双波长叠加吸收光谱法测定药物中的酒石酸美托洛尔

刘 蕖,吴江艳,李 浩,杨贵媛,江 虹*

(1.长江师范学院 化学化工学院,武陵山片区绿色发展协同创新中心,三峡库区环境监测与灾害防治工程研究中心，重庆 408100;2.重庆市医药卫生学校,重庆 408100)

双波长叠加吸收光谱法测定药物中的酒石酸美托洛尔

刘 蕖1,2,吴江艳1,李 浩1,杨贵媛1,江 虹1*

(1.长江师范学院 化学化工学院,武陵山片区绿色发展协同创新中心,三峡库区环境监测与灾害防治工程研究中心，重庆 408100;2.重庆市医药卫生学校,重庆 408100)

建立了快速、准确测定药物中酒石酸美托洛尔的双波长叠加可见吸收光谱法。在pH 4.55 的酸性Tris-盐酸介质及586～740 nm 波长范围内，偶氮氯膦Ⅲ与酒石酸美托洛尔反应生成具有两个明显正吸收峰的离子缔合物，最大正吸收波长位于614 nm，次大正吸收波长位于664 nm，表观摩尔吸光系数(κ) 分别为6.03×104L/(mol·cm)(614 nm)和5.37×104L/(mol·cm)(664 nm)，酒石酸美托洛尔的质量浓度在0.2～8.6 mg/L 范围内服从朗伯-比尔定律，检出限为0.13 mg/L(614 nm)和0.15 mg/L(664 nm)。当采用双波长叠加法测定时，其表观摩尔吸光系数(κ) 可达1.14×105L/(mol·cm)，检出限为0.072 mg/L。该文同时探讨了显色反应的适宜条件、共存物质的影响及吸收光谱特征。实验发现，该反应体系的单波长及双波长叠加吸收光谱法的表观摩尔吸光系数可达5.37×104～1.14×105L/(mol·cm)，方法可用于市售药物中酒石酸美托洛尔含量的测定，加标回收率为98.0%～101%，相对标准偏差(n=6)为1.8%～2.3%。

酒石酸美托洛尔；偶氮氯膦Ⅲ；药物；双波长；吸收光谱法

酒石酸美托洛尔(Metoprolol tartrate,MPT)又名倍他乐克，属第二代选择性肾上腺β1受体阻滞剂，临床上广泛用于治疗高血压、心绞痛、心肌梗死、心律失常、心力衰竭等疾病[1-2]。由于酒石酸美托洛尔在使用过程中可能产生一定的副作用，当用药过量时可能导致低血压或心率减慢等，严重影响人体健康。鉴于此，对药物中酒石酸美托洛尔含量进行研究有着一定意义。目前，国内外对酒石酸美托洛尔的检测方法主要有高效液相色谱法[3-8]、液相色谱-质谱联用法[9-11]、电化学法[12-15]、荧光法[16]、核磁共振波谱法[17]、滴定法[18]及紫外-可见分光光度法[19-20]等。已报道的紫外-可见分光光度法灵敏度较低，表观摩尔吸光系数仅6.83×103L/(mol·cm)[19]和1.92×103L/(mol·cm)[20 ]。本工作以偶氮氯膦Ⅲ作探针，采用双波长法研究酒石酸美托洛尔含量的检测方法，相关研究尚未见文献报道。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

U-3010型紫外-可见分光光度计(日本日立公司)；pHS-3C 精密酸度计(上海虹益仪器仪表有限公司)；EL104型电子天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司)。

酒石酸美托洛尔对照品(纯度≥99%，中国食品药品检定研究所，批号：100084-201403)；偶氮氯膦Ⅲ(分析纯，中国医药(集团)上海化学试剂公司)；三羟甲基氨基甲烷(分析纯，齐一生物科技(上海)有限公司)；盐酸(分析纯，重庆华东化工有限公司)；酒石酸美托洛尔片(1#，阿斯利康药业(中国)有限公司，产品批号1609A20；2#，烟台巨先药业有限公司，产品批号161004; 3#，江苏常州四药制药有限公司，产品批号20160614)；实验用水为二次蒸馏水。

1.2 溶液的配制

酒石酸美托洛尔标准溶液：准确称取适量的酒石酸美托洛尔对照品，用水溶解后配成684.8 mg/L 贮备液，于冰箱4 ℃ 保存；工作液为68.48 mg/L，临用时取贮备液配制。偶氮氯膦Ⅲ(CHL)溶液：1.00×10-3mol/L。三羟甲基氨基甲烷(Tris)-盐酸缓冲溶液：取适量盐酸溶液(0.10 mol/L)和Tris溶液(0.20 mol/L)混合，用酸度计测定，配成pH 3.5～9.5的系列溶液。

1.3 实验方法

用移液管准确移取一定量的酒石酸美托洛尔标准溶液于10 mL具塞比色管中，加入2.00 mL pH 4.55 Tris-盐酸缓冲溶液和2.00 mL 1.00 mmol/L偶氮氯膦Ⅲ溶液，用水定容，摇匀，5 min 后，用1 cm比色皿，以试剂空白为参比，用双波长叠加法测定溶液的吸光度A。

图1 吸收光谱Fig.1 The absorption spectra1.3.42 mg/L MPT,against water；2.2.00×10-5 mol/L CHL, against water；3～7：1.71,3.42,5.14,6.85,8.56 mg/L MPT-2.00×10-4 mol/L CHL,against reagent blank;pH 4.55

2 结果与讨论

2.1 MPT-CHL 的吸收光谱特征

酒石酸美托洛尔在酸性溶液中，美托洛尔分子结构上的氮原子有孤对电子，接受质子后变成大阳离子，而偶氮氯膦Ⅲ是一个双偶氮的酸性染料，故MPT与CHL以静电引力作用生成离子缔合物。从图1可知，单独的酒石酸美托洛尔溶液在可见光区几乎无吸收(曲线1)，偶氮氯膦Ⅲ溶液在可见光区产生较强吸收，最大吸收波长位于572 nm(曲线2)。当在酒石酸美托洛尔的酸性溶液中加入偶氮氯膦Ⅲ溶液后，MPT 与CHL 发生反应生成一种新物质，致使光谱曲线在可见光区出现2个较强的正吸收峰和1个较强的负吸收峰。最大正吸收波长位于614 nm，红移42 nm，次大正吸收波长位于664 nm，红移92 nm，最大负吸收波长位于540 nm，蓝移32 nm。这表明MPT 与CHL反应生成了新物质。从曲线3～7 可看出，在最大负吸收波长处，酒石酸美托洛尔的质量浓度与体系的吸光度不呈线性关系，故负吸收不能用于酒石酸美托洛尔的定量分析；在可见光区的586～740 nm 范围内，光谱曲线上出现2个较强的正吸收峰，在其对应的波长处，酒石酸美托洛尔的质量浓度在一定范围内与体系的吸光度呈线性关系(曲线3～7)，并服从朗伯-比尔定律，故614 nm 和664 nm 均可作为酒石酸美托洛尔的测定波长，用于MPT 的定量分析。由于吸光度具有加和性，因此，当采用双波长(614 nm+664 nm)叠加法测定时，酒石酸美托洛尔的质量浓度在一定范围内与体系的吸光度仍服从朗伯-比尔定律，可用于MPT 的定量分析，其表观摩尔吸光系数达1.14×105L/(mol·cm)，约是单波长测定法的2倍，并分别是文献[19]和[20]的17倍和59倍。故本体系的单波长和双波长叠加吸收光谱法均可用于酒石酸美托洛尔的定量分析，本实验采用灵敏度相对较好的双波长法进行测定。

2.2 反应条件

图2 pH值的影响Fig.2 Effect of buffer pH value on adsorption

2.2.1pH值室温下，考察了用双波长法测定时，不同pH值的Tris-盐酸溶液对缔合反应灵敏度的影响。在数支10 mL 比色管中，加入0.50 mL 68.48 mg/L 酒石酸美托洛尔标准溶液，再分别加入1.00 mL pH 3.48、4.04、4.55、5.55、6.52、7.49、8.42、9.41的Tris-盐酸缓冲溶液及2.00 mL 1.00×10-3mol/L偶氮氯膦Ⅲ溶液，用水定容摇匀后，以试剂空白作参比，扫描吸收光谱(图2)。结果表明：显色反应适宜的酸度范围为pH 4.0～6.5，此范围内的吸光度值相对较大，灵敏度较高，实验选用pH 4.55的Tris-盐酸缓冲溶液(5 次平行测定结果的RSD=1.2%)。实验在标准溶液和显色剂溶液条件不变的情况下，考察了pH 4.55 的Tris-盐酸溶液用量对显色反应灵敏度的影响，结果表明当缓冲溶液用量为2.00 mL 时，缔合反应的吸光度值相对较大，灵敏度较高。故实验用2.00 mL pH 4.55的Tris-盐酸缓冲溶液。由图2还可看出，用双波长法测定的灵敏度比单波长法高。

2.2.2显色剂溶液的浓度室温下，考察了用双波长法测定时，不同浓度的偶氮氯膦Ⅲ 溶液对显色反应灵敏度的影响。在数支10 mL 比色管中，加入0.50 mL 68.48 mg/L 酒石酸美托洛尔标准溶液和2.00 mL pH 4.55 Tris-盐酸缓冲溶液，再分别加入0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00 mL 1.00×10-3mol/L偶氮氯膦Ⅲ溶液，用水定容摇匀后，以试剂空白作参比，扫描吸收光谱，作614、664、(614+664) nm 下的A～cCHL曲线。结果表明：偶氮氯膦Ⅲ溶液的适宜浓度为1.50×10-4～2.50×10-4mol/L，最佳浓度为2.00×10-4mol/L。当显色剂浓度大于或小于2.00×10-4mol/L 时，体系的吸光度均有不同程度的降低。原因是当显色剂浓度小于2.00×10-4mol/L 时，显色反应不完全，故吸光度值有所降低；当显色剂浓度大于2.00×10-4mol/L 时，由于CHL 自身的聚集作用会影响缔合物的形成，因而使体系的吸光度值降低。故实验用2.00 mL 1.00×10-3mol/L CHL溶液(5次平行测定结果的RSD=1.7%)。

2.2.3试剂加入顺序在上述相同条件下，考察了用双波长法测定时，酒石酸美托洛尔溶液、偶氮氯膦Ⅲ溶液及Tris-盐酸溶液在不同加入顺序时对显色反应灵敏度的影响。结果表明，按任意顺序加入试剂，对体系的吸光度值几乎无影响。故实验中可按任意顺序加入各试剂溶液。

2.2.4反应时间室温下，考察了用双波长法测定时，不同反应时间对体系灵敏度的影响。在1 支10 mL 比色管中，准确加入0.50 mL 68.48 mg/L 酒石酸美托洛尔标准溶液、2.00 mL pH 4.55 Tris-盐酸缓冲溶液和2.00 mL 1.00×10-3mol/L偶氮氯膦Ⅲ溶液，用水定容摇匀后，以试剂空白作参比，在不同反应时间扫描吸收光谱，作614、664、(614+664) nm下的A～t曲线。结果表明，酒石酸美托洛尔与偶氮氯膦Ⅲ在5 min内即可反应完全，5～120 min体系的吸光度基本处于同一平台上，这说明缔合物的稳定时间至少可达2 h。实验选在5 min后进行测定(对放置5 min 后的溶液进行5 次平行测定，结果为RSD=1.5%)。

2.3 标准曲线

在选定的实验条件下，按实验方法配制酒石酸美托洛尔标准系列溶液并扫描吸收光谱，作单波长法和双波长法的A～ρMPT标准曲线。线性方程、回归系数、线性范围及表观摩尔吸光系数、检出限等列于表1。

从表1可知，在614 nm 和664 nm 波长下测定，单波长法的表观摩尔吸光系数分别为6.03×104L/(mol·cm)(614 nm)和5.37×104L/(mol·cm)(664 nm)，双波长叠加法的表观摩尔吸光系数是1.14×105L/(mol·cm)，约是单波长法的2倍，因此双波长法更灵敏，故实验选择用双波长法测定药物中的酒石酸美托洛尔。

表1 标准曲线相关参数Table 1 Related parameters of standard curves

2.4 干扰试验

在选定的实验条件下，考察了用双波长法测定，相对误差不大于±5%时，某些常见共存物质对质量浓度为3.42 mg/L酒石酸美托洛尔测定的影响，结果见表2。

表2 共存物质的影响Table 2 Effect of coexistent substances

从表2可知，常见的氨基酸、糖类及绝大多数阴、阳离子不干扰酒石酸美托洛尔的测定。Al3+、Cu2+、Fe3+的允许量虽然较小，但药物中金属离子的浓度很低，故本方法有良好的选择性。

2.5 分析应用

取酒石酸美托洛尔片1#、2# 及3# 各5片分别置于小烧杯中，用二次蒸馏水溶解后过滤，滤液转入1 000 mL 容量瓶中，用水定容。移取该定容液10.00 mL 于100 mL 容量瓶中，加水定容，摇匀，即为待测液。

取各待测液2.00 mL 于10 mL 具塞比色管中，按实验方法配制溶液并扫描吸收光谱，用双波长叠加法测定各溶液的吸光度，根据标准曲线方程求出待测液中酒石酸美托洛尔的含量，再进一步求出原始样品酒石酸美托洛尔片中所含酒石酸美托洛尔的含量，并与标示量比较，每种样液各平行测定5份。同时进行加标回收试验(n=5)，结果见表3。

表3 样品分析及回收试验结果Table 3 Analytical results and recovery tests of samples(n=5)

由表3可知，方法的平均回收率为98.0%～101%，相对标准偏差(RSD)为1.8%～2.3%，由此说明本方法有较高的准确度和精密度。

3 结 论

本文建立了以偶氮氯膦Ⅲ为探针测定酒石酸美托洛尔的双波长叠加吸收光谱分析方法，方法简便、快速，灵敏度高，选择性好，准确度和精密度满足微量分析要求；样品处理简单、安全；所用试剂价廉、易得；测定结果与标示量相比，符合允许误差要求。方法适于市售酒石酸美托洛尔药片中酒石酸美托洛尔含量的测定。

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Determination of Metoprolol Tartrate in Drug by Dual-Wavelength Superposition Absorption Spectrometry

LIU Qu1,2,WU Jiang-yan1,LI Hao1,YANG Gui-yuan1,JIANG Hong1*

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Collaborative Innovation Center for Green Development in Wuling Mountain Areas,Research Center for Environmental Monitoring,Hazard Prevention of Three Gorges Reservoir,Yangtze Normal University,Chongqing 408100,China; 2.Chongqing Medical and Health School,Chongqing 408100,China)

A new dual-wavelength superposition absorption spectrometry was established for the rapid and accurate determination of metoprolol tartrate in drug.In pH 4.55 acidic Tris-hydrochloric acid media and 586 nm-740 nm,metoprolol tartrate reacted with chlorophosphonazo Ⅲ to form an ionic association complexes with two obvious positive absorption peak.The maximum positive absorption wavelength located at 614 nm,and the second largest positive absorption wavelength was at 664 nm.The apparent molar absorptivity(κ) were 6.03×104L/(mol·cm)(614 nm) and 5.37×104L/(mol·cm)(664 nm),respectively.Metoprolol tartrate obeys Lombard Beer’s law in the range of 0.2-8.6 mg/L,and the detection limits were 0.13 mg/L(614 nm) and 0.15 mg/L(664 nm),respectively.When the double wavelength superposition absorption spectrometry was used to determine the concentration of metoprolol tartrate,its apparent molar absorptivity(κ) could be achieved to be 1.14×105L/(mol·cm),and the detection limits was 0.072 mg/L.The optimum chromogenic reaction conditions,effects of the coexistence material and absorption spectral characteristics were studied.It was found that the apparent molar absorptivities for the single wavelength and dual wavelength superposition absorption spectra of the reaction system were 5.37×104-1.14×105L/(mol·cm).The method was applied in the determination of the content of metoprolol tartrate in commercially available metoprolol tartrate medicine with the spiked recoveries and RSD(n=6) found were in the ranges of 98.0%-101%and 1.8%-2.3%,respectively.

metoprolol tartrate; chlorophosphonazo Ⅲ;drug; dual-wavelength; absorption spectrometry

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.10.015

O657.3

A

1004-4957(2017)10-1250-05

2017-07-25；

2017-08-15

教育部春晖计划(Z2015131)；重庆市教委科技项目(KJ1401202)；长江师范学院科技基金资助项目(2016CXX092)

*

江 虹,教授,研究方向:分子光谱分析,Tel:13896536130,E-mail:jianghongch@163.com