112 關務特考三等 藥事 藥物分析與生藥學(包括中藥學) 考古題詳解
第 一 題25 分
請試述高效能液相層析儀(HPLC)的優點、定性及定量分析、測定濃度範圍,以及適用於 HPLC 的樣本;並說明下列各科學領域的一般目標化合物例子,至少各三個:
(1) 製藥、醫藥、代謝物組學
(2) 食品、飲料
(3) 水、土壤、大氣、環境
(4) 法醫、毒物
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核心觀念
本題考查高效能液相層析儀(HPLC)的基本原理、定性與定量判讀、適用樣品,以及不同領域常見的分析物。
HPLC 將樣品溶於流動相,在高壓下送入填充固定相的管柱。樣品各成分因與固定相、流動相的作用力不同,移動速度不同,因而分離。成分流出管柱後,由適當的檢測器記錄訊號,形成層析圖。
HPLC 的優勢包括分離效率高、分析速度快、重現性佳、樣品需求量少,且固定相、流動相與檢測器選擇多,適用範圍廣。相較於氣相層析,HPLC 不要求分析物具揮發性或能承受高溫,適合熱不穩定、低揮發性或高分子化合物。
解題方法
作答時依序交代儀器優點、定性方式、定量方式、濃度範圍與樣品特性,再按四個領域各列出至少三種目標化合物。題目中的「測定濃度範圍」沒有指定檢測器或方法,因此應說明 HPLC 沒有單一固定範圍,並指出分析範圍取決於檢測器、分析物、樣品基質與方法驗證結果。
優點
- 分離能力佳:可分離性質相近的混合物成分。
- 適用性廣:可依分析物選擇逆相、正相、離子交換、體積排阻等模式。
- 分析快速且重現性良好:高壓輸送與穩定流速有助於縮短分析時間並提高再現性。
- 不需樣品揮發:適合不易揮發、熱不穩定或分子量較大的物質。
- 可兼作定性與定量分析:搭配 UV、螢光、折射率、電化學或質譜等檢測器,可依分析需求取得訊號。
- 可與其他技術聯用:例如 HPLC-MS,可提高鑑別能力與靈敏度。
定性分析
主要依據樣品峰的滯留時間與已知標準品比較。若滯留時間相符,可作為成分鑑別的依據。為提高鑑定可信度,可進一步比較 UV 光譜、質譜訊號,或採用標準添加法確認。
單靠滯留時間不足以完全證明化合物身分,因為不同物質可能在相同條件下有相近的滯留時間。
定量分析
定量時使用分析物峰的峰面積(通常較常用)或峰高作為訊號,並以標準品建立校正關係。
外標法以已知濃度標準液建立校正曲線:
其中 為峰面積或峰高、 為濃度、 為斜率、 為截距。樣品濃度可由樣品訊號代入校正式求得;若樣品曾稀釋,還須乘回稀釋倍數。
內標法則在標準液與樣品中加入固定量內標物,以分析物與內標物的訊號比進行校正,可補償進樣量或前處理造成的變異。定量分析應在已驗證的線性範圍內進行;超出範圍時,應稀釋或重新建立適用的校正範圍。
測定濃度範圍
HPLC 的可測濃度範圍由檢測器種類、分析物響應、進樣量、基質干擾及方法條件共同決定,不能以單一數值概括。一般 UV 檢測器可用於常見微量至較高濃度分析;螢光檢測器對具螢光或可衍生化的分析物較靈敏;
第 二 題25 分
請說明下列藥物分析常用名詞。每小題 5 分,共 25 分。
(1) 重複性(Repeatability)
(2) 靈敏度(Sensitivity)
(3) 耐變性(Robustness)
(4) 偵測極限(Limit of detection, LOD)
(5) 不定誤差(Indeterminate errors)
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核心觀念
本題考查藥物分析中的分析方法特性與測量誤差。作答時須分清楚:重複性描述相同條件下結果的一致程度;靈敏度描述訊號對分析物濃度變化的反應;耐變性描述方法面對小幅操作變動時的穩定程度;偵測極限描述分析物可被可靠辨識的最低量;不定誤差則是測量結果中方向與大小無法預測的隨機誤差。
解題方法
依序指出各名詞的定義、適用條件或判定方式,並將容易混淆的概念成對區分。尤其要注意:重複性與耐變性分別關注「條件固定時的結果一致性」及「條件稍微改變後的方法穩定性」;靈敏度與偵測極限分別描述「校正曲線的反應斜率」及「可辨識的最低分析物量」。
各名詞說明
(1) 重複性(Repeatability)
重複性是指在相同測量程序、相同操作人員、相同儀器、相同實驗室及短時間內,對相同或均勻樣品進行重複測定時,測量結果彼此接近的程度。它屬於精密度的一種,常以標準偏差、變異係數或相對標準偏差表示:
其中 為重複測量結果的標準偏差, 為平均值。RSD 越小,表示重複性越好。重複性反映結果的分散程度,不代表測量值接近真值;因此,重複性良好不必然表示準確度良好。
(2) 靈敏度(Sensitivity)
靈敏度是分析訊號對分析物濃度變化的反應程度。若校正曲線為訊號 對濃度 的關係,線性範圍內的靈敏度通常以斜率表示:
斜率越大,表示濃度有相同幅度的變化時,訊號改變越大,方法的靈敏度越高。靈敏度描述訊號反應的大小,不能單獨代表方法的精密度,也不等同於偵測極限。
(3) 耐變性(Robustness)
耐變性是指分析方法在正常操作中,遭遇小幅且刻意的條件變動時,仍能維持測定結果可靠性的能力。可評估的變因包括流動相 pH、有機溶劑比例、流速、柱溫、反應時間或試劑濃度等。
第 三 題30 分
請寫出下列各生藥(中藥)之生藥名、基原,以及其主要成分所屬的化學結構類別。每小題 3 分,共 30 分。
(1) 大棗
(2) 香附
(3) 遠志
(4) 白芷
(5) 豬苓
(6) 威靈仙
(7) 大黃
(8) 艾葉
(9) 蛇床子
(10) 連翹
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核心觀念
本題考查中藥生藥的三項基本資料:生藥名、基原植物與藥用部位、主要成分的化學結構類別。作答時要把「藥材名稱」與「植物學基原」分開寫清楚;成分類別則以該味生藥最具代表性的成分群為主。
解題方法
可用「藥名—拉丁生藥名—植物科別與學名—藥用部位—代表成分類別」的順序逐味整理。辨認成分類別時,抓住常見對應關係:大黃以蒽醌類為代表,白芷與蛇床子以香豆素類為代表,遠志與威靈仙常以三萜皂苷類為代表。
各味生藥解析
(1) 大棗
- **生藥名:**Jujubae Fructus(棗果)
- **基原與藥用部位:**鼠李科(Rhamnaceae)植物棗 Ziziphus jujuba Mill. 的乾燥成熟果實。
- **主要成分結構類別:**三萜類,包含大棗皂苷等三萜皂苷;另含糖類、有機酸等。
- **判斷重點:**回答「主要成分」時,以三萜皂苷類作代表即可。
(2) 香附
- **生藥名:**Cyperi Rhizoma(莎草根莖)
- **基原與藥用部位:**莎草科(Cyperaceae)植物莎草 Cyperus rotundus L. 的乾燥根莖。
- **主要成分結構類別:**揮發油類,主要代表成分包括倍半萜類化合物,如 cyperene、cyperone。
- **判斷重點:**香附以揮發油為代表;其中重要成分多屬萜類,尤其是倍半萜類。
(3) 遠志
- **生藥名:**Polygalae Radix(遠志根)
- **基原與藥用部位:**遠志科(Polygalaceae)植物遠志 Polygala tenuifolia Willd. 的乾燥根。
- **主要成分結構類別:**三萜皂苷類,代表成分包括遠志皂苷(senegasaponins)。
- **判斷重點:**遠志的重要化學成分類別為三萜皂苷,避免只寫「皂苷」而未指出其結構類型。
(4) 白芷
- **生藥名:**Angelicae Dahuricae Radix(白芷根)
- **基原與藥用部位:**繖形科(Apiaceae)植物白芷 Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth. et Hook.f. 的乾燥根。
- **主要成分結構類別:**香豆素類,尤以呋喃香豆素類為重要,代表成分如 imperatorin、isoimperatorin。
- **判斷重點:**白芷與蛇床子均可聯想到香豆素類,但代表成分不同;白芷常見呋喃香豆素。
(5) 豬苓
- **生藥名:**Polyporus(豬苓)
- **基原與藥用部位:**多孔菌科(Polyporaceae)真菌豬苓 Polyporus umbellatus (Pers.) Fries 的乾燥菌核。
- **主要成分結構類別:**多醣類及固醇類;代表性固醇成分包括麥角固醇(ergosterol)。
- **判斷重點:**豬苓是菌核類生藥,成分不宜套用植物根、根莖常見的皂苷分類;答出多醣與固醇類較完整。
(6) 威靈仙
- **生藥名:**Clematidis Radix et Rhizoma(威靈仙根及根莖)
- **基原與藥用部位:**毛茛科(Ranunculaceae)植物威靈仙屬植物的乾燥根及根莖;基原植物包括威靈仙 Clematis chinensis Osbeck、棉團鐵線蓮 Clematis hexapetala Pall.,以及東北鐵線蓮 Clematis mandshurica Rupr.
- **主要成分結構類別:**三萜皂苷類,另含有機酸等成分。
- **判斷重點:**威靈仙的基原可包含數種鐵線蓮屬植物;答題時寫出威靈仙與其根、根莖即可具體作答。
(7) 大黃
- **生藥名:**Rhei Radix et Rhizoma(大黃根及根莖)
- **基原與藥用部位:**蓼科(Polygonaceae)大黃屬植物的乾燥根及根莖,常見基原包括掌葉大黃 *Rheum pal
第 四 題20 分
有一包藥材,可能含有樹脂及樹脂化合物(Resins and resin combinations),試問其定義為何?又可分為幾類?簡單提純的方法為何?
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核心觀念
本題考樹脂的基本定義、樹脂與其他植物分泌物形成的複合物分類,以及利用溶解度差異提純的原理。
**樹脂(resins)**是植物產生的非結晶性、化學組成複雜的固體或半固體混合物,通常不溶於水,易溶於乙醇、乙醚、氯仿等有機溶劑。其成分可包括樹脂酸、樹脂醇、樹脂酚、酯類及惰性樹脂質等。
樹脂本身與揮發油、膠質等植物成分混合時,稱為樹脂組合物(resin combinations)。主要依伴隨成分分類為四類。
分類與解題方法
依樹脂所伴隨的主要成分判斷:
| 類別 | 組成 | 例子 |
|---|---|---|
| 油樹脂(oleoresins) | 樹脂+揮發油 | 松脂、薑 |
| 膠樹脂(gum-resins) | 樹脂+膠質 | 乳香 |
| 油膠樹脂(oleo-gum-resins) | 樹脂+揮發油+膠質 | 沒藥、阿魏 |