以铁氰化钾为探针试剂光度法测定卡比马唑

郭　丽，刘礼涛，张　丹

(1 河南省环境监测中心，河南　郑州　450004;2 新乡市环境保护监测站，河南　新乡　453000)



以铁氰化钾为探针试剂光度法测定卡比马唑

郭丽1，刘礼涛2，张丹1

(1 河南省环境监测中心，河南郑州450004;2 新乡市环境保护监测站，河南新乡453000)

采用K3[Fe(CN)6]为探针试剂分光光度法测定卡比马唑的新方法。研究表明，在酸性条件下，卡比马唑使Fe(III)还原为Fe(II)，还原生成的Fe(II)可以与K3[Fe(CN)6]反应生成可溶性普鲁士蓝KFeIII[FeII(CN)6]。卡比马唑的浓度在0.05～4.8 μg/mL范围内与吸光度呈现良好线性关系，线性回归方程A=0.02016+0.35987C(μg/mL)，相关系数R=0.9998，检出限为0.042 μg/mL，相对标准偏差R.S.D.=0.58%(n=11)，间接测定卡比马唑的摩尔吸光系数ε=6.7×105L/(mol·cm-1)。本方法成功用于药物中卡比马唑含量的测定，平均回收率为98.3%～102.0%，结果满意。

卡比马唑；铁氰化钾；分光光度法

卡比吗唑(CBZ)是一种抗甲状腺药物，常用来治疗甲状腺机能亢进[1]。其作用机制是抑制甲状腺内过氧化物酶，从而阻碍吸聚到甲状腺内碘化物的氧化及酪氨酸的偶联，阻碍甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)的合成[2-4]。其也用来加快的动物的生长速度。因此，对于吗唑的测定在临床应用以及药物质量控制等方面有较大的意义。目前以已报道的测定卡比吗唑的方法有：比色法[5]，直接滴定法[6]，色谱法[7]，化学发光法[8],流动注射分光光度法[9]和药典法[10]等。

本文建立了以K3[Fe(CN)6]为探针试剂可见分光光度法测定卡比吗唑的新方法。研究表明：在pH小于4.0的条件下，卡比吗唑定量水解生成甲巯咪唑[8]，甲巯咪唑可以将Fe(III)还原为Fe(II)，生成的Fe(II)可以与K3[Fe(CN)6]反应生成对可见光具有强吸收的可溶性普鲁士蓝KFeIII[FeII(CN)6][11]887，其最大吸收波长λmax为735 nm。卡比马唑的浓度在0.05～4.80 μg/mL范围内与吸光度呈现良好线性关系，间接测定卡比马唑的摩尔吸光系数ε=6.7×105L/(mol·cm-1)。本方法成功用于药物中卡比马唑含量的测定，并且具有灵敏度高、检测限低、选择性好、操作简便、成本低等特点，对于建立卡比吗唑分析的新方法具有重要的实际意义。

1　实　验

1.1主要试剂与仪器

卡比马唑(AR)，辽宁绿丹药业有限公司：配制成1.00 mg/mL的标准储备液，置于4 ℃避光保存，用时稀释至所需浓度；铁氰化钾(AR)，北京化工厂：配制成1.5×10-2mol/L标准溶液；三氯化铁(AR)，天津化工三厂：配制成1.5×10-2mol/L标准溶液；所用水均为二次蒸馏水；其他试剂均为分析纯。

T6双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；CS-501超级恒温仪，重庆实验设备厂；D8-X射线粉末衍射仪，德国布鲁克仪器公司。

1.2实验方法

分别准确移取1.20 mL 1.5×10-2mol/L FeCl3、0.8 mL 1.5×10-2mol/L K3[Fe(CN)6]及一定量的卡比马唑于25 mL磨口比色管中，控制溶液pH<4.0，用二次蒸馏水稀释至刻度，摇匀后于25 ℃下反应30 min，以试剂空白做参比，于735 nm处测定其吸光度。

2　结果与讨论

2.1吸收光谱

以蒸馏水为参比，分别测得试剂空白(浓度均为1.5×10-2mol/L的FeCl31.0 mL和0.6 mL K3[Fe(CN)6]相混合)、卡比吗唑的吸收光谱以及以试剂空白为参比测得反应产物(可溶性普鲁士蓝KFeIII[FeII(CN)6])的吸收光谱见图1。

图1　吸收光谱图

图1表明，反应生成物的最大吸收波长为735 nm(曲线a)，试剂空白(曲线b)、卡比吗唑(曲线c)在500～900 nm范围内基本无吸收。为消除试剂干扰，试验中以试剂空白为参比，于735 nm处测定生成物普鲁士蓝KFeIII[FeII(CN)6]的吸光度。

2.2三氯化铁用量对吸光度的影响

图2　FeCl3用量的影响

固定K3[Fe(CN)6]、卡比吗唑的用量分别为1.00 mL和 40 μg，FeCl3的用量对吸光度的影响见图2。试验结果表明，当FeCl3加入量为1.00 mL时，吸光度已达到最大；而继续增加FeCl3用量，吸光度基本恒定不变。这表明溶液中的卡比吗唑已全部被Fe(III)氧化，反应生成的Fe(II)的量已达到最大，所以即使继续增加FeCl3的用量，还原生成Fe(II)的量也不再增加，即生成可溶性普鲁士蓝的量不再增加。为了使卡比吗唑与Fe(III)反应完全，FeCl3的用量为1.20 mL。

2.3铁氰化钾用量对吸光度的影响

根据实验步骤，研究了铁氰化钾用量对吸光度的影响，见图3。试验表明，当K3[Fe(CN)6]的加入量为0.60 mL时，吸光度达到最大，且吸光度不会随着K3[Fe(CN)6]用量的增加而改变。这表明溶液中被卡比吗唑还原生成的Fe(II)所形成的普鲁士蓝浓度已达到了最大。为保证反应生成的Fe(II)能够完全反应，试验选择K3[Fe(CN)6]的最佳用量为0.80 mL。

图3　K3[Fe(CN)6]用量的影响

2.4反应温度和时间的影响

固定反应时间为30 min，按照试验方法测定不同反应温度下溶液的吸光度。结果表明：当反应温度为25 ℃时，产物吸光度最大；当反应温度继续升高，吸光度下降。其原因可能是在较高温度下，反应生成的可溶性普鲁士蓝KFeIII[FeII(CN)6]不稳定易分解所致，这也与实验中温度升高时溶液颜色变浅的现象相一致。

固定反应温度为25 ℃，讨论了反应时间对吸光度的影响。结果表明，当反应时间为30 min时，吸光度达到最大，且能保持30 min不变，该条件已能够满足测定的要求。因此本试验选择的最佳反应温度和反应时间分别为25 ℃和30 min。

2.5pH值的影响

固定FeCl3和K3[Fe(CN)6]的用量分别为1.2 mL和0.8 mL，试验了不同pH值对吸光度的影响(见图4)。图4中可见，当pH值等于1～4时，溶液的吸光度达到最大，并且基本保持不变。随着pH值的升高，溶液的吸光度有明显降低。这是由于Fe(III)在较高的pH值条件下，容易水解生成Fe(OH)3沉淀[11]883，影响了 Fe(III)与卡比吗唑的反应，使溶液的吸光度降低。这也与实验中观察到当pH值大于4时，反应溶液变浑浊的现象相一致。当的用量增加时，产物颜色减弱的现象相一致。为了使反应进行的更加完全，应该控制溶液的pH值小于4.0。

图4　pH值的影响

2.6有机溶剂的影响

固定反应条件不变，试验了有机溶剂对溶液吸光度的影响，见图5。从图5中可以看出，当乙醇和丙酮分别加入反应溶液中，溶液的吸光度有不同程度的升高。其中，丙酮对溶液的吸光度影响更加明显。当加入丙酮的体积为5.00 mL时，溶液的吸光度增加了62%。而乙醇对溶液的吸光度较小。可能的原因是丙酮的极性相对于乙醇来说较小。并且由于络合物的稳定常数随着溶液极性的减小而增大[12]，所以普鲁士蓝在丙酮中的稳定常数较大。这也解释了含有丙酮的溶液的吸光度高于含有乙醇溶液的原因。

图5　有机溶剂的影响

2.7动力学性质

2.8工作曲线

按照试验步骤配制一系列卡比吗唑的标准溶液，以吸光度为纵坐标，卡比吗唑的浓度(C/μg/mL)为横坐标绘制标准曲线见图6。结果表明，卡比吗唑的浓度在0.05～4.80 μg/mL范围内呈现良好线性关系，线性回归方程为A=0.020+0.35987C(μg/mL)，线性相关系数R=0.9998。根据线性回归方程可以计算出卡比吗唑的摩尔吸光系数ε=6.7×104L/(mol·cm-1)。按照试验方法平行测定11份试样，相对标准偏差R.S.D=0.58%，检测限(3σ/k)为0.042 μg/mL。

图6　工作曲线

2.9反应机理

在pH小于4.0的条件下，卡比吗唑定量水解生成甲巯咪唑[8]，甲巯咪唑分子中的巯基具有还原性[13]可以将Fe(III)还原为Fe(II)，而甲巯咪唑被氧化生成二硫化物，生成的Fe(II)可以与K3[Fe(CN)6]反应生成可溶性普鲁士蓝KFeIII[FeII(CN)6]。反应方程式推断如下：

3　共存组分的影响及样品分析

3.1共存组分的影响

3.2样品分析

将2片卡比吗唑片剂(5 mg/片，辽宁绿丹药业有限公司)，充分研磨，混合均匀，准确称取适量样品，加入少量乙醇溶解，用蒸馏水稀释至所需浓度，4 ℃避光保存。按照1.2节试验方法测定片剂中卡比吗唑的含量，结果见表1。与已报道方法[5]进行对比，结果一致。

表1　药片中卡比吗唑的回收率Table 1　The recovery of Carbimazole in tablets (n=5, t0.05, 4=2.78)

4　结　论

本文以卡比吗唑可以还原Fe(III)为基础，建立了以K3[Fe(CN)6]-Fe(III)体系可见分光光度法测定药片中卡比吗唑含量的新方法。研究表明：控制溶液pH值小于4.0，Fe(III)可被卡比吗唑还原生成Fe(II)，还原生成的Fe(II)与K3[Fe(CN)6]反应生成可溶性的普鲁士蓝KFeIII[FeII(CN)6]，根据吸光度间接测定卡比吗唑的含量。该方法以K3[Fe(CN)6]作为显色剂不仅经济易得，而且本法具有简单、选择性好等特点，适用于测定药片卡比吗唑的含量。

[1]Goodman A, Goodman L S, Rall T W, et al. Panamericana(7th Ed)[M].Madrid: The Madrid Press,1989:1330.

[2]James E F, Anne B M. The extra pharmacopeia(28th Ed)[M].London:The Pharmaceutical Press,1982:686.

[3]Stenlake J B, Williams W D, Skellern G G. Development and comparison of thin-layer chromatographic and gas-liquid chromatographic methods for measurement of methimazole in rat urine [J]. J. Chromatogr,1970,53:285-288.

[4]Morchant B, Alexander W D, Lazarus J H. The Accumulation of 35S-Antithyroid Drugs by the Thyroid Gland [J]. J. Clin. Endocrinol,1972,34:847-851.

[5]Salah M S.Colorimetric methods for the assay of carbimazole in drug formulations using dichromate and molybdate [J].J Pharm Biomed Anal,1992,10(10-12):1059-1062.

[6]Elbardicy M G, Elsaharty Y S, Tawakkol M S. Bromometric determination of carbimazole[J]. Talanta,1993,40(4):577-583.

[7]Skellem G G.Aspects of the analysis of drugs and drug metabolites by high-performance liquid chromatography [J]. Analyst,1981,106:1071.

[8]Anastasios E, Paraskevas D T, Maria N, et al. Determination of methimazole and carbimazole by flow-injection with chemiluminescence detection based on the inhibition of the Cu(II)-catalysed luminol-hydrogen peroxide reaction [J].Anal Chim Acta,2004,505:129-133.

[10]中华人民共和国药典(二部)[M].北京:化学工业出版社,2005:102.

[11]北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学,等.无机化学.3版[M].北京：高等教育出版社,2002:883.887.

[12]潘教麦,陈亚森,严恒太.显色剂在冶金分析中的应用[M].上海:上海科技出版社,1981:53.

[13]胡宏纹.有机化学.2版[M].北京:高等教育出版社,1990:581.

Determination of Carbimazole by Using Potassium Ferricyanide as Spectroscopic Probe Reagent

GUO Li1， LIU Li-tao2, ZHANG Dan1

(1 Henan Province Environmental Monitoring Center, Henan Zhengzhou 453004;2XinxiangEnvironmentalProtectionMonitoringStation,HenanXinxiang453000,China)

A highly sensitive method for the determination of carbimazole in pharmaceutical preparations was proposed by using potassium ferricyanide as spectroscopic probe reagent. This method was based on the fact that carbimazole can be quantitatively hydrolysed to methimazole, Fe(III) was reduced to Fe(II) by methimazole and the in situ formed Fe(II) reacts with potassium ferricyanide to give soluble prussian blue under pH<4.0. Beer’s law was obeyed in the concentration range of 0.05～4.80 μg/mL of carbimazole with an excellent correlation coefficient (r=0.9998). The equation of the linear regression was A=0.020+0.35987C (μg/mL) and the detection limit was 0.042 μg/mL. The apparent molar absorption coefficient of indirect determination of carbimazole was 6.7×104L/(mol·cm-1). The results showed a sensitive, simple, reliable and readily applied method to determine carbimazole in pharmaceutical product. No interference was observed from common excipients in formulations. Recoveries were within 98.3%～102.0%, with standard deviations ranging from 0.33% to 0.85%.

potassium ferricyanide; carbimazole; spectrophtometry

郭丽(1984-)，女，助理工程师，主要从事环境监测和药物分析。

O657.32

A

1001-9677(2016)014-0152-04