葛學(xué)峰, 時(shí) 斌, 唐夢(mèng)圓, 籍 康, 張銀萍, 顧敏芬

南京師范大學(xué)分析測(cè)試中心, 江蘇 南京 210023

引 言

地氯雷他定(desloratadine, DL)作為第三代抗組胺藥, 對(duì)末梢H1受體有親和力和選擇性, 具有起效快、 作用持久、 無中樞系統(tǒng)鎮(zhèn)靜作用、 心臟毒性及藥物相互作用少等優(yōu)點(diǎn), 已廣泛應(yīng)用于季節(jié)性過敏性鼻炎、 蕁麻疹等的治療[1-4]。 最近, Dhaher通過對(duì)一些病例的分組跟蹤調(diào)查, 指出口服DL并結(jié)合使用阿奇霉素和異維甲酸, 能夠顯著地改善痤瘡的損傷及減少藥物的不良反應(yīng)[5]。 Wandalsen對(duì)2～12歲年齡段內(nèi)有明顯過敏性鼻炎的兒童進(jìn)行了臨床試驗(yàn), 結(jié)果顯示DL聯(lián)合潑尼松龍治療, 可以有效控制和改善鼻炎的癥狀[6]。 對(duì)DL物理化學(xué)性質(zhì)的儀器分析, 陳承貴等建立了有效區(qū)分DL片質(zhì)量并具有國(guó)際通用性的溶出度HPLC測(cè)定方法[7]; Maria發(fā)展和確認(rèn)了一種EI-GC-MS的方法來分離、 定性和定量全血中的11種包括DL在內(nèi)的抗組胺成分, 并應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)和法醫(yī)毒理學(xué)[8]; Takano提出了采用UV法分析了DL片劑定量測(cè)試結(jié)果中不確定度的分析模型[9]。 而對(duì)DL的分子光譜分析方法, 則很少有文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行專門的應(yīng)用研究。 有跡象表明DL在3 327和3 304 cm-1處的N—H伸縮振動(dòng)吸收峰的強(qiáng)度比可能與DL晶型結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)相關(guān), 因此確定真實(shí)有效的DL光譜檢測(cè)方法非常重要。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

實(shí)驗(yàn)所用的主要化學(xué)試劑為： 地氯雷他定(DL, HPLC grade)、 氯化鉀(KCl, SP grade, 研磨干燥)和液體石蠟(AR grade), 上述試劑均購(gòu)于上海aladdin生化科技股份有限公司。

1.2 樣品

DL的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 帶原子序號(hào)的DL結(jié)構(gòu)圖[10]

為了研究不同的預(yù)處理過程對(duì)紅外測(cè)試結(jié)果的影響, 準(zhǔn)備了6個(gè)相關(guān)的樣品, 具體的樣品編號(hào)及樣品信息如表1所示。 DL中含有氯元素, 考慮到壓片過程中可能出現(xiàn)離子交換現(xiàn)象, 因此在紅外實(shí)驗(yàn)中用沒有采用KBr而是采用KCl作為稀釋劑。

表1 樣品名稱及信息

1.3 儀器及條件

1.3.1 紅外檢測(cè)

所有紅外測(cè)試都采用德國(guó)Bruker公司的傅里葉變換紅外光譜儀。 具體紅外光譜儀器型號(hào)及檢測(cè)方法如表2。

表2 紅外光譜儀器型號(hào)及檢測(cè)方法

1.3.2 拉曼光譜檢測(cè)

采用德國(guó)Bruker公司型號(hào)為RAMII的儀器采集DL的傅里葉變換拉曼光譜(FT-Raman)。 激光波長(zhǎng)為1 064 nm, 掃描次數(shù)32次, 分辨率4 cm-1, 光譜范圍為3 500～400 cm-1。

采用法國(guó)HORIBA公司型號(hào)為L(zhǎng)ABRAM HR Evolution的共聚焦顯微拉曼光譜儀采集DL的激光拉曼信號(hào), 分別采用532、 633和785 nm激發(fā)波長(zhǎng), 分辨率～2 cm-1, 掃描光譜范圍為3 600～400 cm-1, 積分時(shí)間30 s, 功率衰減50%。

1.3.3 熱分析

采用美國(guó)PE公司型號(hào)為Diamond DSC的儀器對(duì)不同預(yù)處理的樣品進(jìn)行差示掃描量熱分析(DSC), 溫度范圍為25～200 ℃, 升溫速率為10 ℃·min-1, N2氣氛, 流量50 mL·min-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 紅外光譜分析

采用透射模式傅里葉變換(transmission-Fourier transform infrared, TR-FTIR)紅外光譜法, 樣品分別經(jīng)過KCl稀釋研磨壓片法、 石蠟制糊法、 石蠟制糊再加入KCl壓片法這三種不同的預(yù)處理后采集的紅外圖譜如圖2所示。 圖2(a)DL-2采用紅外檢測(cè)中最常見的研磨壓片法, 在操作過程中稀釋劑KCl極易吸水, 為保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性, 操作過程中沒有進(jìn)行額外的烘干處理, 因此在3 400 cm-1附近出現(xiàn)因吸附水引入的O—H紅外吸收包, 在3 325和3 304 cm-1處出現(xiàn)2個(gè)峰高約為1∶1的N—H特征吸收峰, 其他主要吸收特征峰及其歸屬如表3所示。 圖2(b)DL-3是采用石蠟糊法, 把DL與石蠟混合成糊狀, 夾在2層KRS-5窗片之間進(jìn)行的測(cè)量, DL的信號(hào)非常微弱, 觀察不到N—H特征吸收峰。 圖2(c)DL-4是采用石蠟制糊再加入KCl稀釋后壓片的方法, 圖譜包含了石蠟和DL的所有吸收峰信息, 在3 327和3 304 cm-1處出現(xiàn)N—H特征吸收峰, 峰高比約為1∶2.3。

表3 DL的紅外吸收峰及其歸屬

圖2 不同預(yù)處理后DL的TR-FTIR譜圖

為了避免檢測(cè)時(shí)預(yù)處理過程對(duì)樣品的影響, 越來越多藥品、 食品、 材料等被要求進(jìn)行不需要預(yù)處理的衰減全反射模式傅里葉變換(attenuated total reflection-Fourier transform infrared, ATR-FTIR)紅外光譜檢測(cè)[11]。 DL采用ATR法測(cè)量的紅外光譜如圖3所示, 圖3(a)選用鍺晶體ATR附件, DTGS檢測(cè)器; 圖3(b)選用金剛石晶體ATR附件, DTGS檢測(cè)器; 圖3(c)選用鍺晶體ATR工作模式, MCT靈敏度檢測(cè)器的。 可以看出, ATR法得到的譜圖整體的吸收強(qiáng)度要低于TR法, 指紋區(qū)的吸收峰與TR-FTIR一致, 但是無論是改變晶體的折射率還是提高檢測(cè)器的靈敏度, 在3 400～3 300 cm-1之間觀察不到明顯的N—H的伸縮振動(dòng)特征峰, 說明由于其檢測(cè)原理的限制, 靈敏度低而不適用于DL的光譜研究。

圖3 DL的ATR-FTIR譜圖

漫反射式傅里葉變換紅外光譜(diffuse reflection spectrum-Fourier transform infrared, DRS-FTIR)是一種簡(jiǎn)單快速的分析技術(shù), 用于基于化學(xué)物質(zhì)的官能團(tuán)、 化學(xué)鍵和分子結(jié)構(gòu)對(duì)材料進(jìn)行表征和物質(zhì)確證[12]。 為有效消除鏡面反射和避免產(chǎn)生吸收飽和現(xiàn)象, 將DL樣品在KCl中進(jìn)行稀釋, 得到的DRS-FTIR光譜圖如圖4所示。 從圖中可以看出DL在3 327 cm-1處出現(xiàn)一個(gè)較弱的吸收峰而在3 304 cm-1處的特征峰非常明顯, 兩者的峰高比值約為1∶5。

圖4 DL的DRS-FTIR圖譜

2.2 拉曼光譜分析

DL的拉曼光譜如圖5所示, 當(dāng)采用波長(zhǎng)為532和633 nm的激光進(jìn)行激光拉曼檢測(cè)時(shí), 強(qiáng)烈的熒光信號(hào)掩蓋了DL幾乎所有的有用信息, 即使使用785 nm的激光, 也只能檢測(cè)到1 700 cm-1以下的信息。

圖5 DL的Raman光譜

傅里葉變換拉曼(Fourier transform-Raman, FT-Raman)光譜是采用1 064 nm的激光光源, 來自試樣的拉曼散射光通過干涉儀進(jìn)入探測(cè)器形成干涉圖, 對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變換得到的譜圖, 從圖5(d)可以看出DL的FT-Raman與DRS-FTIR的特征峰位置基本一致, 在3 327和3 304 cm-1處分別出現(xiàn)一弱和一中等強(qiáng)度的特征峰, 峰高比約為1∶6。

2.3 熱分析

為了進(jìn)一步探討紅外的預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)DL的影響, 分別對(duì)樣品DL及預(yù)處理后的DL-1—DL-5樣品進(jìn)行DSC檢測(cè), 測(cè)試結(jié)果如圖6所示。

圖6 DL不同預(yù)處理后的DSC譜圖

DSC結(jié)果顯示： DL原樣的熔點(diǎn)為156.4 ℃, DL進(jìn)行研磨后的樣品DL-1熔點(diǎn)為156.6 ℃, DL與KCl進(jìn)行物理混合后的樣品DL-5熔點(diǎn)為156.6 ℃, 均與原樣幾乎保持一致, 說明研磨過程對(duì)DL的晶型結(jié)構(gòu)沒有造成破壞, 物理混合過程中KCl也不會(huì)對(duì)DL的晶型產(chǎn)生影響。 DL與KCl一起混合研磨過后的樣品DL-2, 熔點(diǎn)為153.0 ℃, 比原樣低了3.4 ℃, 熔融峰型也變寬變小, 說明研磨過程中KCl與DL之間可能形成了離子鍵, 這也導(dǎo)致了紅外譜圖中3 325 cm-1處N—H伸縮振動(dòng)吸收特征峰強(qiáng)度增加。 與石蠟混合后的樣品DL-3, 熔點(diǎn)為141.5 ℃; 先石蠟制糊再加入KCl研磨的試樣DL-4, 熔點(diǎn)為145.0 ℃, 兩者熔點(diǎn)均比原樣明顯偏低且熔程變寬, 分析認(rèn)為是由于石蠟的加入改變了混合試樣的熱傳導(dǎo)過程, 也可能是試樣的原結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。

3 結(jié) 論

DL結(jié)構(gòu)中氫鍵C—H…N主要存在于苯環(huán)上氫原子H11和吡啶環(huán)上氮原子N1間, 這種相互作用產(chǎn)生了一個(gè)無限“之”字形鏈, 吡啶環(huán)交替著指向鏈的兩端。 兩個(gè)這樣的相鄰鏈通過將其吡啶碎片放入相鄰鏈的兩個(gè)碎片之間的空間來進(jìn)行排列, 反之亦然[10], 體現(xiàn)在紅外譜圖中, 3 327 cm-1對(duì)應(yīng)于C—H…N氫鍵的振動(dòng), 而3 304 cm-1對(duì)應(yīng)于六元環(huán)中N(2)—H的伸縮振動(dòng)吸收峰。 因此, 在用紅外光譜對(duì)DL進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征的測(cè)量過程中, 常規(guī)的壓片法, 雖然透射強(qiáng)度最大, 但是KCl容易吸水引入額外羥基的O—H吸收峰, 研磨過程會(huì)使KCl與DL之間形成離子鍵, 而且加壓制片過程也可能對(duì)DL的晶型產(chǎn)生影響[13], 如果采用石蠟糊保護(hù), 則也會(huì)引入不確定因素和解析DL紅外譜圖的難度。 ATR法是一種常用的對(duì)藥物進(jìn)行無損檢測(cè)的紅外光譜法, 不需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理, 但是受其檢測(cè)靈敏度的影響, DL的N—H特征峰不容易被檢測(cè)到。 采用DRS-FTIR法, 可以不需要對(duì)樣品進(jìn)行任何的預(yù)處理, 避免了預(yù)處理過程可能引起的對(duì)樣品的影響, 使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可信, 即使有時(shí)為了改善DRS-FTIR法檢測(cè)效果, 在樣品準(zhǔn)備時(shí)用KCl進(jìn)行稀釋, 熱分析結(jié)果表明這種物理混合也不會(huì)對(duì)DL的晶型及檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。 DRS-FTIR法檢測(cè)靈敏度要比ATR-FTIR方法高, 能夠有效地檢測(cè)出3 327和3 304 cm-1處的紅外吸收特征峰, 因此可以作為DL的傅里葉變換紅外光譜檢測(cè)的最佳方法, 也可以推廣到其他容易受到研磨、 壓片等預(yù)處理過程影響, 并且研究關(guān)注的特征峰信號(hào)比較微弱的藥品、 食品或材料的紅外檢測(cè)應(yīng)用中。 FT-Raman的儀器目前在國(guó)內(nèi)的普及度沒有紅外儀器廣泛, 對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)也無需進(jìn)行任何的預(yù)處理, 得到的譜圖信噪比高, 特征峰明顯, 克服了常規(guī)激光拉曼檢測(cè)的熒光干擾, 而且光譜的頻率精度及靈敏度都很高, 也是一種非常適合DL的光譜檢測(cè)方法。