基于降解反應的共振散射光譜法測定頭孢哌酮鈉含量

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(邵陽學院藥學院,邵陽 422000)

頭孢哌酮鈉又名頭孢氧哌唑,商品名為先鋒必,瑞欣克等,屬于半合成的第三代頭孢菌素類抗生素,通常用于敏感細菌引起的呼吸道、腹腔、女性生殖系統與軟組織感染及菌血癥等。目前測定頭孢哌酮鈉方法有納米銀表面等離子體共振法[1]、分光光度法[2-4]、伏安法[5]、色譜法[6]、化學發光法[7]、磷光[8]與熒光光譜法[9]。根據文獻[4,10],頭孢哌酮鈉在氫氧化鈉溶液中加熱可降解生成等摩爾的降解產物Ⅰ(R′SH)和降解產物Ⅱ(R″SH),兩種降解產物均為巰基化合物,其結構見圖1。

R′SH中的巰基可將Cu(Ⅱ)還原為Cu(Ⅰ)。R″SH中的巰基類似酚巰基[11],可與Cu(Ⅰ)形成白色硫化物溶膠。由于溶膠產生固液界面,導致體系產生共振散射效應,本工作建立了共振散射光譜法測定頭孢哌酮鈉的方法,并用于測定針劑中頭孢哌酮鈉的含量。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

F97Pro型熒光分光光度計;PHS-3C型酸度計。

硫酸銅溶液:0.010 mol·L-1。

乙酸-乙酸鈉緩沖溶液:0.20 mol·L-1。

頭孢哌酮鈉純度為98%;其他試劑均為分析純;試驗用水為二次蒸餾水。

1.2 儀器工作條件

測定波長為355 nm,激發波長(λex)和發射波長(λem)相等,均為355 nm。

1.3 試驗方法

1.3.1 頭孢哌酮鈉的降解

移取20.00 g·L-1頭孢哌酮鈉溶液1.00 mL置于25.0 mL容量瓶中,再加入0.50 mol·L-1氫氧化鈉溶液10 mL,用水定容至刻度,將其轉移至圓底燒瓶中,置于水浴鍋中于100 ℃水浴降解40 min,轉移至燒杯中冷卻至室溫。用0.20 mol·L-1鹽酸溶液將燒杯中頭孢哌酮鈉降解液的pH調節至7,轉移至50.0 mL容量瓶中,用水定容至刻度,根據頭孢哌酮鈉計算其質量濃度為0.40 g·L-1。使用時稀釋20倍,即質量濃度為20.00 mg·L-1。

圖1 頭孢哌酮鈉及其降解產物的分子結構式Fig.1 Molecular structures of cefoperazone sodium and its degradation products

1.3.2 頭孢哌酮鈉的測定

按順序移取1.00 mL pH 4.4的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液,0.010 mol·L-1Cu(Ⅱ)溶液0.50 mL,一定量的頭孢哌酮鈉降解液于10.0 mL比色管中,用水定容至10.0 mL,混勻、靜置2 min。移取適量混合溶液于比色皿中,置于熒光分光光度計上,同步掃描激發波長和發射波長,使λem＝λex,得測定體系共振散射光譜圖,測定試樣溶液在波長355 nm處共振散射強度(IRSS);以不加頭孢哌酮鈉降解液做空白試驗測得波長355 nm處I0RSS,以ΔIRSS(ΔIRSS＝IRSS-I0RSS)對頭孢哌酮鈉進行定量分析。

2 結果與討論

2.1 頭孢哌酮鈉的降解

2.1.1 氫氧化鈉溶液濃度的選擇

試驗考察了0.05,0.10,0.20,0.40,0.60 mol·L-1氫氧化鈉溶液的濃度對頭孢哌酮鈉降解程度的影響,結果表明:氫氧化鈉溶液濃度較小為0.05,0.10 mol·L-1時,ΔIRSS相對較弱;當氫氧化鈉溶液濃度為0.20 mol·L-1時,體系的ΔIRSS最大,說明此時頭孢哌酮鈉具有最大的降解度。試驗選擇頭孢哌酮鈉在0.20 mol·L-1氫氧化鈉溶液中進行降解。

2.1.2 降解時間的選擇

固定氫氧化鈉溶液濃度為0.20 mol·L-1,試驗考察了0,35,40 min不同時間對體系ΔIRSS的影響,結果表明:降解開始時,體系ΔIRSS隨著降解時間的延長而增強;當降解時間達到35 min時,ΔIRSS達到了最大值且隨著時間的延長,ΔIRSS沒有明顯變化。試驗選擇頭孢哌酮鈉的降解時間為40 min。

2.2 共振散射光譜

按試驗方法對各體系溶液進行測定,其共振散射光譜見圖2。

圖2 體系共振散射光譜圖Fig.2 Resonance scattering spectra of systems

當溶液中不加入頭孢哌酮鈉降解液時,緩沖溶液與硫酸銅混合溶液的共振散射強度很弱(圖2中曲線1)。由于頭孢哌酮鈉降解液有R′SH與R″SH兩種巰基化合物,加入頭孢哌酮鈉降解液后,巰基化合物R′SH將Cu(Ⅱ)還原為Cu(Ⅰ),所生成的Cu(Ⅰ)與R″SH發生反應生成白色溶膠,出現明顯的固液界面,體系呈現較強的共振散射效應(圖2中曲線2～6)。反應體系在波長355 nm處有1個明顯的共振散射峰,且隨著頭孢哌酮鈉降解液用量的增加,波長355 nm處的共振散射強度不斷增強,試驗選擇測定波長為355 nm。

2.3 緩沖溶液酸度及用量的選擇

以不加頭孢哌酮鈉降解液為空白,試驗考察了pH為3.6,4.0,4.4,4.8,5.2時乙酸-乙酸鈉緩沖溶液對反應體系共振散射強度的影響,結果表明:當pH為4.4時,體系具有最大共振散射強度。試驗選擇緩沖溶液的pH為4.4。

同時試驗考察了緩沖溶液用量為0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 mL時對體系共振散射強度的影響,結果表明:當乙酸-乙酸鈉緩沖溶液用量為1.00 mL時,體系的共振散射效應最強。試驗選擇乙酸-乙酸鈉緩沖溶液的用量為1.00 mL。

2.4 Cu(Ⅱ)用量的選擇

固定頭孢哌酮鈉降解液的用量,以不加頭孢哌酮鈉為空白,試驗考察了0.010 mol·L-1Cu(Ⅱ)溶液用量對共振散射強度的影響。結果表明:隨著Cu(Ⅱ)的加入,共振散射強度快速增大,當0.010 mol·L-1Cu(Ⅱ)溶液用量為0.50 mL時,共振散射強度達到最大值,然后隨著銅離子濃度增大共振散射強度降低。試驗選擇0.010 mol·L-1Cu(Ⅱ)溶液的用量為0.50 mL。

2.5 反應時間的選擇

試驗考察了低質量濃度(0.08 mg·L-1)和高質量濃度(1.60 mg·L-1)的頭孢哌酮鈉反應體系的共振散射強度隨反應時間的變化。結果表明:在低與高含量頭孢哌酮鈉反應體系內,反應速率都比較快,在2 min內體系的共振散射強度達到最大值,說明反應已進行完全;在考察的40 min內共振散射強度保持相對穩定。試驗選擇所有試劑加入混合均勻后放置2 min。

2.6 干擾試驗

在試驗條件下,固定頭孢哌酮鈉質量濃度為1.00 mg·L-1,控制相對誤差在±5%之內,考察了一些常見離子和藥物賦形劑對體系的干擾。結果表明: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倍的葡萄糖和麥芽糖;200倍的蔗糖對頭孢哌酮鈉的測定均不影響。

2.7 工作曲線和檢出限

按照試驗方法對0.02,0.20,0.60,1.20,2.00,2.40 mg·L-1頭孢哌酮鈉降解產物的標準溶液系列進行測定,結果表明:頭孢哌酮鈉質量濃度在0.02～2.40 mg·L-1內與反應體系在波長355 nm處的共振散射強度變化量呈線性關系,線性回歸方程為ΔIRSS＝222.4ρ＋70.88,相關系數為0.999 7。

同時對試劑空白平行測定11次,以3倍標準偏差(s)除以線性回歸方程的斜率(k)計算檢出限(3s/k),檢出限為0.006 2 mg·L-1。

2.8 樣品分析

取3個不同廠家生產的規格為每瓶為1 g的頭孢哌酮鈉針劑,用水溶解后轉移至50 mL容量瓶中,搖勻,用水定容至刻度,相當于20.00 g·L-1頭孢哌酮鈉溶液,按試驗方法對20.00 g·L-1頭孢哌酮鈉溶液進行降解,得到以頭孢哌酮鈉計算的質量濃度為0.40 g·L-1的降解液。將定容后的降解液稀釋50倍后移取1.00 mL,按試驗方法測定針劑中頭孢哌酮鈉的含量。分別移取稀釋后的樣品溶液1.00 mL和8.00 mg·L-1的頭孢哌酮鈉降解產物的標準溶液0.50 mL進行回收試驗,計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD),結果見表1。

表1 樣品分析結果(n＝5)Tab.1 Analytical results of samples(n＝5)

由表1可知:樣品分析結果的回收率在97.5%～103%之間,測定值的RSD在2.0%～2.6%之間。本方法精密度較好,準確度較高。

本工作采用基于降解反應的共振散射光譜法測定頭孢哌酮鈉含量。本方法操作簡單、穩定性好、樣品分析結果滿意,可用于頭孢哌酮鈉制劑的質量監控。