求的专业知识与经验也相对较高。
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