头孢菌素类药物分析方法概述

头孢菌素类药物分析方法概述1第1页，共20页，2023年，2月20日，星期六头孢菌素类药物分析方法概述

摘要：头孢菌素是一类发展迅速、广泛应用于临床的半合成广谱抗感染药物，属于β-内酰胺类抗生素。目前国内对此类药物的分析方法有容量分析法、紫外分光光度法、高效液相色谱法(HPLC)、薄层色谱法、荧光光度法、毛细管电泳法、电化学分析法等。本文主要对紫外分光光度、高效液相分析等方法进行概述。

关键词：头孢菌素类，药物分析，高效液相色谱法。2第2页，共20页，2023年，2月20日，星期六目录

摘要‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑21.分析内容‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑41.1有关物质‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑41.2溶媒残留量‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑51.3溶出度‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑62.分析方法‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑72.1分光光度法‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑82.2HPLC‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑102.3荧光分光光度法‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑122.4电化学分析法‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑142.4.1极谱法‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑142.4.2永停滴定法‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑152.5旋光度测法‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑162.6高细毛细管电法‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑17参考文献‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑183第3页，共20页，2023年，2月20日，星期六1

分析内容

1.1

有关物质

头孢菌素类药物同青霉素类药物相比，虽不易发生β-内酰胺环开环反应，对青霉素酶和稀酸比较稳定，但在碱性条件下易产生降解产物。刘浩等[1]采用HPLC法对头孢他啶合成过程的原辅料及其降解产物-吡啶进行含量测定和限度控制，由于吡啶等胺类化合物常见色谱峰拖尾情况，在流动相中加入三乙胺醋酸液，收到预期的结果。曹晓云等[2]用HPLC法对头孢哌酮钠制剂进行纯度检查，根据含氮碱性化合物流动相中适当添加有机胺和醋酸盐，可抑制固定相表面残余硅羟基与有机碱相互作用所致的色谱峰的展宽与拖尾，在流动相中增加二乙胺和醋酸的量，使分离度提高，同时控制了头孢哌酮R型、S型、副产物Ⅰ及Ⅱ的量，有利于产品质量控制。

4第4页，共20页，2023年，2月20日，星期六1.2

溶媒残留量

由于头孢哌酮与异丙醇分子之间存在氢键等相互作用，使异丙醇分子容易以分散相形式混入头孢哌酮结晶体，难以除尽。为保证用药安全、降低不良反应，需要控制成品中溶媒残留量。郭国玲等[3]采用GC法对头孢哌酮粉针剂中残留溶媒异丙醇进行测定，用无水乙醇提取样品，以正丙醇为内标物，用GOX-102填充柱分离，色谱图显示，乙醇溶剂与异丙醇、正丙醇组分有较好的分离度，异丙醇浓度范围在3.19×10-4g/ml～1.28×10-3g/ml，存在较好的线性关系，结果满意。

5第5页，共20页，2023年，2月20日，星期六1.3

溶出度

溶出度的测定能有效地控制药品质量，保证临床疗效，是药物分析的一项重要内容。6第6页，共20页，2023年，2月20日，星期六1.4

假冒产品的鉴定

朱旭江等[4]采用薄层色谱法、紫外分光光度法对氟哌酸假冒头孢氨苄胶囊进行鉴别。氟哌酸在273.0，323.8及336.0nm波长处有最大吸收，而头孢氨苄在230nm波长处有最大吸收，照薄层色谱法试验，采用硅胶G薄层板，以0.1mol/L枸橼酸-0.2mol/L磷酸氢二钠-丙酮(120:80:3)为展开剂，用0.1%茚三酮显色，样品与头孢氨苄对照品所显斑点的位置和颜色不一致，而与氟哌酸对照品相同。通过薄层色谱、紫外吸收光谱可以看出，氟哌酸与头孢氨苄对照品的实验结果完全不同，对及时发现假药，加强药品监督，提高临床药品质量具有很好的作用。7第7页，共20页，2023年，2月20日，星期六2

2.1分光光度法

头孢菌素类药物由于环状部分具有O＝C-N-C＝C结构，在260nm处有强吸收，故可用分光光度法进行定量分析。紫外分光光度法是以紫外-可见区的电磁辐射与物质相互作用为基础的分析方法，具有灵敏度高、操作简便快速、仪器普及广而被广泛应用于多种药物制剂的定量分析。分析方法8第8页，共20页，2023年，2月20日，星期六波长长(频率小)的光线能量小，波长短(频率大)的光线能量大

100nm

200nm

400nm

800nm

400um

1m

通指

X-射线

紫外区

可见区

红外区

微波区

无线电波区

Beer-lambert定律：

A=E

l

c

A--吸收度

E-吸收系数

l

---液层厚度

c---溶液浓度

吸收度浓度与厚度的关系。是吸收光度法的基本定律，重要前提是单色光。

摩尔吸收系数：指在一定波长下，溶液浓度为1mol/L

,

厚度为1cm时的吸收度，用

表示。

百分吸收系数：指在一定波长下，溶液浓度为1%(W/V)

,

厚度为1cm时的吸收度，用

表示。

影响Beer定律因素：化学因素，光学因素。9第9页，共20页，2023年，2月20日，星期六2.2HPLC

该方法是近年来发展很快的一种分析技术具有分离效率高、速度快、特异性强、重现性好等优点，对结构清楚的抗生素类，HPLC分析法逐渐取代了微生物检测法。头孢菌素类药物具有紫外可见吸收，HPLC的样品测定多采用紫外法。HPLC有以下特点：

高压—压力可达150~300Kg/cm2。色谱柱每米降压为75Kg/cm2以上。

10第10页，共20页，2023年，2月20日，星期六高速—流速为0.1~10.0ml/min。

高效—可达5000塔板每米。在一根柱中同时分离成份可达100种。

高灵敏度—紫外检测器灵敏度可达0.01ng。同时消耗样品少。

HPLC与经典液相色谱相比有以下优点：

速度快—通常分析一个样品在15~30min，有些样品甚至在5min内即可完成。

分辨率高—可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果。

灵敏度高—紫外检测器可达0.01ng，荧光和电化学检测器可达0.1pg。

柱子可反复使用—用一根色谱柱可分离不同的化合物。

样品量少，容易回收—样品经过色谱柱后不被破坏，可以收集单一组分或做制备。11第11页，共20页，2023年，2月20日，星期六2.3

荧光分光光度法

头孢菌素类药物在碱性条件的降解产物可能是二酮哌嗪衍生物，具有荧光性，故可用荧光分光光度法测定血浆中头孢菌素类药物的含量。该方法具有灵敏度高、方法的选择性好等优点，特别适合于药物代谢产物的分析，但因影响荧光的因素较多，故实验条件要求严格。用荧光分光光度法测定头孢菌素类药物含量，见表1。12第12页，共20页，2023年，2月20日，星期六表1

荧光分光光度法在头孢菌素类药物含量测定上的应用

测定药品在100℃反应条件激发波长(nm)

发射波长(nm)

相对荧光强度

头孢唑啉0.05mol/L氢氧化钠，35分3604350.14头孢氨苄0.1mol/L氢氧化钠，30分3404250.55头孢噻啶0.1mol/L氢氧化钠，2.5时3604352.5头孢噻吩0.1mol/L氢氧化钠，75分3604351.0013第13页，共20页，2023年，2月20日，星期六2.42.4.1

极谱法：电化学分析法由于其灵敏度和选择性好而被广泛应用于药物分析。郝春香等[5]报道应用单扫描极谱法、循环伏安法测定头孢噻肟钠的含量，在磷酸盐缓冲溶液中(pH4.0)，头孢噻肟钠产生一个不可逆吸附的还原波，其峰电位为－0.77V。有2个电子和1个质子参与了电极反应，电极反应速率常数ks为9.0×10-6cm·s-1。胡劲波等[6]用线性扫描和循环伏安法等手段测定头孢哌酮钠的伏安行为，头孢哌酮钠在0.05mol/L硫酸溶液中，形成一良好的示波极谱导数峰，峰电位与头孢哌酮钠的浓度在1.0×10-7～2.0×10-6mol/L范围内成线性关系，检出限为5.0×10-8mol/L，回收率在94.0%～102.0%之间，线性范围良好，得到满意结果。电化学分析法14第14页，共20页，2023年，2月20日，星期六2.4.2

永停滴定法

1990版《中国药典》规定头孢氨苄的含量测定为碘量法，但该法繁琐费时且受温度、pH等因素的影响较大，不易严格控制。杨天鸣等[7]采用KBrO3永停滴定法，是根据滴定过程中双铂电极电流的变化(电流计指针突然偏转)来指示终点的，该方法简便，仪器简单，终点敏锐直观，分析速度快，是一种测定头孢氨苄含量的简便方法。按药典永停滴定法连接仪器装置，在含KBr的盐酸介质中，用KBrO3标准溶液滴定头孢氨苄，该法与药典法的测定结果无显著性差异(95%置信度)。15第15页，共20页，2023年，2月20日，星期六2.5

旋光度测定法

由于头孢菌素类药物的母核(7-ACA)含有两个手性碳原子，具有旋光性，故可用旋光度测定法对其进行定量分析。金镭等[8]采用旋光法测定注射用头孢曲松钠的含量，以水、乙醇为混合溶剂，头孢曲松钠的浓度在5～25mg/ml范围内成线性关系，线性范围良好，取得满意结果。侯海燕等[9]也采用此法测定注射用头孢哌酮钠的含量，以水为介质，考察pH值在4.5～7.0范围对旋光度测定无影响，旋光度在30分钟内无变化，平均回收率为99.6%，样品测定结果为标示量的98.43%，RSD为0.22%，表明该方法变异系数较小，回收率高，结果准确、可靠，可作为头孢菌素类药物的定量分析手段。16第16页，共20页，2023年，2月20日，星期六2.6

高效毛细管电泳法(HPCE)

HPCE是近年发展起来的一种仪器分析方法，它以高场电压为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各滴度和分配行为的差异而实现分离的一类液体分析技术，具有高灵敏度、高分辨率、速度快、样品用量少、成本低等优点，同时弥补了其他分析方法的不足。根据1995版《中国药典》，采用高效液相法测定头孢拉啶含量，饶春意等[10]报道用胶束电动毛细管色谱法(MECC)对头孢拉定进行含量测定，与HPLC法相比，两者无显著性差异，测定数据与HPLC法相应，可见HPCE同样可用于头孢菌素类药物的质量控制。

17第17页，共20页，2023年，2月20日，星期六综上所述，对头孢菌素类药物的分析方法以高效液相法为主，对于其他分析方法，还有待进一步研究、探讨，不断完善，使我国头孢菌素类药物的分析技术逐步接近或赶上国际先进水平。18第18页，共20页，2023年，2月20日，星期六参考文献1

刘浩，仇士林.头孢他啶及有关物质的HPLC测定.中国抗生素杂志，1996，21(4)：270-272.2