分光光度法測(cè)定丙酸氯倍他索的含量

辛明楊，王坦，關(guān)夢(mèng)涵，賈鑫漪，胡端羽，顧佳麗

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分光光度法測(cè)定丙酸氯倍他索的含量

辛明楊，王坦，關(guān)夢(mèng)涵，賈鑫漪，胡端羽，顧佳麗*

（渤海大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，遼寧 錦州 121013）

在堿性介質(zhì)中，丙酸氯倍他索能與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳酸鉀。在608 nm處吸光度與丙酸氯倍他索濃度呈良好線性關(guān)系，因此建立了光度法測(cè)定丙酸氯倍他索含量的新方法。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法優(yōu)化了光度法測(cè)定的最佳條件為：NaOH濃度為0.7 mol·L-1，NaOH用量為1.0 mL，KMnO4濃度為7.5×10-3mol·L-1。丙酸氯倍他索測(cè)定的線性范圍為20~100 mg·L-1。方法用于測(cè)定藥物乳膏中丙酸氯倍他索含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.0%~6.0%，加標(biāo)回收率為90.9% ~ 107.0%。

分光光度法；丙酸氯倍他索；高錳酸鉀

丙酸氯倍他索（Clobetasol Propionate, CBT）化學(xué)名稱為16-甲基-11-羥基-17-（1-氧代丙基）-9-氟-21-氯-孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮，是治療慢性濕疹、神經(jīng)性皮炎、銀屑病等皮膚病的常見外用糖皮質(zhì)激素類藥物。目前測(cè)定CBT的方法主要為高效液相色譜法[1]、氣質(zhì)聯(lián)用[2]和液質(zhì)聯(lián)用[3]等，但這些方法設(shè)備昂貴、前處理復(fù)雜、成本高且準(zhǔn)備樣品時(shí)間長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)以CBT與高錳酸鉀氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，建立了一種成本較低、操作簡(jiǎn)單且快速的檢測(cè)丙酸氯倍他索的方法—分光光度法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

U-3900型紫外可見分光光度計(jì)（日本日立）。丙酸氯倍他索對(duì)照品（中國(guó)藥品生物制品檢定所）；丙酸氯倍他索標(biāo)準(zhǔn)貯備液（40 mg·L-1）：準(zhǔn)確稱取40 mg丙酸氯倍他索對(duì)照品，用甲醇溶解后定容于1 000 mL容量瓶中；高錳酸鉀儲(chǔ)備液（1.0×10-2mol·L-1）用時(shí)稀釋，棕色試劑瓶中于暗處保存；其它所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為二次石英蒸餾水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

于10 mL比色管中依次加入一定量的丙酸氯倍他索溶液1.0 mL，0.7 mol·L-1NaOH溶液1.0 mL，7.5×10-3mol·L-1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0 mL，二次蒸餾水定容，搖勻，于40 ℃水浴中靜置10 min。在608 nm處測(cè)定試劑空白吸光度0和試樣吸光度，以Δ（-0）對(duì)丙酸氯倍他索濃度作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 單因素試驗(yàn)

考察4個(gè)影響吸光度的因素，獲得單因素對(duì)吸光度的影響規(guī)律并確定單因素最佳值。固定其中3個(gè)因素，分別變化另1個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)。因素變化范圍為：NaOH濃度0.4~1.8 mol·L-1；NaOH用量0.2~1.2 mL；KMnO4濃度（1.0~13）×10-3mol·L-1；溫度10~100 ℃；時(shí)間2~120 min。

1.3.2 中心組合設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用中心組合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（Central Composite Design, CCD）對(duì)影響CBT含量的主要因素和水平進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素和水平見表1。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合，建立自變量數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合方差分析、各因素水平及其交互作用評(píng)價(jià)結(jié)果，預(yù)測(cè)最佳提取條件，最后根據(jù)回歸方程繪制響應(yīng)面分析圖[4]。

表1 Central Composite的因素和水平

1.3.2 數(shù)據(jù)分析

利用Design-Expert.V8.0.6軟件進(jìn)行CCD響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜

CBT、KMnO4和CBT-KMnO4在400～700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸收光譜見圖1。KMnO4在525 nm和545 nm處有最大吸收，但加入CBT后，在608 nm處產(chǎn)生了一個(gè)新的吸收峰，這說明CBT與KMnO4發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，生成了綠色的錳酸鉀[5]。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

最終選擇單因素最佳試驗(yàn)條件為：NaOH濃度0.8 mol·L-1；NaOH用量1.0 mL；KMnO4濃度7.0×10-3mol·L-1；溫度40 ℃；KMnO4與CBT反應(yīng)5 min即可完成且吸光度值達(dá)到最大，并至少在1 h內(nèi)基本保持穩(wěn)定。1.5 h后綠色褪色明顯，2 h后幾乎呈無色。

2.3 CCD試驗(yàn)及響應(yīng)面分析

2.3.1 回歸模型的建立

根據(jù)CCD原理設(shè)計(jì)3因素3水平共20組試驗(yàn)，表2為試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果。對(duì)表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到3個(gè)自變量的二次多項(xiàng)回歸方程：

Δ=+1.33-0.031+6.823×10-3+0.088+0.094

-0.029+0.056-0.0732-0.102-0.182。

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头讲罘治鼋Y(jié)果（見表3）表明，回歸模型的一次項(xiàng)、顯著，交互項(xiàng)、和二次項(xiàng)2、2、2均顯著（<0.05）。該二次回歸模型<0.000 1，表明該回歸方程關(guān)系極顯著，失擬項(xiàng)P值為0.169 6＞0.05，表明失擬不顯著，說明該方程擬合合理[6]。模型的相關(guān)系數(shù)2為0.973 2，調(diào)整確定系數(shù)2Adj為0.949 1，說明該模型能解釋94.91%響應(yīng)值的變化，即模型與實(shí)際試驗(yàn)擬合程度較好[7]，用該模型分析和預(yù)測(cè)丙酸氯倍他索的含量是合適的。

表2 CCD設(shè)計(jì)與結(jié)果

表3 CCD方差分析

2.3.2 響應(yīng)面分析及優(yōu)化

根據(jù)回歸方程進(jìn)行響應(yīng)面分析，確定3個(gè)因素及其交互作用對(duì)Δ含量的影響，響應(yīng)面曲面如圖2所示。響應(yīng)面坡度越陡峭說明此因素對(duì)響應(yīng)值影響越顯著[8]。如圖2(a)可見，當(dāng)KMnO4濃度處于零水平時(shí)，Δ隨NaOH濃度和NaOH用量的增大均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，說明在適中的NaOH濃度和NaOH用量交互作用下，Δ可達(dá)到最大值。如圖2(b)可見，KMnO4濃度曲線較陡峭，說明其影響顯著。

圖2 各因素交互作用的響應(yīng)面圖

利用軟件預(yù)測(cè)得最佳實(shí)驗(yàn)條件為：NaOH濃度0.68 mol·L-1，NaOH用量0.99 mL，KMnO4濃度7.51×10-3mol·L-1時(shí)，Δ最大值為1.35。根據(jù)上述最佳條件并考慮實(shí)際操作可行性適當(dāng)修正實(shí)驗(yàn)條件為NaOH濃度0.7 mol·L-1，NaOH用量1.0 mL，KMnO4濃度7.5×10-3mol·L-1時(shí)，取平行三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果平均值，以驗(yàn)證模型可靠性，Δ最大值為1.23。

2.4 共存物質(zhì)的干擾

當(dāng)相對(duì)誤差不超過±5.0%時(shí)，下列常見共存物質(zhì)不影響測(cè)定：500倍的Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-；50倍的蔗糖、可溶性淀粉。對(duì)于Fe3+、Co2+等離子的干擾可加入EDTA掩蔽；葡萄糖、抗壞血酸等干擾在測(cè)定時(shí)應(yīng)避免[9]。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性范圍

在最佳條件下分別用不同濃度的CBT與KMnO4作用，考察Δ值與CBT濃度的關(guān)系。結(jié)果表明，線性回歸方程為:Δ=0.006 1+0.593 7，線性范圍為20~100 mg·L-1，相關(guān)系數(shù)= 0.995 6。

2.4 樣品的測(cè)定與驗(yàn)證

取丙酸氯倍他索乳膏10 g（約相當(dāng)于丙酸氯倍他索2 mg）精密稱定，加甲醇30 mL，置于60 ℃水浴中加熱5 min溶解，冷卻至室溫，甲醇定容于50 mL容量瓶中，置于冰浴中冷卻2 h，取出后迅速過濾，取續(xù)濾液放置室溫后，按照實(shí)驗(yàn)方法1.2實(shí)驗(yàn)，同時(shí)作空白實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明丙酸氯倍他索樣品標(biāo)示量在92.5%~98.0% 范圍內(nèi)，加標(biāo)回收率90.9%~107.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD) 3.0%~ 6.0%，結(jié)果見表4。

表4 樣品測(cè)定結(jié)果（n=6）

3 結(jié)論

在堿性介質(zhì)中，基于CBT和KMnO4的氧化還原反應(yīng)，建立了測(cè)定丙酸氯倍他索乳膏中CBT含量的光度分析新方法。本方法簡(jiǎn)便快速，成本較低，適合大批量樣品的檢測(cè)。

［1］李志斌, 呂東晉, 張輝, 等. 高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定膏霜類消毒產(chǎn)品中丙酸氯倍他索和鹽酸左氧氟沙星[J]. 理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè), 2016, 52 (6): 695-698.

［2］D Courtheyn, J Vercammen, M Logghe, et al. Determination of betamethasone and triamcinolone acetonide by GC-NCI-MS in excreta of treated animals and development of a fast oxidation procedure for derivatisation of corticosteroids[J]. Analyst, 1998, 123(12): 2409-2414.

［3］郭文景, 常紅, 孫德智, 等. 地表水體中同時(shí)分析18種糖皮質(zhì)激素方法的建立[J]. 環(huán)境科學(xué), 2015 (7): 2719-2726.

［4］AA Azzaz, S Jellali, H Akrout, et al. Optimization of a cationic dye removal by a chemically modified agriculture by-product using response surface methodology: biomasses characterization and adsorption properties[J]. Environmental Science & Pollution Research International, 2017, 24 (11): 9831.

［5］夏珍珍, 汪淑華, 倪永年. 化學(xué)計(jì)量學(xué)-動(dòng)力學(xué)分光光度法同時(shí)測(cè)定兩種糖皮質(zhì)類激素[J]. 分析科學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 27 (2): 147-152.

［6］黃雪琴, 羅茜, 李天勇, 等. 油菜秸稈對(duì)水溶液中Pb(Ⅱ)吸附條件優(yōu)化與機(jī)理的研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2017, 37(9): 2849-2856.

［7］S Ramasamy, A Arumugam, P Chandran. Optimization of Enterobacter cloacae (KU923381) for diesel oil degradation using response surface methodology (RSM)[J]. Journal of Microbiology, 2017, 55(2): 104.

［8］A Ghosh, MG Dastidar, TR Sreekrishnan. Response surface optimization of bioremediation of Acid black 52 (Cr complex dye) using Aspergillus tamarii[J]. Environmental Technology, 2017, 38 (3): 326.

［9］江珊珊, 劉忠芳, 劉紹璞. 高錳酸鉀褪色分光光度法測(cè)定白藜蘆醇[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2009, 31 (3): 67-70.

Determination of Clobetasol Propionate by Spectrophotometry

（College of Chemistry & Chemical Engineering, Bohai University, Liaoning Jinzhou 121013, China）

Clobetasol propionate can react with potassium permanganate to from potassium manganate in alkaline medium. The absorbency has a good linear relationship with the content of clobetasol propionate at 608 nm. A new method for determination of clobetasol propionate by spectrophotometry was established. The optimized determination conditions of clobetasol propionate were obtained by response surface methodology on the basis of single factor experiment. The results indicated that the optimum conditions were as follows: NaOH concentration0.7 mol·L-1, NaOH dosage 1.0 mL, KMnO4concentration 7.5×10-3mol·L-1. The linear range was 20~100 mg·L-1. The method was used for determination of clobetasol propionate in emulsifiable paste, the relative standard deviation were 3.0%~6.0% and recovery were 90.9% ~ 107.0%.

spectrophotometry; clobetasol propionate;potassium permanganate

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21676028)；2017年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(20171016700100)資助。

2017-11-06

辛明楊（1997-），男，遼寧鐵嶺人，從事分析檢測(cè)等工作。

顧佳麗（1980-），女，副教授，研究方向：分析檢測(cè)。

TQ 9

A

1004-0935（2017）12-1219-04