本仿真实验涵盖仪器内部结构认识、原理展示、丁香中丁香酚样品准备、仪器操作测定丁香酚含量等实验内容,涉及了分析测定中取样、样品预处理、分析方法选择、分析条件优化及实验数据分析的完整过程。通过学习,学生不仅能掌握分析仪器的原理和操作,更重要的是可以在整体上熟悉中药有效成分含量测定方法设计、分析测定及数据处理的完整过程,培养全局概念和创新意识,具体教学目标包括:
1、知识方面:掌握丁香中丁香酚含量测定方法,熟悉GC-MS的仪器构造、操作步骤、实验注意事项及定量计算方法;
2、能力水平方面:通过样品准备、含量测定的递进式学习,让学生从宏观上理解定性、定量分析方法的特点,从而使学生初步具备中药材有效成分含量分析方法设计及分析能力;并通过仿真训练,掌握常用仪器设备的操作能力,具有分析问题、解决实际质量分析问题的能力,培养创新思维。
3、素质方面:通过GC-MS的仿真训练,促进学生深入理解药品质量相关法规及规章制度,围绕“精业济群”校训,体会药品制造、管理与大众健康之间的关系,从而让学生强化职业道德、法律意识,培养学生民族自信和专业认同感;通过我校师生自主开发的仿真成果,激发学生的创新精神。
GC-MS是一种结合气相色谱和质谱的分析技术,既充分利用色谱的分离能力,又发挥了质谱的定性专长,优势互补,结合谱库检索,可用于分离、鉴定和定量挥发性化合物,具有高专属性、灵敏度和准确性等特点。
气相色谱(GC)是一种把混合物分离成单个组分的实验技术。它被用来对样品组分进行鉴定和定量测定。
1.一个气相色谱系统包括:
(1)可控而纯净的载气源,它能将样品带入GC系统
(2)进样口,它同时还作为液体样品的气化室
(3)色谱柱,实现随时间的分离
(4)检测器,当组分通过时,检测器电信号的输出值改变,从而对某种组分做出响应
(5)某种数据处理装置
2.质谱分析:是一种测量离子质荷比(质量-电荷比)的分析方法,其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电场和磁场使发生相反的速度色散,将它们分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量。
3.GC-MS原理与结构
气相色谱分离样品的各个组分,起样品制备的作用,接口把气相色谱流出的各个组分送入质谱仪进行检测,质谱仪对接口引入的各个组分进行分析,成为气相色谱的检测器。计算机系统控制色谱仪、接口、质谱仪,进行数据采集和处理。
GC-MS原理与结构示意图
4.本实验以丁香药材为分析对象,采用GC-MS测定丁香中有效成分丁香酚的含量
丁香是桃金娘科植物丁香的干燥花蕾,具有温中降逆、补肾助阳之功效。丁香中的主要挥发油成分丁香酚具有抑制血小板聚集、抗氧化、抗衰老、清除活性氧自由基以及抗菌、抗炎等多种药理作用。
(1)采用 Scan 模式对丁香酚溶液进行定性分析;
(2)采用SIM 模式检测供试品溶液的浓度,采用外标一点法测定丁香中丁香酚的含量。
Ai为样品中丁香酚的色谱峰面积,As为对照品色谱峰面积,Cs为对照品溶液的浓度(mg/ml),W为取样量(mg),20 和 500 为稀释倍数。