扑尔敏的经典B-Z振荡体系的研究

赖红伟 曹宏梅 赵文秀

・实验研究・

扑尔敏的经典B-Z振荡体系的研究

赖红伟 曹宏梅 赵文秀

目的 研究扑尔敏药物对经典B-Z振荡体系的影响。方法 在连续搅拌反应器中, 基于B-Z振荡体系, 加入一定量的扑尔敏, 考察其对周期和振幅的扰动。结果 扑尔敏对振荡体系产生了明显的扰动, 周期和振幅的变化率与所加入扑尔敏的浓度呈良好的线性关系。结论 由此建立了一种简便的扑尔敏化学振荡的分析方法, 为其临床用药提供了一定理论证据。

扑尔敏；B-Z振荡；化学振荡；连续搅拌反应器

扑尔敏是一种常用的抗组胺药, 适用于各种过敏性疾病。因其具有中枢神经系统抑制等副作用,可影响患者的正常工作和生活。但因其价格低廉,作用时间短, 故仍然是在中国农村地区或基层医疗机构经常使用的抗过敏药物之一。化学振荡现象与人体内的许多节奏性变化的生理过程有着高度的相似性, 自上世纪60年代开始, 广大科研工作者就对其进行了大量的研究［1］。本研究通过扑尔敏对经典B-Z振荡体系的扰动, 建立了一种检测扑尔敏的电化学方法, 并初步探讨了其振荡反应的作用机理, 为其临床用药提供了一定的理论依据。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂 CHI760C电化学工作站(上海辰华仪器公司)； ZH-1C型超级恒温水浴(南京多助科技发展有限公司)；HJ-1型磁力搅拌器(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司)；232型甘汞电极(上海伟业仪器厂)；213型铂电极(上海伟业仪器厂)；微量注射器(上海光正医疗仪器有限公司)。

扑尔敏(江苏鹏鹞药业有限公司)；丙二酸(天津汇英化学试剂有限公司, 分析纯)；溴酸钾(天津市津科精细化工研究所, 优级纯)；硫酸铈铵(天津市瑞金特化学有限公司, 分析纯)；浓硫酸(天津市大茂化学试剂厂, 分析纯)；实验用水为二次蒸馏去离子水。

1.2 实验方法 将一定浓度的丙二酸、溴酸钾和硫酸溶液各15 ml逐次加入至100 ml连续搅拌反应器中, 搅拌均匀至恒温(35±0.1)℃；之后再加入已恒温好的硫酸铈铵溶液15 ml, 混合液总体积为60 ml。在恒速搅拌下, 以铂电极为工作电极, 甘汞电极为参比电极, 用CHI760C电化学工作站记录体系的电位变化。待振荡体系趋于稳定后, 在铂电极指示电位最低点加入不同浓度的扑尔敏溶液, 观察其对振荡体系周期和振幅的影响。

2 结果与讨论

2.1 反应条件的选择 振荡体系中各组分的浓度将直接影响到测定体系的灵敏度, 优化后的各组分：丙二酸、溴酸钾、硫酸和硫酸铈铵的浓度分别为0.45、0.25、3、0.004 mol/L, 以确保B-Z振荡反应的稳定性和灵敏度。

2.2 扑尔敏对B-Z振荡体系的影响

图1 扑尔敏对B-Z振荡体系的影响

在35℃恒温搅拌条件下, 待振荡体系稳定后,于第六个波谷处加入一定浓度的扑尔敏溶液, 考察其B-Z振荡体系的影响, 其典型的振荡谱图如图1所示。

可知扑尔敏的加入使振荡周期和振幅均增大,其扰动随用量增多而愈明显。当体系中的扑尔敏其浓度处在(1.5×10-7～7.0×10-5) g/ml和(3.5×10-7～8.0×10-5) g/ml范围时, 其振荡周期和振幅改变值与扑尔敏的浓度呈线性关系(见图2), 检出限为4.0×10-8g/ml, 其线性回归方程分别为：

线性回归的结果说明利用不同浓度的扑尔敏与振荡周期和振幅改变值呈线性变化的关系, 可用于扑尔敏的定量分析测试。

2.3 可能的振荡机理 FKN机理指出［2］, B-Z振荡反应是一个包括20多个基元反应的复杂过程, 其总反应为：

图2 不同浓度扑尔敏对周期及振幅的影响

溴离子(Br-)浓度是B-Z振荡反应的关键因素,是过程A和B的切换开关。过程C完成Ce4+到Ce3+的转变, 同时产生Br-, 切换过程A和B。当扑尔敏加到B-Z体系后, 其所含组分可能与振荡体系中的Ce离子发生相互作用, 从而使振荡体系产生扰动,即对周期和振幅发生作用。

为证实扑尔敏与Ce离子的相互作用, 循环伏安测试(cyclic voltammetry CV)：即Ce单独存在及随后加入扑尔敏作如图3所示。可知在Ce离子(0.004 mol/L)的硫酸溶液(1 mol/L)中, 随后加入扑尔敏, 其氧化还原峰电位略有偏移, 但峰电流明显减小, 说明了扑尔敏与Ce离子存在着某种相互作用, 故对振荡体系产生扰动。

图3 循环伏安图。Ce4+和Ce4++扑尔敏的混合溶液

3 结论

本文考察了扑尔敏对B-Z振荡反应体系的扰动, 发现其浓度分别在(3.0×10-6～5.0×10-4) g/ml和(5.0×10-6～2.0×10-4) g/ml区间与振荡周期及振幅改变值都呈良好的线性关系；该研究建立了一种检测扑尔敏的化学振荡的方法, 与其他测试方法相比, 化学振荡所用仪器简单低廉、易操作、准确性高。

［1]Field, R J.Limit cycle oscillations in the reversible oregonator.Chem Phys, 1975,63(6):2289-2296.

［2]李怀娜,慈云祥.用流动注射法研究琉基化合物-铈(Ⅳ)-氢化可的松的化学发光反应.分析化学, 1997, 25(6):679-682.

R917

A

1674-9308(2013)04-0056-02

10.3969/J.ISSN.1674-9308.2013.04.033

132013 吉林医药学院