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电感耦合等离子体原子发射光谱法测定纳米银凝胶中银的含量

2011-08-06李明春赵丽艳马守栋曹恩惠解放军济南军区第401医院药剂科青岛市266071

中国药房 2011年33期
关键词:纳米银谱线标准溶液

李明春,赵丽艳,马守栋,曹恩惠(解放军济南军区第401医院药剂科,青岛市 266071)

银作为抗菌药物使用,很早就有记载,特别是含银药物,如硝酸银、磺胺嘧啶银自20世纪60年代中期就已在临床用于治疗烧伤,至今仍在使用。烧伤领域几十年的临床应用实践证明了含银药物的积极治疗作用,也证明了目前使用的剂型有待改进,如现有的磺胺嘧啶银制剂可以引起患者疼痛、加深创面、延长愈合时间等,因此,有必要对其剂型进行改造,以进一步提高疗效、降低毒副作用。纳米银是粒径达到纳米级的金属银单质[1],其比银离子具有更稳定的理化特性,由于量子效应、小尺寸效应和具有极大的比表面积,因而具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果[2]。我院开发的纳米银凝胶是一种可用于烧烫伤、刀伤、枪伤等的抗感染治疗的外用凝胶药物,具有抗菌、促进伤口愈合等功效,并且纳米银抗菌效果持久,不产生耐药性,无任何刺激性[3],不仅适用于野战急救,也适用于后续治疗。但对纳米银凝胶中的银含量分析,目前尚未见国家统一的标准方法。对痕量银进行含量分析的方法有分光光度法[4]、原子吸收光谱法[5]等,但对纳米银的痕量分析方法少见文献报道。电感耦合等离子体原子发射光谱(ICPAES)法是一种元素分析的稳定、可靠方法[6],本研究探讨了用该法测定纳米银凝胶中痕量银的试验条件,确定了最佳仪器测定参数,建立了简便易行、分析迅速、精密度和准确度高的分析方法,效果令人满意,为纳米银凝胶的质量控制提供了科学依据。

1 仪器与试药

DV215CD型电子分析天平(美国奥豪斯公司);SX2-2.5-10型箱式电阻炉(龙口市电炉制造厂);Prodigy xp型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国Leeman Labs公司)。

纳米银凝胶(自制,批号:20100502、20100603、20100709,银含量:86.01、67.16、50.59 μg·mL-1,规格:每管30 g);银标准溶液(自制,浓度:1 mg·mL-1);硝酸(密度约为1.42 g·mL-1,优级纯);其余试剂均为分析纯;水为去离子水。

2 方法与结果

2.1 操作方法

取纳米银凝胶2.5 g,精密称定,置于大小适宜的瓷坩埚内,在电炉上碳化,之后转入箱式电阻炉内500℃灰化4 h,冷却后取出[7]。加硝酸4.0 mL,使灰分溶解,转移至50 mL棕色容量瓶中,并以水洗涤坩埚。合并洗涤液于同一容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,即得供试品溶液。用优化的ICP-AES法测定其中银的含量。

2.2 分析谱线与观察高度的选择

从Prodigy光谱仪谱线库中,察看测定元素的谱线干扰和谱线强度信息。由于无其他杂质元素,只考虑光谱干扰和背景影响确定分析谱线。由于试样中元素含量较低,故选择灵敏度高、无共存元素干扰且强度较大的谱线328.068 nm作为分析谱线。结果,银在此分析谱线下灵敏度高、峰值较强;另,本文选用标准溶液,考察了不同观察高度对分析信号的影响,最终选择观察高度为15 mm。

2.3 仪器测量条件优化

Prodigy xp型电感耦合等离子体发射光谱仪采用大面积、程序化固态检测器,色散率大、分辨率高、动态范围宽,全谱一次曝光,无需分段曝光读取。液态样品通过雾化室后,被分解成激发态的离子和原子,其发射出可以检测的特征光,从而可以测量原样中每种元素的浓度。选择银标准溶液,进行了曝光积分时间、辅助气、射频(RF)功率、泵速、雾化压力等的优化试验。结果表明,随着雾化压力减小,银元素的强度增加,雾化压力过低后,强度的稳定性变差;雾化压力增大,银元素强度明显降低;泵速减小,银元素强度降低;泵速增加,银元素强度增加。选取RF功率在950~1 350 W进行试验,结果显示,较低功率时,银元素强度降低很多。综合考虑,ICP-AES最佳工作参数见表1。

表1 ICP-AES最佳工作参数Tab 1 Optimal working condition for ICP-AES

2.4 工作曲线的绘制

根据待测样品银含量范围(0.001%~0.01%)制备工作曲线用标准溶液20 μg·mL-1,取该溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL分别置于10 mL棕色容量瓶中,稀释摇匀后进行测试,以(Y)代表光量子数,(X)代表浓度,化学工作站自动绘制工作曲线方程为Y=1.395 5×10-5X-0.053 3(r=0.999 7)。结果,银离子检测浓度线性范围为0~10.0 μg·mL-1。

2.5 检出限与精密度考察

选择银分析谱线(328.068 nm)绘制标准曲线,用空白溶液和银标准溶液平行测定11次,计算其相对标准偏差,取3倍标准偏差所对应的浓度为银的检出限。结果,测得银的检出限为0.003 μg·mL-1。

精密吸取银标准溶液,连续测定6次,测定结果的RSD为0.6%(n=6),说明仪器精密度良好。

2.6 稳定性考察

取同一批供试品溶液,于室温下放置,每隔2 h测定1次,共6次,银含量基本不变,RSD=1.5%(n=6),表明该溶液在12 h内稳定性良好。

2.7 回收率试验

称取适量不含银的空白凝胶,分别加入高、中、低3种不同浓度的银标准溶液,混匀后每种浓度取样3次,按“2.1”项下方法处理后进行检测,以测得量与加入量的比值计算回收率,结果平均回收率为95.29%,RSD为2.02%,详见表2。

表2 回收率试验结果Tab 2 Results of recovery tests

2.8 样品含量测定

取3批样品,按“2.1”项下方法处理后进行检测,结果,3批样品含量分别为80.95、65.04、49.18 μg·mL-1,分别为标示量的94.1%、96.8%和97.2%。

3 讨论

凝胶样品中的有机基质对纳米银的分析结果有很大影响,样品经过灰化后,基质被除去,再用硝酸消解残样,方可用于ICP-AES测定。本试验前期工作发现5%~8%的酸用量对测定结果无显著影响,故本试验操作中硝酸的加入量为4.0 mL(供试品溶液总量为50 mL)。

观测位置的最佳化取决于炬管的安装位置,最佳安装位置是炬管的中心管应与火炬的底部保持适当的距离。距离过大,易造成火炬闪动、稳定性下降。另样品进样量较大极易造成火炬熄灭,因此应注意选择合适的样品量。

所有实验室器皿都存在潜在的污染问题,因此,在使用前一定要进行严格的清洗。推荐采用聚四氟乙烯(Teflon)、高密度聚乙烯或低密度聚乙烯材料的器皿。

紫外-可见分光光度法由于其仪器便宜、操作简单,是目前国内应用较多的银元素分析方法,但其准确度相对不高,不适合用于药物中的银含量分析。ICP-AES法是测定银含量的稳定、可靠的方法,本文建立的以ICP-AES法测定纳米银凝胶中银含量的方法可以满足纳米银生产过程中原料与产品质量控制的要求,该方法为进一步深入研究纳米银奠定了坚实的基础。

综上所述,所建立的方法准确、快速、简便,适用于测定纳米银凝胶中银的含量。

[1] Dubas ST,Pimpan V.Green synthesis of silver nanoparticles for ammonia sensing[J].Talanta,2008,76(1):29.

[2] Sotiriou GA,Pratsinis SE.Antibacterial activity of nanosilver ions and particles[J].Environ Sci Technol,2010,44(14):5 649.

[3] Alt V,Bechert T,Steinrücke P,et al.An in vitro assessment of the antibacterial properties and cytotoxicity of nanoparticulate silverbone cement[J].Biomaterials,2004,25(18):4 383.

[4] 潘志斌.银(I)-过硫酸钾-亚甲基蓝测定痕量银新体系[J].海峡药学,2008,20(12):34.

[6] 赵 敏,李立东.ICP-AES法测定含银铜排中的银含量[J].中国新技术新产品,2009,4:6.

[7] 古淑仪,黎月玲,毕绮丽,等.分光光度法测定银锌凝胶中总磺胺嘧啶及磺胺嘧啶锌的含量[J].药物分析杂志,2008,28(11):1 829.

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