荷移分光光度法在H1和H2-抗組胺藥分析中的應(yīng)用

曹洪斌，文 軍，何建川，任銅彥，申明金

(1.川北醫(yī)學(xué)院 化學(xué)教研室, 四川 南充 637000; 2.德陽市自來水公司, 四川 德陽 618000)

H1和H2-受體拮抗劑是抗組胺藥的重要組成部分.H1-受體拮抗劑(H1-抗組胺藥)，如苯海拉明、異丙嗪、氯苯那敏、阿司咪唑、西替利嗪、依巴斯汀、酮替芬、氯雷他定和非索非那定等，已被用于治療過敏性疾??；H2-受體拮抗劑(H2-抗組胺藥)，如西咪替丁、雷尼替丁、法莫替丁和尼扎替丁等，臨床上用于治療胃食管返流病、胃和十二指腸潰瘍.藥物含量的分析對于藥物合成，藥物相互作用的研究，生物樣品中的潛在藥物的篩選，預(yù)防藥物毒性和優(yōu)化藥物治療等至關(guān)重要，因此建立簡單、快速、高效的檢測方法具有十分重要的意義，并且隨著體內(nèi)藥物分析、藥代動力學(xué)和臨床藥理學(xué)研究的需要，對分析方法提出了更高的要求.

不同國家規(guī)定了抗組胺藥含量分析的標(biāo)準(zhǔn)方法.歐洲藥典2014和英國藥典2009規(guī)定了采用滴定、分光光度和色譜法測定H1-抗組胺藥，如西替利嗪、依巴斯汀、非索非那定和氯雷他定.美國藥典2008的標(biāo)準(zhǔn)方法是采用色譜方法(HPLC和HPTLC)，如非索非那定和氯雷他定.中國藥典2015規(guī)定HPLC或滴定法分析H1-抗組胺藥含量，如西替利嗪、氯雷他定，而苯海拉明及其藥物制劑規(guī)定采用HPLC.英國藥典2011和美國藥典2011規(guī)定采用HPLC對H2-抗組胺藥進(jìn)行含量分析.而英國藥典2011采用電位滴定法測定鹽酸雷尼替丁.中國藥典2015規(guī)定HPLC測定法莫替丁和雷尼替丁含量，而采用滴定法分析西咪替丁含量，紫外-可見分光光度法測定其片劑和膠囊中的含量，使用HPLC分析其注射液中的含量.

除了各國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)分析方法外，還有一些其他方法用于抗組胺藥含量分析.主要包括：熒光分光光度法(FSP)[1-2]、高效薄層色譜法(HPTLC)[3-4]、高效液相色譜法(HPLC)[5-6]、毛細(xì)管電泳法(CE)[7-8]和化學(xué)發(fā)光法(CL)[9-10]等.這些方法靈敏度高、選擇性好，但也存在一些缺點，如樣品預(yù)處理復(fù)雜、耗時(HPTLC)或需要復(fù)雜儀器及其配件和昂貴的試劑，并涉及多個操作步驟(HPLC、CE)或需要嚴(yán)格的pH控制(FSP)以及需要復(fù)雜且昂貴的實驗設(shè)備(CL).

分光光度法因其簡單、準(zhǔn)確、快速以及所需儀器便宜(低成本)，并通過使用合適的衍生化試劑可獲得足夠的靈敏度和選擇性，因此，它常用于替代其他分析方法，被認(rèn)為是最方便的藥物常規(guī)分析技術(shù).基于荷移反應(yīng)的分光光度法，是根據(jù)荷移理論發(fā)展起來的一種簡便、快速、重現(xiàn)性好的定量分析方法.荷移反應(yīng)是指電子相對豐富的供體物質(zhì)(D)與電子相對缺乏的受體物質(zhì)(A)之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物(CTC)的反應(yīng)，其形成過程如下：

大多數(shù)荷移絡(luò)合物具有顏色、特征吸收峰和較高的摩爾吸光系數(shù)，且絡(luò)合比通常為整數(shù)比(1∶1居多)等特性，因此該方法廣泛用于化學(xué)、藥理學(xué)、藥劑學(xué)、以及藥物定性和定量等方面的研究.筆者通過查閱文獻(xiàn)，按供體抗組胺藥分類，以表格形式列出近年來國內(nèi)外關(guān)于測定各種H1和H2-抗組胺藥的實驗參數(shù)，進(jìn)行總結(jié)和評述，并對各類抗組胺藥的荷移反應(yīng)的局限性進(jìn)行歸納，旨在讓人們系統(tǒng)了解荷移分光光度法在抗組胺藥分析中的應(yīng)用，為荷移光度法在其他藥物分析中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ).

1 電子受體

形成荷移絡(luò)合物的供體藥物分子相對電子受體分子簡單些，因此，荷移絡(luò)合物根據(jù)受體分子的不同進(jìn)行分類.而電子受體是具有較高電子親和能的分子、離子(或自由基)，一般為缺電子物質(zhì)，主要包括含低位空軌道的n-受體、π-電子結(jié)合很牢的不飽和化合物的π-受體、σ-受體等.其中，π-受體與相應(yīng)藥物的電子供體(一般為富電子物質(zhì))形成荷移絡(luò)合物最常見，廣泛應(yīng)用于測定抗組胺藥含量.主要的電子受體試劑見表1.

表1 主要的電子受體試劑

2 荷移分光光度法在H1和H2-抗組胺藥分析中的應(yīng)用

大多數(shù)H1和H2-抗組胺藥分子含有富電子的官能團(tuán)，提供n電子或π電子，可與電子受體發(fā)生荷移反應(yīng)，其荷移絡(luò)合物在最大吸收波長處符合朗伯-比爾定律，吸光度與藥物濃度呈線性關(guān)系，可用于抗組胺藥含量分析.此類方法具有簡便、快捷、準(zhǔn)確可靠、靈敏度高、專屬性強(qiáng)和成本低等特點，不僅適于單一藥物的含量測定，更適于復(fù)方制劑的測定.

2.1 荷移分光光度法在H1-抗組胺藥分析中的應(yīng)用

2.1.1 第一代H1-抗組胺藥

第一代H1-抗組胺藥，也稱為鎮(zhèn)靜抗組胺藥，如苯海拉明、氯苯那敏、非尼拉敏、賽庚啶、羥嗪、異丙嗪等(其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1)，雖能減輕過敏反應(yīng)，但對中樞活性強(qiáng)、受體特異性差，從而導(dǎo)致明顯的鎮(zhèn)靜和抗膽堿的作用，而且半衰期短，極大限制了它們的應(yīng)用.本類藥為n-供體，是富電子物質(zhì)，與π-受體或σ-受體試劑形成荷移絡(luò)合物，從而測定其含量.應(yīng)用實例見表2.

圖1 一些主要的第一代H1-抗組胺藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)

表2 第一代H1-抗組胺藥的測定

荷移分光光度法可成功用于第一代H1-抗組胺藥含量分析.該方法常在室溫和短時間內(nèi)(1～2 min)與少量的受體試劑(1～2 mL)發(fā)生荷移反應(yīng)，從而測定其含量，但測定某些該類藥物時，需堿化處理和萃取步驟[14]，以及顯色反應(yīng)時間較長(20 min)[17]或需要較高溫度(60 ℃水浴)[18].另外，除文獻(xiàn)[17]采用水作媒介外，大多數(shù)荷移反應(yīng)均在有機(jī)溶劑介質(zhì)下進(jìn)行，如乙腈、二氯乙烷和甲醇等.同時，測定方法的線性范圍較窄(最窄為1.25～15 mg/L[14])，靈敏度不高(εmin為852 L/(mol·cm)[16])，應(yīng)尋找更適宜的受體試劑以突破這方面局限.因此這些不足極大地限制了荷移分光光度法的應(yīng)用.

2.1.2 第二代H1-抗組胺藥

第二代H1-抗組胺藥，常稱為非鎮(zhèn)靜性抗組胺藥，比第一代有顯著的優(yōu)越性，最重要的是它們無顯著的中樞神經(jīng)系統(tǒng)和抗膽堿不良反應(yīng)以及作用時間長.其主要包括哌啶類，如特非那定、氯雷他定和阿司咪唑等；吩噻嗪類，如氮卓斯汀和美喹他嗪等；吡咯胺類，如阿伐斯??；哌嗪類，如西替利嗪；以及其他類的咪唑斯汀、依美斯汀、酮替芬等(其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖2).該類藥物分子結(jié)構(gòu)中含有氮原子或氧原子，可提供電子作供體藥物，與π-受體或σ-受體試劑之間發(fā)生荷移反應(yīng).應(yīng)用實例見表3.

圖2 一些主要的第二代H1-抗組胺藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)

表3 第二代H1-抗組胺藥的測定

表3中，當(dāng)特非那定、氯雷他定、阿司咪唑、氮卓斯汀和依美斯汀等，分別與不同π-受體或σ-受體試劑進(jìn)行荷移反應(yīng)時，可以看出同一供體藥物，由于采用了不同的受體試劑，獲得絡(luò)合物的摩爾吸光系數(shù)(εmin為811 L/(mol·cm)[23]，而εmax高達(dá)6.1×104L/(mol·cm)[24])和線性范圍不同，而且靈敏度高的所使用的受體試劑不一定會帶來較寬的線性范圍[22,26,28,34]，同時對顯色反應(yīng)時間和溫度要求也不同，有部分該類藥物在室溫下很快完成顯色反應(yīng)(≤ 5 min)[22,25,27,35]，但也有在室溫下長時間進(jìn)行反應(yīng)，如氯雷他定與氯冉酸、四氯苯醌反應(yīng)需60 min[23-24]，西替利嗪與四氯苯醌反應(yīng)30 min[31]；甚至需在高溫下長時間才能完成反應(yīng)，如氮卓斯汀與7,7,8,8-四氰基對醌二甲烷在60 ℃，10 min才能顯色完成[28]，阿伐斯汀與7,7,8,8-四氰基對醌二甲烷、NBD-Cl受體試劑反應(yīng)分別在70 ℃，10 min[29]和80 ℃水浴中加熱25 min[30].通過文獻(xiàn)可知，不同溶劑對摩爾吸光系數(shù)有較大的影響，因此選擇適宜的受體試劑和溶劑至關(guān)重要.另外，該體系大多在有機(jī)溶劑(如乙腈、氯仿、二氯乙烷、二甲基甲酰胺、乙醇和丙酮等)介質(zhì)下進(jìn)行，也有極少數(shù)使用非有機(jī)溶劑(H2O)，如特非那定與茜素紅的反應(yīng)[20].而且一般受體試劑用量很少(0.2 mL[35]～3 mL[20]).特非那定與茜素紅荷移反應(yīng)時，發(fā)現(xiàn)表面活性劑對反應(yīng)體系有增敏效應(yīng)[20]，因此將來的研究，應(yīng)將表面活性劑的因素予以考慮.

2.1.3 新一代H1-抗組胺藥

新一代H1-抗組胺藥，主要為第二代抗組胺藥的活性代謝物或光學(xué)異構(gòu)體，較之第二代抗組胺藥，抗過敏和抗炎效能增強(qiáng)，鎮(zhèn)靜、心臟毒性以及藥物間相互作用減少，療效確切，不良反應(yīng)小，更安全和更高效，應(yīng)用前景廣闊.代表藥物包括地氯雷他定(枸地氯雷他定)、非索非那定和左西替利嗪等(其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖3).其分子結(jié)構(gòu)中的氮原子含有孤對電子，與多硝基苯類、醌類和多氰基類以及I2等受體試劑發(fā)生荷移反應(yīng)(表4).

圖3 一些主要的新一代H1-抗組胺藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)

表4 新一代H1-抗組胺藥的測定

表4中，鹽酸左西替利嗪分子中的哌嗪基團(tuán)上的氮原子含有孤對電子，作電子供體，與σ-受體(I2)和π-受體(醌類、多氰基類)(1～1.5 mL)，在有機(jī)溶劑介質(zhì)(甲醇、乙腈-二惡烷和二氯甲烷等)，室溫下反應(yīng)1.5～15 min生成荷移絡(luò)合物，在相應(yīng)的波長進(jìn)行測定.但在分析過程涉及堿性化處理、提取和干燥等較復(fù)雜的步驟[36-37].荷移法研究非索非那定較少，靈敏度較高(εmax>2.5×104L/(mol·cm))，但線性范圍有待提高，而且非索非那定與NBD-Cl需要在80 ℃水浴中加熱15 min[12].地氯雷他定主要與多硝基苯類和醌類發(fā)生荷移反應(yīng)，通過在室溫下很快(1.5～3 min)反應(yīng)完成，但也有需要較長時間(30 min)才能完成[42].從表4可知，荷移法測地氯雷他定靈敏度總體偏高，但是線性范圍較窄[40,42-43].另外，GOUDA等[43]測定地氯雷他定時，考察供體藥物-受體試劑-溶劑的添加順序?qū)︼@色反應(yīng)和吸光度的影響，這為以后研究荷移分光光度法測定藥物含量時提供了一種予以考察的因素.

2.2 荷移分光光度法在H2-抗組胺藥分析中的應(yīng)用

H2-抗組胺藥，通過阻斷壁細(xì)胞上的H2受體，不僅抑制基礎(chǔ)胃酸分泌和夜間胃酸分泌，而且對胃泌酸及M受體激動藥引起的胃酸分泌也有抑制作用.治療潰瘍病具有療程短、愈合率較高、不良反應(yīng)較少等特點.該類受體藥物主要包括西咪替丁、雷尼替丁、法莫替丁、尼扎替丁和羅沙替丁等(其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖4).該類藥物分子結(jié)構(gòu)中的硫化物基團(tuán)中硫原子、仲胺結(jié)構(gòu)、咪唑基、噻唑基等，富含電子，可提供電子與電子受體之間發(fā)生荷移反應(yīng).現(xiàn)將文獻(xiàn)中基于荷移光度法的H2-抗組胺藥物分析進(jìn)行總結(jié)(表5).

圖4 一些主要的H2-抗組胺藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)

表5 H2-抗組胺藥的測定

大多數(shù)H2-抗組胺藥與電子受體試劑發(fā)生荷移反應(yīng)，操作簡單，在常溫下快速完成反應(yīng).但一些H2-抗組胺藥含量分析步驟相對復(fù)雜，如鹽酸醋酸羅沙替丁，經(jīng)Na2CO3堿性化后，制備羅沙替丁堿溶液，并用無水Na2SO4干燥[49]；如鹽酸雷尼替丁，采用NaHCO3或NaOH使鹽酸雷尼替丁呈堿性，而后用氯仿萃取，并用無水Na2SO4干燥[50-51].表5中，可以看出同一類(H2-抗組胺藥)的不同抗組胺藥與同一種受體在相同反應(yīng)介質(zhì)(乙腈)下反應(yīng)，最大吸收波長相同，靈敏度和線性范圍相互接近，然而三種抗組胺藥的分子結(jié)構(gòu)不同，要達(dá)到同樣的效果，其反應(yīng)的溫度和時間略有不同(尼扎替丁需70 ℃下反應(yīng)10 min，雷尼替丁需25℃反應(yīng)15 min，法莫替丁70 ℃下反應(yīng)15 min)[47].另外尼扎替丁、雷尼替丁和法莫替丁與7,7,8,8-四氰基對醌二甲烷發(fā)生荷移反應(yīng)，三者的摩爾吸光系數(shù)超高(ε高達(dá)34.8×104L/(mol·cm)).RAZA[50]和HAMMODI[51]都采用四氯苯醌測定雷尼替丁，但靈敏度相差很大(ε[50]=25×103，ε[51]=1.05×103)，可能在于使用的溶劑不同：溶劑在一些電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)中起重要作用，因為它能夠促進(jìn)總電荷轉(zhuǎn)移，然后使荷移絡(luò)合物解離并形成穩(wěn)定的自由基陰離子(即吸收物質(zhì)).具有高介電常數(shù)的溶劑能更好地達(dá)到效果(乙腈高些)，但是乙腈可能會與自由基陰離子形成穩(wěn)定的氫鍵，從而導(dǎo)致靈敏度低.

3 結(jié)語

荷移分光光度法在H1和H2-抗組胺藥分析中的應(yīng)用已有長足的發(fā)展，該方法所需試劑和設(shè)備簡單，具有簡便、快速和重現(xiàn)性好等特點，但測定某些H1和H2-抗組胺藥的含量時也存在靈敏度不高、線性范圍較窄，以及使用有機(jī)溶劑，且需較高反應(yīng)溫度和液-液萃取步驟等缺點；其次，部分H1-抗組胺藥含量分析中，未深入研究絡(luò)合物的組成和反應(yīng)機(jī)理；同時，電子受體試劑(目前主要為π-受體)選擇范圍有限，以及荷移反應(yīng)的增敏研究較少(在荷移絡(luò)合物中加入增敏劑，可使吸收波長和摩爾吸光系數(shù)顯著增加)，因此這些方面工作進(jìn)一步完善后，荷移分光光度法在H1和H2-抗組胺藥分析中的應(yīng)用將更廣泛.