張進,何鑫,姚思童,劉虹辰
(沈陽工業(yè)大學理學院,沈陽 110870)
維生素C 用于治療壞血病,又稱“抗壞血酸”。它能增強人體對疾病的抵抗力,增強人體對非血紅素鐵的吸收,在防治缺鐵性貧血中發(fā)揮著重要作用[1]。目前維生素C 含量的測定方法有熒光法、光度分析法、碘量法、電化學分析法和酶法等[2–6],這些方法都需要配制標準溶液,試劑消耗量大。
漫反射傅里葉變換紅外光譜法(DRIFTS)是新近發(fā)展起來的一種紅外光譜技術(shù),主要用于粉末樣品的測試[7]。它不需對樣品進行特別處理,操作簡單,而且具有很高的靈敏度,結(jié)果可靠,已應(yīng)用于定量分析、原位測試、催化劑和動力學等研究。程存歸等[8–15]采用DRIFTS 方法完成了一些藥物中有效成分含量的測定,并測定了維生素C 片劑中抗壞血酸的含量[16]。杜德國等[17]應(yīng)用近紅外漫反射光譜技術(shù)定量分析了蘆丁和維生素C。Hong Yang 等[18]分別應(yīng)用近紅外(FT–NIR)、衰減全反射(FTIR–ATR)、漫反射(DRIFT)、紅外光聲(FTIR–PAS)、拉曼光譜(FTRaman)等技術(shù)測定了食品和藥品中維生素C的含量。
筆者采用DRIFTS 法,利用島津公司的IRSolution 定量分析軟件處理數(shù)據(jù),全面優(yōu)化實驗條件,測定了3 種維生素C 片劑中的抗壞血酸,與碘量法比較,結(jié)果滿意;同時對一種維生素C 丸劑和不同顏色維生素C 片劑中的抗壞血酸測定進行了研究。
傅里葉變換紅外光譜儀:IR–Prestige-21 型,帶DRS–8000 漫反射附件、計算機軟件IRsolution,日本島津公司;
1#樣品:關(guān)藥師維生素C 片,標示含量為50 mg,山西亨瑞達制藥有限公司;
2#樣品:德維喜維生素C 咀嚼片,標示含量為200 mg,東北制藥總廠;
3#樣品:白云山維生素C 咀嚼片,標示含量為100 mg,廣州白云山光華制藥有限公司;
4#樣品:維生素C 丸,標示含量為100 mg,東北制藥集團沈陽第一制藥有限公司;
抗壞血酸標準品:分析純,國藥集團化學試劑有限公司;
溴化鉀:光譜純,PIKE Technologies 公司。
掃描波長范圍:400~4 000 cm–1;鏡面為實驗背景;分辨率:8 cm–1;掃描次數(shù):20 次。
研 磨KBr 顆 粒,并 過 篩(孔 徑75μm),以此KBr 作為稀釋劑,準確稱量并配制抗壞血酸質(zhì)量 分 數(shù) 分 別 為1.099%,2.065%,3.988%,6.097%,7.021%,9.045%,12.15%,14.07%的8 組標準樣品。將標準樣品均勻鋪置于樣品杯中,樣品杯內(nèi)徑為4 mm,深2 mm,將表面刮平,平行測定6 次,保存。利用IR–Solution 軟件進行定量分析處理。研磨待測樣品,用KBr 稀釋,均勻混合,同上操作。
抗壞血酸的透射和漫反射紅外光譜圖如圖1所示。由圖1 可以看出,抗壞血酸漫反射和透射紅外光譜圖的吸收峰基本相同,3 400~3 230 cm–1為醇羥基R—OH 的OH 伸縮振動特征吸收峰,2 890 cm–1左右為烷烴C—H 伸縮振動特征吸收峰,1 780~1 680 cm–1酯羰基C=O 伸縮振動特征吸收峰。
圖1 抗壞血酸的紅外光譜圖
市售維生素C 片中的藥用輔料有蔗糖、乳糖、酒石酸、淀粉、甜菊素、日落黃、檸檬黃、硬脂酸鎂等,其中輔料主要成分是淀粉。圖2 是淀粉和抗壞血酸的漫反射紅外光譜,由圖2 可知,抗壞血酸羰基的吸收與淀粉的吸收不同,淀粉不會對抗壞血酸測定產(chǎn)生干擾。分析峰的選擇對漫反射定量分析結(jié)果起著重要的作用??箟难狒驶卣魑辗遢^強,應(yīng)用IRsolution 定量分析軟件分析處理,選擇吸收峰范圍為1 660~1 680 cm–1,確定測量類型為峰面積。在此條件下定量分析,標準工作曲線線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)為0.978 3,樣品定量分析結(jié)果準確。
圖2 抗壞血酸和淀粉的紅外光譜圖
實驗中分別采用KBr 粉末和鏡面作為背景,掃描同一個樣品,所得譜圖見圖3。由圖3 可以看出,在不同背景下掃描得到的抗壞血酸樣品譜圖相同,所以KBr 粉末和鏡面都可以作為背景。本實驗選擇鏡面作為背景掃描,這樣可以保證每次掃描使用的背景相同,重現(xiàn)性好。
圖3 不同背景的抗壞血酸紅外光譜圖
分別用兩個不同大小的樣品杯測定同一標準樣品,兩個樣品杯深度均為2 mm,直徑分別為4 mm和2 mm。掃描譜圖顯示,用直徑為4 mm的樣品杯掃描得到吸收峰的吸光度更高,可提高分析測定的靈敏度,所以選用大樣品杯進行測定。
樣品的顆粒越大,越容易產(chǎn)生鏡面反射,漫反射樣品的粒度應(yīng)在2~5 μm 之間,粒度越小,鏡面反射成分越少,漫反射成分越高,測定的靈敏度越高。分別用孔徑75μm 篩過篩后的KBr 和沒過篩的KBr 作為稀釋劑測定抗壞血酸的紅外光譜,圖譜見圖4。由圖4 可知,過篩之后的譜圖與樣品透射光譜圖一致,而每個基團吸收峰更強。所以KBr 需要進行過篩處理,所得顆粒粒徑不超過75μm。
圖4 過篩KBr 和沒過篩KBr 作為稀釋劑的抗壞血酸紅外光譜
應(yīng)用DRIFTS 法和碘量法分別測定4 種樣品中的抗壞血酸,其中3 種片劑樣品的測定結(jié)果見表1。
表1 樣品測定結(jié)果 %
由表1 可知,DRIFTS 法與碘量法相比,精密度略低。主要原因是漫反射測定時,測定結(jié)果受樣品混勻程度、裝樣條件的限制。
1#和2#樣品分別為白色、淡黃色的片劑,DRIFTS 法、碘量法測定結(jié)果與標示量基本一致。但3#樣品的測定結(jié)果與碘量法及標示量有差異。主要原因是3#樣品有3 種顏色,3 種不同顏色的藥片紅外分析測定結(jié)果有差異。分別對紅色、黃色、綠色3 種不同顏色的藥片用DRIFTS 法測定,測定結(jié)果分別為5.88%,6.72%,8.68%。測定結(jié)果較為分散,原因可能是,漫反射紅外光譜是對照射到樣品表面的反射光進行分析的,顏色較深的樣品對光有吸收,導致結(jié)果誤差較大。
另外,4#樣品丸劑的DRIFTS 法定量分析結(jié)果與標示量相差很大,主要原因是維生素C 丸表面附著一層堅硬的糖衣,研磨時很難與KBr 混合均勻,無法得到其與KBr 均勻混合的試樣,測量結(jié)果無法反映樣品中抗壞血酸的真實含量。
由測定結(jié)果可知:DRIFTS 法的精密度不如碘量法。白色或淺色的片劑樣品,其DRIFTS 法的定量分析結(jié)果與碘量法接近,深色或丸劑樣品測定結(jié)果不理想。
稱取KBr 0.18 g 和1#樣品 0.015 0 g 進行光譜分析,然后再加入0.010 0 g 抗壞血酸進行掃描,測定加標回收率,平行測定3 次,測定結(jié)果見表2。由表2 可知,平均加標回收率為94.0%,表明本法測量準確度較高。
表2 加標回收試驗結(jié)果
DRIFTS 法定量分析維生素片劑中的抗壞血酸測定結(jié)果準確,與碘量法測定結(jié)果基本一致。DRIFTS 定量分析法無須對樣品進行前處理,樣品制備簡單,分析速度快,不需要配制溶液,無任何試劑和溶液的消耗,可實現(xiàn)非破壞和非污染的綠色分析,費用低,應(yīng)用范圍廣。但其測定結(jié)果的精密度不如碘量法,而且其測定結(jié)果的準確程度受樣品性狀限制,白色的粉末或可研磨為粉末的樣品分析結(jié)果較為準確。
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