红外光谱法测定维生素C制剂中抗坏血酸的含量

百检网 2022-10-18

维生素C用于治疗坏血病,又称“抗坏血酸”。它能增强人体对疾病的抵抗力,增强人体对非血红素铁的吸收,在防治缺铁性贫血中发挥着重要作用[1]。目前维生素C含量的测定方法有荧光法、光度分析法、碘量法、电化学分析法和酶法等[2–6],这些方法都需要配制标准溶液,试剂消耗量大。


漫反射傅里叶变换红外光谱法(DRIFTS)是新近发展起来的一种红外光谱技术,主要用于粉末样品的测试[7]。它不需对样品进行特别处理,操作简单,而且具有很高的灵敏度,结果可靠,已应用于定量分析、原位测试、催化剂和动力学等研究。程存归等[8–15]采用DRIFTS方法完成了一些药物中有效成分含量的测定,并测定了维生素C片剂中抗坏血酸的含量[16]。杜德国等[17]应用近红外漫反射光谱技术定量分析了芦丁和维生素C。HongYang等[18]分别应用近红外(FT–NIR)、衰减全反射(FTIR–ATR)、漫反射(DRIFT)、红外光声(FTIR–PAS)、拉曼光谱(FTRaman)等技术测定了食品和药品中维生素C的含量。


笔者采用DRIFTS法,利用岛津公司的IRSolution定量分析软件处理数据,全面优化实验条件,测定了3种维生素C片剂中的抗坏血酸,与碘量法比较,结果满意;同时对一种维生素C丸剂和不同颜色维生素C片剂中的抗坏血酸测定进行了研究。


1实验部分

1.1主要仪器与试剂

傅里叶变换红外光谱仪:IR–Prestige-21型,带DRS–8000漫反射附件、计算机软件IRsolution,日本岛津公司;1#样品:关药师维生素C片,标示含量为50mg,山西亨瑞达制药有限公司;

2#样品:德维喜维生素C咀嚼片,标示含量为200mg,东北制药总厂;3#样品:白云山维生素C咀嚼片,标示含量为100mg,广州白云山光华制药有限公司;4#样品:维生素C丸,标示含量为100mg,东北制药集团沈阳**制药有限公司;抗坏血酸标准品:分析纯,国药集团化学试剂有限公司;溴化钾:光谱纯,PIKETechnologies公司。

1.2仪器工作参数

扫描波长范围:400~4000cm–1;镜面为实验背景;分辨率:8cm–1;扫描次数:20次。

1.3实验方法

研磨KBr颗粒,并过筛(孔径75μm),以此KBr作为稀释剂,准确称量并配制抗坏血酸质量分数分别为1.099%,2.065%,3.988%,6.097%,7.021%,9.045%,12.15%,14.07%的8组标准样品。将标准样品均匀铺置于样品杯中,样品杯内径为4mm,深2mm,将表面刮平,平行测定6次,保存。利用IR–Solution软件进行定量分析处理。研磨待测样品,用KBr稀释,均匀混合,同上操作。

2结果与讨论

2.1抗坏血酸的透射和漫反射红外光谱图

抗坏血酸的透射和漫反射红外光谱图如图1所示。由图1可以看出,抗坏血酸漫反射和透射红外光谱图的吸收峰基本相同,3400~3230cm1为醇羟基R—OH的OH伸缩振动特征吸收峰,2890cm1左右为烷烃C—H伸缩振动特征吸收峰,1780~1680cm1酯羰基C=O伸缩振动特征吸收峰。

2.2分析峰的选择

市售维生素C片中的药用辅料有蔗糖、乳糖、酒石酸、淀粉、甜菊素、日落黄、柠檬黄、硬脂酸镁等,其中辅料主要成分是淀粉。图2是淀粉和抗坏血酸的漫反射红外光谱,由图2可知,抗坏血酸羰基的吸收与淀粉的吸收不同,淀粉不会对抗坏血酸测定产生干扰。分析峰的选择对漫反射定量分析结果起着重要的作用。抗坏血酸羰基特征吸收峰较强,应用IRsolution定量分析软件分析处理,选择吸收峰范围为1660~1680cm–1,确定测量类型为峰面积。在此条件下定量分析,标准工作曲线线性关系良好,相关系数为0.9783,样品定量分析结果准确。

2.3背景选择

实验中分别采用KBr粉末和镜面作为背景,扫描同一个样品,所得谱图见图3。由图3可以看出,在不同背景下扫描得到的抗坏血酸样品谱图相同,所以KBr粉末和镜面都可以作为背景。本实验选择镜面作为背景扫描,这样可以保证每次扫描使用的背景相同,重现性好。

2.4样品杯选择

分别用两个不同大小的样品杯测定同一标准样品,两个样品杯深度均为2mm,直径分别为4mm和2mm。扫描谱图显示,用直径为4mm的样品杯扫描得到吸收峰的吸光度更高,可提高分析测定的灵敏度,所以选用大样品杯进行测定。

2.5样品颗粒大小的选择

样品的颗粒越大,越容易产生镜面反射,漫反射样品的粒度应在2~5μm之间,粒度越小,镜面反射成分越少,漫反射成分越高,测定的灵敏度越高。分别用孔径75μm筛过筛后的KBr和没过筛的KBr作为稀释剂测定抗坏血酸的红外光谱,图谱见图4。由图4可知,过筛之后的谱图与样品透射光谱图一致,而每个基团吸收峰更强。所以KBr需要进行过筛处理,所得颗粒粒径不超过75μm。

2.6样品分析结果

应用DRIFTS法和碘量法分别测定4种样品中的抗坏血酸,其中3种片剂样品的测定结果见表1。

由表1可知,DRIFTS法与碘量法相比,精密度略低。主要原因是漫反射测定时,测定结果受样品混匀程度、装样条件的限制。1#和2#样品分别为白色、淡黄色的片剂,DRIFTS法、碘量法测定结果与标示量基本一致。但3#样品的测定结果与碘量法及标示量有差异。主要原因是3#样品有3种颜色,3种不同颜色的药片红外分析测定结果有差异。分别对红色、黄色、绿色3种不同颜色的药片用DRIFTS法测定,测定结果分别为5.88%,6.72%,8.68%。测定结果较为分散,原因可能是,漫反射红外光谱是对照射到样品表面的反射光进行分析的,颜色较深的样品对光有吸收,导致结果误差较大。

另外,4#样品丸剂的DRIFTS法定量分析结果与标示量相差很大,主要原因是维生素C丸表面附着一层坚硬的糖衣,研磨时很难与KBr混合均匀,无法得到其与KBr均匀混合的试样,测量结果无法反映样品中抗坏血酸的真实含量。

由测定结果可知:DRIFTS法的精密度不如碘量法。白色或浅色的片剂样品,其DRIFTS法的定量分析结果与碘量法接近,深色或丸剂样品测定结果不理想。

2.7加标回收试验

称取KBr0.18g和1#样品0.0150g进行光谱分析,然后再加入0.0100g抗坏血酸进行扫描,测定加标回收率,平行测定3次,测定结果见表2。由表2可知,平均加标回收率为94.0%,表明本法测量准确度较高。

3结语

DRIFTS法定量分析维生素片剂中的抗坏血酸测定结果准确,与碘量法测定结果基本一致。DRIFTS定量分析法无须对样品进行前处理,样品制备简单,分析速度快,不需要配制溶液,无任何试剂和溶液的消耗,可实现非破坏和非污染的绿色分析,费用低,应用范围广。但其测定结果的精密度不如碘量法,而且其测定结果的准确程度受样品性状限制,白色的粉末或可研磨为粉末的样品分析结果较为准确。

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