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中国药典二部标准 中国药典二部标准附录(2005年版) （149种） Ⅹ射线粉末衍射法（2005年版二部） 附录Ⅸ F Ⅹ射线粉末衍射法 化合物的晶体，无论是单晶还是多晶，都有它自己特定的Ⅹ射线 衍射图。衍射极大(点或线)间的距离及其相对强度可用作结晶物质的定性 或定量分析。粉末衍射是用于结晶物质鉴别和纯度检查的常用技术，单晶 衍射则主要用于分子量和晶体结构的测定。 固态物质分为结晶质和非晶质两大类。在晶体中，分子或原子在三维 空间作周期性的有序排列，形成所谓晶格结构。非晶质有时又称为玻璃质 或无定形物质，它们不具有晶格结构。 由于非晶质中分子的无序排列，散射的Ⅹ射线相干性差，导致衍射图 呈弥散状，这与结晶质具有尖锐的衍射极大有明显区别。 有些化合物存在不止一种晶格结构。虽然在一定的温度和压力下，只 有一种晶型在热力学上是稳定的，但由于从亚稳态转变为稳态的过程通常 非常缓慢，因此，许多结晶质药物常存在多晶现象。 除同质多晶外，许多化合物还能形成溶剂化物，此时，溶剂分子参与 晶体的晶格结构。与同质多晶体一样，溶剂化物也有它特征的衍射图。 一束准直的单色Ⅹ射线照射旋转单晶或粉末晶体时，便发生衍射现 象，此时，晶体的作用犹如一块三维衍射光栅，发生衍射的条件应符合布 拉格方程： nλ d[hkι]=———— 2sinθ 式中 d[hkι]为面间距(hkι为晶面指数)； θ为衍射角。 用于Ⅹ射线衍射的辐射源通常是以铜、钥、铁、铬等元素为阳极靶材 料的真空管，而铜靶又常用于有机化合物。一般多采用靶元素的K[α]辐 射，为保证辐射的单色性，必须采用适当的滤光片，用以去除K[β]辐射 (如铜靶配镍滤光片)。辐射源的选择应根据样品的吸收特性和不产生原子 荧光为宜。 当单色Ⅹ射线照射单晶时，只有有限数目的晶面处于符合布拉格方程 的位置。但当照射到大量的随机取向的微晶粒时，每族晶面即可产生一个 衍射圆锥。衍射图可用感光胶片、辐射计、影像板或电感耦合探测器等面探 测器记录。当使用胶片时，衍射角可由胶片上量取并经计算测定，衍射强度则 由测微光度计读取。使用辐射计或面探测器时，衍射角、衍射强度及面间距均 可由粉末衍射仪方便地读取。 存在多种影响衍射强度的因素。总的来说，被任何一族晶面衍射的X射线 强度决定于结构因子和实验条件。前者包括：(1)晶胞中原子的位置；(2)原子的 散射因子；(3)原子的热运动。后者包括：(1)入射Ⅹ射线的波长及其强度；(2)供试 品的结晶度、密度和体积；(3)实验温度；(4)记录强度数据的实验装置等。 试样的制备及有关实验技术 一般来说，晶粒的特定外形使试样在样品 架上显示某种程度的优势取向。这种现象在针状晶和片状晶中显得尤为突 出。试样的择优取向可影响各个晶面的相对衍射强度。用玛瑙研钵把样品 小心地研磨成细粉可有效地改善晶粒取向的随机性。 为能准确地测定衍射角，可用少量标准物质与样品混合，在衍射图上 测定标准物质的各面间距离，并与文献值比较，以此对样品的衍射数据和 衍射仪进行校正。 定量测定时采用标准曲线法。内标物质的选择应遵循与供试品的衍射图 不发生任何重叠的原则，同时它们的密度与对Ⅹ射线的吸收特性也应基本 相同。由于基质对Ⅹ射线有吸收，因此在制作标准曲线与测定样品时，基 质的取用量也应大致相同。通常，样品的取用量与基质之比以不超过10％ 为宜。但由于本法的定量精度差，故通常仅用于少数特定的定量问题，如 结晶度的测定和同质多晶混合物的相对量测定等。 结晶物质的鉴别可通过比较样品与已知物质的衍射图完成。各衍射线 的衍射角（2θ），相对强度和面间距是进行鉴别的依据。样品与参照品的衍 射角偏差应在衍射仪的允差范围内，衍射线的相对强度偏差可达20％。进行 鉴别时，有两种情况应特别留意，即：(1)研磨样品的压力有时可造成晶型转 变，从而导致衍射图变化；(2)有些同质多晶体的衍射图，彼此间的差别也许 并不显著。遇此情况，作出结论时必须十分谨慎。