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紫外可见光度计

紫外可见分光光度法在抗生素类药物分析中的应用

发布日期:2019-07-01  点击次数:

综述了近年来紫外可见分光光度法在抗生素药物分析中的应用,其中包括内酰胺类、氨基糖苷类四环素类、大环内酯类、喹诺酮类抗生素;并展望了该方法今后的发展趋势。 

自1940年青霉素应用于临床以来,已发现的抗生素种类达千余种, 临床中常用的亦有上百种。据报道,在欧美等发达国家,抗生素的使用量占到所有

药品的10%左右;而在我国医院的使用量普遍在30%~50%之间。畜牧业、 渔业中使用的抗生素更多,其用量远远超过人类各种抗生素使用量的总和。准确测定生产过程及临床应用的抗生素含量,对合理使用抗生素具有重要意义。紫外可见分光光度法因分析手续简便,仪器简单,无需高价维护,能满足常规检测需要,在抗生素分析中被普遍使用。近几年来,借助紫外可见分光光度法研究抗生素的论文就有上百篇,本文就这一时期的有关报道进行简要评述。 

1  抗生素的常见分析方法

在抗生素分析检测中,目前常用的方法有微生物检定法、质谱法(MS)及色谱法 ( 包括薄层色谱TLC、高效液相色谱 HP L C、气相色谱GC、毛细管电色谱 C E C )等。微生物检定法元需对抗生素多种活性成分进行分离,可体现药品的医疗价值,但是也存在步骤繁琐、成本高、误差大等缺点。色谱法,先分离后检测,具有灵敏、准确,分析速度快等优点,与MS法联用还可提高选择性和灵敏度。但是,HPLC、GC、MS等仪器昂贵,设备维护费高,极大地限制了其普及。紫外可见分光光度法恰恰在经济、实用方面弥补了大型仪器方法的不足;其仪器简单,无需高价维护,分析手续简便,能满足纯药品常规分析的需要,因而在高等院校、医院、药厂等基层单位,UV光度计的使用率远高于色谱法和生检法。

2 紫外可见分光光度法 

紫外可见分光光度法是基于分子内电子跃迁而建立起来的一种光谱分析方法。其中Л—Л,P—Л共轭体系的电子跃迁较有实用价值,前者能产生较强吸收峰,后者往往具有增色作用。紫外可见光度法定量分析的基础是朗伯——比尔定律:A=cbc。经过半个世纪的发展,紫外可见光度法已经形成了一些比较成熟的测定方法,如普通光度法常以蒸馏水为参比无需显色剂,在最大吸收下直接测定;显色光度法是利用被测物与显色剂的显色反应,以试剂空白或样品空白为参比, 在显色波长下进行测定;如果测定波长选择显色剂的褪色波长, 则称为褪色法。对于多组分样品,由于总吸收为各组分吸收的总和,如于两波长分别测定后,建立方程组,可同时测得2个组分的含量,此为双波长法。对于吸收出现肩峰的情况可先对吸收曲线进行求导处理,再选择峰值为测量点,此为导数法。其它常用的方法还有双光束法、示差法、等吸收法等。

3  抗生素类药物的结构与光谱吸收

不同作者对抗生素的分类方法有所不同,顾觉奋[1]将抗生素分为5大类:(1) 内酰胺类; (2) 氨基糖苷类;(3) 四环素类;(4)大环内酯类;(5)其它类。本文依据此分类,并将近年研究较多的喹诺酮类抗生素单独列为一类,简述抗生素的结构及紫外吸收特征。

3 。1   β—内酰胺类抗生素

分子含有β—内酰胺环结构,如图1所示。β—内酰胺环状Л—Л*吸收在200 nm以下,当侧链含有其它显色或助色基团时,可在200 nm以上产生吸收。临床应用中绝大多数β—内酰胺类抗生素都有紫外吸收。   


3。2 氨基糖苷类抗生素

氨基环醇与氨基糖缩合而成的苷,其特点是一般不含Л—Л共轭体系,但含多个羟基和氨基;易溶于水,易形成配合物,可用显色法进行测定。常用的显色剂有Fe3+离子、依文思蓝、曲利本红、曲利本蓝、滂胺天蓝等。 

3。3四环素类抗生素

以四并苯环为母核,基本结构如图 3 所示,含有苯环,且环外—C=O 使共轭体系增长。通常在210~250nm有K带强吸收, 在260~300nm有B带强吸收或由 Ar— C=O共轭引起的强吸收,可直接进行测定。 


3.4 大环内酯类抗生素

以1个大环内酯为母体,通过羟基,以苷键1~3个分子的糖相联结,多数大环内酯抗生素在200~300nm之间有紫外吸收峰,可直接进行测定。由于分子常为多羟基结构,因而也常利用显色法测定。 

4  紫外可见分光光度法的应用 

4 。1 β—内酰胺类抗生素

β—内酰胺类抗生素的吸收往往无其它干扰,可不经显色直接测定含量。李燕航等在这方面做了一些研究工作, 他们用普通法直接测定 了头孢地尼 3、 头孢氨苄;用示差法测定了孢羟氨苄;用一阶导数法测定了头孢拉定。β—内酰胺类抗生素也可用显色光度法进行测定,杜黎明等对此进行了一系列研究,他们以四氰基对苯醌为显色剂,分别测定了头孢克洛和头孢噻吩;以硫酸铁铵为显色剂测定了头孢曲松钠,以苯基荧光酮为显色剂测定了头孢哌酮钠。

紫外可见分光光度法还可用于临床配伍药物。如李锦璨等在272 nm处考察了注射用头孢米诺钠在5种不同输注液中的稳定性,黄红瑞等在274nm处研究了头孢呋辛钠注射液与氨茶碱、鱼腥草2种注射液的配伍稳定性。 

4.2 氨基糖苷类抗生素

该类抗生素数量种类较多,包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、核糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。江虹等[12] 对硫酸庆大霉素、妥布霉素及硫酸新霉素做了一系列研究工作,发现在pH 2。8~7 。0的条件下,曲利本红( T R) 与硫酸妥布霉素( TOB )、硫酸庆大霉素( GEN) 和硫酸新霉素( NEO) 等反应生成红色离子缔合物,于570nm、392nm、392nm处产生新的吸收峰,于498nnl、498nnl、502nm处产生褪色峰;他们用显色法、 褪色法及双波长叠加法分别进行研究,并应用于硫酸庆大霉素注射液、复方硫酸新霉素滴耳液、硫酸妥布霉素注射液的测定,结果满意。江虹等还发现,金属镧、GI (或 TOB )与水溶对氮蒽蓝( ABWS )形成蓝色离子缔合物后, 具有正吸收峰和负吸收峰,正吸收峰位于672nm,负吸收峰分别位于610 nm( GE N) 和614nm ( Tl m ),表观摩尔吸光系数e均大于10L·mol -1·cm-1。可用于注射液及人体尿液中庆大霉素及妥布霉素含量的测定[13]。其他方面王 福兰等以用溴甲酚绿为显色剂在432n m测定了硫酸卡那霉素[14];湛海粼等以伊文思蓝为显色剂在678nm测定了硫酸阿米卡星[15];陈沛琦等以乙酰丙酮一 甲醛为显色剂335nm测定了新霉素[16]  

4。3 四环素类抗生素

四环素类抗生素如四环素、金霉素、土霉素、强力霉素、美他环素、甲烯土霉素和米诺环素等曾广泛应用于临床,但由于病原菌耐药性、不良反应及人禽共用的危险性,本类药物临床应用已很少,目前主要用于牲畜饲料添加剂[17]。抗生素会在牲畜体内形成药物残留,药残分析是目前研究的热点,但由于UV光度法的局限性,近几年在这方面的研究报道仅有几篇。陈雅[18]等采用普通光度法, 在291nm处对鱼肝油乳剂中的制霉菌素进行测定,线性范围为 6。9~16。3/l g·mL,回收率100。8%,RSD为0。8 7%田益玲[19] 等在278nm 对牛奶中的四环素进行了测定,方法线性范围0。03~115ng·mL。回收率95。5%~1 0 0。5%,RSD为2。1%。  

4. 4 大环内酯类抗生素

大环内酯类抗生素毒性低微, 能够作用于细菌细胞膜,口服方便且价格较廉, 在治疗学上重要性仅略次于β—内酰胺类和氨基糖苷类。临床常用的有红霉素、 克拉霉素、 阿奇霉素、 琥乙红霉素、罗红霉素吉他霉素等。一些紫外可见光度法在该类药物的研究情况列于表 1中。这些方法与药典方法比较,结果基本一致, 可以应用于生产管理及含量检测。

 

5 趋势和展望

紫外可见光度计发展已愈50年,分析方法比成熟,新的发展主要将集中在2个领域:新试剂及器联用。新试剂主要包括显色剂和增敏剂。目前用的显色剂有杂偶氮类、荧光酮、卟啉类、三氮烯类安替比林类、三苯甲烷碱性染料、杯芳烃等几大类这些显色剂以前主要应用于药物中金属离子的显测定,但少数可能应用于有机药物。近年报道用有机药物分析的显色物质有氯冉酸、紫色素、醌素、茜素磺酸钠、四氰乙烯、甲酚红、四氯苯醌、四基对二次甲基苯醌等。增敏剂包括各种表面活剂、高分子聚合物、环糊精等试剂,在改善光度分性能,提高灵敏度方面起着重要作用。紫外可见度计的新发展主要体现在智能化、微型化、集成化高速在线检测和仪器联用上。联用则主要是 uV--HP L C、CEC等高效分离技术的联用。近年来HPLC在药物分析中占据着主要地位,而大多数商品仪器仍以Uv光度计为检测器,因而,联用技术也是紫外可见光度法所关心的课题。

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