紫外分光光度法 · 第 9 篇
2025 年版对紫外仪这条线动了两处:新增指导原则 9094,中国药典第一次有了自己的仪器确证框架;9101 方法验证做了结构性重构。按 ChP 放行时,厂商的 IQ-OQ-PV 方案交付仪器确证这一层;实验室除了常规工作,还要自己做吸光度准确度和杂散光两次复测。
中国药典对一台紫外仪的要求不在一条通则里。往下拆是三层:仪器要能测准、要有文件证明它装对跑对、用它建立的分析方法要经过验证。
还有一条容易被跳过:用紫外法测蛋白浓度,法定方法不在 0401,在通则 0731《蛋白质含量测定法》的第六法。0401 是它引用的方法基础。
0401 的适用范围是在 190~800 nm 波长范围内测定物质的吸光度。它的"仪器的校正和检定"项下只列了三项,这三项就是中国药典对紫外仪校正与检定的全部明文要求。
0401 给了四种可用的校正谱线或标准物质:汞灯、氘灯、钬玻璃、高氯酸钬溶液,各自的波长值通则里都列全了。高氯酸钬一项,0401 原文写的是“近年来,常使用高氯酸钬溶液校正双光束仪器”;对钬玻璃另有一句提醒:因来源不同或随时间推移会有微小变化,使用时应注意。
允许误差原文只有一句:紫外光区 ±1 nm,500 nm 附近 ±2 nm。这一句常被只引后半截,而 280 nm 测蛋白落在紫外光区,适用的是 ±1 nm 那一档。
用重铬酸钾的硫酸溶液检定,在规定波长处测定并计算吸收系数,与下表比较。注意它给的是吸收系数的许可范围,不是吸光度的绝对容差。
波长 / nm / 235(最小) / 257(最大) / 313(最小) / 350(最大)
吸收系数规定值:235(最小) 124.5;257(最大) 144.0;313(最小) 48.6;350(最大) 106.6
吸收系数许可范围:235(最小) 123.0~126.0;257(最大) 142.8~146.2;313(最小) 47.0~50.3;350(最大) 105.5~108.5
按下表所列的试剂和浓度配成水溶液,置 1 cm 石英吸收池中,在规定波长处测定透光率。这一项中国药典点名了试剂、浓度和波长,判的是透光率。
试剂 / 浓度 /%(g/mL) / 测定用波长 / nm / 透光率 /%
碘化钠:浓度 /%(g/mL) 1.00;测定用波长 / nm 220;透光率 /% < 0.8
亚硝酸钠:浓度 /%(g/mL) 5.00;测定用波长 / nm 340;透光率 /% < 0.8
0401 的测定法项下写得很具体:除另有规定外,采用 1 cm 的石英吸收池,以配制供试品溶液的同批溶剂为空白对照。
两句常被引用的经验值也在这里:一般以在 0.3~0.7 之间为宜;狭缝波带宽度宜小于供试品吸收带半高宽度的 1/10。0401 通则里没有分辨率测试,对光谱分辨能力的要求只有狭缝带宽这一句。
0401 管的是紫外-可见分光光度法这台仪器和这个方法本身的规矩。用它测蛋白浓度,法定依据在通则 0731《蛋白质含量测定法》。0731 收了六法:凯氏定氮法、福林酚法(Lowry 法)、双缩脲法、2,2′-联喹啉-4,4′-二羧酸法(BCA 法)、考马斯亮蓝法(Bradford 法),以及第六法 紫外-可见分光光度法。
所以两条通则要合起来看:0731 第六法给法定地位和核酸校正式,0401 给仪器和方法本身的规矩。
第六法原文:本法系依据蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸、色氨酸等芳香族氨基酸,其在 280 nm 波长处有最大吸光度,在一定范围内其吸光度大小与蛋白质浓度呈正比。
测定法项下写:照紫外-可见分光光度法(通则 0401),在 280 nm 处测吸光度,以吸收系数法或对照品比较法计算含量。另一条路径用于供试品溶液中存在核酸时,在 280 nm 与 260 nm 处各测一次,按下式计算:
蛋白质浓度(mg/mL)= 1.45 × A₂₈₀ − 0.74 × A₂₆₀
这组系数和本系列蛋白定量那篇介绍的经典核酸校正式不同;按药典放行时,用 0731 给的系数。
0731 对第六法的定位很直接,原文照录:本法操作简便快速,适用于纯化蛋白质的检测,一般供试品浓度为 0.2~2 mg/mL。紧接着一句:本法准确度较差,干扰物质多。
0.2~2 mg/mL 是 0731 给这条法定路径划的适用区间,和仪器的动态范围是两回事。Lunatic 能测的浓度不限于这个区间;区间外的数据要用于放行,需要在品种项下另行规定。
这是 2025 年版在这条线上最实的变化。此前中国药典没有一套自己的仪器确证术语体系。2025 年版新增了指导原则 9094《分析仪器确证》,把 DQ / IQ / OQ / PQ 四阶段写进了药典,并把 URS(用户需求说明书)定为"整个分析仪器确证活动的基准点"。
B 类和 C 类的分界线是有没有软件。Lunatic 和 Stunner 这类由客户端软件控制采集、出报告、存数据的平台,落在 C 类,走完整四阶段,确证要覆盖硬件和软件两侧。
9094 里另有一条对采购很实用:原文写"一般在市售非定制仪器出厂前,制造商已经完成设计和生产,因此此类仪器的 DQ 可以简化"。
客户常问:买了完整的 DQ/IQ/OQ/PQ,是不是放行就绪了?9094 的回答是否定的。原文把分析仪器确证、分析方法验证、系统适用性试验、质控样核查四个要素叠成数据质量金字塔,并写明:
分析仪器确证位于数据质量金字塔的底部,是产生数据质量的基础,是分析测试结果的保证。
所以仪器确证只是塔基,上面三层由实验室完成。这是药典定的结构,不管买哪家的仪器,厂商能交付的都只是塔基这一层。
三层里的最后一层是 9101 分析方法验证,2025 年版把原来的八项验证清单重构成四个性能特征。其中 9101 对准确度和精密度没有给通用的接受限,限度由申报方按品种自定并论证。这一层由实验室完成,见下面的清单。
把前面几条通则放到一起,放行要做的事可以按执行方分成下面三部分。
Lunatic 和 Stunner 的紫外部分是同一套,共用一份 IQ-OQ-PV 方案(文号 Doc-CO-0024 rev. 4.0 挂在 Lunatic 名下,本文引用的验收标准都出自它):IQ 按硬件、文档、环境、软件、开机与通讯五节走 27 步核验;OQ 分仪器内部诊断和 OD check 两层;PV 用认证标准物质(CRM)跑六项测试。执行流程细节另有一篇。
项目 / 药典依据 / 说明
IQ 安装确证:药典依据 9094;说明 27 步核验:硬件 / 文档 / 环境 / 软件 / 开机与通讯
OQ 运行确证:药典依据 9094;说明 仪器内部诊断(泵压 / 波长 / 板位校准)加 OD check 端到端验证
PQ 的仪器指标层:药典依据 9094;说明 PV 六项 CRM 测试(见下表)
DQ 设计确证:药典依据 9094;说明 实验室提 URS,供应商回技术指标。9094 原文写明,市售非定制仪器的 DQ 可以简化
PV 那一项展开看,六项的验收标准逐项对上 0401 是这样:
PV 测试项 / CRM / 方案的验收标准 / ChP 0401 对应
波长准确度:CRM 高氯酸钬(UV5);方案的验收标准 < 400 nm:±1 nm 400–750 nm:±2 nm;ChP 0401 对应 紫外 ±1 nm、500 nm 附近 ±2 nm。数值一致
吸光度准确度:CRM 重铬酸钾(UV20/60/120);方案的验收标准 < 1 A:±0.01 A 1–2 A:±1%;ChP 0401 对应 吸收系数许可范围。判据形式不同,见下文"因为按 ChP 放行而多出来的两次实验"
吸光度精密度:CRM 同上;方案的验收标准 < 1 A:SD ≤ 0.005 A 1–2 A:RSD ≤ 0.5%;ChP 0401 对应 0401 未要求此项
吸光度线性:CRM 同上(4 波长:235 / 257 / 313 / 350 nm);方案的验收标准 R² ≥ 0.999;ChP 0401 对应 0401 未要求此项
杂散光:CRM 丙酮(UV19);方案的验收标准 A ≥ 3.0;ChP 0401 对应 同一项性能,0401 用另一套试剂,判据也建在 1 cm 池上
分辨率:CRM 甲苯的正己烷溶液(UV6);方案的验收标准 269 / 266 峰谷比 ≥ 1.3;ChP 0401 对应 0401 未要求此项
PV 六项和 0401 的关系分三种。波长准确度的数值两边一致:紫外区都是 ±1 nm;可见区方案对 400–750 nm 整段用 ±2 nm,0401 只写了 500 nm 附近 ±2 nm,前者覆盖后者。
精密度、线性、分辨率是 0401 没要求、方案主动多做的,其中分辨率正好补上 0401 通则里的空白。剩下吸光度准确度和杂散光两项,差别在判据形式和试剂上,见下文"因为按 ChP 放行而多出来的两次实验"。
跑完后结果连同附件装成一整本:IQ / OQ 结果写在协议册正文,PV 六份独立报告,加上所有 CRM 的原始证书。每一步核验都由执行工程师签名签日期,每个测试小节的结论框里另有一个供客户签收的 Customer Verification 字段,所以整本记录可以逐步追溯。
方案里还有一项 Fundamentals Check。前面六项用的是物理 CRM,这一步改用 L-色氨酸五点梯度,在客户仪器上跑准确度、精密度、线性。色氨酸正是蛋白在 280 nm 吸光的主要贡献者之一,所以证据从物理 CRM 延伸到了生物分子的浓度测量。
这几项由实验室执行,和选哪台紫外仪无关,是 GMP 实验室对任何仪器、任何分析方法都要做的常规工作。
项目 / 药典依据 / 说明
URS 用户需求说明书:药典依据 9094;说明 9094 定它为整个确证活动的基准点,采购论证阶段就要有
PQ 的周期性复测:药典依据 9094;说明 复测周期和判据按实验室自己的 SOP 定
软件系统验证:药典依据 9094;说明 C 类要覆盖硬件和软件两侧。软件的 Audit Trail 等电子记录功能,Unchained Labs 另有一份独立的 21 CFR Part 11 确证协议(Doc-CO-0023)可以覆盖到;系统验证本身按实验室的计算机化系统规程做
分析方法验证:药典依据 9101;说明 9101 不给通用接受限,限度按品种自定并论证
品种项下的方法参数:药典依据 各论 / 0731;说明 光程、浓度区间这类都在这一层写明
这两项的共同点是:0401 点名了自己的试剂,其中一项连基质都写明了,而 PV 套装的标准物质配法与之不同。所以 PV 数据换算后不能用来判定,要实验室按 0401 配液,在仪器上复测。
项目 / 药典依据 / 说明
吸光度准确度的判据:药典依据 0401;说明 PV 数据折算不过来,要按 0401 自己配液复测。同是重铬酸钾,但 PV 的 CRM 溶在 0.001 N 高氯酸里,0401 那张表是给 0.005 mol/L 硫酸溶液定的
杂散光的检查条件:药典依据 0401;说明 要按 0401 自己配液测。PV 套装里没有碘化钠和亚硝酸钠这两个标准物质
吸光度准确度:两边用的都是重铬酸钾,但配法不同。PV 的标准物质是溶在 0.001 N 高氯酸里的认证比色皿,而 0401 那张吸收系数表,是给 0.005 mol/L 硫酸溶液定的。基质不一样,那张表的数就不能拿来判 PV 的读数。
把 PV 的认证吸光度按 0401 的公式算一遍,就能看出问题。同一个波长,UV20 / UV60 / UV120 三个浓度会算出三个不同的吸收系数,彼此差 1~2%。0401 在 257 nm 的许可带总共才 2.4% 宽。换算带进来的离散和判据本身是同一个量级,这个判定就立不住。
杂散光:PV 走丙酮法(CRM 货号 UV19),接受标准 A ≥ 3.0。丙酮在 250~330 nm 几乎全吸收,仪器在这一段还能读出多高的 A,直接反映漏进检测器的杂散光有多少。Unchained Labs 在 8 台仪器上的验证结果:260 nm 3.8 A(杂散光 0.02%)、280 nm 3.6 A(0.03%)、300 nm 3.7 A(0.02%),全部通过。
0401 点名的则是 1.00% 碘化钠(220 nm)和 5.00% 亚硝酸钠(340 nm),判透光率。两者查的是同一项仪器性能,但试剂、波长、判据形式都不同;220 nm 处和 260 nm 处的杂散光本来也是两个量,所以数据不能直接互换。
两项复测都不需要改造仪器,因为 PV 六项跑的是 10 mm 密封石英比色皿,装在专用的比色皿板上,和测样品用的微量板是两条光路。
也就是说,这台仪器本来就有和 0401 默认的 1 cm 对得上的光路,不存在光程上的硬障碍。自配的溶液具体用什么池子承载,在方法开发阶段和厂商确认即可。0401 三项里的波长一项,可以直接引用 PV 结果。
仪器确证这一层由厂商的 IQ-OQ-PV 方案交付。URS、方法验证、品种项下参数是实验室的常规工作,换哪台仪器都一样。真正因为按 ChP 而多出来的,是两次实验室要自己做的复测:吸光度准确度,按 0401 称重铬酸钾、用 0.005 mol/L 硫酸配液复测一次;杂散光,按 0401 配 1.00% 碘化钠和 5.00% 亚硝酸钠测一次。两次只需配试剂,仪器不用改。
中国药典 2025 年版四部:通则 0401 紫外-可见分光光度法、通则 0731 蛋白质含量测定法、指导原则 9094 分析仪器确证、指导原则 9101 分析方法验证. · Unchained Labs, Lunatic Installation & Operational Qualification & UV/Vis Performance Verification, Doc-CO-0024 rev. 4.0 (09/2024). · 21 CFR 211.194(a)(2).
说明:药典条文与数值逐字核对 2025 年版四部原文。PV 测试项、CRM 货号与验收标准引自上述 Unchained Labs 方案文件;该文件是厂商执行协议,未逐条声明符合某部药典的某一条文,文中与 0401 的对照系将方案验收标准与通则条文并置比较所得。