2008 年 第 66 卷 化 学 学 报 Vol. 66, 2008 第 11 期, 1337~1343 ACTA CHIMICA SINICA No. 11, 1337~1343 研 究 论 文 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 与 钴 (II) 和 刚 果 红 三 元 配 合 物 的 共 振 瑞 利 散 射 光 谱 研 究 及 其 分 析 应 用 王 剑,b 刘 忠 芳 刘 绍 璞 *, 申 伟 ( 西 南 大 学 化 学 化 工 学 院 重 庆 400715) ( b 长 江 师 范 学 院 化 学 与 环 境 工 程 系 涪 陵 408000) 摘 要 在 ph 4.5~6.5 的 Britton-Robinson 缓 冲 溶 液 中, 钴 (II) 与 环 丙 沙 星 (CIP) 诺 氟 沙 星 (NOR) 氧 氟 沙 星 (OF) 和 左 氧 氟 沙 星 (LEV) 等 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 (FLQs) 能 形 成 螯 合 阳 离 子, 它 们 能 通 过 静 电 引 力 和 疏 水 作 用 与 刚 果 红 (CR) 阴 离 子 反 应, 形 成 1 2 1 (Co 2+ FLQs CR) 三 元 离 子 缔 合 配 合 物. 此 时 将 引 起 溶 液 的 共 振 瑞 利 散 射 (RRS) 显 著 增 强, 并 出 现 新 的 RRS 光 谱. 不 同 抗 生 素 具 有 相 似 的 光 谱 特 征, 其 最 大 散 射 波 长 均 位 于 560 nm 处, 并 在 382 和 278 nm 处 有 2 个 较 小 的 散 射 峰. 一 定 浓 度 的 抗 生 素 与 散 射 增 强 (ΔI) 成 正 比, 对 不 同 氟 喹 诺 酮 类 药 物 的 线 性 范 围 和 检 出 限 (3σ) 分 别 是 0.026~ 2.64 μg ml -1 和 7.68 ng ml -1 (CIP), 0.045~3.20 μg ml -1 和 13.00 ng ml -1 (NOR), 0.037~4.00 μg ml -1 和 11.24 ng ml -1 (OF), 0.039~4.00 μg ml -1 和 11.80 ng ml -1 (LEV), 据 此 提 出 了 一 种 以 RRS 技 术 测 定 氟 喹 诺 酮 抗 生 素 的 新 方 法. 方 法 不 仅 灵 敏 度 高, 而 且 简 单 快 速, 并 有 良 好 的 选 择 性 和 重 复 性, 可 用 于 片 剂 针 剂 滴 眼 液 和 人 尿 液 中 氟 喹 诺 酮 类 药 物 的 测 定. 文 中 还 对 反 应 机 理 和 RRS 增 强 的 原 因 作 了 讨 论. 关 键 词 氟 喹 诺 酮 抗 生 素 ; Co 2+ ; 刚 果 红 ; 共 振 瑞 利 散 射 Study on Fluoroquinolone Antibiotics-Coblt(II)-Congo Red Systems by Resonnce Ryleigh Scttering Spectr nd Their Anlyticl Applictions WANG, Jin,b LIU, Zhong-Fng LIU, Sho-Pu, SHEN, Wei ( School of Chemistry nd Chemicl Engineering, Southwest Chin University, Chongqing 400715) ( b Deprtment of Chemistry, Yngze Norml University, Fuling 408000) Abstrct In ph 4.5~6.5 Britton-Robinson buffer medi, fluoroquinolone ntibiotics (FLQs) such s ciprofloxcin (CIP), norfloxcin (NOR), ofloxcin (OF), nd levofloxcin (LEV) were rected with Co 2+ to form chelted ctions, which further bound with Congo Red to form the ion ssocition complexes, resulting in the gret enhncement of resonnce Ryleigh scttering (RRS). The four FLQs rection products hve similr spectrl chrcteristics nd their mximum RRS wvelengths re ll locted t 560 nm, nd there re two smller RRS peks t 382 nd 278 nm. The liner rnges nd the detection limits of the four FLQs re 0.026~2.64 μg ml -1 nd 7.68 ng ml -1 for CIP, 0.045~3.20 μg ml -1 nd 13.00 ng ml -1 for NOR, 0.037~4.00 μg ml -1 nd 11.24 ng ml -1 for OF, 0.039~4.00 μg ml -1 nd 11.80 ng ml -1 for LEV, respectively. A simple, rpid nd sensitive RRS method for the determintion of FLQs in phrmceuticl formultion nd humn urine smples ws developed. The rection mechnism hs been lso investigted. Keywords fluoroquinolone ntibiotics; Co 2+ ; Congo red; resonnce Ryleigh scttering * E-mil: liusp@swu.edu.cn; Tel.: 023-68252748. Received November 9, 2006; revised April 21, 2008; ccepted My 8, 2008. 国 家 自 然 科 学 基 金 (No. 20475045) 资 助 项 目.
1338 化 学 学 报 Vol. 66, 2008 氟 喹 诺 酮 类 药 物 是 在 第 一 代 萘 啶 酸 和 第 二 代 吡 哌 酸 的 基 础 上 引 入 氟 原 子 开 发 出 的 第 三 代 喹 诺 酮 药 物 [1]. 由 于 6 位 氟 原 子 的 引 入 及 分 子 中 哌 嗪 基 团 的 存 在, 使 得 药 物 具 有 良 好 的 组 织 渗 透 性 [2]. 氟 喹 诺 酮 类 药 物 是 化 学 合 成 的 重 要 抗 菌 素, 对 革 兰 氏 阳 性 和 阴 性 杆 菌, 葡 萄 球 菌, 肺 类 球 菌 均 有 强 的 抗 菌 活 性, 是 治 疗 胃 肠 道 呼 吸 道 和 尿 路 感 染 的 重 要 药 物, 有 的 品 种 还 有 抗 结 核 作 用. 目 前, 这 类 药 物 已 有 20 余 种, 最 常 用 的 有 环 丙 沙 星 (CIP) 诺 氟 沙 星 (NOR) 氧 氟 沙 星 (OF) 左 氧 氟 沙 星 (LEV) 等. 由 于 它 们 抗 菌 谱 广 抗 菌 作 用 强, 多 数 品 种 可 口 服, 且 不 良 反 应 少, 近 年 来 在 临 床 中 得 到 了 广 泛 的 应 用, 因 此 进 一 步 研 究 和 发 展 测 定 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 的 新 方 法 具 有 重 要 意 义. 对 这 类 药 物 的 定 量 测 定, 主 要 有 分 光 光 度 法 [3] 荧 光 分 析 法 [4] 化 学 发 光 分 析 法 [5] 高 效 液 相 色 谱 法 [6] 电 [7] [8] 化 学 分 析 法 和 微 生 物 测 定 法 等. 除 高 效 液 相 色 谱 法 外, 分 光 光 度 法 因 仪 器 价 廉, 操 作 简 便, 试 剂 易 得 等 优 点 而 得 到 广 泛 的 应 用, 其 中 氟 喹 诺 酮 与 Fe 3+[9], Fe 2+[10], Cu 2+[11], W(VI) [12], Mo(VI) [12] 和 V(V) [12] 等 金 属 离 子 形 成 有 色 螯 合 物 的 分 光 光 度 法, 占 有 重 要 的 地 位, 但 是 灵 敏 度 不 高. 因 此 进 一 步 研 究 这 类 金 属 螯 合 物 与 染 料 等 形 成 三 元 配 合 物, 从 而 提 高 分 光 光 度 法 的 灵 敏 度 或 者 用 于 其 它 光 谱 分 析 也 是 值 得 研 究 的 课 题. 共 振 瑞 利 散 射 (RRS) 或 共 振 光 散 射 (RLS) 作 为 一 种 新 的 分 析 技 术, 因 其 高 灵 敏 度 和 简 易 性 引 起 了 人 们 的 关 注. 并 在 生 物 大 分 子 药 物 和 无 机 离 子 的 分 析 中 得 到 越 来 越 多 的 应 用 [13,14]. 已 知, Co(II) 也 能 与 氟 喹 诺 酮 药 物 反 应 形 成 螯 合 物 [15,16], 但 是 我 们 的 实 验 发 现, Co(II) 与 环 丙 沙 星 (CIP) 诺 氟 沙 星 (NOR) 氧 氟 沙 星 (OF) 左 氧 氟 沙 星 (LEV) 等 抗 生 素 形 成 二 元 螯 合 物 时, 对 吸 收 光 谱 的 影 响 甚 微, 不 能 用 于 这 类 药 物 的 分 光 光 度 测 定 ; 但 是 当 二 元 螯 合 物 进 一 步 与 酸 性 染 料 刚 果 红 反 应, 形 成 三 元 配 合 物 时, 能 导 致 刚 果 红 的 褪 色, 最 大 褪 色 波 长 均 位 于 496 nm 处. 对 于 不 同 的 氟 喹 诺 酮 抗 生 素 摩 尔 吸 光 系 数 在 1.54 10 4 ~3.18 10 4 L mol -1 cm -1 之 间, 其 中 以 环 丙 沙 星 体 系 最 灵 敏, ε 值 为 3.18 10 4 L mol -1 cm -1, 方 法 仅 具 有 中 等 灵 敏 度, 可 用 于 褪 色 光 度 法 测 定 这 类 药 物. 然 而 我 们 发 现 药 物 及 二 元 螯 合 物 本 身 的 共 振 瑞 利 散 射 (RRS) 均 较 弱, 但 是 当 形 成 三 元 配 合 物 时, RRS 显 著 增 强. 四 种 体 系 具 有 相 似 的 RRS 光 谱 特 征, 最 大 散 射 波 长 均 位 于 560 nm 处, 并 在 382 和 278 nm 处 有 2 个 较 小 的 散 射 峰. 其 相 对 散 射 强 度 (ΔI) 是 CIP 体 系 >OF 体 系 和 LEV 体 系 >NOR 体 系. 药 物 浓 度 在 一 定 范 围 内 与 散 射 强 度 (ΔI) 成 正 比, 且 方 法 具 有 高 灵 敏 度, 可 用 于 痕 量 氟 喹 诺 酮 类 药 物 的 测 定. 据 此 发 展 了 一 种 用 Co(II)-CR 体 系 的 灵 敏 简 便 快 速 测 定 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 的 RRS 新 分 析 方 法. 本 文 研 究 了 反 应 体 系 对 吸 收 光 谱 和 荧 光 光 谱 的 影 响, 着 重 考 察 了 离 子 缔 合 反 应 的 RRS 光 谱 特 征 适 宜 的 反 应 条 件 影 响 因 素 和 RRS 的 分 析 应 用. 文 中 还 对 离 子 缔 合 物 的 组 成 结 构 和 反 应 机 理 以 及 RRS 增 强 的 原 因 作 了 讨 论. 1 实 验 部 分 1.1 仪 器 和 试 剂 RF-5301PC 荧 光 分 光 光 度 计 ( 岛 津 公 司, 日 本 ), 测 定 参 数 : 狭 缝 宽 度 5 nm; UV-2450 紫 外 - 可 见 分 光 光 度 计 ( 岛 津 公 司, 日 本 ); PHS-3D 酸 度 计 ( 上 海 精 密 科 学 仪 器 有 限 公 司, 上 海 ). 刚 果 红 (Congo Red, 缩 写 为 CR, 温 州 市 化 学 试 剂 有 限 公 司 ) 溶 液 : 配 制 1.0 10-3 mol L -1 的 贮 备 溶 液 和 3.5 10-4 mol L -1 的 工 作 溶 液. 氯 化 钴 (CoCl 2 6H 2 O, 重 庆 化 学 试 剂 厂 ) 溶 液 : 配 制 0.25 mol L -1 的 贮 备 溶 液, 使 用 时 稀 释 至 7.5 10-2 mol L -1 作 为 工 作 溶 液. 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 (Fluoroquinolones, 缩 写 为 FLQs, 华 美 生 物 技 术 公 司 ) 标 准 溶 液 : 分 别 称 取 适 量 的 环 丙 沙 星 (Ciprofloxcin, 缩 写 为 CIP), 诺 氟 沙 星 (Norfloxcin, 缩 写 为 NOR), 氧 氟 沙 星 (Ofloxcin, 缩 写 为 OF) 和 左 氧 氟 沙 星 (Levofloxcin, 缩 写 为 LEV) 配 制 的 1.0 10-3 mol L -1 的 储 备 溶 液, 再 用 水 稀 释 配 制 1.0 10-4 mol L -1 工 作 溶 液. Britton-Robinson 缓 冲 溶 液 (ph 4.6~6.5): 用 0.04 mol L -1 H 3 PO 4, H 3 BO 3 和 CH 3 COOH 与 0.2 mol L -1 NOH 按 照 一 定 比 例 混 合, 配 成 不 同 ph 值 的 缓 冲 溶 液, 并 用 酸 度 计 校 正 ph 值. 试 剂 均 为 分 析 纯, 实 验 用 水 为 二 次 蒸 馏 水. 1.2 实 验 方 法 在 10.0 ml 比 色 管 中, 依 次 加 入 7.5 10-2 mol L -1 的 氯 化 钴 溶 液 1 ml, 3.5 10-4 mol L -1 的 刚 果 红 溶 液 1 ml, 适 量 的 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 标 准 溶 液 和 ph 5.4 的 BR 缓 冲 溶 液 0.5 ml, 加 水 稀 释 至 刻 度, 摇 匀, 放 置 5 min. 在 荧 光 分 光 光 度 计 上 以 λ ex =λ em 进 行 同 步 扫 描, 记 录 共 振 瑞 利 散 射 光 谱, 并 于 382 nm 处 分 别 测 量 三 元 离 子 缔 合 物 的 RRS 强 度 I 和 试 剂 空 白 的 RRS 强 度 I 0, 且 ΔI=I-I 0. 2 结 果 与 讨 论 2.1 RRS 光 谱 Co(II)- 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 - 刚 果 红 体 系 的 RRS 光 谱
No. 11 王 剑 等 : 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 与 钴 (II) 和 刚 果 红 三 元 配 合 物 的 共 振 瑞 利 散 射 光 谱 研 究 及 其 分 析 应 用 1339 如 图 1, 1b 所 示. 从 图 1 可 以 看 出 CIP, NOR, OF 和 LEV 本 身 以 及 Co 2+ 和 刚 果 红 的 RRS 均 很 微 弱, 当 形 成 Co(II)-FLQs-CR 三 元 离 子 缔 合 物 时, 溶 液 的 RRS 显 著 增 强, 并 出 现 新 的 RRS 光 谱. 四 种 药 物 的 反 应 产 物 具 有 相 似 的 光 谱 特 征, 最 大 散 射 波 长 均 位 于 560 nm 处, 并 在 382 nm 和 278 nm 处 有 2 个 较 小 的 散 射 峰. 但 不 同 药 物 的 反 应 产 物 的 相 对 散 射 强 度 有 一 定 的 差 异, 其 强 度 顺 序 是 CIP>LEV>OF>NOR, 因 此 方 法 测 定 CIP 更 灵 敏. 图 1b 是 环 丙 沙 星 浓 度 不 同 时 的 RRS 光 谱. 可 以 看 出 不 论 在 560 nm 处, 还 是 在 382 和 278 nm 处 的 ΔI 值 均 随 浓 度 的 增 大 而 成 线 性 增 强, 均 可 用 于 药 物 的 定 量 测 定. 其 中 382 nm 的 ΔI 虽 低 于 560 nm 处, 但 此 处 的 试 剂 空 白 更 低, 因 而 有 更 低 的 检 出 限 ( 在 382 nm 处 CIP 的 检 出 限 为 7.68 ng ml -1, 而 在 560 nm 处 为 10.08 ng ml -1 ). 故 在 382 nm 处 测 定 散 射 强 度 有 更 高 的 灵 敏 度. 以 下 测 量 均 采 用 382 nm. 2.2 适 宜 的 反 应 条 件 2.2.1 溶 液 酸 度 的 影 响 溶 液 的 酸 度 对 体 系 散 射 强 度 的 影 响 如 图 2. 由 图 2 可 以 看 出 溶 液 ph 在 4.5~6.5 内 体 系 RRS 强 度 变 化 不 大, 相 对 稳 定 ; 溶 液 ph 大 于 6.5 和 小 于 4.5 时 ΔI 减 小, 不 利 于 药 物 的 测 定. 故 ph=4.5~6.5 为 该 体 系 的 最 佳 反 应 酸 度, 本 实 验 选 用 ph=5.4 的 缓 冲 溶 液 作 为 反 应 介 质, 其 最 佳 用 量 为 0.5 ml. 图 2 ph 对 四 个 体 系 的 影 响 Figure 2 Effect of ph on four systems 1: CIP-Co 2+ -CR, 2: NOR-Co 2+ -CR, 3: OF-Co 2+ -CR, 4: LEV-Co 2+ -CR; fluoroquinolones: 1.0 10-5 mol L -1 ; Co 2+ : 7.5 10-3 mol L -1 ; CR: 3.5 10-5 mol L -1 2.2.2 Co 2+ 用 量 的 影 响 由 实 验 得 知, 当 氟 喹 诺 酮 类 药 物 的 浓 度 为 1.0 10-5 mol L -1 时, Co 2+ 的 最 佳 浓 度 为 7.5 10-3 mol L -1. 当 浓 度 小 于 7.5 10-3 mol L -1 时, Co 2+ 与 药 物 不 能 充 分 结 合, 大 于 7.5 10-3 mol/l 时 体 系 空 白 增 大, 故 实 验 选 用 7.5 10-3 mol L -1 的 Co 2+. 2.2.3 刚 果 红 用 量 的 影 响 同 样 我 们 实 验 了 氟 喹 诺 酮 类 药 物 的 浓 度 为 1.0 10-5 mol L -1 时, CR 用 量 的 影 响. 实 验 结 果 表 明 CR 的 浓 度 为 3.5 10-5 mol L -1 时 体 系 的 ΔI 值 达 到 最 大. 当 浓 度 小 于 3.5 10-5 mol L -1 时 反 应 不 完 全, 大 于 3.5 10-5 mol L -1 时 空 白 增 大, 不 利 于 药 物 的 测 定. 故 本 实 验 针 对 四 种 药 物 选 用 CR 的 浓 度 为 3.5 10-5 mol L -1. 2.2.4 离 子 强 度 的 影 响 图 1 四 种 氟 喹 诺 酮 药 物 体 系 的 RRS 光 谱 图 () 和 环 丙 沙 星 体 系 的 RRS 光 谱 图 (b) Figure 1 RRS spectr for fluoroquinolones-co 2+ -CR systems () nd RRS spectr for CIP-Co 2+ -CR system (b) () 1: CIP, 2: NOR, 3: OF, 4: LEV, 5: Co 2+ -CR, 6: NOR-Co 2+ -CR, 7: OF- Co 2+ -CR, 8: LEV-Co 2+ -CR, 9: CIP-Co 2+ -CR, fluoroquinolones: 0.5 10-5 mol L -1 ; Co 2+ : 7.5 10-3 mol L -1 ; CR: 3.5 10-5 mol L -1 ; ph: 5.4; (b) 1: CIP, 2: Co 2+ -CIP, 3: Co 2+ -CR, 4~8: CIP-Co 2+ -CR, c CIP (4~8): 0.2 10-5, 0.3 10-5, 0.4 10-5, 0.5 10-5, 0.6 10-5 mol L -1 ; Co 2+ : 7.5 10-3 mol L -1 ; CR: 3.5 10-5 mol L -1 ; ph: 5.4 用 1 mol L -1 的 NCl 溶 液 研 究 离 子 强 度 对 体 系 RRS 散 射 强 度 的 影 响. 发 现 试 剂 空 白 的 RRS 强 度 不 受 离 子 强 度 的 影 响, 而 体 系 的 RRS 强 度 在 小 于 0.5 mol L -1 时 对 结 合 产 物 的 散 射 强 度 基 本 无 影 响, 但 进 一 步 增 大 NCl 的 浓 度 会 引 起 ΔI 值 逐 渐 降 低. 2.2.5 体 系 的 反 应 速 度 及 其 稳 定 性 室 温 下, 体 系 在 5 min 后 即 可 反 应 完 全, 反 应 产 物 的 I 值 在 12 h 内 基 本 不 变, 只 是 空 白 值 会 随 着 时 间 的 延
1340 化 学 学 报 Vol. 66, 2008 长 而 逐 渐 增 大, 但 在 反 应 后 5~10 min 内 ΔI 值 不 变. 2.3 标 准 曲 线 在 ph 为 5.6 的 BR 缓 冲 溶 液 中, 取 不 同 量 的 FLQs 标 准 溶 液 按 上 述 最 佳 条 件 与 Co 2+ 和 CR 反 应, 5 min 后 测 定 各 自 的 ΔI, 以 ΔI 对 相 应 的 FLQs 浓 度 作 图 绘 制 标 准 曲 线. 标 准 曲 线 的 有 关 参 数 及 对 不 同 FLQs 的 检 出 限, 如 表 1 所 示. 2.4 离 子 缔 合 物 的 形 成 及 RRS 的 增 强 作 用 2.4.1 三 元 离 子 缔 合 物 的 形 成 我 们 以 CIP 为 例, 研 究 它 与 Co 2+ 和 刚 果 红 之 间 的 反 应. 用 摩 尔 比 法 和 等 摩 尔 连 续 变 化 法 测 定 了 三 元 离 子 缔 合 物 的 组 成 比, 结 果 是 CIP Co 2+ CR=2 1 1. Sdeek [15] 及 Zupnčič [16] 等 用 热 分 析 吸 收 光 谱 和 质 谱 法 研 究 了 诺 氟 沙 星 和 环 丙 沙 星 与 Co 2+ 的 配 合 物 的 组 成 和 结 构. 表 明 Co 2+ 与 药 物 形 成 1 2 的 配 合 物, 与 我 们 的 测 定 结 果 一 致. Co 2+ 与 两 个 环 丙 沙 星 中 的 羧 基 和 羰 基 形 成 配 合 物 后, 电 荷 中 和, 但 是 每 个 环 丙 沙 星 中 有 一 个 质 子 化 的 > NH 2 + 存 在, 故 二 元 络 合 物 以 2 价 阳 离 子 型 体 [Co(H- CIP)] 2+ 存 在. 在 相 同 的 条 件, 刚 果 红 的 两 个 磺 酸 基 离 解, 以 2 价 阴 离 子 状 态 L 2- 存 在. 因 此 [Co(HCIP)] 2+ 和 L 2- 之 间 借 静 电 引 力 和 疏 水 作 用 力 而 形 成 三 元 离 子 缔 合 物 [Co(HCIP)] 2+ L 2-, 如 Scheme 1. Scheme 1 2.4.2 离 子 缔 合 反 应 对 光 谱 特 征 的 影 响 (1) 对 吸 收 光 谱 的 影 响 Co(II) 与 环 丙 沙 星 形 成 二 元 配 合 物, 仅 能 引 起 吸 收 光 谱 的 微 弱 变 化, 见 图 3. 最 大 吸 收 波 长 从 环 丙 沙 星 的 275 nm 紫 移 至 273 nm, 吸 光 度 略 有 降 低 ; 而 另 一 吸 收 峰 从 316 nm 移 至 320 nm, 吸 光 度 略 有 增 大. 可 见 二 元 配 合 物 的 形 成 对 吸 收 光 谱 的 影 响 甚 微, 不 为 分 光 光 度 法 测 定 环 丙 沙 星 创 造 条 件. 当 二 元 配 合 物 与 刚 果 红 形 成 三 元 离 子 缔 合 物 时, 在 刚 果 红 最 大 吸 收 波 长 496 nm 附 近 产 生 褪 色 反 应 (ε 值 为 3.18 10 4 L mol -1 cm -1 ). Co(II) 与 其 它 氟 喹 诺 酮 药 物 及 刚 果 红 也 产 生 类 似 的 褪 色 反 应, 其 摩 尔 吸 光 系 数 分 别 为 1.54 10 4 L mol -1 cm -1 (NOR), 2.33 10 4 L mol - 1 cm - 1 (OF), 2.56 10 4 L mol - 1 cm - 1 (LEV), 因 此 这 一 褪 色 反 应 可 用 于 分 光 光 度 法 测 定 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素, 但 灵 敏 度 仍 不 够 高. 图 3 环 丙 沙 星 体 系 的 吸 收 光 谱 图 Figure 3 Absorption spectr of CIP-Co 2+ -CR system 1: CIP, 2: Co 2+, 3: Co 2+ -CIP, 4: Co 2+ -CIP-CR, 5: Co 2+ -CR, 6: Co 2+ -CIP-CR; Co 2+ : 7.5 10-3 mol L -1 ; CR: 3.5 10-5 mol L -1 ; ph: 5.4; CIP: 5 μg/ml, 1~5: mesured ginst wter; 6: mesured ginst regent blnk (2) 对 荧 光 光 谱 的 影 响 环 丙 沙 星 具 有 荧 光, 其 最 大 激 发 波 长 (λ em ) 和 最 大 发 射 波 长 (λ em ) 分 别 位 于 275 和 444 nm, 见 图 4. 当 它 与 Co 2+ 形 成 二 元 配 合 物 时, 将 导 致 荧 光 猝 灭, 当 进 一 步 与 刚 果 红 形 成 三 元 配 合 物 时, 环 丙 沙 星 的 荧 光 进 一 步 猝 灭, 而 且 λ em 的 位 置 发 生 变 化, 移 至 422 nm. 可 为 研 究 二 元 和 三 元 配 合 物 的 形 成 提 供 相 应 的 荧 光 信 息, 但 是 不 能 为 荧 光 法 测 定 这 类 药 物 创 造 条 件. (3) 对 RRS 光 谱 的 影 响 Co 2+ 与 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 形 成 二 元 配 合 物 时, 对 System 表 1 标 准 曲 线 的 有 关 参 数 及 检 出 限 Tble 1 Relted prmeters of the clibrtion grphs nd the detection limits for fluoroquinolones Mesurement wvelength/ nm Liner regression eqution/ (μg ml -1 ) Correltion coefficient r Liner rnge/ (μg ml -1 ) Detection limits 3σ/ (ng ml -1 ) CIP-Co 2+ -CR 382 ΔI=-44.96+136.69c 0.998 0.026~2.64 7.68 NOR-Co 2+ -CR 382 ΔI=-17.76+77.89c 0.999 0.045~3.20 13.00 OF-Co 2+ -CR 382 ΔI=-41.0+85.40c 0.997 0.037~4.00 11.24 LEV-Co 2+ -CR 382 ΔI=-32.4+81.55c 0.998 0.039~4.00 11.80
No. 11 王 剑 等 : 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 与 钴 (II) 和 刚 果 红 三 元 配 合 物 的 共 振 瑞 利 散 射 光 谱 研 究 及 其 分 析 应 用 1341 图 4 环 丙 沙 星 体 系 的 荧 光 光 谱 图 Figure 4 Excittion nd emission fluorescence spectr of CIP- Co 2+ -CR system 1,1': CIP λ ex /λ em =275/444 nm; 2,2': Co 2+ -CIP λ ex /λ em =275/444 nm; 3,3': Co 2+ -CIP-CR λ ex /λ em =325/422 nm; CIP:5 10-6 mol L -1 ; Co 2+ : 7.5 10-3 mol L -1 ; CR: 3.5 10-5 mol L -1 ; ph: 5.4 RRS 强 度 几 乎 不 影 响, 但 是 当 二 元 配 合 物 与 刚 果 红 反 应 形 成 三 元 离 子 缔 合 物 时, 则 将 引 起 RRS 的 显 著 增 强, 并 产 生 新 的 RRS 光 谱. 由 于 反 应 有 极 高 的 灵 敏 度, 据 此 可 以 发 展 出 一 种 用 RRS 技 术 高 灵 敏 测 定 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 的 新 方 法. 三 元 离 子 缔 合 物 的 形 成 使 RRS 增 强 的 主 要 原 因 是 : (1) 共 振 增 强 散 射 效 应 当 瑞 利 散 射 位 于 它 的 吸 收 带 附 近 时, 散 射 可 以 通 过 共 振 吸 收 相 同 频 率 的 光 吸 收 而 产 生 再 散 射, 致 使 散 射 显 著 增 强. 因 此, 共 振 瑞 利 散 射 应 当 与 吸 收 光 谱 密 切 相 关, 图 5 是 Co(II)-FLQs-CR 体 系 RRS 与 吸 收 光 谱 的 比 较. 可 以 看 出 它 的 RRS 光 谱 均 位 于 吸 收 带 中, 并 且 在 560, 382 和 278 nm 的 RRS 峰 位 于 吸 收 峰 608, 396 和 274 nm 的 附 近, 能 产 生 共 振 增 强 效 应, 这 是 散 射 增 强 的 重 要 原 因 之 一. (2) 疏 水 性 增 强 由 于 Co 2+ [Co(HCIP)] 2+ 和 CR 2-, 均 具 有 较 强 的 亲 水 性, 因 此 能 很 好 地 溶 于 水 中 形 成 水 合 物, 而 不 与 水 之 间 产 生 界 面. 当 [Co(HCIP)] 2+ 与 CR 2- 形 成 三 元 离 子 缔 合 物 后, 它 们 所 带 的 电 荷 被 中 和 形 成 电 中 性 配 合 物, 整 个 离 子 缔 合 物 可 能 与 水 之 间 形 成 疏 水 界 面, 这 种 疏 水 界 面 的 形 成 有 利 于 产 生 一 种 表 面 增 强 的 散 射 效 应 [17,18]. (3) 分 子 体 积 增 大 形 成 三 元 离 子 缔 合 物 之 前, 氟 喹 诺 酮 类 药 物 的 分 子 量 不 大 ( 在 320~360 之 间 ), 如 CIP 为 331.35, 但 是 当 它 与 Co 2+ 和 CR 形 成 三 元 离 子 缔 合 物 后, 分 子 量 增 大 至 1372.30. 当 体 积 难 于 计 算 时, 根 据 简 化 的 瑞 利 散 射 定 [19] 律, 散 射 强 度 与 它 的 质 量 成 正 比 I=KcMI 0 I 为 散 射 光 强 度, I 0 为 入 射 光 强 度, K 为 比 例 系 数, c 为 散 射 分 子 浓 度, M 为 分 子 量. 因 此 散 射 微 粒 分 子 量 的 增 大, 也 是 引 起 散 射 增 强 的 又 一 重 要 原 因. 3 方 法 的 选 择 性 及 分 析 应 用 3.1 共 存 物 质 的 影 响 以 CIP 为 例, 研 究 了 共 存 物 质 对 测 定 的 影 响, 当 相 对 误 差 5% 时, 共 存 物 质 的 允 许 倍 量 见 表 2. 由 表 2 可 见, 常 见 的 金 属 离 子 酸 根 离 子 糖 类 及 尿 素 等 的 允 许 量 较 大, 也 允 许 大 量 的 氨 基 酸 存 在, 但 是 Al 3+, Fe 3+ 和 Cu 2+ 的 干 扰 比 较 严 重, 若 样 品 中 存 在 此 类 金 属 离 子, 加 入 1.0 ml 0.01 mol L -1 的 EDTA 溶 液 作 掩 蔽 剂, 可 提 高 允 许 量 ; 也 可 将 Fe 3+ 还 原 为 Fe 2+, 此 时 允 许 100 多 倍 存 在. 因 此 方 法 具 有 良 好 的 选 择 性. 3.2 分 析 应 用 3.2.1 药 物 制 剂 中 氟 喹 诺 酮 的 含 量 测 定 图 5 CIP-Co 2+ -CR 体 系 的 RRS 图 谱 与 吸 收 图 谱 的 比 较 Figure 5 Comprison of RRS nd bsorption spectr of CIP-Co 2+ -CR system 1: bsorption spectrum, 2: RRS spectrum, Co 2+ : 7.5 10-3 mol L -1, CR: 3.5 10-5 mol L -1, CIP: 0.5 10-5 mol L -1 随 机 取 10 片 环 丙 沙 星 ( 重 庆 科 瑞 制 药 有 限 公 司 责 任 公 司 ), 在 研 钵 中 粉 粹, 混 匀, 溶 于 50 ml 水 中, 离 心 取 上 层 清 液, 适 量 水 洗 涤 2~3 次, 并 入 上 层 清 液, 定 容. [20] 取 适 量 按 照 实 验 方 法 测 定. 与 药 典 方 法 比 较, 结 果 见 表 3. 将 诺 氟 沙 星 滴 眼 液 ( 湖 北 东 盛 制 药 有 限 公 司 ) 和 氧 氟 沙 星 注 射 液 ( 四 川 科 伦 药 业 有 限 公 司 ) 稀 释 至 100 ml 容 量 瓶 中, 取 适 量 按 实 验 方 法 测 定, 平 行 测 定 5 次, 再 用 标 准 加 入 法 测 定 其 回 收 率, 结 果 见 表 4. 3.2.2 人 尿 样 中 CIP 的 测 定 由 于 口 服 环 丙 沙 星 片 剂 24 h 后 有 40%~50% 的 CIP 由 尿 液 中 原 样 排 泄, 故 取 未 服 用 CIP 的 新 鲜 尿 样 1.0 ml
1342 化 学 学 报 Vol. 66, 2008 Foreign substnce 表 2 共 存 物 质 的 影 响 Tble 2 Effects of coexistence substnces (CIP=1.65 μg ml -1 ) Times of foreign substnce to CIP Reltive error/% Foreign substnce Times of foreign substnce to CIP Reltive error/% N + 63-4.0 I - 66-3.6 K + 35 5.1 2 SO4 300-2.3 + NH 4 40-1.5 乳 糖 1500 1.0 Mg 2+ 80-1.4 麦 芽 糖 1500 0.8 C 2+ 280 4.2 葡 萄 糖 1500 2.7 Cu 2+ 5, 106 1.4 尿 素 2000-5.0 Fe 3+ 4, 20 0.5 蔗 糖 1500 4.8 Al 3+ 5, 15 3.4 烟 酸 6 1.5 Mn 2+ 125 3.5 苯 丙 氨 酸 40-1.4 Zn 2+ 233 3.9 可 溶 性 淀 粉 400-1.4 Fe 2+ 112-5.0 L- 组 氨 酸 14 4.1 Cl - 250-2.6 DL- 天 冬 氨 酸 40 5.0 NO3 169-4.0 DL- 半 胱 氨 酸 40 4.9 加 入 0.01 mol L -1 EDTA 1.0 ml. Tble 3 表 3 本 方 法 与 药 典 法 测 定 片 剂 中 环 丙 沙 星 含 量 的 比 较 Results for the determintion of CIP in tblet by the RRS method nd the comprison of it with officil method Method Found (n=5) (g piece -1 ) RSD/% Averge qulity/(g piece -1 ) This method 0.245, 0.250, 0.240, 0.240, 0.255 2.6 0.246 Officil method 0.270, 0.250, 0.255, 0.245, 0.245 4.2 0.253 标 识 量 : 0.25g/ 片. 及 服 用 CIP 24 h 后 的 新 鲜 尿 样 0.1 ml, 按 照 实 验 方 法 测 定 CIP, 结 果 列 于 表 5. 从 标 准 加 入 法 可 以 看 出, 方 法 有 较 好 的 准 确 度 和 精 密 度. 4 结 论 成 螯 合 物, 然 后 与 刚 果 红 形 成 离 子 缔 合 物, 引 起 RRS 的 显 著 增 强. 据 此 建 立 了 一 种 测 定 痕 量 的 氟 喹 诺 酮 药 物 的 新 方 法. 该 方 法 简 单 快 速 和 灵 敏 度 高, 可 用 于 片 剂 滴 眼 液 针 剂 和 人 体 尿 样 中 氟 喹 诺 酮 类 药 物 的 测 定, 结 果 与 标 准 方 法 一 致, 具 有 较 好 的 应 用 前 景. 在 弱 酸 介 质 中, Co(II) 与 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 反 应 形 表 4 滴 眼 液 中 诺 氟 沙 星 和 注 射 液 中 氧 氟 沙 星 的 回 收 率 测 定 Tble 4 Results for the determintion of NOR in eye drops nd OF in injection Smple Amounts specified/(mg ml -1 ) (mg ml -1 ) (mg ml -1 Found (n=5)/ Added/ ) Found totl mount/ (mg ml -1 ) Averge quntity (n=5)/ (mg ml -1 ) RSD (n=5)/% Recovery/% NOR in eye drops 3.00 3.02 0.64 1.28 1.92 2.56 3.20 3.80, 3.64, 3.78, 3.60, 3.58 4.36, 4.34, 4.28, 4.30, 4.26 5.00, 4.82, 4.98, 5.02, 4.84 5.40, 5.42, 5.56, 5.68, 5.70 6.28, 6.36, 6.40, 6.34, 6.20 3.68 4.31 4.93 5.55 6.32 2.8 1.0 1.9 2.5 1.2 100.5 100.2 99.8 99.5 101.5 OF in injection 2.00 1.98 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 2.21, 2.20, 2.22, 2.19, 2.17 2.50, 2.56, 2.39, 2.41, 2.32 2.66, 2.62, 2.69, 2.70, 2.64 2.90, 2.88, 2.72, 2.80, 2.86 3.03, 3.00, 3.04, 3.02, 3.08 2.20 2.44 2.66 2.83 3.03 0.9 3.9 1.3 2.6 1.0 100.8 106.8 95.8 101.9 101.8
No. 11 王 剑 等 : 氟 喹 诺 酮 类 抗 生 素 与 钴 (II) 和 刚 果 红 三 元 配 合 物 的 共 振 瑞 利 散 射 光 谱 研 究 及 其 分 析 应 用 1343 Tble 5 Smple Found/(μg ml -1 ) Added/(μg ml -1 ) 表 5 人 体 尿 液 中 环 丙 沙 星 的 测 定 Results for the determintion of CIP in urine smples Totl found (n=5)/(μg ml -1 ) RSD (n=5)/% Recovery/% Urine, No. 1 ND 0.66 0.60, 0.66, 0.65, 0.69, 0.71, 6.4 100.3 Urine, No. 2 ND 1.32 1.26, 1.29, 1.36, 1.22, 1.30 4.1 96.2 Urine, No. 3 ND 1.98 1.88, 1.92, 1.99, 1.90, 1.95 2.4 97.5 Urine, No. 4 b 1.31 0.66 1.85, 1.91, 1.80, 1.94, 2.00 4.1 96.4 ND: Not detected, b 服 用 CIP 24 h 后 的 尿 样. References 1 Jing, M. X. A New Applied Phrmcology, Science Press, Beijing, 2002, pp. 651~655 (in Chinese). ( 江 明 性, 新 编 适 用 药 物 学, 科 学 出 版 社, 北 京, 2002, pp. 651~655.) 2 You, Q. D. Medicl Chemistry, Chemicl Industry Press, Beijing, 2004, p. 410 (in Chinese). ( 尤 启 冬, 药 物 化 学, 化 学 工 业 出 版 社, 北 京, 2004, p. 410.) 3 Stnkov, M.; Stnkov, D.; Milicevic, Z.; Veselinovic, D.; Djurdjevic, P. Spectrosc. Lett. 1993, 26(9), 1709. 4 Ahmd, A. K. S.; Kwy, M. A.; Nebsen, M. Anl. Lett. 1997, 30(4), 809. 5 Lin, N.; Zho, H. C.; Sun, C. Y.; Chen, S. L.; Lu, Y.; Jin, L. P. Microchem. J. 2003, 74(3), 223. 6 Sun, Y, A.; Wng, G. Q.; Cui, Q. Z. J. Instrum. Anl. 2000, 19(1), 62 (in Chinese). ( 孙 雨 安, 王 国 庆, 崔 泉 中, 分 析 测 试 学 报, 2000, 19(1), 62.) 7 Ayl, T. Anl. Chim. Act 1990, 231, 129. 8 Zhng, F. Q.; Song, K. G.; Lin, F. T. Chin. J. Phrm. Anl. 1992, 12(5), 260 (in Chinese). ( 张 凤 琴, 宋 坤 改, 林 赴 田, 药 物 分 析 杂 志, 1992, 12(5), 260.) 9 Avdhnulu, A. B.; Pntulu, A. R. R. Indin Drugs 1994, 31(6), 258. 10 El Khteeb, S. Z.; Abdel Rzek, S. A.; Amer, M. M. J. Phrm. Biomed. Anl. 1998, 17(4~5), 829. 11 Rizk, M.; Bell, F.; Ibrhim, F.; Ahmed, S.; Sheribh, Z. A. J. AOAC Int. 2001, 84(2), 368. 12 El-Kommos, M. E.; Sleh, G. A.; El-Gizwi, S. M.; Abou-Elwf, M. A. Tlnt 2003, 60, 1033. 13 Wng, E. K., Advnces in Anlyticl Chemistry, Science Press, Beijing, 2002, pp. 280~288 (in Chinese). ( 汪 尔 康, 分 析 化 学 新 进 展, 科 学 出 版 社, 北 京, 2002, pp. 280~288.) 14 Lu, W.; Fern ndez Bnd, B. S.; Yu, Y.; Li, Q. G.; Shng, C. J.; Wng, C.; Fng, Y.; Tin, R.; Zhou, L. P.; Sun, L. L.; Tng, Y.; Jing, S. H.; Hung, W.; Zhng, J. P. Microchim. Act 2007, 158, 29. 15 Sdeek, A. S. J. Mol. Struct. 2005, 753, 1. 16 Zupnčič, M.; Arčon, I.; Bukovee, P.; Kodre, A. Crot. Chem. Act 2002, 75(1), 1. 17 Liu, S. P.; Hu, X. L.; Fng, L.; Luo, H. Q. Sci. Chin, Ser. B 2002, 45(2), 173. 18 Liu, S. P.; Kong, L. Anl. Sci. 2003, 19(7), 1055. 19 Edition of Editoril Bord of Chinese Mcropedi, Chinese Mcropedi Biology (II), Chinese Mcropedi Press, Beijing, 1991, p. 1374. 20 The Phrmcopoei Committee of the People s Republic of Chin, The Phrmcopoei of the People s Republic of Chin, 2nd ed., Chemicl Industry Press, Beijing, 2005 (in Chinese). ( 中 华 人 民 共 和 国 药 典, 化 学 工 业 出 版 社, 北 京, 2005.) (A0611098 LU, Y. J.)