（无机化学专业论文）盐酸曲马多离子选择电极的研制与应用.pdf

摘要 药物分析检验技术在药物研究中占有重要地位，研究建立灵敏、快速的药物 分析方法对于新药的开发、药理学的研究以及药物的临床应用具有重要的意义。 电化学分析具有快速、简便、灵敏的特点，其中直接电位法( 用离子选择电极测 定电极电位求出活度或浓度的方法) 既快速又简捷，直接电位法最关键的技术就 是要拥有性能优异的离子选择电极。离子选择性电极技术具有高效，微量以及分 析速度快等优点，在药物分析中的应用日益广泛。 盐酸曲马多( t r a m a d o lh y d r o c h l o r i d e ，t m d ) 是阿片受体激活剂，无抑制呼吸 作用。依赖性小，镇痛作用显著。适用于急性和慢性各种原因引起的疼痛。目前 对其各种剂型的含量测定，血药浓度等方面的检测有许多报道，包括紫外分光光 度法、气相色谱法、气相色谱一质谱法、高效液相色谱法、荧光检测器、毛细 管电泳法等。其中离子选择电极在盐酸曲马多含量分析中也发挥着重要的作用。 本文探索研制新的离子选择性电极，建立简便、快速的曲马多含量电化学分析方 法。得到以下结果： 1 、制备了盐酸曲马多涂炭式p v c 膜选择电极。用不同的电活性物制作出盐 酸曲马多涂炭式p v c 膜选择电极，通过测定电极的响应曲线、使用寿命、响应 时间、使用范围等因素对电极的性能进行评价。研究表明，使用以h g 。i ：电活性 物制得的曲马多涂炭式p v c 膜电极测定曲马多浓度效果良好。 2 、制备了盐酸曲马多聚氯乙烯膜离子选择电极。通过不同的电活性物制备 了曲马多聚氯乙烯膜离子选择电极，通过测定电极的响应曲线、使用寿命、响应 时间、使用范围等因素对电极的性能进行评价。研究表明，碘碘化钾与曲马多 生成的电活性物制得的聚氯乙烯膜离子选择电极的性能优异，检测灵敏度高。 鉴于它们制作简便，响应迅速，寿命长等优点，除可用于一般药物分析外， 有望开发用作高效液相色谱或毛细管电泳仪的电化学检测器。 关键词：电位分析法；离子选择电极；涂炭式p v c 膜选择电极；聚氯乙烯 膜离子选择电极；曲马多 a b s t r a c t t h et e c h n o l o g yo fm e d i c a la n a l y s i sa n di n s p e c t i o nt a k e sa l li m p o r t a n tr o l ei n m e d i c a li n v e s t i g a t i o n ，s os t u d i e da n df o u n d e dt h es e n s i t i v ea n dq u i c ka n a l y s i sm e t h o d i si m p o r t a n tf o rt h en e wd r u g se x p l o i t a t i o n ，p h a r m a c o l o g i c a ls t u d y i n ga n dt h ec l i n i c a p p l i c a t i o n e l e c t r o c h e m i c a la n a l y s i sh a st h ea d v a n t a g eo fq u i c k n e s s ，c o n v e n i e n c e a n ds e n s i t i v i t y a n dt h e r ei sm o s ti m p o r t a n t0 nd i r e c tp o t e n t i a lm e t r i ct e c h n i q u et h a ti s e x c e l l e n ti o n s e l e c t i v ee l e c t r o d e i o n - s e l e c t i v ee l e c t r o d eh a sb e c o m ea v e r yi m p o r t a n t t e c h n i q u ef o rp h a r m a c e u t i e a la n a l y s i sb e c a u s eo fi t sh i g hs p e e da n ds m a l ls a m p l e v o l u m er e q u i r e m e n t s 。 t r a m a d o lh y d r o c h l o r i d e ( h v i d ) b e l o n g st ot h ea c t i v a t o ro fo p i a t er e c e p t o r r e c e n t l y , t h e r ew e r ean u m b e ro fc l i n i c a lr e s e a r c h e st h a ts h o wt m d c a nm a r k e d l y e a s ep a i n m o r e o v e r , t m dd i dn o ti n h i b i tb r e a t ho rb e e na d d i c t e d s ot m dw a s w i d e l yu s e dt ot r e a ta c u t ea n dc h r o m cp a i n 觞i t sl o ws i d ee f f e c t s ot h em o r ea n d m o r ea n a l y t i c a lm e t h o d sr e p o r t e df o rt m do nb l o o dd m gl e v e la n dc o n t e n to fv a r i o u s k i n d so fd o s a g ef o r mi n c l u d i n gn o n - a q u e o u st i t r a t i o n ，h i g bp e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a m ( h p i c ) ，u vs p e c t r o p h o t o m e t r y ( u v ) ，v i s i b l es p e c t r o p h o t o m e t r ya n d s oo o i o n s e l e c t i v ee l e c t r o d eh a sb e c o m eav e r y i m p o r t a n tt e c h n i q u e f o r p h a r m a c e u t i c a la n a l y s i s b e c a u s eo fi t sh i g hs p e e da n ds m a l l s a m p l ev o l u m e r e q u i r e m e n t s t h i st h e s i se x p l o r e dp r o d u c i n g an e wi o n - s e l e c t i v ee l e c t r o d ea n d e s t a b l i s h e dan e we l e c t r o c h e m i c a la n a l y s i sm e t h o df o rd e t e r m i n i n gt h ec o n t e n to f t m d t o d a y , t m di o n - s e l e c t i v ee l e c t r o d e s h a v eb e e nr e p o r t e d s ow ep r i n c i p a l l y a t t e m p t e d t o p r o d u c e p v cc a r b o ns t i c k c o a t e dm e m b r a n ee l e c t r o d ea n d p v c - m e m b r a n ee l e c t r o d eo ft m db ys o m ek i n d so fp r e c i p i t a n t t h e n , w es t u d yo n t h ee f f e c t so fu s e f u ll i f e ，r e s p o n s et i m e ，a n dl i n e a rr a n g ef o rs e l e c t i n ge l e c t r o d e e x p e r i m e n ts h o w e dt h a tp v cc 甜) o ns t i c k - c o a t e dm e m b r a n ee l e c t r o d eb yh 9 2 1 2a n d p v c - m e m b r a n ee l e c t r o d eb y1 2c o u l db es u c c e s s f u l l ya p p l i e dt od e t e r m i n a t i o no f t m di nt h es o m ek i n d so fp h a r m a c e u t i c a lp r e p a r a t i o n s a n dt h em e t h o dh a st h e a d v a n t a g eo fq u i c k n e s s ，c o n v e n i e n c e ，e n d u r a n c ea n ds e u s i t i v i 够s ot h em e t h o dc o u l d b ea p p l i e du s u a l l yi np h a r m a c e u t i c a la n a l y s i sa n di tw a sp r o b a b l yt h a tt h e s ek i n d so f e l e c t r o d ec o u l db ep r o d u c e de l e c t r o c h e m i c a ld e t e c t o ri nh p l ca n dc a p i l l a r y e l e c t r o p h o r e s i s ( c e ) k e y w o r d s ：e l e c t r o c h e m i c a la n a l y s i s ；i o n - s e l e c t i v e e l e c t r o d e ；p v cc a r b o n s t i c k - c o a t e dm e m b r a n ee l e c t r o d e ；p v c - m e m b r a n ee l e c t r o d e ；t r a m a d o lh y d r o c h l o r i d e n 独创性声明 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，也不包含为获得东北师范大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：s 她日期：皇! 烂 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复 印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学位论 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、缩印或其它 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) 学位论文作者签名：赶 指导 日 期：掣日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 教师签名：垒鱼二 期： 电话： 邮编： 前言 电分析化学的方法发展很快，是分析测定、反应机理研究的重要手段。但是 由于电分析中所使用的电极存在着一定的缺陷，如沉淀的玷污、吸附现象的存在 以及一些物质在电极上有较大的超电位，而使电极反应速度变慢，这些缺陷限制 了电分析方法在很多方面的应用。如何消除这些缺陷，使电极能进行所期望的选 择性的反应，加快电极反应速度成了一个极为重要的研究课题。化学修饰电极的 问世为这些问题的解决提供了手段。由于在电极表面赋予了具有特定性能的功能 团，使电极反应速度的加快，电极反应的可逆性及分析测定灵敏度和选择性的提 高成为可能。此外，由于表面赋予的某些功能团具有分离、富集的作用，这又为 建立有选择的分离与其它分析手段联用的新方法提供了基础。 7 曲马多( t r a m a d 0 1 ) ，其化学名称为( ) 一反一卜( 间一甲氧基苯基) - 2 - ( - - 甲氨基) 一甲基 一环己醇盐酸盐，化学结构式为： m c i o c h 3 分子式：c ，e l 衢n 0 ：h c l 它是有类阿片活性的氨基环已醇衍生物，与类阿片u 一受体有一定的亲和 性，并抑制去甲肾上腺素( n a ) 和5 一羟色胺( 5 一h t ) 等单胺类神经递质的再摄 取，选择性地抑制兴奋性神经冲动传递和激活下行单胺能递质系统的脊髓疼痛抑 制通路。由此产生类阿片的非类阿片的双重机制协同止痛。其缓释片具有较长的 半衰期，使止痛效果更为持久。广泛用于中度和严重急慢性疼痛和疼痛手术及外 科手术、手术后止痛，诊断措施或治疗引起的疼痛，研究探索分析测试曲马多的 新方法具有十分重要的意义。 一、化学修饰电极的研究及进展 化学修饰电极( c h e m i c a l l ym o d i f i e de l e c t r o d e ，c 髓) 是当前电化学、电分 析化学方面十分活跃的研究领域。人们把通过共价键合、吸附、聚合等手段有目 的地将具有一定功能( 如：催化、配合、电色、光电等) 的物质引入电极表面，使 电极赋予新的、特定功能，这一过程称为电极的化学修饰，所得到的电极称为化 学修饰电极。它突破了传统电化学中只限于研究裸电极电解液界面的范围，开 创了从化学状态上人为控制电极表面结构的新领域。 在我国，从事化学修饰电极的研究起步也较早。1 9 9 8 年，董绍俊就在化学通 报中发表第一篇关于化学修饰电极的文章。“1 之后全国各高校和研究所都积极 投入到化学修饰电极的研究工作中去，并且逐步形成以长春应用化学研究所、华 东师范大学、南京大学、武汉大学等多个科研和教学单位为核心，而各具特色的 格局。之后，每年都有大量关于化学修饰电极的研究成果和论文发表。陆化学 修饰电极是在电极表面接着某一有选择性的基团来完成的，通过对电极表面接着 的分子进行适当的剪裁，就可按人的意图给电极预定的功能，以便在电极上有选 择地进行所期望的反应，从而在分子水平上实现了对电极功能的设计。所以可瞄 认为化学修饰电极是把富集、分离和测定三者相结合的较理想体系。正因为化学 修饰电极在选择性和灵敏度方面具有独特的优越性，所以化学修饰电极的出现， 极大地推动了电化学和电分析化学的发展，成为近代电分析化学领域中一个重要 的研究方向，并且也为生命科学的研究提供了宝贵的实验场所。睁”1 近年来，我们国家在化学修饰电极的研究j 口应用主要集中在以下三方面：一 是选用合适的、含有r e d o x 活性中心的修饰剂修饰到电极的表面，降低其它待测 物质在电极表面反应的活化能，加快电极电化学反应的速度，增加电极反应的可 逆性等，即电极的电催化作用的研究和开发。在这方面的研究中，我国以南京大 学、长春应用化学研究所和复旦大学所做的工作和研究最具代表性；二是选择恰 当的修饰剂修饰于电极表面，使溶液中的待测物质可以在电极表面进行有选择的 络合、吸附或交换等，即电极的选择富集和分离。从而提高电极反应的灵敏度。 再有就是化学传感器的研究和开发，这主要是在电极表面修饰上某一专一的选择 性膜，从而研制和开发出具有某种特殊功能的电极一即电化学传感器。所以化 学修饰电极的制备是这个领域开展研究的关键性步骤。修饰方法的设计、操作步 骤、合理性及优劣程度对化学修饰电极的活性、重现性和稳定性有直接的影响， 可以认为它是化学修饰电板研究和应用的基础。 对电极表面修饰的方法很多，主要包括以下几种方法； l 、共价键合法 共价键合法“”旧是最早用来对电极表面进行人工修饰的方法，导致了“化 2 学修饰电极”的命名和问世。固体电极经清洁处理后，在表面往往带有某些含氧 的基，但浓度低而不确定。为了按设计的意图在电极表面获得高浓度的预定功能 团，首要的是向电极表面引入可供键合的基团。“8 1 共价键合法一般分两步进行： 第一步是电极表面的预处理，以引入键合基：第二步是进行表面有机合成，通过 键合反应把预定功能团接在电极表面。用这种方法的手续繁琐、过程复杂而耗时， 目前共价键合法已经不常使用。 2 、吸附法 用吸附方法可制备单分子层，也可以制备多分子层修饰电极。将修饰物质吸 附在电极上主要通过化学吸附法、欠电位沉积法、l b ( l a n g m u i r - b l o d g e t t ) 膜法、 s a ( s e l f - a s s e m b li n g ) 膜法等四种方法： 化学吸附法“”3 是当电极浸到溶液中时就发生了吸附，这是固体溶液界面 的一种自然现象。以往总把吸附当作干扰看待，化学修饰电极的出现改变了这种 认识，吸附可被认为是使电极表面产生微结构的一种方法。用化学吸附法制各各 修饰电极，除了简单、直接的优点外，存在的主要问题是吸附层不重现，但在严 格控制的实验条件，仍能获得较多重现的结果。目前吸附法在某些方面获得了广 泛地应用。 欠电位沉积法是指金属在比其热力学电位更正处发生沉积的现象。这种现象 常发生在金属离子在异体底物上的沉积，又称吸附原予，该方法能制出很好的、 有一规则的定型微结构，但其应用有一局限性，仅仅适用于有限的几对主客体。 l b ( l a n g m u i r b l o d g e t t ) 膜法“1 是将具有脂肪疏水端和亲水基团的双亲分子 溶予挥发性有机溶剂中，铺展在平静的气一水界而上，待溶剂挥发后沿水面横向 施加一定的表面压，这样溶质分子便在水面上形成紧密排列的有序单分子膜，然 后将单分子膜转移到固体电极表面，得到l b 膜修饰电极。l b 膜法可在分子水平 上制造出按设计次序排列的分子组合体，成为单分子层和几个单分子层的修饰薄 膜，电子或物质的传输容易，加上修饰分子的紧密排列，活性中心密度大，所以 此类电极的电化学响应信号也较大，膜较牢固，电极使用寿命较长，已成为一类 性能优良的吸附修饰电极。可在电催化、光电转换、分析化学等方面得到广泛 应用。 s a ( s e l f - a s s e m b l i n g ) 膜法跚3 是基于分子的自组作用，在固体表面上自然 地形成高度有序的单分子层的办法称为s a 膜法。s a 膜法简单易行，稳定性好。 双亲分子在固体表面上自组形成单分子层结构，可作为生物表面的模型以进行分 子识别，同时又可广泛的涉及基础及应用研究的许多方面，因此s a 膜法近年来 受到关注。 3 、聚合物薄膜法 多分子层修饰电极中以聚合物薄膜的研究最广。利用聚合物或聚合反应在电 极表面形成修饰膜的电极修饰方法称为聚合物薄膜法。位圳一般聚合物薄膜的 3 制各对基底电极的表面状态要求低，不严格。修饰的聚合物可以是电子导电的也 可以是非导电的，往往靠某种化学吸附作用而接着在电极表面上。聚合物薄膜本 身可能已含有电活性的基团，或者需要通过第二步反应将预定活性基结合到聚合 物薄膜上。其电极制的方法有氧化、还原沉积、有机硅烷综合等离子体电化学聚 合等。 4 、组合法 将化学修饰剂与电极材料简单地混合以制各组合修饰电极的方法为组合法， 典型的是化学修饰碳糊电极。化学修饰碳糊电极( c m c p e ) 是在碳糊电极( c p e ) 的基 础上发展起来的。化学修饰碳糊电极的制备大体有以下两种方法懈1 既直接混合法 和溶解法。 直接混合法是将化学修饰剂、碳粉和黏液三者适量直接混合，这是应用最广 的制各化学修饰碳糊电极的方法。此法的关键是如何得到均匀的碳糊，使修 饰于碳粉表面的活性组分的分布一致。溶解法则是将修饰剂直接溶解在黏液中， 再加入碳粉混合制各。这种方法仅限于亲脂性很强的修饰剂，必要时可加热 促进溶解。对某些液体修饰剂的研究如各种液体离子交换剂等适用。馏 5 、其他方法 除以上介绍的几种主要类型的修饰电极外，还有无机修饰电极。无机修饰电 极具有构造紧密、反应选择性好等特点，在修饰电极上也有较多应用。无机物修 饰电极主要有普鲁士蓝修饰电极、粘上修饰电极、沸石修饰电极、氧化物修饰电 极以及a d - a t o m 修饰电极等。 自化学修饰电极问世以来，它的研究广泛地涉及了化学、物理学、生物学、 电子学、半导体和材料科学等多个领域，制成的电极在各方面也得广泛的应用。 化学修饰电极在分析中的应用一直是一个重要的研究领域。在提高选择性和灵敏 度方面，化学修饰电极具有独特的优越性。化学修饰电极表面上的微结构可提供 多种能利用的势场，使待测物质能进行有效的分离富集，借控制电极电位又能进 一步提高选择性，而且还能把测定方法( 如脉冲伏安、溶出伏安法等) 的灵敏性和 修饰剂化学反应的选择性相结合，可以认为化学修饰电极是把分离、富集和选择 性测定三者合为一的理想体系。下面举例简单的介绍化学修饰电极在分析化学各 方面的应用； ( 1 ) 在电化学传感器中的作用： 化学修饰电极能用于各种电流、电位或电化学传感器。 化学修饰电极作为电化学传感器，很多情况下是利用修饰膜的选择透过性以 及催化特性( 如修饰酶的催化作用) 等。可利用修饰膜的渗透选择性，基于待测分 子或离子的荷电大小和空间结构等的差异，当通过膜孔时，后者起到“分子筛” 的作用而进行分离，如用醋酸纤维索与n a f i o n 复合制成双层膜，富集和分离效 果更加显著，大大提高了对d a 测定的选择性。 4 ( 2 ) 在伏安分析、电位溶出中的作用： 当修饰剂选择具有配合富集能力的有机物或聚合物时，修饰电极便可用于溶 出伏安法、电位溶出法中的工作电极，能大大提高富集能力，从而提高了测定灵 敏度。如用冠醚的内腔包合作用而制成的d c1 8 c 6 一n a f i o n g c 电极，分别对t 1 + 、 a g + 和p b + 选择性富集、溶出测定达到了很高的灵敏度。 ( 3 ) 在流动体系中的应用： 化学修饰电极的电催化性能使其非常适合于流动注射c f i a ) 、液相色谱的电 化学检测( l c e c ) 。在这方面，j w a n g 作过很多报道。啪1 由于流动注射、液相 色谱常被用来分离测定一些有机物，而这些物质往往具有较大的超电位，用一般 的电极难以测定，灵敏度也不高。利用化学修饰电极的电催化特性，不仅降低了 被测物质的超电位，而且使测定的灵敏度也有一较大的提高。如聚乙烯二茂铁修 饰膜可催化氧化抗坏血酸0 2 】，钻叶琳修饰膜催化氧化肌，嘲可用于流动分析中。 除此之外化学修饰电极还可用于光电联用技术中，采用电化学激励信号，用 光谱技术来监测体系对电信号的响应，能在现场同时获得多种信息。可用于电极 过程机理及电极表面特性的研究，监测反应中间体、瞬间状态的产物。也可研究 反应的动力学，测定电子转移数。还可用做生物传感器，主要包括酶、免疫、生 物亲和、复合酶、微生物、组织传感器等。 二、盐酸曲马多含量分析方法研究概况 盐酸曲马多( t r a m a d o lh y d r o c h l o r i d e ，t m d ) 是阿片受体激活剂，无抑制呼 吸作用。依赖性小，镇痛作用显著。适用于急性和慢性各种原因引起的疼痛。目 前对其各种剂型的含量测定，血药浓度等方面的检测有许多报道，本人通过检索 中文生物医学期刊数据库( c m c c ) 1 9 9 5 年至2 0 0 6 年有关国内对1 如分析检验报道， 就国内t m d 不同剂型分析方法作一介绍。 ( 一) 紫外分光光度法( u 、r ) 利用t m d 在紫外区内( 2 7 1 n m 左右) 有最大紫外吸收的特征，刘丽春等。“捌分别 对其胶浆剂、缓释片进行含量测定。杨玉芝嘲等人用本法和高效液相色谱法测定 盐酸曲马多注射液的含量，结果显示两法精密度，分析结果均无显著性差异。u 、， 法测定t m d 制剂含量，不用提取，方法简便、快速，结果准确重现性好。中国药 典2 0 0 5 年版叫已将此方法收载。 ( 二) 气相色谱法( g c ) 1 、气相色谱法 由于u 、r 不适于血药浓度检测。因而有报道用g c 法对t 蛔进行生物利用度和药 5 代动力学的研究。李景苏等汹1 用g c 法对国产和进t t m d 注射液进行人体生物利用 度研究；实验中未加内标物质，而是用标准曲线，最低检测浓度为5 6 n g m l ，李 桦等啪选用美沙酮作内标，采用氮选择性检测器，测定国产片剂对进口胶囊的相 对生物利用度为9 8 7 ，刘会匿等研究了两种t 鼢缓释片的药代动力学及相对生 物利用度，内标物质为n 一( 4 - 氯邻一甲苯基) 一n ，n - - - 甲基甲醚；认为生物等效性的 评价以采用a u c 。，为好，t k i d 缓释片的生物等效性评价还应考察不同立体异构体的 体内过程。欧阳冬生等对进口和国产t m d 栓进行血药浓度和生物利用度检测， 结果提示两者具有生物等效性；经与国外有关t m d 栓药代动力学和生物利用度的 研究结果比较。药物达峰“j 一致，但c 。、a u c 和t 。，2 值比国外报道略商，此差 异有否与肝代谢酶( c y p 。d 。) 的遗传变异有关，还有待研究。此法目前应用较广泛， 谷华磊啪1 等人成功应用于毒品稽查领域。以上研究证明，g c 法对t m d 的不同制剂 进行生物利用度、药代动力学研究是一种较好的检测方法，该法灵敏、专一、简 便。 2 、气相色谱一质谱法( g c m s ) 据报道1 ，人血浆中t m d 和乙酰氨基酚浓度分析可以采用g c m s 法，确定t m d 和乙酰氨基酚浓度在体内的浓度，结果表明盐酸曲马多在1 2 6 0 ug 范围内， 进样量与色谱峰峰面积的线性关系良好对乙酰氮基酚和辅料对测定无影响。结论 方法简便、快速、专属性强，能满足制剂质量控制的要求。 ( 三) 高效液相色谱法( h p l c ) 1 、紫外检测器 邱峰m 3 、屈凌波嘲分别用胛l c 法测定血浆中t 粕含量；实验选用2 1 6 、2 2 0 h m 波长作为检测波长，样品溶滚要进行稀释以减少缓释辅料对桂的伤害， 并且盐酸曲马多浓度在l o 一8 0 0 r i g 皿1 范围内与曲马多内标物峰高比呈良好线 性关系，平均回收率为9 3 4 8 ，最低定量检测浓度为l o n g m l ；证明：h p l c u v 法用于血浆中盐酸曲马多浓度的检测，符合司法毒物分析及临床药血浓度测定的 要求。刘恒戈等采用反相h p l c 法对四种t m d 不同制剂进行溶出度比较，结果普 通胶囊( 1 5 m i n 溶出8 5 以上) 复方制剂( 2 0 m i n 溶出7 5 ) 缓释片与缓释胶囊( 1 2 h 累积释药均达8 0 以上) ，最低检测限为l o n g ；认为h p l c 比u v 更可靠，并有可测定 复方制剂中t m d 含量的优势。 ， 2 、荧光检测器 根据t m d 及代谢物m 。( o _ 去甲基曲马多) 均具有荧光效应。张哲峰等叫采用 h p l c 一荧光检测法同时测定二者的血药浓度，内标物质为阿替洛尔。孙考祥等嘲 用反相h p l c 一荧光法测定多剂量口n t m d 缓释片后的血药浓度( 标准曲线法不加内 标物质) ；结果普通片血药浓度的上升与消除均较快，而缓释片则上升和消除均 6 比较平缓( 1 5 h 血药浓度仍维持在1 0 0 pg l - 1 以上) 。于洋”1 用反相h p l c - 荧光检测 法内标物质为：盐酸c i s t ，测定口服t m d 缓释片后t m d 及代谢物m 。( o _ 去甲基曲马 多) 浓度，结果表明，m l 和母体药的半衰期相近，提示多次用药不会产生代谢物 的累积。以上实验表明h p l c 荧光检测法灵敏度高，准确可靠。 ( 四) 毛细管电泳法 根据t m d 是由顺反异构的混合物组成，其中反式异构体具有药效学活性，有 报道踟国外采用毛细管电泳法能使t 姗顺反异构体在4 0 m m o l l 1 的硼砂缓冲溶液 ( p h = 9 1 4 ) 系统中于1 5 m i n 内得到基线分离、具有分辨率高、分离迅速、费用低、 无须增加任何改良剂等优点。刘会臣等用高效毛细管电泳法测定血清中反式 t m d 对映体的浓度，试验从分离度、分离时间、运行电流等方面优化选择了分析 条件，结果血药浓度达稳态后，不同时间血清中 + 卜反式t m d 明显高于 - 1 - 反式 t m d 的浓度。人体对 + _ 反式比 一卜反式t m d 吸收完全，消除慢；认为本法较手性 液相色谱法具有经济、省时、分离度高等优点。 综上所述，u v 法只能对t m d 的制剂进行简易的含量测定，而h p l c 法和g c 法及 其与m s 联用等方法既能对t 制剂进行质控，又能对其药代动力学、相对生物利 用度及其代谢产物进行分析研究，这几种方法是当前对t m d 进行分析研究的常用 方法。毛细管电泳法是目前一种新的高效分离技术，其分离效率高，样品用量少、 不受杂质污染，并能对血清中t m d 顺反异构体进行分析研究。 三、选题的目的和意义 电化学分析法是一种测定样品中痕量物质的灵敏方法。因其操作简便结果准 确在化学工业及科研领域有着极其广泛的应用。化学修饰电极( c m e ) 是7 0 年代发 展起来的一门新兴的、也是目前最活跃的电化学和电分析化学的研究领域之一。 它是在电极表面接着某一有选择性的基团来完成的，通过对电极表面接着的分子 进行适当的剪载，就可按人的意图给电极预定的功能，以便在电极上有选择地进 行所期望的反应，从而在分子水平上实现了对电极功能的设计。化学修饰电极的 研究和应用主要集中在以下三方面：一是选用合适的、含有r e d o x 活性中心的修 饰剂修饰到电极的表面，降低其它待测物质在电极表面反应的活化能，加快电极 电化学反应的速度，增加电极反应的可逆性。二是选择恰当的修饰剂修饰于电极 表面，使溶液中的待测物质可以在电极表面进行有选择的络合、吸附或交换等。 三是化学传感器的研究和开发，这主要是在电极表面修饰上某一专一的选择性 膜，从而研制和开发出具有某种特殊功能的电极一即电化学传感器。 离子选择性电极是一类电化学传感体，它的电位对溶液中所给定的离子活度 的对数呈线性关系，对某一特定离子具有特殊的选择性，能直接测定液体试样， 7 溶液的颜色和浊度一般不影响测试的结果，对复杂样品无需预处理，选择性好， 对某些离子的测定灵敏度可达1 0 - 9 数量级，所需仪器设备简单，操作方便，有 利于连续与自动分析。因此，发展极为迅速，已有几十种商品化电极，在生产实 践中得到了广泛的应用。可以应用到临床分析，环保，空间探测，生命科学，自 动化装置和药物分析等多个领域，是目前电化学分析领域中最为活跃的研究课题 之一。 盐酸曲马多( t r a m a d o lh y d r o c h l o r i d e ，t m d ) 是阿片受体激活剂，无抑制呼 吸作用。依赖性小，镇痛作用显著。适用于急性和慢性各种原因引起的疼痛。目 前对其各种剂型的含量测定，血药浓度等方面的检测国内外都有许多报道，其中 包括紫外分光光度法( 呻、气相色谱法( g c ) 、高效液相色谱法( h p l c ) 、毛细管电 泳法。但u v 法只能对t m d 的制剂进行简易的含量测定，h p l c 法和g c 法及其毛 细管电泳法虽然既能对t m i ) 制剂进行质控，又能对其药代动力学、相对生物利用 度及其代谢产物进行分析研究但分析成本昂贵手续繁杂，费时较长，所以本课题 组选择涂炭式p v c 膜与p v c 膜作成离子选择性电极，对目前临床应用的盐酸曲马 多制剂的浓度进行了测定，该方法简单快捷，样品用量少、不受杂质污染。 目前报道的离子选择性电极在药物分析中应用最多的是聚氯乙烯( p v c ) 膜电 极，国内学者在此方面做了很多的工作，成绩显著。其中最具有代表的工作有： 钟爱国等人“3 “3 研制的沙星类药物电极，就是以b i ( n 0 3 ) 。为沉淀剂，与沙星 类药物配置成活性物，然后以p v c 作支撑体，加一定量的邻苯二甲酸二丁酯作为 增塑剂，制成沙星类药物敏感膜而组装成的电极，用以测定沙星类片剂中沙星药 活性。实验证明：两种沙星类药物均在电极上产生明显的峰电流，峰电流与药物 浓度之间存在很好地线性关系，可以用于它们的定量检测。 李冬辉等人“”研制的普鲁卡因注射液电极，用碘化钾与普鲁卡因形成配置成 活性物，在用p v c 作支撑体做成活性膜电极，用于测定普鲁卡因注射液中普鲁卡 因含量。测量结果与药典法相符，并且操作简便、快速、准确。 孙贤祥等人“”研制的盐酸强力霉素电极，则用四苯硼酸钠作为配合物与盐 酸强力霉素配置成活性物，再用p v c 做成活性膜电极，测量盐酸强力霉素含量。 同样取得良好效果。 自钰“”、颜振宁“”、石晓霞“”、文媛等人分别用p v c 膜选择性电极测量尿 液中氯离子和溶液中a g + 、i 、s c n - 含量，测量结果均与药典法相符，峰电流与药 物浓度之间均具有良好的线性关系。 他们的研究结果显示，采用p v c 膜电极用于药物或药物中离子测定是可行 的，只要我们能选择合适的活性物，就可使用此电极用于医药含量的研究和测定。 8 四、所用的仪器、设备、药品 p x 卜i b 数字离子计( 江苏电分析仪器厂) ； p h s 一3 c 型精密酸度计 ( 上海雷磁仪器厂) ； 7 8 1 型磁力加热搅拌器： 饱和n a c l 甘汞电极。 p v c 粉为工业品；盐酸曲马多为锦州黑龙制药厂提供； 硝酸铋、盐酸、碘化钾、碘化汞、重铬酸钾、硫氰化钾、苯二甲酸二丁酯、 四氢呋喃等药品均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。 9 第一章涂炭式p v c 膜曲马多选择电极的研制与应用 盐酸睦马多( t r a m a d o lh y d r o c h l o r i d e ，t m d ) 是阿片受体激活剂，无抑制呼 吸作用。依赖性小，镇痛作用显著。适用于急性和慢性各种原因引起的疼痛。目 前对其各种剂型的含量测定，血药浓度等方面的检测有许多报道，常见的检测方 法包括紫外分光光度法、气相色谱法、气相色谱一质谱法、高效液相色谱法、荧 光检测器、毛细管电泳法等。其中离子选择电极在盐酸曲马多含量分析中也发挥 着重要的作用。本文力求研制一种新的离子选择性电极，建立简便、快速的测定 曲马多含量的电化学分析方法。 目前对于曲马多的选择电极国内已见报道，本论文主要尝试用不同的电活性 物制作出盐酸曲马多涂炭式p v c 膜选择电极，通过测定电极的使用寿命，响应时 间，溶液的p h 值对电极的影响，线性响应范围等因素对电极的性能进行评价， 选择优秀的电极以进行实际应用。 一、实验材料 p x j - i b 数字离子计( 江苏电分析仪器厂) ： p h s 一3 c 型精密酸度计( 上海雷磁仪器厂) ； 7 8 - 1 型磁力加热搅拌器； 饱和n a c l 甘汞电极。 p v c 粉为工业品；盐酸曲马多为锦州黑龙制药厂提供； 硝酸铋、盐酸、碘化钾、碘化汞、重铬酸钾、硫氰化钾、苯二甲酸二丁酯、 四氢呋喃等药品均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。 二、实验步骤 ( 一) 曲马多标准溶液的制备 精密称取经1 0 0 。c 干燥至恒重的曲马多原料药1 5 0 0 9 置于5 0 m l 烧杯加去 离子水溶解后转入5 0 m l 容量瓶中稀释至刻度摇匀，得1 o xi 0 1 m o l n 盐酸曲马 多储备液，避光保存。 精密量取盐酸曲马多储备液2 0 m l 于2 0 0 m l 容量瓶中用水定容摇匀后得1 0 1 0 。2 m o l l 的盐酸曲马多溶液备用。 ( 二) 曲马多电活性物的制各 1 0 i 、硝酸铋一曲马多电活性物的制各 称取b i ( n 。0 4 8 5 1 9 、k i1 6 8 6 9 9 、6 m o l lh c i1 6 7 m l 用水稀释到l o o m l ， 得到1 o x l 0 o l 几的b i ( n 0 3 ) ；溶液，备用： 将5 0 r a l1 o xl o 。2 m o l l 的盐酸曲马多溶液边搅拌边加入到1 o x1 0 一1 几 的b i ( n 。溶液中，得到橙红色沉淀。将生成的沉淀用3 号砂芯漏斗抽滤，用去 离子水洗涤6 - 8 次，于6 0o c 下干燥。即得b i ( n 0 3 ) ，的曲马多电活性物。储存于 干燥器中备用。 2 、碘化汞一曲马多电活性物的制备 称取1 o gh g i ：用0 i m o l l 的k i 溶解并稀释到1 0 0 m l ，得到i o x1 0 - 2 m o l l 的h g l ：溶液，备用。 将5 0 m l1 o xl o - 2 m o l l 的盐酸曲马多溶液边搅拌边加入到1 o 1 0 0 1 l h g l ：的溶液中，得到白色沉淀。将生成的沉淀用3 号砂芯漏斗抽滤，用去离子水 洗涤6 8 次，于6 0 0 c 下干燥。即得h g i 。的曲马多电活性物。储存于干燥器中备 用。 3 、重铬酸钾、硫氰化钾一曲马多电活性物的制备 称取0 6 9k ：c r 如、0 i gk s c n 、加入1 m 1 氨水稀释到l o o m l ，得到i o l o - 2 m o l l 的k 2 c r 2 g 、k s c n 溶液备用。 将5 0 m l1 0 x l o - 2 m o l l 的盐酸曲马多溶液边搅拌边加入到1 o x l o - 2 m o l l 的k 。c r 籼、k s c n 溶液中，得到杏黄色沉淀。将生成的沉淀用3 号砂芯漏斗抽滤， 用去离子水洗涤6 - 8 次，在常温下放在干燥器中自然干燥。即得k 2 c r 2 0 , 、k s c n 的曲马多电活性物。储存于干燥器中备用。 4 、碘一曲马多电活性物的制备 称取0 1 3 9 碘、0 3 9k i 用水稀释到l o o m l ，得到碘碘化钾溶液备用。 将5 0 m l1 o 1 0 1 m o l l 的盐酸曲马多溶液边搅拌边加入到i o xl o 2 m o l l 碘碘化钾溶液的溶液中，得到暗红色沉淀。将生成的沉淀用3 号砂芯漏斗抽滤， 用去离子水洗涤6 8 次，于6 0 下干燥。即得碘碘化钾的曲马多电活性物。 储存于干燥器中备用。 ( - - - ) 碳电极基体的预处理 将直径为5 m 左右的石墨棒浸入熔化的切片石蜡中，减压以排除石墨棒中 的气体，然后将其取出，冷却后用刀片将其一端处理成扁平状，另一端先于细 砂纸上磨平，再于硫酸纸上抛光即可。 ( 四) 涂炭式p v c 膜曲马多电极制各 1 、硝酸铋一曲马多选择电极的制备 称取b i ( n 0 3 ) 。的曲马多电活性物l o m g ，加入0 6 m l 临苯二甲酸二丁酯， 2 0 0 m gp v c 粉和5 s l 四氢呋喃，搅拌均匀得一透明溶液，将其涂于处理过并磨平 1 1 抛光后的碳电极一端，涂1 2 次后，放入操作箱中干燥2 天，即成涂碳式p v c 膜曲马多离子选择电极。电极使用前在1 0 - t o o l 升的曲马多标准溶液中活化 3 0 m i n ，然后用去离子水洗至电势达到稳定后即可使用。 2 、碘化汞一曲马多选择电极的制备 称取h g i 。的曲马多电活性物1 0 m g ，加入0 6 m l 临苯二甲酸二丁酯，2 0 0 m gp v c 粉和5 m l 四氢呋喃，搅拌均匀得一透明溶液，将其涂于处理过并磨平抛光后的碳 电极一端，涂1 2 次后，放入操作箱中干燥2 天，即成涂碳式p v c 膜曲马多离 子选择电极。电极使用前在1 0 - 3 m o l 升的曲马多标准溶液中活化3 0 m i n ，然后用 去离子水洗至电势达到稳定后即可使用。 3 、重铬酸钾、硫氰化钾一曲马多选择电极的制备 称取k ：c r ：0 ，、k s c n 的曲马多电活性物1 0 m g ，加入0 6 m l 邻苯二甲酸二丁酯， 2 0 0 m gp v c 粉和5 m l 四氢呋哺，搅拌均匀得一透明溶液，将其涂于处理过并磨平 抛光后的碳电极一端，涂1 2 次后，放入操作箱中干燥2 天，即成涂碳式p v c 膜曲马多离子选择电极。电极使用前在1 0 - m o t 升的曲马多标准溶液中活化 3 0 m i n ，然后用去离子水洗至电势达到稳定后即可使用。 4 、碘一曲马多选择电极的制各 称取碘碘化钾的曲马多电活性物1 0 m g ，加入0 6 m l 邻苯二甲酸二丁酯， 2 0 0 m gp v c 粉和5 m l 四氢呋哺，搅拌均匀得一透明溶液，将其涂于处理过并磨平 抛光后的碳电极一端，涂l 2 次后，放入操作箱中干燥2 天，即成涂碳式p v c 膜曲马多离子选择电极。电极使用前在1 0 。m o l 升的曲马多标准溶液中活化 3 0 m i n ，然后用去离子水洗至电势达到稳定后即可使用。 三、电极性能的测定 分别用盐酸曲马多选择电极与甘汞电极组成如下电池以测试电极的各项性 能： 涂炭式p v c 膜盐酸曲马多电极l l 盐酸曲马多溶液0s e c ( 一) 响应曲线 以曲马多系列标准溶液作为电池的待测液，室温下测定其电位值，选取线性 范围，绘制工作曲线。各电极的测定结果如下： f i g 1 1 为涂炭式p v c 膜硝酸铋一曲马多选择电