头孢曲松钠与Ce(III)相互作用的荧光性质研究

王彩荣

（长治学院 化学系，山西 长治 046011）

1引言

头孢菌类抗生素是通过抑制细胞壁的合成以达到抗菌或抑菌的效果，尤其是对于革兰氏阳性菌和厌氧菌的抑制效果尤为显著[1]。其结构中含有四个碳原子的β-内酰胺环，通过N原子将四环和五环或六环连在一起，羧基连在与N相连的碳原子上[2-3]。头孢曲松钠属于第三代的头孢菌素，它的抗菌广谱、疗效好、价格便宜、副作用小等特点，对许多细菌感染都能起到控制作用[4]。头孢曲松钠的分析方法主要有液相色谱分析、薄层层析、分光光度法[5]。其中荧光光度法因分析线性范围宽、较高灵敏度以及较好的选择性等众多优势，被广泛应用于生物样品的分析、医学等方面[6]。

稀土Ce（III）由于其独特的结构，在激发后会发生4f-5d跃迁，因此具有较强的特征发射光谱[7]，其它有机物的引入都会由于形成配合物而使 Ce（III）的荧光猝灭，因此 Ce（III）可以作为荧光探针对有机分子进行分析。文章研究Ce（III）与头孢曲松钠作用的荧光光谱，以期寻找一种检出限较低、线性范围好、灵敏度高、可有效测定头孢曲松钠含量的一种分析方法。

2 实验部分

2.1 试剂和仪器

头孢曲松钠（分析纯，悦康药业有限公司）；CeCl3（99.95%，赣州金成源药品厂）；其它试剂均为分析纯；F-4600分子荧光光谱仪（日立公司）；BSA1245S-CW电子分析天平（赛多利斯科学仪器）。

2.2 标准溶液的配制

称取0.0331 g头孢曲松钠，配制5 mL 1.0×10-2molL-1水溶液。称取0.0186 gCeCl3固体，配制5 mL 1.0×10-2molL-1水溶液，备用。

NaCl，KCl，MgCl2，Zn Cl2，CaCl2，Fe2（SO4）3，CuSO4均为1.0×10-1molL-1水溶液。

2.3 实验方法

使用F-4600荧光光谱仪，实验条件为激发波长260 nm、狭缝宽度均为5.0 nm、电压400 V下，测定Ce(III)的发射光谱及头孢曲松钠对其的荧光滴定光谱，并在270-500 nm区间内扫描。

3 结果与讨论

3.1 Ce（Ⅲ）的荧光光谱

测得Ce（III）的水溶液激发波长和发射波长（见图1）。由图可知，C e(Ⅲ)的最佳激发波长和发射波长分别为：λex=260 n m、λem=364 n m。且发射峰与激发峰基本呈现轴对称，应该归属于C e（Ⅲ）的4f-5d跃迁，该跃迁是宇称规则允许的。

图1 C e(Ⅲ)的发射光谱和激发光谱Fig.1 Emission and excitation spectra of Ce(III)

3.2 头孢曲松钠滴定Ce（Ⅲ）的荧光光谱

室温条件下，使用F-4600荧光分光光度计，激发波长λex=260nm，Ex Slit=5.0nm EmSlit=5.0nm，用头孢曲松钠滴定 Ce（III） （1.1×10-3molL-1）水溶液。测得滴定结果（见图2）。

图2 头孢曲松钠滴定Ce(Ⅲ)的荧光光谱Fig.2 Fluorescence spectra of ceftriaxone sodium quenching Ce(III)

图2中Ce（Ⅲ）位于365 n m的荧光强度很强，随着头孢曲松钠的加入，C e（Ⅲ）的荧光强度减弱。当头孢曲松钠的浓度在4.76×10-5m o l L-1时，荧光强度减弱的幅度不大，通过其猝灭现象分析C e（Ⅲ）与头孢曲松钠有响应，表明两者之间可能形成了络合物。

根据头孢曲松钠猝灭C e（Ⅲ）的荧光滴定光谱图，作不同浓度下的头孢曲松钠随F365 n m荧光强度的变化的滴定曲线图（见图3）。图中，随着头孢曲松钠的浓度滴加，C e（Ⅲ）的荧光强度基本呈线性猝灭，因此可以用作荧光试剂对没有荧光的头孢曲松钠间接测定。

图3 头孢曲松钠猝灭Ce（Ⅲ）的荧光滴定曲线Fig.3 Fluorescence titration curve of ceftriaxone sodium quenching Ce（III）λex=260 nm Ex Slit=5.0 nm Em Slit=5.0 nm[Ce(Ⅲ)]=1.1×10-3 molL-1

3.3 干扰物质的影响

为了进一步研究生物体内的其它离子的存在对体系荧光强度的影响，固定Ce（Ⅲ）和头孢曲松钠的浓度，分别研究不同浓度的不同干扰物质做系列测定，探究干扰离子对实验结果的影响（见表 1）。

表1 不同浓度和不同干扰离子下的荧光强度Tab.1 Fluorescence intensity under different oncentrations and different interference ions

由表得出，Na C l、Mg C l2、K C l、Z n C l2、C a C l2在不同浓度下的荧光强度基本一致，由此可得Na+、C l-、Mg2+、K+、Z n2+、C a2+等离子对体系的荧光没有太大影响；F e2（S O4）3、C u S O4的荧光强度在不同浓度条件下会发生增敏或猝灭变化，因此在测定荧光时要避免SO42-、Fe3+、Cu2+对实验的干扰。

3.4 标准曲线与检出限

以头孢曲松钠的浓度为横坐标，Ce（Ⅲ）的初始荧光强度与每次加入头孢曲松钠使Ce（Ⅲ）猝灭的荧光强度比值的对数为纵坐标，作标准曲线（见图4）。对图4数据进行处理得到线性回归方程为：y=0.190x+0.0059；相关系数为R2为0.9988。方程拟合度高，斜率为0.1903，计算得检出限为1.513×10-5 molL-1。

图4 体系的标准曲线［Ce(Ⅲ)］=1.1×10-3 molL-1［CRO］=5.0×10-6-1.6×10-4 molL-1Fig.4 Standard curve of the system

4 结论

研究了激发波长为260 nm，Ex Slit=5.0 nm、Em Slit=5.0 nm、电压为400 V条件下，用头孢曲松钠滴定Ce（Ⅲ）水溶液的荧光光谱。结果表明Ce（Ⅲ）位于365 nm处的强发射光谱随头孢曲松钠的滴加逐渐猝灭，且呈现出良好的线性关系；进一步研究不同干扰离子对猝灭体系荧光强度的影响，据标准曲线拟合得到线性方程（y=0.190x+0.0059）和检出限（1.513×10-5molL-1）。实验结果对建立Ce（III）作为荧光探针，荧光分析法检测头孢曲松钠的含量提供一定理论基础。