基于降解反应的共振散射光谱法测定头孢哌酮钠含量

2020-10-22,,,,

理化检验-化学分册 2020年9期

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(邵阳学院药学院,邵阳 422000)

头孢哌酮钠又名头孢氧哌唑,商品名为先锋必,瑞欣克等,属于半合成的第三代头孢菌素类抗生素,通常用于敏感细菌引起的呼吸道、腹腔、女性生殖系统与软组织感染及菌血症等。目前测定头孢哌酮钠方法有纳米银表面等离子体共振法[1]、分光光度法[2-4]、伏安法[5]、色谱法[6]、化学发光法[7]、磷光[8]与荧光光谱法[9]。根据文献[4,10],头孢哌酮钠在氢氧化钠溶液中加热可降解生成等摩尔的降解产物Ⅰ(R′SH)和降解产物Ⅱ(R″SH),两种降解产物均为巯基化合物,其结构见图1。

R′SH中的巯基可将Cu(Ⅱ)还原为Cu(Ⅰ)。R″SH中的巯基类似酚巯基[11],可与Cu(Ⅰ)形成白色硫化物溶胶。由于溶胶产生固液界面,导致体系产生共振散射效应,本工作建立了共振散射光谱法测定头孢哌酮钠的方法,并用于测定针剂中头孢哌酮钠的含量。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

F97Pro型荧光分光光度计;PHS-3C型酸度计。

硫酸铜溶液:0.010 mol·L-1。

乙酸-乙酸钠缓冲溶液:0.20 mol·L-1。

头孢哌酮钠纯度为98%;其他试剂均为分析纯;试验用水为二次蒸馏水。

1.2 仪器工作条件

测定波长为355 nm,激发波长(λex)和发射波长(λem)相等,均为355 nm。

1.3 试验方法

1.3.1 头孢哌酮钠的降解

移取20.00 g·L-1头孢哌酮钠溶液1.00 mL置于25.0 mL容量瓶中,再加入0.50 mol·L-1氢氧化钠溶液10 mL,用水定容至刻度,将其转移至圆底烧瓶中,置于水浴锅中于100 ℃水浴降解40 min,转移至烧杯中冷却至室温。用0.20 mol·L-1盐酸溶液将烧杯中头孢哌酮钠降解液的pH调节至7,转移至50.0 mL容量瓶中,用水定容至刻度,根据头孢哌酮钠计算其质量浓度为0.40 g·L-1。使用时稀释20倍,即质量浓度为20.00 mg·L-1。

图1 头孢哌酮钠及其降解产物的分子结构式Fig.1 Molecular structures of cefoperazone sodium and its degradation products

1.3.2 头孢哌酮钠的测定

按顺序移取1.00 mL pH 4.4的乙酸-乙酸钠缓冲溶液,0.010 mol·L-1Cu(Ⅱ)溶液0.50 mL,一定量的头孢哌酮钠降解液于10.0 mL比色管中,用水定容至10.0 mL,混匀、静置2 min。移取适量混合溶液于比色皿中,置于荧光分光光度计上,同步扫描激发波长和发射波长,使λem＝λex,得测定体系共振散射光谱图,测定试样溶液在波长355 nm处共振散射强度(IRSS);以不加头孢哌酮钠降解液做空白试验测得波长355 nm处I0RSS,以ΔIRSS(ΔIRSS＝IRSS-I0RSS)对头孢哌酮钠进行定量分析。

2 结果与讨论

2.1 头孢哌酮钠的降解

2.1.1 氢氧化钠溶液浓度的选择

试验考察了0.05,0.10,0.20,0.40,0.60 mol·L-1氢氧化钠溶液的浓度对头孢哌酮钠降解程度的影响,结果表明:氢氧化钠溶液浓度较小为0.05,0.10 mol·L-1时,ΔIRSS相对较弱;当氢氧化钠溶液浓度为0.20 mol·L-1时,体系的ΔIRSS最大,说明此时头孢哌酮钠具有最大的降解度。试验选择头孢哌酮钠在0.20 mol·L-1氢氧化钠溶液中进行降解。

2.1.2 降解时间的选择

固定氢氧化钠溶液浓度为0.20 mol·L-1,试验考察了0,35,40 min不同时间对体系ΔIRSS的影响,结果表明:降解开始时,体系ΔIRSS随着降解时间的延长而增强;当降解时间达到35 min时,ΔIRSS达到了最大值且随着时间的延长,ΔIRSS没有明显变化。试验选择头孢哌酮钠的降解时间为40 min。

2.2 共振散射光谱

按试验方法对各体系溶液进行测定,其共振散射光谱见图2。

图2 体系共振散射光谱图Fig.2 Resonance scattering spectra of systems

当溶液中不加入头孢哌酮钠降解液时,缓冲溶液与硫酸铜混合溶液的共振散射强度很弱(图2中曲线1)。由于头孢哌酮钠降解液有R′SH与R″SH两种巯基化合物,加入头孢哌酮钠降解液后,巯基化合物R′SH将Cu(Ⅱ)还原为Cu(Ⅰ),所生成的Cu(Ⅰ)与R″SH发生反应生成白色溶胶,出现明显的固液界面,体系呈现较强的共振散射效应(图2中曲线2～6)。反应体系在波长355 nm处有1个明显的共振散射峰,且随着头孢哌酮钠降解液用量的增加,波长355 nm处的共振散射强度不断增强,试验选择测定波长为355 nm。

2.3 缓冲溶液酸度及用量的选择

以不加头孢哌酮钠降解液为空白,试验考察了pH为3.6,4.0,4.4,4.8,5.2时乙酸-乙酸钠缓冲溶液对反应体系共振散射强度的影响,结果表明:当pH为4.4时,体系具有最大共振散射强度。试验选择缓冲溶液的pH为4.4。

同时试验考察了缓冲溶液用量为0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 mL时对体系共振散射强度的影响,结果表明:当乙酸-乙酸钠缓冲溶液用量为1.00 mL时,体系的共振散射效应最强。试验选择乙酸-乙酸钠缓冲溶液的用量为1.00 mL。

2.4 Cu(Ⅱ)用量的选择

固定头孢哌酮钠降解液的用量,以不加头孢哌酮钠为空白,试验考察了0.010 mol·L-1Cu(Ⅱ)溶液用量对共振散射强度的影响。结果表明:随着Cu(Ⅱ)的加入,共振散射强度快速增大,当0.010 mol·L-1Cu(Ⅱ)溶液用量为0.50 mL时,共振散射强度达到最大值,然后随着铜离子浓度增大共振散射强度降低。试验选择0.010 mol·L-1Cu(Ⅱ)溶液的用量为0.50 mL。

2.5 反应时间的选择

试验考察了低质量浓度(0.08 mg·L-1)和高质量浓度(1.60 mg·L-1)的头孢哌酮钠反应体系的共振散射强度随反应时间的变化。结果表明:在低与高含量头孢哌酮钠反应体系内,反应速率都比较快,在2 min内体系的共振散射强度达到最大值,说明反应已进行完全;在考察的40 min内共振散射强度保持相对稳定。试验选择所有试剂加入混合均匀后放置2 min。

2.6 干扰试验

在试验条件下,固定头孢哌酮钠质量浓度为1.00 mg·L-1,控制相对误差在±5%之内,考察了一些常见离子和药物赋形剂对体系的干扰。结果表明:800倍的K＋、Br-、Cl-、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、SO42-、NO3-,30倍的果糖,250倍的糊精,180倍的淀粉,120倍的葡萄糖和麦芽糖;200倍的蔗糖对头孢哌酮钠的测定均不影响。

2.7 工作曲线和检出限

按照试验方法对0.02,0.20,0.60,1.20,2.00,2.40 mg·L-1头孢哌酮钠降解产物的标准溶液系列进行测定,结果表明:头孢哌酮钠质量浓度在0.02～2.40 mg·L-1内与反应体系在波长355 nm处的共振散射强度变化量呈线性关系,线性回归方程为ΔIRSS＝222.4ρ＋70.88,相关系数为0.999 7。

同时对试剂空白平行测定11次,以3倍标准偏差(s)除以线性回归方程的斜率(k)计算检出限(3s/k),检出限为0.006 2 mg·L-1。

2.8 样品分析

取3个不同厂家生产的规格为每瓶为1 g的头孢哌酮钠针剂,用水溶解后转移至50 mL容量瓶中,摇匀,用水定容至刻度,相当于20.00 g·L-1头孢哌酮钠溶液,按试验方法对20.00 g·L-1头孢哌酮钠溶液进行降解,得到以头孢哌酮钠计算的质量浓度为0.40 g·L-1的降解液。将定容后的降解液稀释50倍后移取1.00 mL,按试验方法测定针剂中头孢哌酮钠的含量。分别移取稀释后的样品溶液1.00 mL和8.00 mg·L-1的头孢哌酮钠降解产物的标准溶液0.50 mL进行回收试验,计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD),结果见表1。