原创 紫外可见分光光度法在抗生素类药物分析中的应用

紫外可见分光光度法在抗生素类药物分析中的应用
摘要：综述了近年来紫外可见分光光度法在抗生素药物分析中的应用，其中包括 内酰胺类、氨基糖苷类、 四环素类、大环内酯类、喹诺酮类抗生素；并展望了该方法今后的发展趋势。 自1940年青霉素应用于临床以来，已发现的抗 生素种类达千余种，临床中常用的亦有上百种。据 报道，在欧美等发达国家，抗生素的使用量占到所有 药品的10％左右；而在我国医院的使用量普遍在 30％～50％之间。畜牧业、渔业中使用的抗生素更 多，其用量远远超过人类各种抗生素使用量的总和。 准确测定生产过程及临床应用的抗生素含量，对合 理使用抗生素具有重要意义。紫外可见分光光度法 因分析手续简便，仪器简单，无需高价维护，能满足 常规检测需要，在抗生素分析中被普遍使用。近几 年来，借助紫外可见分光光度法研究抗生素的论文 就有上百篇，本文就这一时期的有关报道进行简要 评述。

1 抗生素的常见分析方法 在抗生素分析检测中，目前常用的方法有微生 物检定法、质谱法(MS)及色谱法(包括薄层色谱 TLC、高效液相色谱HPLC、气相色谱GC、毛细管电 色谱CEC)等。微生物检定法元需对抗生素多种活 性成分进行分离，可体现药品的医疗价值，但是也存 在步骤繁琐、成本高、误差大等缺点。色谱法，先分 离后检测，具有灵敏、准确，分析速度快等优点，与 MS法联用还可提高选择性和灵敏度。但是， HPLC、GC、MS等仪器昂贵，设备维护费高，极大地 限制了其普及。紫外可见分光光度法恰恰在经济、 实用方面弥补了大型仪器方法的不足；其仪器简单， 无需高价维护，分析手续简便，能满足纯药品常规分 析的需要，因而在高等院校、医院、药厂等基层单位， UV光度计的使用率远高于色谱法和生检法。

2 紫外可见分光光度法 紫外可见分光光度法是基于分子内电子跃迁而 建立起来的一种光谱分析方法。其中皿一皿，p-．n共轭 体系的电子跃迁较有实用价值，前者能产生较强吸 收峰，后者往往具有增色作用。紫外可见光度法定 量分析的基础是朗伯一比尔定律：A=cbc。经过半个 世纪的发展，紫外可见光度法已经形成了一些比较 成熟的测定方法，如普通光度法常以蒸馏水为参比， 无需显色剂，在最大吸收下直接测定；显色光度法是 利用被测物与显色剂的显色反应，以试剂空白或样 品空白为参比，在显色波长下进行测定；如果测定波 长选择显色剂的褪色波长，则称为褪色法。对于多 组分样品，由于总吸收为各组分吸收的总和，如于两 波长分别测定后，建立方程组，可同时测得2个组分 的含量，此为双波长法。对于吸收出现肩峰的情况， 可先对吸收曲线进行求导处理，再选择峰值为测量 点，此为导数法。其它常用的方法还有双光束法、示 差法、等吸收法等。

3 抗生素类药物的结构与光谱吸收 不同作者对抗生素的分类方法有所不同，顾觉 奋[ ]将抗生素分为5大类：(1) 内酰胺类；(2)氨基 糖苷类；(3)四环素类；(4)大环内酯类；(5)其它类。 本文依据此分类，并将近年研究较多的喹诺酮类抗 生素单独列为一类，简述抗生素的结构及紫外吸收 特征。
3．1 II．内酰胺类抗生素 分子含有f}-内酰胺环结构，如图1所示。口一内 酰胺环状J’1一J’1 吸收在200 nm以下，当侧链含有其 它显色或助色基团时，可在200 nm以上产生吸收。 临床应用中绝大多数口一内酰胺类抗生素都有紫外吸 收。 一. ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ 。。‘ . H 图1 青霉索
3．2 氨基糖苷类抗生素 氨基环醇与氨基糖缩合而成的苷，分子结构如 图2所示。其特点是一般不含J’1～J’1共轭体系 但含 多个羟基和氨基；易溶于水，易形成配合物，可用显 色法进行测定。常用的显色剂有Fe3 离子、依文思 蓝、曲利本红、曲利本蓝、滂胺天蓝等。 NI{2 图2 庆大霉素
3．3 四环素类抗生素 以四并苯环为母核，基本结构如图3所示，含有  热像仪 | VOC检测仪 | 螺丝批 | 尖嘴钳 | 一氧化碳检测器 | 钩表 | 电阻计 | 验电笔 | 光度计 | 泄露气体检测仪 | 万能钳 | 发生器 | 温度探头苯环，且环外一 O 使共轭体系增长。通常在 210～250 nm有K带强吸收，在260～300 nn3．有B 带强吸收或由Ar--C-~O 共轭引起的强吸收，可直 接进行测定。 图3 四环素类抗生索基本结构
3．4 大环内酯类抗生素 以1个大环内酯为母体，通过羟基，以苷键和1 ～ 3个分子的糖相联结，图4为红霉素。多数大环 内酯抗生素在200～300 nm之间有紫外吸收峰，可 直接进行测定。由于分子常为多羟基结构，因而也 常利用显色法测定。 图4 红霉素
3．5 喹诺酮类抗生素 喹诺酮类抗生素的基本结构如图5所示。R及 X的不同，构成了不同的品种[ 。分子中含有p-．n， Yl—J’1共轭体系，在紫外均有吸收。 OOH R8 Rl 图5 喹诺酮类抗生素基本结构
4 紫外可见分光光度法的应用
4．1 fI．内酰胺类抗生素 8一内酰胺类抗生素的吸收往往无其它干扰，可 不经显色直接测定含量。李燕航等在这方面做了一 些研究工作，他们用普通法直接测定了头孢地 尼 3、头孢氨苄[ ；用示差法测定了孢羟氨苄[5 ；用 一阶导数法测定了头孢拉定 J。口一内酰胺类抗生素 也可用显色光度法进行测定，杜黎明等对此进行了 一系列研究，他们以四氰基对苯醌为显色剂，分别测 定了头孢克洛和头孢噻吩[’ ；以硫酸铁铵为显色剂 测定了头孢曲松钠 ]，以苯基荧光酮为显色剂测定 了头孢哌酮钠 J。 紫外可见分光光度法还可用于临床配伍药物。 如李锦璨等在272 nm处考察了注射用头孢米诺钠 在5种不同输注液中的稳定性[10]，黄红瑞等在274 nm处研究了头孢呋辛钠注射液与氨茶碱、鱼腥草2 种注射液的配伍稳定性[11]。
4．2 氨基糖苷类抗生素 该类抗生素数量种类较多，包括链霉素、庆大霉 素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、核 糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。江虹等[12]对硫酸 庆大霉素、妥布霉素及硫酸新霉素做了一系列研究 工作，发现在pH 2．8～7．0的条件下，曲利本红 (TR)与硫酸妥布霉素(T0B)、硫酸庆大霉素(GEN) 和硫酸新霉素(NI、o)等反应生成红色离子缔合物， 于570 nnl、392 nnl、392 nnl处产生新的吸收峰，于 498 nnl、498 nnl、502 nm处产生褪色峰；他们用显色 法、褪色法及双波长叠加法分别进行研究，并应用于 硫酸庆大霉素注射液、复方硫酸新霉素滴耳液、硫酸 妥布霉素注射液的测定，结果满意。江虹等还发现， 金属镧、GI (或ToB)与水溶对氮蒽蓝(ABWS)形 成蓝色离子缔合物后，具有正吸收峰和负吸收峰，正 吸收峰位于672 m ，负吸收峰分别位于610 nnl (GEN)和614 m (Tlm )，表观摩尔吸光系数e均大 于10 L·mol-1·cnl_。，可用于注射液及人体尿液中 庆大霉素及妥布霉素含量的测定[13]。其他方面王 福兰等以用溴甲酚绿为显色剂在432 nm测定了硫 酸卡那霉素【¨ ；湛海粼等以伊文思蓝为显色剂在 678 nm测定了硫酸阿米卡星【15 ；陈沛琦等以乙酰 丙酮一甲醛为显色剂在335 m 测定了新霉素L16]。
4．3 四环素类抗生素 四环素类抗生素如四环素、金霉素、土霉素、强 力霉素、美他环素、甲烯土霉素和米诺环素等曾广泛 应用于临床，但由于病原菌耐药性、不良反应及人禽 共用的危险性，本类药物临床应用已很少，目前主要 用于牲畜饲料添加剂[17]。抗生素会在牲畜体内形 成药物残留，药残分析是目前研究的热点，但由于 UV光度法的局限性，近几年在这方面的研究报道 仅有几篇。 陈雅[18]等采用普通光度法，在291 nnl处对鱼 肝油乳剂中的制霉菌素进行测定，线性范围为6．98 ～ 16．3／lg·mL_。，回收率100．8％，RSD为0．87％。 田益玲【19]等在278 m 对牛奶中的四环素进行了测 定，方法线性范围0．03～115 nag·mL_。，回收率 95．5％-100．5％，RSD为2．1％。
4．4 大环内酯类抗生素 大环内酯类抗生素毒性低微，能够作用于细菌 细胞膜，口服方便且价格较廉，在治疗学上重要性仅 略次于B-内酰胺类和氨基糖苷类。临床常用的有红 霉素、克拉霉素、阿奇霉素、琥乙红霉素、罗红霉素、 吉他霉素等。一些紫外可见光度法在该类药物的研 究情况列于表1中。这些方法与药典方法比较，结 果基本一致，可以应用于生产管理及含量检测。 表1 大环内酯类抗生生素的测定
4．5 喹诺酮类抗生素 近年来利用紫外可见光度法研究该类抗生素的 报道比较多(见表2)。 对于有干扰的情况，可以用双波长法或选用有 选择性的显色剂进行处理。如周红娇应用双波长分 光光度新计算法，以0．1 mol·L-1盐酸为溶媒，选择 293．0 nnl为测定波长,271．5 nm为等吸收波长，不 经分离，直接测定氧氟沙星葡萄糖注射液中氧氟沙 星的含量，消除了葡萄糖的分解产物5．羟甲基糠醛 (5一Ⅷ )对氧氟沙星含量测定的干扰，方法简便， 结果可靠[25]。彭小丽等以中性红(NR)作为光谱探 针，对比研究了fi-环糊精(~-CD)、羟丙基一fi-环糊精 (HP—fi-CD)、甲基一fi-环糊精(DM-~-CD)在pH 7．6的 缓冲液中，对左氧氟沙星(LVFX)、氧氟沙星 (0FLX)客体分子的识别和LVFX的含量测定，证 明fi-环糊精及其衍生物与LVFX和OFLX具有较 强的手性识别能力，并且该法可用于LVFX含量的 测定[2 6l。 表2 部分喹诺酮类抗生素的测定

5 趋势和展望 紫外可见光度计发展已愈50年，分析方法比较 成熟，新的发展主要将集中在2个领域：新试剂及仪 器联用。新试剂主要包括显色剂和增敏剂。目前常 用的显色剂有杂偶氮类、荧光酮、卟啉类、三氮烯类、 安替比林类、三苯甲烷碱性染料、杯芳烃等几大类， 这些显色剂以前主要应用于药物中金属离子的显色 测定，但少数可能应用于有机药物。近年报道用于 有机药物分析的显色物质有氯冉酸、紫色素、醌茜 素、茜素磺酸钠、四氰乙烯、甲酚红、四氯苯醌、四氰 基对二次甲基苯醌等。增敏剂包括各种表面活性 剂、高分子聚合物、环糊精等试剂，在改善光度分析 性能，提高灵敏度方面起着重要作用。紫外可见光 度计的新发展主要体现在智能化、微型化、集成化、 高速在线检测和仪器联用上。联用则主要是uV与 HPLC、CEC等高效分离技术的联用。近年来 HPLC在药物分析中占据着主要地位，而大多数商 品仪器仍以Uv光度计为检测器，因而，联用技术也 是紫外可见光度法所关心的课题。