庞艳玲，孟德素，孙 静

(菏泽学院 化学化工学院，山东 菏泽 274015)

分析化学是菏泽学院校级精品课程，是化学、化工、药学类学生的专业必修课。分析化学讲授化学分析和部分仪器分析方法，帮助学生建立起“量”的概念，使学生初步具备定量分析、数据处理、测试评价的知识和能力。在当今社会日新月异发展的大形势下，分析测试的样品越来越复杂，对准确度要求也越来越高，传统的化学分析法逐渐被仪器分析法所替代。光分析化学作为仪器分析的重要组成部分，其地位逐渐凸显。菏泽学院提出要建设高水平应用型地方高校，特别注重学生素质和能力的培养。综合设计性实验是完善实践教学体系，培养学生的创新能力，提升学生综合素质的重要途径，可以达到以学生为主导，自主设计实验方案，独立解决问题的目的[1-3]。

荷移光谱法在药物分析中的应用系列实验是将科研成果与实验教学相结合，设计出的综合性研究性实验。以降压药富马酸比索洛尔的检测作为光分析化学综合性实验课题，在提高学生实验兴趣，培养学生科研创新能力和团队合作能力上发挥了重要作用。

1 实验目的

(1)掌握分光光度计的操作，实验条件和参比液的选择，络合物组成的测定，机理探讨，数据的导出和处理以及溶液配制的方法和技能。

(2)学习荷移光谱法的实验原理，实验方法评价和实际样品测定。

(3)初步培养根据实验对象和实验目的选择实验方法的能力，资料查阅和设计实验的能力，激发学生学习兴趣，培养团队合作精神，提高学生处理实际问题的能力。

2 实验原理

电荷转移作用，不同于范德华力和氢键作用力，只存在于电荷密度差别比较大的分子基团和原子间，不会引起分子间价键的改变，反应迅速。由电子给体分子和电子受体分子形成的络合物称为电荷转移复合物(CNC)。利用生成CNC进行的光谱分析，称为荷移光谱法。

许多药物分子能够提供孤对n电子或不饱和键电子，作为电子给体可以和许多电子受体试剂发生荷移反应产生CNC，其光谱称为电荷转移光谱，CNC吸收强度与药物浓度呈线性关系。荷移光谱法应用于药物定量分析，可以检测单一药物，也可用于复方制剂中某种成分的检测。生成的CTC在紫外可见光范围出现一个新的吸收带，具有特征光谱和最大吸收峰，据此可以建立测定药物含量荷移光谱法。

富马酸比索洛尔,其化学名称为1-[4-[[2-(1-甲基乙氧基)乙氧基]甲基]-苯氧基]-3-[(1-甲基乙基)氨基]-2-丙醇，(E)-2-丁烯二酸盐(2∶1)。是一种新型的β-肾上腺素受体的阻断药，具有选择性高，时间长，效果明显，副作用小的特点，适用于高血压、冠心病、心力衰竭等病的治疗[4-5]，目前检测方法主要有：色谱法[6-8]，光谱法[9-11],电化学法[12]等。四氯苯醌是一种缺电子基团的物质，可以与富马酸比索洛尔发生荷移反应。根据富马酸比索洛尔与四氯苯醌的电荷转移反应，检测药片中富马酸比索洛尔的含量。

3 实验材料

3.1 仪器和试剂

仪器：TU-1901型UV-VIS双光束分光光度计(北京普析通用仪器有限公司)；电子分析天平(上海舜宇恒平有限公司)；超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。

试剂：四氯苯醌(天津市光复精细化工研究所)；富马酸比索洛尔(对照品,含量99.99%,北京柯华素制药股份有限公司)；富马酸比索洛尔胶囊 (北京朗依制药有限公司)；所用试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。

3.2 标准溶液的配制

富马酸比索洛尔标准储备液：准确称取富马酸比索洛尔对照品0.0050g，用适量无水乙醇溶解后定容至100mL棕色容量瓶，配成0.05gL-1的富马酸比索洛尔标准贮备液，用时将其稀释。(注：1.富马酸比索洛尔见光易分解，需避光保存 2.富马酸比索洛尔溶于乙醇时有少量未溶解，可用超声波震荡促进溶解)

四氯苯醌标准液：准确称取四氯苯醌8.015g，加适量丙酮溶解，以丙酮定容于50mL容量瓶中配成0.1603gL-1的四氯苯醌溶液，作为标准储备液(1)。

准确称取四氯苯醌16.03g，加适量丙酮溶解，以丙酮定容于50mL容量瓶中配成0.3206gL-1四氯苯醌溶液，作为标准储备液(2)。

4 实验方法与结果

准确移取富马酸比索洛尔标准储备液8mL,浓度为0.1603gL-1四氯苯醌标准储备液(1)0.8mL稀释至1mL，将富马酸比索洛尔与稀释的四氯苯醌溶液混合，使其充分反应。取适量反应液于比色皿，以试剂空白为参比溶液，在340nm处测定其吸光度。

4.1 实验条件的优化

4.1.1 吸收光谱按试验方法配制溶液，分别在200～600nm范围内对富马酸比索洛尔溶液进行扫描，得到其最大吸收波长为227nm。再以四氯苯醌为参比对络合物溶液进行扫描，得到其最大吸收波长为340nm(图1)，实验选择340nm作为测定波长。

1.富马酸比索洛尔 2.络合物(四氯苯醌作参比)

4.1.2 溶剂的选择富马酸比索洛尔易溶于水和乙醇，微溶于丙酮等溶剂，而四氯苯醌易溶于酮、醚等，难溶于水。对于二者的络合反应，分别用乙醇、丙酮或二者混合液作溶剂进行观察，最终确定富马酸比索洛尔用乙醇作溶剂与用丙酮作溶剂的四氯苯醌反应，实验效果最好。

4.1.3 最佳溶剂比 在确定二者的反应溶剂之后，取富马酸比索洛尔标准储备液8mL，加入不同体积的四氯苯醌标准储备液(1)，混合后待其充分反应，于340nm处测定其吸光度。结果发现V乙醇∶V丙酮等于8∶1的时候，富马酸比索洛尔与四氯苯醌的反应吸光度最大，所以最佳溶剂体积比为8∶1。

4.1.4 反应温度的影响按试验方法配制溶液，分别用冰浴和水浴控制反应温度，测定不同温度下络合物的吸光度，研究温度对反应的影响。结果如下：0～20℃之间，随温度升高，络合物的吸光度降低；20℃以后，络合物的吸光度趋向于稳定，变化较小。实验选择0℃为测定温度。

4.1.5 时间的影响按最佳条件配制溶液，将配制好的溶液静置不同的时间段，在0℃左右测定不同时间段络合物的吸光度，研究二者反应的最佳时间。结果发现：随时间增加，络合物的吸光度逐渐降低。测定络合物的吸光度时，越快越好。

根据上述时间、温度对吸光度的综合影响来看。将反应液放置在冰水浴10min左右使温度达到0℃，混合后立即测定，络合物的吸光度最大。

4.2 标准曲线的绘制

在最佳试验条件下配制系列标准液，药物浓度分别为1，6，20，30，50，100μg·mL-1。测定不同浓度络合物的吸光度。得线性回归方程为A=0.0074c+0.10099，线性相关系数r=0.9993，线性范围1～100μgmL-1，以3倍空白标准偏差计算检出限DL=3.2×10-1μgmL-1，表观摩尔吸光系数ε=2.338×104Lmol-1·cm-1，方法灵敏。

4.3 重现性实验

最佳实验条件下平行配制六份溶液，在340nm处测其吸光度。当药物浓度为0.05gL-1时，六次测定结果的RSD为2.06%。

4.4 荷移络合物组成

以摩尔比法测定荷移络合物的组成：固定富马酸比索洛尔的浓度(c2)不变，连续改变四氯苯醌的浓度(c1)，测定络合物的吸光度。以吸光度A对c1/c2作图，曲线转折点所对应的横坐标即为络合物的组成比。结果如图2所示。

图2 摩尔比法测络合物组成

由图2可知，c1∕c2≈1，所以二者最佳络合比为1∶1。

4.5 反应机理的探讨

富马酸比索洛尔分子中氮原子上含有两个孤对n电子是电子给予体，四氯苯醌是一平面缺电子体系，可作为电子接受体，二者作用形成n-π电荷转移络合物，荷移反应的反应式可能为：

4.6 实际样品的测定

4.6.1 样品溶液制备取富马酸比索洛尔缓释片(标示量为5mg∕片)10片，充分研磨并准确称量。每次称取总质量的1/5，加一定量的乙醇将其溶解，于50mL的棕色容量瓶中定容，配制成浓度为0.2g/L的富马酸比索洛尔溶液。

4.6.2 样品含量分析取8mL富马酸比索洛尔溶液与1mL四氯苯醌0.3206gL-1标准储备液混合，充分反应后，在340nm测定其吸光度。结果显示，测定值相当于标识值的97.8%。

4.6.3 加标回收率取适量试样于比色皿中，采用在样品中加入已知标准样品的方法作回收率实验，结果显示，方法回收率在97.3%～100.1%。

4.7 干扰实验

在最佳实验条件下配制溶液，分别加入药物浓度不同倍数的Na+、K+、Cl-等物质，测定干扰物质对吸光度的影响。结果证明：(1)钠离子、钾离子对络合物的吸光度具有抑制作用，但不随干扰离子的浓度变化而变化，且钾离子的抑制作用大于钠离子。(2)氯离子对络合物的吸光度也有抑制作用，且随着氯离子浓度的增大，对络合物的抑制作用越来越强。

5 结语

在老师指导下，学生采用荷移分光光度法成功测定了富马酸比索洛尔缓释片的含量，明确了富马酸比索洛尔具有较强的给电子能力，与四氯苯醌在较大的范围内存在定量反应关系，可以用于实际药品的快速准确测定。老师结合理论课讲授的吸光光度法的原理和方法，提供相关资料文献，并给予全程指导。学生根据课题资料，设计实验，开展综合研究性实验探究[13-15]。学生在掌握光分析化学相关知识和操作技能的基础上，积极开展团队合作，充分利用开放实验室，自选待测药品和荷移试剂，可以设计出更多的实验课题，极大锻炼了学生的科研创新能力，提高了科学素养。