（分析化学专业论文）紫外光谱—化学计量学方法在药物分析中的应用.pdf

摘要 摘要 药物分析越来越受到人们的重视。药物的定性和定量分析方法层出不穷， 分析化学的发展起到了关键性的作用。本文以紫外光谱为主要手段，结合化学 计量学方法，对药物中一些组分的定量分析作了研究。 复方氨酚烷胺片含有五个组分，本文试图同时测定药品中具有紫外吸收的 三个组分。三个组分的纯光谱有不同程度的重叠，利用主成分回归法0 c r ) 预报 药片中这三组分的含量。结果表明，只要各组分的含量合适，利用紫外光谱一 多元校正方法同时测定药物中多种组分是可行的。本文还讨论了其他无吸收或 吸收较小的组分对实验结果的影响，从不同角度探讨了波长范围的选择。同时， 对该药物的主要成分对乙酰氨基酚在碱性溶液中的稳定性作了研究，获得了碱 性水解的历程及动力学曲线。 有些药物中含有一些未知有吸收会影响测定结果的组分。以复方磺胺甲基 异恶唑为例，把该样本当作背景未知的灰色体系，根据待测组分水溶液随p n 值 变化的分布曲线并结合其吸收光谱构造一个p h 分布一吸收光谱的矩阵，利用约 束背景双线性分解法( c b b l ) 结合优化算法对这类多组分体系进行解析，同时 还探讨了体系中可能存在的干扰物质。 许多药物都具有酸碱性，酸离解常数是药物相关常数之一。利用药物磺胺 甲基异恶唑水溶液的p h 分布一吸收光谱矩阵，在无需数学模型的前提下，基于 各型体等吸收点原理构造初始迭代矢量，利用i t t f a 方法对其进行解析，获得 该药物各型体的纯光谱和酸度分布曲线，并求解该药物的两步酸离解常数。 关键词：复方氨酚烷胺片，复方磺胺甲基异恶唑，化学计量学方法，灰色 体系，p h 分布一吸收光谱，酸离解常数 a b s t r a c t i nt h el a s ts e v e r a ld e c a d e s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fp h & r m a c e u t i c s ，p e o p l eh a v e a t t a c h e dm o r ea n dm o r ei 妇】p 1 0 l 切_ n i t op h a r m a c e u t i c a la n a l y s i s ，a n dm o r ea n dm o r e n o v e lq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea n a l y t i c a lm e t h o d sh a v e b e e nd e v e l o p e da n dw i d e l y a p p l i e d e s p e c i a l l y , a n a l y t i c a lc h e m i s t r yp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nt h ed e v e l o p m e n t o fp h a r m a c e u t i c a l a n a l y s i s i n t h i s p a p e r , t h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s o fs o m e c o m p o n e n t so fs o m ec e r t a i nd r u g sw e r ep e r f o r m e db yc h e m o m e t r i cm e t h o d sa n d u l t r a v i o l e ts p e c t r o s c o p ym e a s u r e m e n t c o m p o u n dp a r a c e t a m o la n d a m a n t a d i n eh y d r o c h l o r i d et a b l e t s ( p a h ) h a v ef i v e c o m p o n e n t s ，a n dt h r e eo ft h e mt h a tc a n a b s o r bu l t r a v i o l e tw e r em e a s u r e di nt h i sp a p e r b e c a u s et h ep u r es p e c t r ao ft h et h r e ec o m p o n e n t so v e r l a p se a c ho t h e ri nd i f f e r e n t d e g r e e ，p r i n c i p a lc o m p o n e n t sr e g r e s s i o n ( p c r ) w a sa d o p t e dt op r e d i c tt h eq u a n t i t yo f t h et h r o ec o m p o n e n t s t h er e s u l t sc o n f m e dt h ef e a s i b i l i t yt h a tm u l t i - c o m p o n e n t so f ac e r t a i n d r u g c o u l db e s i m u l t a n e o u s l y m e a s u r e d b yu s m gu l t r a v i o l e t s p e c t r o s c o p y - m u l t i v a r i a t e c a l i b r a t i o nm e t h o dw h e nt h e q u a n t i t y o ft h et h r e e c o m p o n e n t sw a ss u i t a b l ef o rm e a s u r e m e n t m o r e o v e r , t h ee f f e c t so fo t h e rc o m p o n e n t s t h a ta r en o n e0 1 l e s su l t r a v i o l e ta b s o r b e r sw e r ed i s c u s s e d , a n dt h er a n g eo f m e a s u r e m e n tw a v e l e n g t hw a sd e t e r m i n e d m e a n w h i l e ，t h es t a b i l i t yo fp a r a c e t a m o l ， w h i c hi so n eo ft h em a i nc o m p o n e n t s ，w a ss t u d i e di na l k a l i n es o l u t i o n f i n a l l y , t h e m e c h a n i s mo ft h ea l k a l i n eh y d r o l y s i sr e a c t i o nw a si n v e s t i g a t e d , a n dt h ek i n e t i c c u r v e so ft h er e a c t i o nw e r er e s o l r e d s o m ed r u g sc o n t a i nu n k l l o w nc o m p o n e n t st h a t & r eu l t r a v i o l e ta b s o r b e r sa n dw i l l i n t e r f e r ew i t ht h er e s u l t s f o re x a m p l e ，c o m p o u n ds u l p h a m e t h o x a z o l et a b l e t s ( s m z ) c a nb e r e g a r d e d a sa g r e ys y s t e m w h o s eb a c k g r o u n di s u n k n o w n p h d i s t r i b u t i o n - a b s o r p t i o ns p e c t r u mm a t r i c e sw e r eb u i l ti nt e r m so ft h ed i s t r i b u t i o n c b r v e so fc o m p o n e n t s 弼ld i f f e r e n tp r iv a l u e s ，a n da b s o r p t i o ns p e c t r ao fc o m p o n e n t s ， c o n s t r a i n e db 璩k j 弘o u i i db i l i n e a r i z a t i o n ( c b b da n do p t i m i z a t i o nm e t h o d sw e r eu s e d t or e s o l v et h em u l t i - c o m p o n e n ts y s t e m s ，a n dp o s s i b l ei n t e r f e r i n gc o m p o n e n t sw e r e d e t e r m i n e d b e c a u s eo ft h ea c i d i t ya n da l k a l e o l l c ei nm a n yk i n d so fd r u g s ，a c i d d i s s o c i a t i o nc o n s t a n t ( p k a ) i so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tr e l a t e dc o n s t a n t so fd r u g s f o rs u l p h a m e t h o x a z o l e ，a c c o r d i n gt oi t sp h d i s t r i b u t i o n - a b s o r p t i o ns p e c t r u mm a l 五x t h ei n i t i a li t e r a t i v ev e c t ( 玎c a l lb ed e t e r m i n e db a s e do nt h ep r i n c i p l eo fi s o a b s o r p t i o n p o i n t , w i t h o u ta n ym a t h e m a t i cm o d e l i t e r a t i v et a r g e tt r a n s f o r m a t i o nf a c t o ra n a l y s i s ( i t t f a ) w a su s e dt or e s o l v et h ep u r es p e c t r a , p hd i s t r i b u t i o nc u r v e s ，a n dp k a o ft w o s t e p sw h e nt h ed r u gw a sd i s s o c i a t e d k e yw o r d s ：p a h ，s m z ，c h e m o m e t r i c s ，g r e ys y s t e m , p hd i s t r i b u t i o n - a b s o r p t i o n s p e c t r a , p k h i 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：桀钟红 学位论文作者签名：铂芬 o r 年j 只| e t妇冬年3 只l se t 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：张蒿 如咚年3 旯| 占b 第1 章引言 1 1概述 第1 章引言 随着分子生物学、现代分析技术和生物信息科学的发展，人们对生命过程 和疾病起因有了更深入的认识。其标志性的进步是2 0 0 3 年由美、日、德、法、 英、中等6 国科学家与美国塞莱拉公司联合公布了人类基因组图谱及初步分析 结果。使人类探索自身奥秘的伟大实践过程进入了后基因组时代；2 0 0 2 年日本 的田中耕一因发明能准确测定生物大分子质量的分析方法；2 0 0 3 年美国的劳特 伯与英国的曼斯费尔德因应用核磁共振成像技术显示人体病变组织的化学变 化，使诊断有可能提前到形态变化之前，而分别荣获诺贝尔化学奖和医学奖。 这表明现代分析技术已成为推动医药科学发展的有力工具。目前，仍然有许多 疾病严重地危害着人们的健康和生存，影响着人类的进步与发展。健康与疾病 防治仍将是2 1 世纪科学所面临的重大课题。进一步揭示生命现象、发展科学以 及研究与评价防治重大疾病的安全有效药物，始终是各类化学相关学科的重要 研究内容【i 】o 现代分析化学是科技发展和经济建设的基础。生产实践与科学实验的发展 不断向分析化学提出新课题，分析化学吸收了当代多种科学技术的最新成就， 利用目标物及其相关物质的各种特定性质来解决有关方面的分析问题，并进而 促进分析化学不断发展【2 】。 很久以来，人们就把分析化学看作是科学技术的眼睛，也有人称之为其它 学科的拐杖或者先行官，其意义是一样的。其它学科的发展，离不开分析化学 的帮助与支持，而分析化学在为其它学科解决问题的同时，也推动了分析化学 自身的发展，它不断吸收其它相关学科的有用内容，丰富了分析化学的范畴。 经过多年的发展，使现代分析化学己成为多学科交叉结合的一门综合性科学， 即已发展成为分析科学。分析科学的不断发展，既解决了当前的问题，又推动 了其它有关学科的发展。在科学史上，可以举出许多实例说明在一种新的分析 方法建立之后，会促进其它化学学科、生物医药、以及其它多种学科的大发展。 如有机微量元素分析极大地促进了天然有机化学的工作，而各种色谱法的出现 第1 章引言 更是促进了几乎所有学科的突飞猛进。 药物分析是药学和分析科学的交叉学科。其内容包括药物的检验、质量控 制、药物的稳定性、生物利用度、药物临床监测等诸多方面的有关定性定量分 析工作，目的在于确保药物质量，保证用药安全有效。药物分析可看作是分析 化学的一部分，使用化学、物理、生物、数学、计算机及自动化等学科的手段， 对药物进行分析，并随着这些学科的发展而发展。 总的说来，各种分析方法和分析仪器始终都是向着灵敏、专一、准确、简 便、快速、微量的方向发展的【玉4 】，随之而来的是方法和仪器的自动化、智能化 和微型化，并尽量做到实用价廉。在此基础上，为了生化医药等方面的研究， 还不断发展了原位、活体内、在线、实时分析等手段，从而使药物分析工作者 可以利用这些方式来解决各种问题，并迸一步根据自己的需要，改进与完善已 有的方法和仪器。同时，随着分析对象的不断变化，即新药物品种的不断出现， 如生物工程产品今后会日益增多，分析方法也要随之不断创新。 1 2 国外发展趋势 世界各国，特别是西方发达国家，认为药物分析的主要任务是在药物的开 发、生产、经销和使用过程中采用准确的分析方法对药物原料及其制剂的质量 进行有效控n t 5 | 6 】，用现代分析技术对其体内过程进行研究【7 引，以确保用药的 安全性和有效性。众所周知用于防治疾病的药物，2 0 世纪8 0 年代以前国际市场 上主要是化学药物，之后随着化学药物毒副作用的不断出现和耐药性的形成， 有越来越多的天然药物和生物技术药物面市，使药物分析的研究对象趋于多样 性。目前国外对化学药物和天然药物的分析研究所采用的方法，随着分析技术 的进步而不断发展，主要为：经典容量分析法、电化学法、色谱法、光谱法和 联用分析方法等。其中，各种色谱及其联用技术已成为占主导地位的常规分析 方法，如高效薄层色谱法( 咖c ) 、高效液相色谱( ，l c ) 、气相色谱质谱 ( g c m s ) 联用降阍、高效毛细管电泳( h p c e ) f i 卜u j 、液相色谱质谱( l c m s ) 联用等。手性药物作为化学药物的特殊群体，从2 0 世纪8 0 年代的后期开始受 到世界各国的普遍重视，以h p l c 和c e l l 6 】为主要拆分手段的手性药物分析方兴 未艾，已成为全世界药物分析的研究热点。对生物技术药物的分析，由于其来 源的特殊性、复杂性以及异军突起的惊人发展速度，为药物分析带来了新的机 2 第1 章引言 遇，主要的分析方法有：色谱法、亲合法、质谱法、非酶转录后修饰法、核磁 共振法、振动光谱法、圆二色谱法、荧光、紫外分光光度法等等。 1 3 国内发展现状 我国的药物分析研究与应用随现代分析技术的进步而发展，结合我国的用 药实际而展开。建国5 0 年来，我国新药研究开发基本走的是两条路：第一，研 究和仿制化学药物；第二，在中医理论指导下研究开发中药。所以，对化学药 物和中药的分析研究，就成为我国药物分析的基本领域。 1 3 1 化学药物分析 由于化学药物成分清楚、量效相关。我国在实现了“八五”和“九五”期间的基 础研究发展战略目标后，药物分析就整体水平较以往已有长足的进步，用于药 物分析的现代技术和方法【1 7 q 9 】日益增多，所用仪器类型日趋先进，仪器分析在 药物分析中所占比例越来越大。目前，h p l c 和c e 等已成为体内药物分析的主 要研究手段。2 0 0 0 年版中国药典，共收载2 6 9 1 个品种，其中二部收载1 6 9 9 个， 绝大部分化学药物采用了先进的仪器分析方法进行含量测定，这一点基本上与 国外现行版药典接轨。随着剂型的发展，尤其是纳米技术的应用和缓释、控释 制剂的出现，对其质控要求如粒度测定及相关技术，还有红外包括近红外的无 损伤快速测定的研究都作为药物分析的重要内容。 1 3 2 中药分析 中药及其复方是中华民族的瑰宝，也是全人类共有的财富。建国5 0 年来， 国家投入了大量的人力和物力进行多学科、全方位的开发研究，发现并分离纯 化得到了大部分中药药材的有效部位和有效成分，建立起了相应的分析研究方 法【2 0 一1 1 ，也逐步增加了t l c 、h p l c 和g c 等现代分析技术，使中药分析研究 水平不断提高，进而形成了我国药物分析的特色领域。但是，中药以定性分析 为主的局面仍有待改观。用指纹图谱控制中药质量已引起人们兴趣，进行了广 泛的研究，尤其对中药注射液已有明文要求，其关键之一是相似度的计算与确 定有待完善。中药还有重金属镉、砷、汞、铅与铜的控制及农药残留问题已引 第1 章引言 起重视，在药典中已有限量要求。 目前，对中药的全面质量控制存在的突出问题具体表现在：( 1 ) 定量分析 指标与其主要药效作用间缺乏相关性，使分析水平难以反映中药尤其是中药复 方的质量水平，而且也制约了中药体内分析研究的发展；( 2 ) 与化学药物相比 中药是一个由多成分、多因素构成的复杂体系，目前还需要建立起一套有效的 中药复杂体系定量分析标准；( 3 ) 重金属及农药残留检测。 1 3 3 生物技术药物分析 2 0 世纪8 0 年代后兴起的生物技术药物，异军突起、发展迅速。2 0 年来对 其分析研究，我国虽然作了大量的基础性工作瞄e 3 ，与世界水平仍有差距。目 前，我国对新兴生物技术药物的有效质量控制体系还有待完善，有些相关的基 础性研究还处于起步阶段，甚至滞后于生物技术药物本身的发展水平。 综上所述，今后应充分重视药物分析的基础性研究工作以及新技术和新方 法的推广应用，加快分析仪器的普及与应用，提高药物分析工作的整体水平和 效率，尽快缩短与世界先进水平的差距，以促进我国药学事业的发展。 1 4 紫外可见分光光度法在药物分析中的应用 1 4 1 概述 以分子吸收光谱为基础的紫外可见分光光度法具有设备简单、适用性广、 准确度和精密度较好等特点，已在地质【堋、环境【2 5 1 、能源2 6 1 、材料【2 7 1 、食品【2 8 1 等科学中发挥着重要作用，尤其是随着多元络合物、胶束增敏光度法、有机试剂 等的发展，它已经成为应用最广泛的分析手段之一。分光光度法的早期应用集 中在无机分析化学领域，即对为数众多的无机离子和化合物进行定性分析或定 量测定醐。 有机物的光度分析较无机物的开展晚，但发展十分迅速，已经从定性、半 定量分析发展到定量分析，方法的灵敏度和选择性也有了很大的提高，能够用 光度法进行分析测定的物质种类也在不断增多【3 2 1 。近几年来，随着生命科学的 发展，有机物光度分析的研究和应用热点主要集中在生物 3 3 】、临床、药物【3 4 】等 4 第1 章引言 方面。光度法在药物分析中的应用历来受到大家的广泛关注和重视，世界各国 都进行这一领域的相关研究【3 5 瑙】。据统计，在药物分析中，分光光度法占2 9 1 ， 色谱法占2 5 5 ，荧光、化学发光法占2 4 ，与光度法有关的方法共计占31 5 ， 由此可见，光度法是药物分析最常用的方法之一【蚓。研究结果表明，光度法在 药物分析中的可靠性可以和色谱法相蓖美，但其设备简单、操作方便、价格低 廉、易于普及等特点是色谱法难于做到的。因此，相信光度法在药物分析中将 继续大有作为。 我国学者在药物光度分析领域开展了大量工作，取得了喜人的成果。建立 了紫外可见分光光度法f 3 7 】、发光光度法【3 8 1 、荧光光度法 3 9 等许多新的测量方法 和体系【弘4 0 ，测定的药物涉及生物碱、苯磺酰胺、芳胺、芳烃、巴比妥、甾体 激素、咪唑、噻吩、吡啶、季胺盐、磺酰胺、氯胺酮类、醇、醛、醚、某些杂 环化合物、某些糖及苷、抗生素和维生素等几大类【4 l 】。 大部分药物都是有机物，能够在紫外区产生吸收峰，所以紫外分光光度法 是有机药物的分析测定的首选方案。紫外分光光度法具有无须添加其它试剂、 分析手续简单方便等优点，同时，也存在着灵敏度较低的缺点。 无论是有机物还是无机物，通过特定的化学反应，其产物在可见区的摩尔 吸光系数都比在紫外区大。通过加入各种特定的化学试剂，借助这些加入试剂 与待测物的灵敏的显色或褪色反应，在可见区就可以测定许多药物，具有选择 性好、灵敏度高的特点。但是，由于需要添加化学试剂，操作比较繁杂，使得 其简便性略差于紫外分光光度法。 1 。4 2 趋势和展望 在紫外区进行有机药物的分光光度法测定，因其简便、快捷、有效而在药 物分析中占有很大比重。在今后几年内，这种局面仍将维持下去。在可见区， 因其灵敏度高、选择性好、方法灵活、适用面宽而受到越来越多的青睐。随着 分析试剂的发展，尤其是氯冉酸等荷移反应显色剂 4 2 4 3 】和杯芳烃等具有识别 能力的特效显色剂 4 s 4 7 以及金属离子显色剂等的发展，使得可见区的分光光度 药物分析法将可能出现一个迅速发展阶段。 在方法上，随着可调谐染料激光器的广泛应用，光声光谱法已经逐渐发展 起来，逐渐应用于生物试样分析和研究药物和化妆品等对皮肤的吸收和渗透嘲， 5 第1 章引言 这也是一个值得重视的方向。随着化学计量学的发展闱，将化学计量学方法应用 于药物光度分析，将是解决多组分测定以及中药等复杂样品快速测定的有效途 径。将色谱h 9 ，5 0 】等分离分析技术与光度法联用，也是在复杂基体样品分析和中 草药有效成分分析鉴定中常用的有效手段。 6 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 2 1 原理部分 因予分析是研究一组变量( 或样品) 之间相关关系的一种多元统计方法。 因子分析从一组原始观测数据出发，通过研究它的相关矩阵( 或协方差矩阵) 的内部结构，找出对度量起支配作用的为数较少的互不相关的主因子。在尽量 减少原始数据中信息损失的前提下，用少数几个主因子去代替数目较多的有一 定联系的原始变量，从而达到揭露原始变量之间的内在联系，合理解释原始变 量之间的相关性或将原始变量进行简化压缩的目的【5 1 1 。 主成分回归法( p c r ) 不但尽可能多地保持有用信息，即保留所有的线性量 测点，而且还保持了可进行实验设计又可一步求解的优点。p c r 的步骤如下： ( 1 ) 对量测数据矩阵y 进行奇异值分解( s i n g l ev a l u ed e c o m p o s i t i o n ，s v d ) 5 2 1 ： y = u s v ( 2 1 ) 其中，s 为对角矩阵，它收集了y 矩阵的特征值，u 和v 分别为标准列正交 和标准行正交矩阵。 ( 2 ) 确定主成分数以。常用残余标准偏差与真实误差相吻合的原理【5 3 】。 ( 3 ) 由于测量矩阵可表达为y = y o + e ，其中y o 表示只含混合物的量测值和 一部分植入误差( i n b e d d e de r r o r s ) 的矩阵，而e 则表示误差矩阵。y o 可表达为： y o = u 。s v 产( 2 2 ) 式中上标“护表示仅取前n 行或列的相应矩阵。 ( 4 ) 建模。即根据y o 的广义逆矩阵y o + 和标准系列的浓度矩阵c 计算回归系 数矩阵p ： p = c y o + = c v ( s ) 。1 u 气 ( 2 3 ) ( 5 ) 预报。即根据未知样本的量测矩阵y 未知求解浓度： c 未知= p y 集知 ( 2 4 ) p c r 是多元校正中常用的一种方法【5 3 】。 7 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 2 2 药品介绍 复方氨酚烷胺片 【英文名】c o m p o u n dp a r a c e t a m o la n da m a n t a d i n eh y d r o c h l o r i d et a b l e t s 本品含对乙酰氨基酚( c 8 h 9 n 0 2 ) 与盐酸金刚烷胺( c 1 0 h l s n c i ) 均应为标 示量的9 0 o 哆扣l10 o 。 【处方】 对乙酰氨基酚2 5 0 9 盐酸金刚烷胺1 0 0 9 咖啡因1 5 9 马来酸氯苯那敏 2 9 人工牛黄1 0 9 辅料 适量 制成1 0 0 0 片 【性状】本品为淡黄色片或薄膜衣片，除去包衣后显淡黄色。 【适应症】用于感冒引起的鼻塞、流鼻涕、打喷嚏、咽喉痛、头痛、发热 等。 药物组分的纯物质来源于上海医药工业研究所。市售药物是浙江一新制药 股份有限公司生产的好立克牌复方氨酚烷胺片。 8 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 2 3 实验部分 2 3 1初步实验 【实验目的】测定各组分的纯光谱，确定同时测定药物各组分的可行性 i 试剂l 稀盐酸溶液：量取1 6 m l 浓盐酸置于盛有半瓶纯水的2 l 试剂瓶里，加水稀 释至2 l 摇匀，备用。 对乙酰氨基酚标准溶液：精确称取o 1 9 的对乙酰氨基酚，实称得0 0 9 9 8 9 ， 置于5 0 m l 烧杯中，用稀盐酸溶液溶解；然后转移置5 0 m l 容量瓶中，用稀盐酸 稀释至刻度，配制成2 0 0 9 l 的对乙酰氨基酚溶液。用移液管移2 5 0 m l 该溶液至 1 0 0m l 容量瓶，用稀盐酸溶液稀释至刻度，配制成0 0 5 0 0 9 l 对乙酰氨基酚标准 溶液。 盐酸金刚烷胺标准溶液：精确称取0 1 9 的盐酸金刚烷胺，实称得0 1 0 0 2 9 ， 置于5 0 m l 烧杯中，用稀盐酸溶液溶解；然后转移置5 0 m l 容量瓶中，用稀盐酸 稀释至刻度，配制成2 0 0 9 l 的盐酸金刚烷胺溶液。用移液管移2 5 0 m l 该溶液至 5 0 m l 容量瓶，用稀盐酸溶液稀释至刻度，配制成0 1 0 0 9 l 盐酸金刚烷胺标准溶 液。 咖啡因标准溶液：精确称取o 1 9 的咖啡因，实称得o 1 0 0 5 9 ，置于5 0 m l 烧 杯中，用稀盐酸溶液溶解；然后转移至5 0 m l 容量瓶中，用稀盐酸稀释至刻度， 配制成2 0 1 9 l 的咖啡因溶液。用2 m l 移液管移1 2 5 m l 该溶液至5 0 m l 容量瓶， 用稀盐酸溶液稀释至刻度，配制成0 0 5 0 3 9 l 咖啡因标准溶液。 马来酸氯苯那敏标准溶液：精确称取o 1 9 的马来酸氯苯那敏，实称得 0 1 0 0 1 9 ，置于5 0 m l 烧杯中，用稀盐酸溶液溶解；然后转移至5 0 m l 容量瓶中， 用稀盐酸稀释至刻度，配制成2 0 0 9 l 的马来酸氯苯那敏溶液。用移液管移2 5 0 m l 该溶液置5 0 m l 容量瓶，用稀盐酸溶液稀释至刻度，配制成o 1 0 0 9 l 马来酸氯苯 那敏标准溶液。 氢氧化钠溶液：称取3 9 氢氧化钠，置于5 0 m l 烧杯中，用水溶解后，转移 至5 0 m l 容量瓶，稀释至刻度。配好的溶液经过标定后，浓度为1 4 8 6 m o l l 。 l 仪器】a g i l e n t8 4 5 3 紫外可见分光光度计 9 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 i 实验步骤】 ( 1 ) 用纯水作为空白溶液，扫描稀盐酸溶液的纯光谱。波长范围设定为 2 0 0 - 3 0 0 r i m ( 2 ) 取2 0 0 m l0 0 5 0 0 9 l 对乙酰氨基酚标准溶液至1 0 m l 容量瓶中，用稀盐酸 稀释至刻度，得0 0 1 0 0 9 l 的对乙酰氨基酚标准溶液。用稀盐酸溶液作为空白溶 液，扫描该样品，即得到对乙酰氨基酚的纯光谱。 ( 3 ) 根据上述步骤，分别测得0 0 2 0 0 9 l 盐酸金刚烷胺的纯光谱，0 0 1 0 1 9 l 咖啡因的纯光谱，0 0 2 0 0 9 l 马来酸氯苯那敏的纯光谱。 2 3 2 模拟样品的测量 【实验目的】利用p c r 同时测定该药物的三种组分对乙酰氨基酚、咖啡 因和马来酸氯苯那敏的可行性。 【试剂10 0 5 0 0 9 l 对乙酰氨基酚标准溶液；0 0 5 0 3 9 l 咖啡因标准溶液； 0 10 0 9 l 马来酸氯苯那敏标准溶液。配制方法见2 3 1 。 【仪器】同2 3 1 表2 1 标准系列溶液配制比例( 单位：m 1 ) 表中的“d ”对乙酰氨基酚；“m ”马来酸氯苯那敏：。k ”咖啡因 编号l o 中加入o 0 0 5 r e t o o l 的0 0 5 0 m l0 1 0 m o l l 马来酸氯苯那敏溶液，因为加入量太小， 所以先将o 1 0 0m o l l 马来酸氧苯那敏溶液稀释2 0 倍后，再吸取1 0 0 m l 到1 0 号瓶中。 1 0 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 i 实验步骤】 ( 1 ) 将1 0 个2 5 m l 容量瓶分别编号为1 1 0 ，按照表2 1 配置系列标准溶液。 ( 2 ) 用稀盐酸溶液作为空白液，按编号依次用a g i l e n t8 4 5 3 紫外可见分光光 度仪扫描1 - 1 0 号溶液的吸收曲线，波长范围为2 0 0 - 3 0 0 r i m 。 2 3 3 药片实验 i 实验目的】测定药片中对乙酰氨基酚、咖啡因和马来酸氯苯那敏的含量。 【试剂】市售好立克牌复方氨酚烷胺片2 0 片 i 仪器】同2 3 1 【实验步骤l ( 1 ) 取2 0 片药片，精密称定8 4 1 1 2 9 。然后，捣碎，研磨成粉状。从药品粉 末中取约0 1 6 9 ，精密称定0 1 6 0 3 9 ，置于5 0 m l 烧杯中，用稀盐酸溶解，转移至 5 0 m l 的容量瓶，用稀盐酸稀释至刻度，配成3 2 1 9 l 样品溶液。 ( 2 ) 用滤纸过滤。所得滤液用移液管移取1 2 5 m l 至5 0 m l 容量瓶中，用稀盐 酸稀释至刻度，得0 0 8 0 3 9 l 样品溶液。再稀释5 倍，得0 0 1 6 1 9 l 样品溶液。 ( 3 ) 利用紫外光度仪扫描样品溶液的吸收曲线，扫描范围2 0 0 - - 3 0 0 r i m 。 2 3 4 稳定性实验 i 实验目的l 药片有效成分对乙酰氨基酚在碱性溶液中的稳定性 f 试剂1n a o h 溶液；0 1 0 0 9 l 的对乙酰氨基酚溶液，配制方法同2 3 1 i 仪器】同2 3 1 ，恒温装置，移液枪( t r a n s f e r p e t t e ，德国b r a n d 公司) 【实验步骤l 用移液枪移取1 0 0 m lo 1 0 0 9 l 的对乙酰氨基酚溶液于l e n a 石英 比色皿中，再移取2 0 0 m ln a o h 溶液快速注入该比色皿中，同时驱动紫外光度 仪在设定的反应时间测量吸光度。测量时间的设定如下：0 - 1 0 小时；测量周期 为4 分钟；共得1 6 1 个时间点。考虑到在较低波长下，盐酸溶液的吸收比较大 产生干扰，在较高波长时，各组分又几乎无吸收，所以取波长范围为2 2 0 , - , 4 0 0 n m ( 间隔l n m ) ，共1 8 1 个波长点。测得的1 8 1x1 6 1 维数据矩阵。实验温度为5 0 0 0 1 。 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 2 4 结果与讨论 2 4 1 溶剂的选择 图2 1 溶剂的吸收曲线 i ：o 1 0m o f l 盐酸；2 ：0 0 1 0 m o f ln a o h 溶液 从药典中可知：对乙酰氨基酚，咖啡因在纯水中微溶；而盐酸金刚烷胺和 马来酸氯苯那敏在纯水中易溶。因要同时测定几种组分，需选择对几种组分溶 解性都比较好的溶剂。纯水只能满足两个组分一盐酸金刚烷胺和马来酸氯苯 那敏。对乙酰氨基酚是药品的主要成分，溶剂对它一定要有很好的溶解性才可 行。 除了考虑溶解性外，稳定的p h 值也是必须考虑的条件之一。从几种成分的 结构可以看出，它们都具有一定的酸碱性，在不同的p h 值下，结构有可能不同， 光谱也就不同。用纯水作为溶剂，某些组分的溶解性可能不尽如人意。所以， 选择碱性或酸性溶液作为溶剂。 图2 1 是0 1 0 m o f l 稀h c i 溶液和0 0 1 0m o f l 的n a o h 溶液在2 0 0 3 0 0 r i m 的吸收曲线。对这两个吸收曲线比较，发现稀盐酸在2 0 5 n m 后，吸光度值就小 于o 1 了；然而，n a o h 溶液的吸光度值在2 2 0 n m 处仍然略大于0 1 。再有非常 重要的一点是，主要有效成分一对乙酰氨基酚在碱性条件下，会发生水解反 应，脱掉醚基，然后羟基部分被氧化成为醌，溶液颜色先变红，然后加深，最 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 后变黑。 综上所述，选择了0 1 0 m o l l 的盐酸作为溶剂。几种主要组份在稀盐酸中的 溶解性都比较好，也比较稳定。 2 4 2 各组分纯光谱 从图2 2 可以看出盐酸金刚烷胺基本上没有什么吸收，不能用紫外光谱法进 行测定。其余的三个组分一对乙酰氨基酚、咖啡因和马来酸氯苯那敏都有一 定的吸收，光谱也有不同程度的重叠( 将在2 4 4 3 讨论) ，可以考虑使用紫外光 谱结合化学计量学方法进行测定。 图2 2 药片中四个主要成分的吸收曲线 l ：o 0 1 0 0 9 l 对乙酰氨基酚；2 ：o o l o l g l 咖啡因； 3 ：o 0 2 0 0 9 l 马来酸氯苯那敏；4 ：o 0 2 0 0 9 l 盐酸金刚烷胺 2 4 3 标准系列的光谱图 图2 3 是按照表2 1 的配比配制的1 0 个标准系列溶液的紫外光谱图( 溶剂为 参比溶液) 。利用该标准系列，可每次留出其中一个作样品( l e a v eo n eo u t , l 0 0 ) 进行交叉验证( c 幻s sv a l i d a t i o n ，c v ) 【5 3 1 ，检验多元校正模型的可靠性。同时该标 准序列也可作建模用于预报未知样品。 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 图2 31 0 个标准系列的紫外光谱图 2 4 4 波长的选择范围 2 4 4 1p c a 分析 得到光谱数据后，首先做的是对它们进行主成分分析( p c a ) 计算。这个计 算的目的是了解溶液中有几个成分。其原理见2 1 ，它把数学矩阵中秩的概念和 混合物中的组分数联系起来。波长范围的选择对残差有较大影响。波长选择的 目的是选择组分信息丰富的波长段，同时又希望测量噪声较小。( n u m b e ro f p r i n c i p a lc o m p o n e n t ) 表示所取主成分数，r s d ( r e s i d u a ls t a n d a r dd e v i a t i o n ) 是提取 相应主成分信息后残余矩阵的标准偏差。对于这里所讨论的标准系列，已知组 分数为3 ，因此n p c - - - 3 时的r s d 值就标志着仪器的噪声水平。初始波长从2 0 0 r i m 开始，间隔5 r i m 增加，终止波长固定为3 0 0 r i m ，标准系列光谱矩阵进行p c a 分 析后的残差值r s d 对初始波长作图，如图2 4 所示。 从图中看到在2 0 0 砣1 0 n m 的范围内，残差值r s d 大于0 0 0 1 ，超出了仪器 的噪声水平。在2 2 0 r i m 以后，残差值r s d 小于0 0 0 0 5 ，达到仪器的噪声水平。 可见，去除波长2 0 0 - 2 2 0 n m 的数据会明显降低噪声水平，选择2 2 0 - 3 0 0 n m 的波 长范围比较合理，既有较丰富的组分信息，残差值r s d 也达到了噪声水平。 分析在2 0 0 - 2 2 0 n m 范围影响计算结果的因素，发现溶剂稀盐酸在这个波长 段有较大的吸收( 见图2 1 ) ，虽然以溶剂作为参比溶液理论上盐酸的影响可以扣 除，但由于溶液配制、测量等方面的误差，仍会使该波长区间的噪声大幅增加。 而导致p c a 结果，看起来更象共有4 种组分。因此，从溶剂本身的吸收情况也 1 4 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 可看出所选择的波长范围应不低于2 2 0 n m 。 图2 4 选择不同波长范围的残差值 2 4 4 2 交叉验证 选择不同的波长范围，对于c v 的结果也有一定的影响。进行交叉验证分析 后，相对标准误差r s e ( r e l a t i v es t a n d a r de r r o r s ) 1 5 3 】： 兄馏= n辨 ( 勺一勺) 2 i = lj = l 矗埘 y y 池、2 ( 2 5 ) 式中，勺是第j f 个组分在第f 个样品子集中的浓度，而是所建立的校正模 型的对应预报值，m 是组分数，以为样品数。 0 0 4 0 0 3 5 o 0 3 o 0 2 5 豁eo 0 2 0 1 0 1 5 o o l o 5 o 2 0 02 1 02 2 02 3 0 2 4 02 卯绷2 7 02 8 0 图2 5 选择不同波长范围c v 分析的相对标准偏差r s e 值 1 5 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 r s e 值能够反映多元校正模型的稳定性。初始波长从2 0 0 r i m 开始，间隔5 r i m 增加，终止波长固定为3 0 0 n m ，标准系列光谱矩阵进行c v 分析后的r s e 对初 始波长作图，如图2 5 所示。从图中看到，2 0 0 - 2 1 0 r i m 范围内，r s e 值急剧降低； 2 1 0 n m 一2 5 0 n m ，r s e 值比较稳定；2 5 0 r i m 之后，r s e 值又开始增大。2 1 0 r i m 之 前，r s e 值较大的原因在2 4 4 1 中已经分析了，盐酸在该波段处的大吸收，影 响了多元校正模型的稳定性。2 5 0 h m 之后，r s e 增大的原因可能是选择的波长 范围小，各组分的光谱信息差异不能充分体现出，影响了模型的稳定性。选择 波长2 2 0 - 3 0 0 n m 是适合的。 2 4 4 3 波谱重叠程度 假设有s = ( s l ，8 2 ，蹄l ，s i ，s i + l ，s n ) 组成的纯物质光谱矩阵 s ，而最则为其中第i 个物质的光谱与其余物质光谱重叠程度可定义为【5 5 5 6 1 ： 蜀= 爿l ii i 州墨j l ( 2 6 ) 式中i 为第i 个物质光谱间的正交部分，而表示模。& 的值在0 - 1 之间变化， 若= o ，则表示两种光谱完全重叠；若& = 1 ，则表示两种波谱完全分离，组分 间完全没有干扰。在2 4 2 中，测得的各物质的纯光谱，看起来重叠较大。用& 表示三种物质的重叠情况，通过计算发现，选择不同的波长范围，也会影响的 值。初始波长从2 0 0 r i m 开始，间隔5 r i m 增加，终止波长固定为3 0 0 r i m ，三种物 质的光谱重叠程度岛对初始波长作图，如图2 6 所示。 图2 6 选择不同的波长范围三种物质的重叠度 l ：对乙酰氨基酚；2 ：马来酸氯苯那敏；3 ：咖啡因 1 6 第2 章复方氨酚烷胺片有效成分的测定 从图中看到，