（分析化学专业论文）抗生素电化学性质的研究与应用.pdf

独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注：如 没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位秦文作者签名：乏乏 导师签字： 学位论文版权使用授权书 沥韧蓦 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权堂撞可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在 解密后适用本授权书) 、 学雠文作者虢乏耋翩躲嘲髻 签字日期：2 0 0 年月日 签字日期：2 0 0年月日 山东师范人学硕士学位论文 抗生素电化学性质的研究与应用 摘要 本论文在b r 缓冲溶液中以静汞电极、滴汞电极为工作电极，用 循环伏安法、线性扫描伏安法、线性扫描二阶导数极谱法等电化学方 法对甲基蓝、苯胺蓝、鸡冠花红等与抗生素类药物相互作用的条件进 行了较为详细的研究，发现这些有机染料在电极上有良好的伏安还原 峰。当加入抗生素后，有机染料分子与抗生素发生作用，使有机染料 的伏安还原峰电流值降低而电位基本不变，还原峰电流的降低值与抗 生素的加入量在一定范围内呈良好的线性关系。实验绘制了测定抗生 素的工作曲线，并成功地将该方法应用于临床抗生素药物含量的测 定，结果与经典的分光光度法一致。 该论文对抗生素与有机染料分子相互作用的机理进行了初步探 讨，计算了抗生素与染料分子相互作用的结合比和结合常数。根据有 机染料分子与抗生素作用前后的紫外可见吸收光谱图初步推断，二者 能够发生作用，并生成新复合物。通过电化学分析方法进一步表明有 机染料分子与抗生素相互作用生成了非电化学活性的超分子复合物， 降低了溶液中有机染料的浓度，从而染料分子的还原峰电流降低。 另外，研究了聚茜素红薄膜修饰电极对司帕沙星的电催化作用， 测定了市售司帕沙星片剂中司帕沙星的含量，从而进一步提出了电化 学分析法测定抗生素的新方法。 关键词：伏安法：有机染料；抗生素；还原峰电流；修饰电极 1 山东师范大学硕士学位论文 s t u d ya n da p p l i c a t i o no nt h ee l e c t r o c h e m i c a l p r o p e r t yo fa n t i b i o t i c s a b s t r a c t i nt h i s p a p e r ，i n b rb u f f e rs o l u t i o n ，t h er e a c t i o n c o n d i t i o n so ft h ei n t e r a c t i o no fa n t i b i o t i c sw i t hm e t h y l b l u e ，a n i l i n eb l u e ，a m a r a n t h w e r e i n v e s t i g a t e du s i n g s t a t i c m e r c u r ye l e c t r o d ea n dd r o p p i n gm e r c u r ye l e c t r o d e a sw o r k i n g e l e c t r o d e b y e l e c t r o c h e m i c a lm e t h o d ss u c ha st h ec y c l i c v o l t a m m e t r y ，l i n e a rs c a nv o l t a m m e t r ya n dt h e s e c o n do r d e r d e r i v a t i v ep o l a r o g r a p h y ，e ta 1 t h e s eo r g a n i cd y e s h a v e w e l l d e f i n e dv o l t a m m e t r i cr e d u c t i v ep e a k a d d i n ga n t i b i o t i c s t oa b o v es o l u t i o n ，t h ea n t i b i o t i c si n t e r a c t e dw i t ho r g a n i cd y e m o l e c u l e sa n dm a d et h ep e a kc u r r e n to fo r g a n i cd y em o l e c u l e s d e c r e a s e ，w h i l et h ev o l t a g eo ft h er e d u c t i v ep e a kd i dn o tc h a n g e n e a r l y t h ed e c r e a s eo ft h ep e a kc u r r e n tw a sl i n e a r l yw i t ht h e c o n c e n t r a t i o no fa n t i b i o t i c s，w h i c hm a yb e u s e dt ot h e d e t e r m i n a t i o no fa n t i b i o t i c s i nt h i sm e t h o dt h er e g r e s s i o n s c u r v eo fa n t i b i o t i c sw e r ew o r k e do u ta n df u r t h e ra p p l i e dt o d e t e r m i n a t et h ea n t i b i o t i cs a m p l e sa n dt h er e s u l t s w e r e c o n s i s t e n tw i t ht h es p e c t r o p h o t o m e t r y 4 t h em e c h a n i s mo ft h ei n t e r a c t i o no fa n t i b i o t i c sw i t h 山东师范大学硕士学位论文 o r g a n i cd y em o l e c u l e sw a so r i g i n a l l yd i s c u s s e d ，a n dt h eb i n d i n g r a t i oa n db i n d i n gc o n s t a n tw e r ea l s oc a l c u l a t e d a c c o r d i n gt o t h eu v v i sa b s o r p t i o ns p e c t r ao ft h er e a c t i o ns y s t e m ，i tw a s i l l u s t r a t e dt h a t o r g a n i cd y em o l e c u l e sm a yr e a c tw i t h a n t i b i o t i c sa n df o r mn e w c o m p l e x t h ef o r m i n g o f e l e c t r o c h e m i c a l l y n o n a c t i v e c o m p l e xw o u l dr e s u l ti nt h e d e c r e a s eo ft h ee q u i l i b r i u mc o n c e n t r a t i o no ft h eo r g a n i cd y e s i ns o l u ti o na n df u r t h e rt h ed e c r e a s eo ft h er e d u c ti v ep e a k c u r r e n t i na d d i t i o n ，t h i sp a p e rr e p o r t saq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s f o rd e t e r m i n a t i o no fs p a r f l o x a c i nu s i n gt h ep o l y ( a l i z a r i nr e d ) f i l mm o d i f i e de l e c t r o d e t h i sm e t h o dw a s a p p l i e dt ot h e d e t e r m i n a t i o no fs p a r f l o x a c i ni nt a b l e t sc o m m e r c i a l a v a i l a b l e w i t hs a t i s f a c t o r yr e s i i t s f u r t h e r m o r e an e we l e c t r o c h e m i c a l m e t h o df o rd e t e r m i n a ti o no fa n t i b i o t i c sw a sa d v a n c e d k e yw o r d s ：v o l t a m m e t r y ；o r g a n i cd y e ：a n t i b i o t i c s ：r e d u c t i v e p e a kc u r r e n t ：m o d i f i e de l e c t r o d e 5 山东师范大学硕十学位论文 第一章文献综述 抗生素研究进展 抗生素( a n t i b i o t i c s ) 又称抗菌素，是由一些微生物合成的、能 抑制或杀灭某些病原体的化学物质。它是微生物的一种次生代谢产 物，通过抑制病原体微生物细胞壁、细胞膜、蛋白质的合成，核糖核 酸和脱氧核糖核酸的转录复制，抗代谢物溶菌酶的形成而起到抗病作 用“1 。由于它在临床、兽药、农业等方面的广泛应用及其残留对人体 的危害，对抗生素的研究也越来越受到人们的关注。 1 抗生素的历史 追朔历史，抗生素的发展始于二十世纪初。1 9 世纪后期到2 0 世 纪初，许多病菌开始被人们所认识。但要杀灭这些病菌却遇到了很大 的困难。德国科学家埃尔利希p a u le h r li c h 带领他的助手通过改变 药物化学结构并在动物身上进行试验，于1 9 0 9 年发现第6 0 6 号化合 物对病原微生物有抑制作用，其化学名称是二氨基二氧偶胂苯，这就 是后来人们所说的“6 0 6 ”药物。这种药物不仅能杀死锥虫，而且对 梅毒螺旋体有效，且不产生对人体致命的副作用。 1 9 2 9 年英国科学家弗莱明a l e x a n d e rf l e m i n g 在研究中发现在 培养金黄色葡萄球菌( s t a p h y l o c o c c u sa u r e u s ) 的平面上污染的霉 菌( 即后来所鉴定的点青霉( p e n i c i l l i u mn o t a t u m ) ) 菌落周围出现 透明圈，并且金黄色葡萄球菌发生了溶菌，于是f l e m i n g 决心弄个水 山东师范大学硕十学位论文 落石出。他把霉菌接种到肉汤培养液里培养，然后又把长满霉菌的培 养液小心的过滤到长满葡萄球菌和其他致病细菌的培养皿上，令人惊 讶的是这些病菌都被杀死了，而且将这种液体稀释1 0 0 倍，甚至稀释 2 0 0 倍，8 0 0 倍以后，他们依旧可以杀死诸多细菌。经过不断深入的 研究，f l e m i n g 及其同事证实了该霉菌的代谢产物对多种革兰氏阳性 菌具有抑制作用。但科学界当时没有对此给予重视，再加上种种条件 限制，f l e m i n g 也没有把这一项试验继续进行下去。 在二战爆发前的1 9 3 2 年德国医生杜马科d o m a g kg 用研制6 0 6 的 方法，在经过无数次的失败之后，合成了一种名为百浪多息 ( p r o n t o s i l ) 的红色染料。然而，治疗所需的药物用量太大了，杜 马科又进行了进一步的研究，将p r o n t o s i l 的化学结构进行改造，制 成了一种白色粉末一磺胺( 对氨基苯磺酰胺) ( s u l f a n i l a m i d e ) ，它 对像链球菌这样的细菌有很好的疗效，但也有许多缺点，它对另外一 些细菌却又无能为力。而且，一些原来能够抑制的细菌过了一段时间 以后很快就会产生耐药性，在这种情况下，人们期盼着有一种新的药 物出现。 直到第二次世界大战( 1 9 3 9 1 9 4 5 年) 时期，由于战争急需， f l e m i n g 与旅美科学家弗洛里f l o r e y 和钱恩c h a i n 三人合作开始大 规模培养p e n i c i l l i u mn o t a t u m ，并最终分离纯化得到了活性物质的 结晶，这就是二战期间及随后数十年中拯救了无数人生命的青霉素 ( p e n i c i l l i n ) 。这一历史性的发现，使得f l e m i n g 与f l o r e y 和c h a i n 三人于1 9 4 5 年分享了科技界最伟大的荣誉一诺贝尔奖。 山东师范大学硕十学位论文 青霉素的成功应用带动了一系列新抗生素的发现，开创了抗生素 药物治疗的历史。2 0 世纪3 0 年代，美国科学家瓦克斯曼w a k s m a n 发 现，结核菌如果进入到土壤中，过一个阶段就会消失。于是，他和他 的同事一起，从来自美国各地的土壤标本中分离出许多霉菌的菌株， 从中筛选能消灭结核杆菌( m y c o b e c t e r i u mt u b e r c u l o s i s ) 的霉菌。 1 9 4 4 年1 月，终于从土壤中的l 万多份标本中分离得到了灰色链霉 素( s t r p t o m y c e sg r i s e u s ) ，其代谢产物即是后来广泛应用的链霉素， 同时w a k s m a n 还提出了一套微生物筛选与分类方法，w a k s m a n 的工作 开创了微生物药物筛选的新纪元。w a k s m a n 也因此获得了1 9 5 2 年诺 贝尔奖。 5 0 年代到7 0 年代间，人们又相继发现了大量的天然抗生素( 见 表i - i ) ，如土霉素( o x y t e t r a c y c li n e ) 、两性霉素b ( a m p h o t e r i c i n b ) 、妥布霉素( t o b r a m y c i n ) 等。 在临床应用抗生素不久，细菌便对其产生了耐药性。例如，1 9 4 3 年开始工业化生产青霉素，t 9 4 7 年就报道了耐药菌株。5 0 年代前后 人们开始了全合成和半合成抗生素的研究，试图通过改进和修饰天然 抗生素，以提高抗生素的抗菌活性和解决临床耐药性问题。 1 9 4 9 年首次完成了氯霉素全合成，旋即实现工业化。随后陆续 有全合成的环丝氨酸、甲砜霉素、磷霉素、氨曲南与卡卢莫南等临床 应用。化学合成的氟喹喏酮( f 1 u c r o q u i n o l o n e ) 类抗菌药已经用于治 疗呼吸道感染、皮肤及软组织感染，性病及尿道感染等。但是，它们 对临床上常见的革兰氏阳性菌如肺炎链球菌( s t r e p t o c o c c u s 山尔师范大学硕十学位论文 p n e u m o n i a e ) 、酿脓链球菌( s t r e p t o c o c c u sp y o g e n e s ) 、金黄色葡萄 球菌( s t a p h y l o c o c c u sa u r e u s ) 和肠球菌( e n t e r o c o c c u s ) 等疗效不 佳，有时对厌氧菌无效。 1 9 5 9 年，英国科学家c h a i n 用霉法裂解青霉素g 得到了6 一氨基 青霉烷酸( 6 一a p a ) 。由此揭开了半合成青霉素的研究热潮。b e e c h a m 公司从6 - a p a 合成苯乙青霉素、甲氧苯青霉素，暂时解决了部分耐药 菌株的耐药性问题。氨苄青霉素的合成拓宽了青霉素类药物的抗菌 表卜15 0 一7 0 年代间发现的某些天然抗生素 t a b l e1 1s o m en a t u r a la n t i b i o t i c sf o u n df r o m1 9 5 0 st o1 9 7 0 s 抗生素产生菌 作用范围时问 青霉素 灰黄霉素 链霉素 氯霉素 金霉素 红霉素 卡那霉素 利福霉素 头孢菌素 土霉素 红霉素 庆大霉素 万古霉素 四抗菌素 p e n i l c i l l i u m革兰氏阳性菌( g + ) ，部分革兰氏 c h r y s o g e n u m 阴性菌( g 一) ，细胞壁合成 p e n i l c i l l i u m病原真菌、微管 g r is e o f u l v u m s t r e p t o m y c e sg + ，g ，结核分枝杆菌，蛋白质合成 g r i s e u $ s t r e p t o m y c e s广谱 v e n e z u e l a 书tr e p t o m y c e s广谱 a u r e o f a cie n s s t r e p t o m y c e s革兰氏阳性菌( g + ) e r y t h r e u s s t r e p t o m y c e s广谱 k a n a m y c e t ic l l s s t r e p t o m y c e s 结核分枝杆菌，g + ，病毒 m e d i t e l r a n e i c e p h o l o s p o r i u ms p g + ，g s r i m o u t g + ，g ，力克次氏体，部分病毒及原虫 s t r e p t o m y c e s广谱 m e d i t e r r a n e i k i c r o m o n o s p o r a广谱，蛋白质合成 p u r p u r e a s t r e p t o m y c e s革兰氏阳性菌，蛋白质合成 o r i e l l t a l is s a u r e u s 螨虫 1 9 2 9 - 1 9 4 5 1 9 3 9 1 9 4 3 1 9 4 7 1 9 4 8 1 9 5 2 1 9 5 7 1 9 5 7 1 9 6 2 1 9 5 2 1 9 6 3 1 9 5 6 9 山东师范大学硕七学位论文 莫能菌素s a i n n a m a n e s is叶蝉，豆象 6 0 年代开始，人们从微生物代谢产物中寻找具有其他生理活性 的物质。其中包括抗肿瘤抗生素如：丝裂霉素c ( m i t o m y c i nc ) 、 博来霉素( b l e o m y c i n ) 、艾普西隆( e p o l h i l o n e s ) 等；农用抗生素 如：春日霉素( k a s u g a m y c i n ) 、有效霉素( v a l i d a m y c i n ) 等；抗病 毒类抗生素如：偏端霉素( d i s t a m y c i n ) 、阿糖腺苷( a d e n i n e a r a b i n o s i d ) 等。这使得各种活性抗生素的开发工作得到了蓬勃发展。 2 0 世纪8 0 年代，抗生素工业的发展最大成就莫过于抗肿瘤抗生 素的发现和临床应用，致使抗生素在抗肿瘤药物中有举足轻重的地 位。直到9 0 年代初，医药工业还只是停留在对现有药物的改进上， 这使得微生物抗药性总是“棋高一筹”。为了有效地对抗细菌抗药 性，必须发展另一种手段来发现、发展新抗生素，经过人们不懈的努 力，基因组系列信息已成为抗生素开发的有力工具乜。3 。 2 0 世纪末抗病毒抗生素的筛选也取得了突破性进展，特别是抗 病毒抗生素阿昔洛韦、双脱氧基苷、双脱氧胞苷等相继问世，更加激 发了对抗生素的研究热情，其中最成功的有放线菌产生的 o x t a n o c i n ，结构为腺嘌呤与四元环的新糖组成的核苷，结构新颖陋1 。 近年来，科学家们在致力于开发老抗生素的新活性方面也取得了 重大突破。g o k h a l e 等通过操纵非核糖体多肽合成酶( n o n - r i b o s o m a l p o l y p e p t i d es y n t h e t a s e ，n r p s ) 途径得到了新的肽类抗生素，其产 量虽然较低，但产量的提高是不难做到的阳1 。g e 等通过修饰万古霉素 山东师范人学硕十学伉论文 ( v a n c o m y c i n ) 的糖链得到的新类似物，直接与参与细胞壁合成转糖 步骤的细菌蛋白质相互作用，而不是结合到细胞壁合成的前体末端， 从而提高了解决病原菌耐万古霉素问题的新思路“。 2 抗生素的分类 常用抗生素一般分为以下几类：一内酰胺类、四环素类、氨基糖 苷类、大环内酯类、氟喹诺酮类等1 ”。抗生素因其种类不同，其杀 菌、抑菌的机理也不同。 2 1b 一内酰胺类抗生素 b 一内酰胺类抗生素是分子中含有b 一内酰胺环的药物。由于该 类抗生素与其他抗生素相比毒性小一些，已成为临床上用量最大、范 围最广的抗生素。按作用机理又可以分为两类：青霉素类和头孢菌素 类。 青霉素类抗生素是由青霉素g 发展起来的，由于他们对细菌的选 择性作用强，而对人几乎没有毒性，所以是一类高效低毒的抗生素。 头孢菌素类抗生素为7 一氨基头孢烷酸( 7 - a m i n o c e p h a l o s p o r a n i c a c i d ，7 一a c a ) 的衍生物。其抗菌谱广，临床上已广泛应用。 2 2 四环素类抗生素 四环素类药物是一类母体为菲烷结构但取代基不同的广谱抗生 素，分子中含酚羟基和烯酸型羟基显弱酸性，同时含有二甲胺基显碱 性，故为两性化合物，能溶于碱性和酸性溶液中。由于毒副作用大“”， 现在只有少量药物仍在使用中，如四环素、金霉素、土霉素、米诺环 l l 山东师范大学硕十学位论文 素等。 2 3 氨基糖苷类抗生素 氨基糖苷类抗生素是指含有氨基糖的一类糖苷物质，由于他们都 含有氨基环醇的结构，又称为氨基环醇类抗生素。他们都是脱氧链霉 胺( d e o x y s t r e p t a m i n e ) 与不同的氨基糖缩合而成的苷，因含有氨基 或其他碱性基团，故都呈碱性，可与酸性基团的某些物质形成离子缔 合物。这类抗生素的作用机制是结合于细菌的核糖体上，抑制蛋白质 转录的初始，以及在转录过程中的移位作用，导致密码子错读，从而 抑制蛋白质的合成，达到抗菌的目的。目前用于临床的主要是卡那霉 素、庆大霉素、妥布霉素、新霉素和链霉素及其衍生物的硫酸盐等。 2 4 大环内酯类抗生素 此类药物是一大组多有链霉菌属产生的相似的自然发生的抗生 素，它们由一个大环内酯环组成一个典型的环，连有两个分子糖和一 分子氨基糖苷。一般可以抑制革兰氏阳性菌，和一些革兰氏阴性菌， 以及支原体、流感嗜血杆菌、衣原体、立克次氏体等。其代表药物有 红霉素及相关物质，如交沙霉素、阿奇霉素、罗他霉素、螺旋霉素、 竹桃霉素等。 2 5 喹诺酮类抗生素 喹诺酮类药物是近年来迅速发展和广泛应用于临床的新一代广 谱抗微生物类药物，也称之为氟喹诺酮或4 一喹诺酮或喹诺酮羧酸类 药物“4 。”1 。此类药物抗菌性强、抗菌谱广、很少有耐药菌株、副作用 少。目前用于临床的主要有：氟哌酸( n o r f l o x a c i n ，n f l x ，诺氟沙 山东师范大学硕士学位论文 星) 、甲氟哌酸( p e f l o x a c i n ，p e f x ，培氟沙星) 、环丙氟哌酸 ( c i p r o f l o x a c i n ，c p f x ，环丙沙星) 、氟嗪酸( o f l o x a c i n ，o f l x ， 氧氟沙星) 、氟啶酸( e n o x a c i n ，e n x ，依诺沙星) 、多氟哌酸 ( f l e r o x a c i n ，f l r x ，氟罗沙星) 、罗氟哌酸( l o m e f l o x a c i n ，l m f x ， 罗氟沙星) 、司帕沙星( s p a r f l o x a c i n ，s p f x ) 、替马沙星 ( t e m a f l o x a c i n ，t m f x ) 等。 2 6 其他类抗生素 另外，还有抗肿瘤类抗生素、氯霉素及衍生物等。抗肿瘤类抗生 素是指抗恶性肿瘤的药物，又称抗癌药，此类药种类繁多，其中临床 应用较多的包括盐酸表阿霉素、博来霉素、平阳霉素、甲氨喋呤等。 盐酸表阿霉素是一种葸环类抗生素，可以进入细胞核，抑制核酸的合 成而起到抗肿瘤的作用“”。 3 抗生素的电化学分析法研究进展 目前，研究测定抗生素的方法有微生物法”“、色谱分析法。”、 分光光度法防、化学发光分析法乜7 侧、免疫分析法。制、共振瑞利散 射法”、电化学分析法啪3 等。其中电化学方法不仅操作简单、仪器 价廉，而且具有较高的灵敏度、选择性和较高的分析精度、较好的重 复性等特点，利用电化学方法进行研究还可以获得与药物相关的动力 学和热力学参数，为进一步研究抗生素在人体内的药代动力学过程以 及新抗生素类药物的研制开发提供必要的理论依据。电化学方法还可 以排除生物样品分析中常遇到的混浊、黄疸、溶血等干扰，因此电化 l j 山东师范大学硕十学位论文 学分析法最近引起了较大的关注。 常见的电化学分析方法有直接电化学分析法和间接电化学分析 法，又具体分为抗生素的极谱分析法、电位分析法等方面。本文对抗 生素电化学分析方法的最新进展进行综述，以期促进分析方法不断向 简便、快捷、准确的方向发展，更好地有利于提高和控制药品质量和 临床药学的发展。 3 1 抗生素的直接电化学行为 抗生素的直接电化学分析法是基于一些抗生素自身带有的可氧 化还原基团在电极上产生氧化还原信号，信号的强弱与抗生素浓度的 线性关系建立起来的一种分析方法。钱永贵m 1 等在0 1 5 m o l l 缓冲溶 液h a c n a a c ( p h3 6 4 ) 底液中，采用单扫示波极谱法测定氧氟沙星， 得到一良好的还原峰，峰电流与氧氟沙星的浓度有良好的线性关系， 线性为3 0 x1 0 1 6 2 1 0 1m o l l ，相关系数为y = 0 9 9 8 3 ，检出限 为7 0 1 0 8 m o l l 。用线性扫描和循环伏安法研究了体系性质，结 果表明，氧氟沙星的电极过程为具有吸附性的不可逆过程。 o g o r e v c b 等在b r i t t o n r o b i n s o n 底液中用直流极谱法、差示脉 冲极谱和循环伏安法研究了五种头孢菌素的电化学还原特征和它们 的分析参数特征。b e r n a c c a g 等啪1 用差示脉冲极谱法在不同的缓冲 溶液中研究了酸性介质中b 一内酰胺类抗生素头孢呋新极谱，发现在 酸性溶液中头孢呋新具有强的吸附性，提出了还原机理，测定了磷酸 盐缓冲溶液中的头孢呋新。在k c l - n a o h ( p h1 3 0 ) 的底液中，红霉素 于一1 3 6v ( f s s c e ) 处产生一灵敏的还原波，其二阶导数峰高与红霉 山东师范大学硕十学位论文 素浓度在7 5 x1 0 7 5 x1 0 1m o l l 范围内呈线性关系，检测下限 为3 o x1 0 m o l l ，可用于片剂中红霉素含量的测定跚3 。在p h6 0 的k h ：p o 。一n a ：h p o 。底液中以一阶导数示波极谱法测定了氧氟沙星和头 孢哌酮的含量，检测限为2 4 x1 0 1 和4 o x1 0 1m o l l 陋。梁云爱 等“町根据链霉素中的链霉胍结构可在滴汞电极上发生氧化还原反应 产生阴极波的性质，用一阶导数差示脉冲极谱法( f d p p ) 对链霉素及 其制剂进行了定量分析，检测下限为5 6 x1 0 1m o l l 。文献 4 1 报 道了差示脉冲极谱法( d p p ) 法测定庆大霉素浓度。p h5 1 0 时，庆 大霉素浓度在0 5 1 0ug m l 范围内与峰高呈线性关系。 在目前新的极谱技术中差示脉冲极谱法和一阶导数差示脉冲极 谱法灵敏度较高，但它们存在分辨率不高和消除背景干扰不够彻底的 缺点“。利用红霉素结构中9 位碳上含有 c = 0 ，可在酸性条件下， 于滴汞电极上发生氧化还原反应生成 c o h ，以a g a g c l 为对电极建 立了测定红霉素二阶导数差示脉冲极谱法，线性范围为0 1 0 8 m m o l l ，检测下限为0 8n m o t l ，该法保持了差示脉冲极谱法和一阶 导数差示脉冲极谱法的优点，提高了分辨率和工作效率，彻底消除了 背景的干扰。以a g a g c l 为对电极分别在水溶液和冰醋酸一水溶液中 研究了青霉素钾和氟罗沙星的二阶导数差示脉冲极谱法测定，检测下 限分别为7 4 1 0 1 l lg m l 和9 0n m o l l n “。曾泳淮等“5 1 删对阿西 美辛、盐酸芦氟沙星和司帕沙星在静汞电极上的吸附伏安特性进行了 研究并用于其浓度的检测，具有较高的灵敏度，检测下限分别为 i 0 x1 0 一m o l l 、1 0 1 0 。9m o l l 和2 0 1 0 一m o l l 。 山东师范大学硕十学位论文 抗生素不仅能够在滴汞电极上产生电化学氧化还原，而且能够在 一些固体电极上产生灵敏的电信号。文献 4 7 报道了在p h7 0 的 n h 。a c 溶液中麦迪霉素的阳极微分脉冲扫描伏安行为并用于其浓度检 测，线性范围为1 0 x 1 0 1 5 x 1 0 一m o l l ，检测下限为5 o x l 0 8 m o l l 。在玻碳电极上罗红霉素除本身发生不可逆电化学氧化外，且 可与溶解氧结合并发生电荷转移生成结合态的超氧阴离子具有更高 的电化学氧化活性，可用于罗红霉素制剂中含量的测定，检测下限为 6 0 x 1 0 1m o l l “。为了提高检测的灵敏度，文献 4 9 5 0 分别报道 了氧氟沙星和环丙沙星在碳糊电极上的吸附溶出伏安分析法，氧氟沙 星在p h5 6 的邻苯二甲酸氢钾一氢氧化钠缓冲溶液中，浓度在 5 5 1 0 一5 5 1 0 1 m o l l ( 富集7 5s ) 和3 3 1 0 3 3 1 0 7 m o l l ( 富集3 0s ) 范围内与其二阶导数氧化峰电流呈良好的线性关系， 检测下限为9 0 x1 0 。1 。( s i v = 3 ，富集1 5 0s ) ；环丙沙星在p h4 3 0 的n h 。a c - h a c 缓冲溶液中，线性浓度范围为8 0 x 1 0 。9 8 0 x 1 0 1 m o l l ( 富集9 0s ) ，检测下限为4 0 x 1 0 。9m o l l ( 莎= 3 ，富集1 1 0 s ) ，大大的提高了分析的灵敏度。 3 。2 抗生素的间接电化学分析法 间接电化学分析法是在抗生素自身没有氧化还原信号的情况下， 与金属离子络合或与一些物质反应或在修饰电极上产生的电化学信 号与其浓度呈线性关系建立起来的方法。 3 2 ，1 伏安分析法 在p h9 2 0 的n h 。一n h 。c 1 缓冲溶液中，诺氟沙星与锰( i i ) 迅速 山东师范大学硕七学位论文 络合成稳定的2 ：1 带正电荷的配合物并在一1 8 5v ( v s s e e ) 处产生一 个灵敏的还原波，其峰高与诺氟沙星在8 0 1 0 1 1 9 x1 0 m o l l 范围内呈良好的线性关系，检测下限为4 0 x1 0 1 m o l l 5 1 o 铜( i i ) 在n h ，一n 地c 1 缓冲溶液中可与卡那霉素络合，致使铜的还原峰电流降 低，据此在汞膜电极上建立了测定卡那霉素的方波伏安法，卡那霉素 浓度在1 。5 1 0 一6 5 x1 0 1m o l l 之间与峰电流存在良好的线性关 系陆”；文献 5 3 利用c u ”和氟罗沙星0 0 5m o l lk h 。p o t n a o h 缓冲溶 液中络合，络合物在悬汞电极上- 0 3 6 v ( v s s c e ) 处的不可逆吸附还原 峰与氟罗沙星浓度在5 0 x1 0 一4 0 x1 0 1m o l l 范围内呈良好的线 性关系，检测下限为3 o x1 0 一m o l l 。严金龙等咖3 报道了对汞一卡那， 霉素络合物电化学行为的研究，并建立了测定卡那霉素的导数阴极溶 出方波伏安法，该法具有较好的准确性和良好的重现性。卡那霉素和 甲醛在硼砂一氢氧化钠介质中反应生成席夫碱，席夫碱在电极上产生 的还原波波高与卡那霉素在2 0 x1 0 3 0 x1 0 4m o l l 范围内呈良 好的线性关系，检测下限为1 9 8 1 0 。m o l l 临”。a y a d 等涵1 利用卡那 霉素、庆大霉素和丁胺卡那霉素结构中的氨基与亚硝酸作用生成具有 极谱活性的硝基衍生物建立极谱定量分析方法，适用于纯品药物及原 料药的分析。文献 5 7 - 5 9 用吸附伏安法测定了血浆、血清和尿液中 的头孢曲松钠。f e r r e i r a v s 等旧1 利用头孢他啶中的噻唑基团上的 氨基与汞形成汞盐的形式，间接地测定了牛奶中的头孢他啶。 利用修饰电极是测定无直接电化学信号物质的浓度常用方法，目 前已被用于多种物质的检测。用铜微粒修饰碳光纤电极一毛细管电泳 山东师范大学硕十学位论文 法同时测定妥布霉素、卡那霉素、丁胺卡那霉素等多种氨基糖苷类抗 生素，可测浓度范围超过两个数量级，检测下限低于2 。0 m o l l ”。 化学修饰碳糊电极由于电极制备简单，电极表面可以更新，因而大大 地提高了灵敏度和选择性，在药物分析中应用也比较广泛。e 1 - m a a l i n a 等佃钉利用聚乙烯醇( p v a ) 碳糊电极，采用循环伏安、方波伏安 电化学分析手段，测定了头孢他啶，并且和静汞电极、玻碳电极作了 比较，提高了灵敏度，结果令人满意。何小梅等以 0 1 m o l l k c i + o 0 1 5 m o l l h 。p o 。溶液为底液，研究了依诺沙星在混合粘 合剂碳糊电极上的电化学特性，以q 一溴代奈一甘油作为混合粘合剂进 行萃取富集，测定了尿液和血清中的依诺沙星。 3 2 2 滴定分析法 在2 0m o l lh a c n a a c 为底液中，分别使乳酸环丙沙星、氧氟 沙星与过量的四苯硼钠( n a t p b ) 作用生成沉淀，过滤后，用硫酸亚 铊标准溶液回滴过量的四苯硼钠，由示波极谱图 d e d t = f ( e ) 上四苯 硼钠切口的消失指示滴定终点，进而在溶液中进行空白试验，建立了 一种测定乳酸环丙沙星、氧氟沙星的交流示波极谱滴定法，可用于片 剂和注射剂的测定，最大相对误差0 。1 7 “。本法终点直观，不 需消耗大量的有机溶剂，改善了工作条件又降低了分析成本。e l e n i 呻1 等采用动力学一电位滴定法测定了庆大霉素、妥布霉素两种药物的含 量，线性范围分别为o 4 - 1 0 1 0 一m o l l 、0 5 1 0 1 0 一m o l l 。 但本方法操作繁琐，尤其气温较低时因冰醋酸凝固而使用不便。 3 3 其他电化学分析法 山东师范大学硕十学位论文 c a r l o sd 等”7 1 报道了应用电泳芯片脉冲安培法直接测定糖、氨 基酸、抗生素，对青霉素和氨比西林的检测下限分别为5um o l l 和 3 5 0um o l l 。汪敏等旧刮报道了以氧氟沙星碘化物与碘化铋的分子缔 合物为电活性物的新型p v c 膜氧氟沙星和新型涂碳p v c 膜氧氟沙星选 择性电极，电极的能斯特响应范围分别为2 2 1 0 1 0 1 0 m o l l 、1 0 1 0 一3 2 1 02 m o l l 。电极响应迅速，重现 性好，用于药片中氧氟沙星的测定结果与紫外分光光度法相符。抗生 素能够抑制乳酸菌的繁殖，将接种了乳酸菌的牛奶在适宜的条件下培 养一段时间，根据牛奶中p h 值的变化情况可以定性测定是否含有抗 生素。 现今，随着科学技术的发展日新月异，特别是生物技术的突飞猛 进、基因组计划的启动、信息技术的飞速发展等，人们研制出了越来 越多的新型抗生素，并推广使用。这些抗生素药物的使用在治疗各种 疾病，给人类带来健康、舒适的同时，在抗生素的检测、食品安全检 测、临床疗效检测等方面，也越来越被重视，研究和发展新型方便快 捷的检测方法依旧是今后研究的重点。以后的发展方向可能包括以下 几个方面：l 抗生素快速检测试剂盒的研制；2 抗生素与血清蛋白质 相互作用机理的电化学研究；3 可用于在体内检测抗生素的微生物传 感器的研制等。 4 本论文的现实意义、研究思路和主要内容 随着一些疾病的发展，人体对某些抗生素逐渐产生抗药性，研制新 山东师范大学硕士学位论文 的抗生素药物成为药剂学的研究热点。但是，目前常用的对于抗生素 类药物检测的一些方法，都存在着这样或那样的缺点和不足，例如： 对于硫酸阿米卡星的测定，欧洲药典( e p ) 、美国药典( u s p ) 均采用 h p l c 法，此法虽然准确、快速、灵敏，但仪器昂贵；中国药典采用微 生物检定法，该法操作繁琐，耗时多，不适于医院制剂的快速检测。 无论是新药的研制，还是食品安全均要求抗生素快速检测方法的产生， 电化学方法不仅操作简单、仪器价廉，而且具有灵敏度高、选择性好、 分析精度高、重复性好等特点，电化学方法还可以排除生物样品分析 中常遇到的混浊、黄疸、溶血等于扰，光度分析法则无法避免，而且 易于自动化。 因此，对抗生素电化学分析方法的不断探索不仅具有较高的理论 价值，还具有明显的现实意义。 大多染料分子( 如甲基蓝、亚甲基蓝、鸡冠花红等) 由于分子结 构中含有电活性基团( 氧化性或还原性) 而显示电化学特性。利用染 料分子对抗生素进行测定的报道大多是分光光度法口”等，而使用电化 学方法的报道尚未见到。许多抗生素类药物能与染料分子相互作用而 形成新的化学物质，从而使染料分子的电化学行为发生明显的改变， 其改变在一定范围内恰与抗生素的加入量呈良好的线性关系。本文利 用这一特性，将抗生素加入到染料分子溶液中，二者相互作用形成新 复合物，导致溶液中游离的染料分子浓度降低，电化学信号( 峰电流) 减小。根据峰电流的降低值，可以计算出抗生素的含量，从而对抗生 素类药物进行定量检测。 山东师范大学硕十学位论文 利用这种方法对阿米卡星、卡那霉素等抗生素进行了定量分析， 优化了实验条件，简便、快速、灵敏度高，并成功的应用于市售抗生 素药物的检测，从而建立了抗生素检测的新方法。 该论文共分为四章：第一章文献综述；第二章甲基蓝对硫 酸阿米卡星电化学特性的研究与应用；第三章苯胺蓝对硫酸卡那 霉素电化学特性的研究与应用；第四章以鸡冠花红为电化学探针 线性扫描极谱法测定硫酸阿米卡星；第五章聚茜素红薄膜修饰电 极对司帕沙星的电催化作用。 参考文献 1 马兆瑞，祝战斌，卡尔莱金特乳和乳制品中残留抗生素的检测方法 j 中国乳品工业，2 0 0 3 ，3 1 ( 4 ) ：3 7 4 0 2 s t e f a n od o n a d i o ，l u c i ac a r r a n o ，l e t i z i ab r a n d i ，e ta 1 t a r g e t sa n da s s a y s f o r d i s c o v e r i n g n o v e l a n t i b a c t e r i a l a g e n t s j o u r n a l o f b i o t e c h n 0 1 0 9 y ，2 0 0 2 ，9 9 ：1 7 5 1 8 5 3 d a m i e nm c d e v i t t ，m a r t i nr o s e n b e r g e x p l o i t i n gg e n o m i c st od i s c o v e rn e w a n t i b i o t i c s t r e n d si nm i c r o b i o l o g y ，2 0 0 1 ，9 ：6 1 卜6 1 7 4 郭力，王玉霞基因组学在寻找新型抗生素中的应用国外医学药学分册， 2 0 0 1 ，2 8 ( 1 ) ：3 4 3 7 5 谢建平，乐军，王洪海利用微生物基因组开发新型抗生素药学学报，2 0 0 1 ， 3 6 ( 5 ) ：3 9 6 4 0 0 山东师范大学硕十学位论文 6 华允芬，名镇寰，张铭药物基因组学研究进展药学学报，2 0 0 2 ，3 7 ( 8 ) ： 6 6 8 - 6 7 2 7 魏尔清，沈建中后基因组时代药理学研究趋向生理科学进展，2 0 0 1 ，3 3 ( 1 ) ： 7 - 1 1 8 陈代杰微生物药物学华东理工大学出版社，上海1