NCS-核黃素-鹽酸曲普利啶化學(xué)發(fā)光反應(yīng)及其分析應(yīng)用研究
王 娜，吳麗紅，卜 敏，聶 菲*
( 西北大學(xué)分析科學(xué)研究所，西安 710069)
摘 要:以熒光試劑核黃素為化學(xué)發(fā)光試劑，構(gòu)建了 N-氯代丁二酰亞胺( NCS) －核黃素 －鹽酸曲普利啶化學(xué)發(fā)光新體系。利用此體系建立了測定鹽酸曲普利啶的化學(xué)發(fā)光分析新方法，方法的線性范圍為 1. 0 ×10－ 8～ 9. 0 × 10－ 7g / mL，檢出限為8 ×10－ 9g / mL，對濃度為 1. 0 × 10－ 7g / mL 鹽酸曲普利啶溶液進行 11 次平行測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差( RSD) 為0. 9 %。此法已用于藥品中鹽酸曲普利啶含量的測定，結(jié)果與藥典測定結(jié)果一致。對該化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的機理也進行了初步的探討。
關(guān)鍵詞: 化學(xué)發(fā)光; 核黃素; 鹽酸曲普利啶; N-氯代丁二酰亞胺( NCS)
中圖分類號: O657. 3 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號: 1000-0720( 2011) 07-045-05
鹽酸曲普利啶屬特異性組胺 H1 受體阻斷劑，該藥具有選擇性好、活性強而副作用小的特點，臨床上廣泛應(yīng)用于治療各種過敏性疾?。? ～3］。目前測定鹽酸曲普利啶的方法有高效液相色譜法［4，5］、電化學(xué)分析法［6，7］、分光光度法［8］、非水滴定法［9］等。研究發(fā)現(xiàn)，核黃素可以吸收 N-氯代丁二酰亞胺( NCS) 氧化分析物時釋放的化學(xué)能而產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光［10］。本文以核黃素為化學(xué)發(fā)光試劑，構(gòu)建了NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶化學(xué)發(fā)光新體系，利用此體系建立了測定鹽酸曲普利啶的化學(xué)發(fā)光分析新方法。通過對有關(guān)化學(xué)發(fā)光光譜、熒光光譜、紫外吸收光譜以及對其它相關(guān)試驗結(jié)果的分析，提出了該化學(xué)發(fā)光反應(yīng)可能的機理。本文建立的流動注射化學(xué)發(fā)光法已用于藥片和尿樣中鹽酸曲普利啶含量的測定，結(jié)果令人滿意。
1 實驗部分
1. 1 儀器與試劑
IFFM-E 型流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀( 西安瑞邁電子科技公司) ; Remax 化學(xué)發(fā)光分析數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)( 西安瑞邁電子科技公司) ; 970CRT 熒光分光光度計( 上海分析儀器總廠) ; TU －1901 紫外可見分光光度計( 北京普析通用儀器公司) ; PHS － 3C精密酸度計( 上海大普儀器公司) 。
鹽酸曲普利啶標(biāo)準(zhǔn)溶液( 1. 00 ×10－ 3g / mL) : 稱取0. 0500 g 鹽酸曲普利啶( 對照品，Sigma 公司) ，用水溶解并定容于 50 mL 容量瓶中; 核黃素溶液( 8. 0× 10－ 4mol / L) : 稱取 0. 075 g 核黃素( 分析純) ，用7. 5 mL 1. 0 mol / L NaOH 溶 解 并 用 水 定 容 于250 mL容量瓶中; NCS 溶液( 9. 0 × 10－ 3mol / L) : 稱取0. 30 g NCS ( 化學(xué)純) 用水溶解并定容于250 mL容量瓶中。所用其它試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。
陽離子交換柱的制備［11，12］: 將陽離子交換樹脂( 有效粒徑為0． 4 ～0． 6 mm) 用水浸泡使其溶脹，再用4. 0 mol/L 的HCl 浸泡2 d 以除去雜質(zhì)，然后用去離子水洗至中性。將活化的樹脂填充入 5 mL 的酸式滴定管內(nèi)約15cm，柱的兩端分別塞以玻璃纖維以防樹脂流出或浮動，備用。
1. 2 實驗方法
流動注射化學(xué)發(fā)光分析系統(tǒng)的流路如圖 1 所示，a，b，c，d 四道分別插入 NCS 溶液、核黃素溶液、H2O( 載流) 和鹽酸曲普利啶溶液。通過進樣閥將NCS 溶液和核黃素溶液的混合物注入載流中，再與鹽酸曲普利啶溶液混合產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。記錄化學(xué)發(fā)光信號，以相對峰高定量。
2 結(jié)果與討論
2. 1 反應(yīng)機理探討
測得 NCS ( 9. 0 × 10－ 3mol / L) － 核黃素( 8. 0× 10－ 4mol / L) － 鹽酸曲普利啶( 1. 0 × 10－ 5g / mL)混合溶液的 pH 值是12. 1。繪制了 pH12. 1 的核黃素溶液及 NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶溶液的熒光光譜( 圖 2) 。
由圖 2 可見，兩種溶液的最大熒光波長均為536 nm，這表明核黃素仍然存在于 NCS － 核黃素 －鹽酸曲普利啶反應(yīng)后的溶液中。用改裝的970CRT熒光分光光度計繪制了 NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶反應(yīng)的化學(xué)發(fā)光光譜( 圖 3) 。從圖中可以看出，NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶反應(yīng)化學(xué)發(fā)光光
譜的最大化學(xué)發(fā)光波長為 536 nm，這與核黃素的最大熒光波長相同，因此可以比較肯定地認為NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光體是核黃素。
分別繪制了 pH 12. 1 的核黃素溶液、NCS 溶液、鹽酸曲普利啶溶液、NCS － 鹽酸曲普利啶溶液、NCS-核黃素溶液以及 NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶混合溶液的紫外吸收光譜( 圖 4) ?？梢钥闯?，NCS 溶液與鹽酸曲普利啶溶液混合后，鹽酸曲普利啶在 235、210 nm 處的特征吸收峰消失，而在239 nm 處出現(xiàn)一個新的吸收峰，這說明 NCS 氧化了鹽酸曲普利啶。在 NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶混合溶液的紫外吸收光譜中，核黃素在 267、374、445 nm 處的特征吸收峰略有降低，而鹽酸曲
普利啶在 235、210 nm 處的特征吸收峰消失，這表明 NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶混合溶液中，NCS與鹽酸曲普利啶發(fā)生反應(yīng)，而溶液中還存在著較多的核黃素。
根據(jù)以上試驗結(jié)果推測，NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶化學(xué)發(fā)光反應(yīng)可能的機理是: NCS 在堿性條件水解生成的 ClO－氧化鹽酸曲普利啶，同時釋放一定的能量，溶液中的核黃素吸收反應(yīng)釋放的能量而被激發(fā)，激發(fā)態(tài)的核黃素回到基態(tài)時產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。該反應(yīng)機理可簡單表示如下:
2. 2 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的動力學(xué)性質(zhì)
研究了 NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶體系的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)動力學(xué)性質(zhì)。從反應(yīng)的動力學(xué)曲線( 圖 5) 可以看到: 將 NCS 溶液注入到鹽酸曲普利啶和核黃素的混合溶液中，1 s 即得到最大的化學(xué)發(fā)光信號，6 s 信號衰減 95%。這表明 NCS － 核黃素 － 鹽酸曲普利啶反應(yīng)是一個快速的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。
2. 3 測定條件的選擇
2. 3. 1 流路 為了獲得最大的信號，最終選擇了如圖 1 所示的流路。采用此流路時，NCS 和核黃素的混合溶液與樣品溶液能迅速接觸，充分地混合而發(fā)生反應(yīng)，可得到較強的化學(xué)發(fā)光信號。
2. 3. 2 流速 由泵 2 控制的流速對化學(xué)發(fā)光信號的檢測有很大影響。從反應(yīng)的動力學(xué)性質(zhì)可知，此化學(xué)發(fā)光反應(yīng)是一個很快的反應(yīng)。如果流速過小，當(dāng)混合液通過檢測器時，反應(yīng)可能已經(jīng)衰減，檢測不到最大的化學(xué)發(fā)光信號。因此，應(yīng)適當(dāng)增大流速。在現(xiàn)有的儀器條件下，綜合考慮試劑的消耗以及精 密 度 等 因 素，最 終 選 擇 泵 2 的 流 速 為4 mL / min( 管內(nèi)徑為 0. 8 mm) 。
2. 3. 3 反應(yīng)介質(zhì)的堿度 NCS 在堿性條件下才具有較強的氧化性，此時，它水解生成了 ClO－。由于 NCS 的堿性溶液很不穩(wěn)定，故將 NaOH 加到核黃素溶液中調(diào)節(jié)反應(yīng)介質(zhì)的堿度。在 1. 0 × 10－ 3～ 1. 0 × 10－ 1mol / L 范圍內(nèi)對核黃素溶液中 NaOH的濃度進行了選擇。結(jié)果表明，當(dāng)核黃素溶液中NaOH 的濃度為 3. 0 × 10－ 2mol / L 時，可獲得最大的化學(xué)發(fā)光信號。
2. 3. 4 核黃素溶液的濃度及穩(wěn)定性 核黃素吸收 NCS 氧化鹽酸曲普利啶反應(yīng)的化學(xué)能產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，其濃度對化學(xué)發(fā)光反應(yīng)有重要的影響。在1. 0 × 10－ 4～ 8. 0 × 10－ 3mol / L 范圍內(nèi)對核黃素溶液濃度進行了選擇。結(jié)果表明，核黃素的濃度為8. 0 × 10－ 4mol / L 時，可檢測出最大的化學(xué)發(fā)光信號。
考察了核黃素溶液( NaOH 濃度為 3. 0 × 10－ 2mol / L) 的穩(wěn)定性，結(jié)果表明，在室溫下，8. 0 × 10－ 4mol / L 的核黃素溶液在 5h 內(nèi)是穩(wěn)定的。
2. 3. 5 NCS 溶液的濃度及穩(wěn)定性 NCS 在此化學(xué)發(fā)光反應(yīng)中是氧化劑，其濃度的大小影響化學(xué)發(fā)光信號的強弱。1. 0 × 10－ 3～ 5. 0 × 10－ 2mol / L 范圍內(nèi)考察了 NCS 溶液的濃度與化學(xué)發(fā)光強度的關(guān)系。根據(jù)試驗結(jié)果，選擇 NCS 的濃度為 9. 0 ×10－ 3mol / L。
NCS 溶液的穩(wěn)定性試驗結(jié)果表明，濃度為 9. 0× 10－ 3mol / L 的 NCS 溶液在 7 h 內(nèi)是穩(wěn)定的。
2. 4 線性方程及檢出限
在選定的實驗條件下，鹽酸曲普利啶的濃度在 1. 0 × 10－ 8～ 9. 0 × 10－ 7g / mL 范圍內(nèi)與化學(xué)發(fā)光強度呈線性關(guān)系( 相關(guān)系數(shù)為 0. 9996) ，回歸方程為 I =11. 5ρ +5. 92 ( ρ 為鹽酸曲普利啶的濃度，10－ 8g / mL) 。按照 IUPAC 建議，測得方法的檢出限為 8 ×10－ 9g / mL。對濃度為 1. 0 × 10－ 7g / mL 鹽酸曲普利啶標(biāo)準(zhǔn)溶液進行 11 次平行測定的 RSD為 0. 9%。
2. 5 干擾研究
在選定的實驗條件下，對 1. 0 × 10－ 7g / mL 鹽酸曲普利啶溶液進行測定，考查了賦形劑以及一些常見離子的干擾情況。結(jié)果表明，在 95% 的置信水平上，1000 倍的葡萄糖、乳糖、蔗糖、淀粉; 500 倍的糊精、尿素、CO2 －3; 200 倍的 K+、Ca2 +、Ba2 +、Mg2 +、SO2 －4、Cl－、NO－3; 100 倍的糊精、50 倍的檸檬酸、硬脂酸; 20 倍的 Cu2 +; 10 倍的 Al3 +、Pb2 +、Zn2 +、尿酸; 5 倍的抗壞血酸、Ni2 +、Cr3 +; 1 倍的Fe2 +、Fe3 +; 0. 01 倍的 Mn2 +均不產(chǎn)生干擾。
2. 6 樣品分析
2. 6. 1 膠囊中鹽酸曲普利啶的含量測定 分別取市售三種不同批號的鹽酸曲普利啶膠囊( 含鹽酸曲普利啶約 2. 5 mg/片) 各 10 粒，取其中的內(nèi)容物混勻。分別稱取相當(dāng)于 1 粒量的鹽酸曲普利啶于 100 mL 容量瓶中，加水溶解并稀釋到標(biāo)線，搖勻，準(zhǔn)確移取 0. 25 mL 上清液，定容至 50 mL，用作樣品溶液。按圖 1 所示流路測定化學(xué)發(fā)光強度，以確定樣品中鹽酸曲普利啶的含量，并用文獻的方法( 高效液相色譜法)［4］進行對照試驗，結(jié)果列于表 1。t 檢驗結(jié)果表明，兩種方法的測定結(jié)果在95% 置信水平上無顯著性差異。
2. 6. 2 尿樣中鹽酸曲普利啶的含量測定 取三位健康志愿者的空白尿樣 1 mL，分別加入一定量的鹽酸曲普利啶標(biāo)準(zhǔn)溶液于 100 mL 容量瓶中，然后通過陽離子交換柱除去干擾的陽離子，棄去初濾液，其余作為樣品溶液，進行分析。分析結(jié)果列于表 2。同時，進行回收實驗。t 檢驗的結(jié)果表明，在95 % 的置信水平上，回收率與 100 % 無顯著性差異。
3 結(jié)論
本文發(fā)現(xiàn)核黃素可以吸收某一氧化還原反應(yīng)釋放的化學(xué)能而產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，并且將這一化學(xué)發(fā)光性質(zhì)很好地應(yīng)用到鹽酸曲普利啶的化學(xué)發(fā)光分析中。與其他測鹽酸曲普利啶的方法相比較，所建方法具有簡單、快速、靈敏度高的優(yōu)點。另外，將熒光試劑核黃素用作化學(xué)發(fā)光試劑進行化學(xué)發(fā)光分析，為探索和構(gòu)建類似的氧化劑 － 熒光試劑化學(xué)發(fā)光反應(yīng)體系，進一步拓展化學(xué)發(fā)光分析研究領(lǐng)域提供了有益的思路，豐富了人們對化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的認識。
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來源：中國化學(xué)試劑網(wǎng)
