地氯雷他定的光譜檢測方法研究

葛學峰, 時 斌, 唐夢圓, 籍 康, 張銀萍, 顧敏芬

南京師范大學分析測試中心, 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、 無中樞系統鎮靜作用、 心臟毒性及藥物相互作用少等優點, 已廣泛應用于季節性過敏性鼻炎、 蕁麻疹等的治療[1-4]。 最近, Dhaher通過對一些病例的分組跟蹤調查, 指出口服DL并結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[5]。 Wandalsen對2～12歲年齡段內有明顯過敏性鼻炎的兒童進行了臨床試驗, 結果顯示DL聯合潑尼松龍治療, 可以有效控制和改善鼻炎的癥狀[6]。 對DL物理化學性質的儀器分析, 陳承貴等建立了有效區分DL片質量并具有國際通用性的溶出度HPLC測定方法[7]; Maria發展和確認了一種EI-GC-MS的方法來分離、 定性和定量全血中的11種包括DL在內的抗組胺成分, 并應用于臨床醫學和法醫毒理學[8]; Takano提出了采用UV法分析了DL片劑定量測試結果中不確定度的分析模型[9]。 而對DL的分子光譜分析方法, 則很少有文獻對其進行專門的應用研究。 有跡象表明DL在3 327和3 304 cm-1處的N—H伸縮振動吸收峰的強度比可能與DL晶型結構的細節相關, 因此確定真實有效的DL光譜檢測方法非常重要。

1 實驗部分

1.1 試劑

實驗所用的主要化學試劑為： 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), 上述試劑均購于上海aladdin生化科技股份有限公司。

1.2 樣品

DL的化學結構如圖1所示。

圖1 帶原子序號的DL結構圖[10]

為了研究不同的預處理過程對紅外測試結果的影響, 準備了6個相關的樣品, 具體的樣品編號及樣品信息如表1所示。 DL中含有氯元素, 考慮到壓片過程中可能出現離子交換現象, 因此在紅外實驗中用沒有采用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

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

表2 紅外光譜儀器型號及檢測方法

1.3.2 拉曼光譜檢測

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

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

1.3.3 熱分析

采用美國PE公司型號為Diamond DSC的儀器對不同預處理的樣品進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, 為保證檢測結果的真實性, 操作過程中沒有進行額外的烘干處理, 因此在3 400 cm-1附近出現因吸附水引入的O—H紅外吸收包, 在3 325和3 304 cm-1處出現2個峰高約為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窗片之間進行的測量, DL的信號非常微弱, 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 不同預處理后DL的TR-FTIR譜圖

為了避免檢測時預處理過程對樣品的影響, 越來越多藥品、 食品、 材料等被要求進行不需要預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[11]。 DL采用ATR法測量的紅外光譜如圖3所示, 圖3(a)選用鍺晶體ATR附件, DTGS檢測器; 圖3(b)選用金剛石晶體ATR附件, DTGS檢測器; 圖3(c)選用鍺晶體ATR工作模式, MCT靈敏度檢測器的。 可以看出, ATR法得到的譜圖整體的吸收強度要低于TR法, 指紋區的吸收峰與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的伸縮振動特征峰, 說明由于其檢測原理的限制, 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)是一種簡單快速的分析技術, 用于基于化學物質的官能團、 化學鍵和分子結構對材料進行表征和物質確證[12]。 為有效消除鏡面反射和避免產生吸收飽和現象, 將DL樣品在KCl中進行稀釋, 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處出現一個較弱的吸收峰而在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, 當采用波長為532和633 nm的激光進行激光拉曼檢測時, 強烈的熒光信號掩蓋了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入探測器形成干涉圖, 對干涉圖進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處分別出現一弱和一中等強度的特征峰, 峰高比約為1∶6。

2.3 熱分析

為了進一步探討紅外的預處理條件對DL的影響, 分別對樣品DL及預處理后的DL-1—DL-5樣品進行DSC檢測, 測試結果如圖6所示。

圖6 DL不同預處理后的DSC譜圖

DSC結果顯示： DL原樣的熔點為156.4 ℃, DL進行研磨后的樣品DL-1熔點為156.6 ℃, DL與KCl進行物理混合后的樣品DL-5熔點為156.6 ℃, 均與原樣幾乎保持一致, 說明研磨過程對DL的晶型結構沒有造成破壞, 物理混合過程中KCl也不會對DL的晶型產生影響。 DL與KCl一起混合研磨過后的樣品DL-2, 熔點為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, 這也導致了紅外譜圖中3 325 cm-1處N—H伸縮振動吸收特征峰強度增加。 與石蠟混合后的樣品DL-3, 熔點為141.5 ℃; 先石蠟制糊再加入KCl研磨的試樣DL-4, 熔點為145.0 ℃, 兩者熔點均比原樣明顯偏低且熔程變寬, 分析認為是由于石蠟的加入改變了混合試樣的熱傳導過程, 也可能是試樣的原結構發生了變化。

3 結 論

DL結構中氫鍵C—H…N主要存在于苯環上氫原子H11和吡啶環上氮原子N1間, 這種相互作用產生了一個無限“之”字形鏈, 吡啶環交替著指向鏈的兩端。 兩個這樣的相鄰鏈通過將其吡啶碎片放入相鄰鏈的兩個碎片之間的空間來進行排列, 反之亦然[10], 體現在紅外譜圖中, 3 327 cm-1對應于C—H…N氫鍵的振動, 而3 304 cm-1對應于六元環中N(2)—H的伸縮振動吸收峰。 因此, 在用紅外光譜對DL進行結構表征的測量過程中, 常規的壓片法, 雖然透射強度最大, 但是KCl容易吸水引入額外羥基的O—H吸收峰, 研磨過程會使KCl與DL之間形成離子鍵, 而且加壓制片過程也可能對DL的晶型產生影響[13], 如果采用石蠟糊保護, 則也會引入不確定因素和解析DL紅外譜圖的難度。 ATR法是一種常用的對藥物進行無損檢測的紅外光譜法, 不需要對樣品進行預處理, 但是受其檢測靈敏度的影響, DL的N—H特征峰不容易被檢測到。 采用DRS-FTIR法, 可以不需要對樣品進行任何的預處理, 避免了預處理過程可能引起的對樣品的影響, 使得實驗結果真實可信, 即使有時為了改善DRS-FTIR法檢測效果, 在樣品準備時用KCl進行稀釋, 熱分析結果表明這種物理混合也不會對DL的晶型及檢測結果產生影響。 DRS-FTIR法檢測靈敏度要比ATR-FTIR方法高, 能夠有效地檢測出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的最佳方法, 也可以推廣到其他容易受到研磨、 壓片等預處理過程影響, 并且研究關注的特征峰信號比較微弱的藥品、 食品或材料的紅外檢測應用中。 FT-Raman的儀器目前在國內的普及度沒有紅外儀器廣泛, 對樣品進行檢測時也無需進行任何的預處理, 得到的譜圖信噪比高, 特征峰明顯, 克服了常規激光拉曼檢測的熒光干擾, 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的光譜檢測方法。