取含量不低於 98.50％適量之 L-離胺酸（ L-Lysine, C 6H14N2O2，分子量： 146.19），以凱氏（ Kjeldahl ）氮測定法測定，其所含氮量百分比應為：

本題觀念：

本題考查的核心觀念是藥物化學結構與含量測定計算，特別是針對氨基酸類藥物（L-Lysine）利用**凱氏氮測定法（Kjeldahl method）**進行含量分析時的理論氮含量計算。

這類題目需要掌握以下三個步驟：

1. 確認化學式與分子量：題目已給出 L-Lysine 的分子式 $C_6H_{14}N_2O_2$ 與分子量 $146.19$。
2. 計算理論氮含量：根據分子式確定氮原子數量，計算純品狀態下的氮含量百分比。
3. 應用純度標準：根據題目給定的含量限度（不低於 98.50%），計算對應的氮含量範圍。

選項分析

計算基礎：

• L-Lysine 分子式：$C_6H_{14}N_2O_2$
• 氮原子數（N）：每個 L-Lysine 分子含有 2 個氮原子（一個在 $\alpha$-氨基，一個在 $\epsilon$-氨基）。
• 氮原子量（N）：約為 $14.01$。
• 分子量（MW）：$146.19$（題目給定）。

步驟 1：計算 100% 純度下的理論含氮量（%） $\text{理論含氮量} = \frac{\text{氮的總原子量}}{\text{分子量}} \times 100\%$ $\text{理論含氮量} = \frac{2 \times 14.01}{146.19} \times 100\% \approx \frac{28.02}{146.19} \times 100\% \approx 19.167\%$

步驟 2：根據純度規格計算含氮量範圍 題目規定含量「不低於 98.50%」。雖然題目未明確寫出上限，但藥典標準通常設定含量範圍為 98.5% 至 101.5%（或 101.0%）。選項均為範圍，故我們需計算上下限。

• 下限計算（98.50%）： $19.167\% \times 98.50\% \approx 18.879\%$ 四捨五入後約為 18.88%。

• 上限計算（推測依據選項範圍通常對應 101.5% 左右的藥典寬限值）： $19.167\% \times 101.5\% \approx 19.45\%$ (若回推選項 C 的上限 19.44： $19.44 / 19.167 \approx 101.42\%$)。

  重點在於下限 18.88% 與計算結果完全吻合。

各選項詳細檢視：

• A 選項 (4.72〜4.86)： 此數值約為理論值的 1/4。若分子中只有 0.5 個氮原子（不可能）才會有此數值。 判斷：錯誤。

• B 選項 (9.44〜9.72)： 此數值約為理論值的一半（約 9.6%）。這是在誤以為 L-Lysine 分子中只有 1 個氮原子 時的計算結果 ($14.01 / 146.19 \approx 9.58\%$)。 判斷：錯誤。

• C 選項 (18.88〜19.44)： 此範圍包含了理論值 19.17%。 下限 $18.88\%$ 正好對應 $98.50\%$ 的純度要求 ($19.167 \times 0.985 \approx 18.88$)。 此選項正確反映了 L-Lysine (2個氮原子) 的凱氏定氮分析結果。 判斷：正確。

• D 選項 (37.76〜38.88)： 此數值約為理論值的兩倍。這是在誤以為分子中有 4 個氮原子 時的計算結果。 判斷：錯誤。

答案解析

正確答案為 (C)。

L-Lysine ($C_6H_{14}N_2O_2$) 含有兩個氮原子。在凱氏氮測定法中，測得的是總氮量。 理論含氮百分比為 $(2 \times 14.01) / 146.19 \approx 19.17\%$。 根據題目要求的「含量不低於 98.50%」，計算出的最小含氮量應為 $19.17\% \times 0.985 = 18.88\%$。 選項 C 的範圍 (18.88% ~ 19.44%) 完全符合此計算結果及藥典常見的含量規格範圍。

核心知識點

1. 凱氏氮測定法 (Kjeldahl Method)：

   • 原理：將有機物中的氮（N）轉化為氨（$NH_3$），再經由滴定測定總氮量。
   • 適用範圍：廣泛用於測定蛋白質、氨基酸（如本題的 Lysine）及其他含氮有機物的含量。
   • 關鍵計算：必須準確知道分子結構中的氮原子數量。
     • Lysine ($C_6H_{14}N_2O_2$)：2 N。
     • Arginine ($C_6H_{14}N_4O_2$)：4 N (含氮量更高)。
     • Glycine ($C_2H_5NO_2$)：1 N。

2. 藥物分析計算技巧：

   • $\text{目標百分比} = \left( \frac{\text{總氮原子量}}{\text{分子量}} \right) \times \text{規格限度 \%}$
   • 考試時若忘記精確原子量，可用 N=14, H=1, C=12, O=16 快速估算，通常足以區分選項。
   • 注意區分「鹽類」與「游離鹼」：題目若給出 $L-Lysine \cdot HCl$ (MW $\approx$ 182.6)，則分母變大，含氮百分比會下降（約 15.3%）。本題明確給定 MW 146.19 為游離鹼，故不需考慮 HCl。

參考資料

1. L-Lysine hydrochloride - Carl ROTH (Product Specification) - 確認藥典規格純度範圍通常為 98.5% 以上。
2. Nitrogen Determination by Kjeldahl - Food Testing India - 凱氏定氮法原理與計算。
3. 中華藥典 (Chinese Pharmacopoeia) / USP 相關單元 - 氨基酸含量測定標準。