含金屬有機(jī)藥物及有機(jī)鹵素藥物結(jié)構(gòu)中的金屬原子、鹵素與碳原子結(jié)合牢固者,用上述方法難以將有機(jī)結(jié)合的金屬原子及鹵素轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)的金屬化合物及鹵素化合物,此時(shí)必須采用有機(jī)破壞的方法將藥物分子破壞,使有機(jī)結(jié)合狀態(tài)的金屬及鹵素轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)定的無機(jī)化合物,方可選用合適的分析方法進(jìn)行測(cè)定。有機(jī)破壞方法,一般包括濕法破壞、干法破壞及氧瓶燃燒法三種方法,下面分別討論。
(-)濕法破壞
根據(jù)所用試劑的不同,濕法破壞可分為以下幾種:
1.硝酸-高氯酸法 本法破壞能力強(qiáng),反應(yīng)比較激烈。故進(jìn)行破壞時(shí),必須嚴(yán)密注意切勿將容器中的內(nèi)容物蒸干,以免發(fā)生爆炸。
本法適用于血、尿、組織等生物樣品的破壞。經(jīng)本法破壞后,所得的無機(jī)金屬離子,一般為高價(jià)態(tài)。本法對(duì)含氮雜環(huán)藥物的破壞不夠完全,此時(shí)宜選用干法灼燒進(jìn)行破壞。
2.硝酸-硫酸法 本法適用于大多數(shù)有機(jī)物質(zhì)的破壞,如染料、中間體或藥物等。經(jīng)本法破壞分解所得的無機(jī)金屬離子均為高價(jià)態(tài)。
因堿土金屬可與硫酸形成不溶性的硫酸鹽,將會(huì)吸附被測(cè)定的金屬離子,使測(cè)定結(jié)果偏低。所以本法不適用于含堿土金屬有機(jī)藥物的破壞。此時(shí),可改用硝酸-高氯酸法進(jìn)行破壞。
3.硫酸-硫酸鹽法 本法所用硫酸鹽為硫酸鉀或硫酸鈉,因硫酸鈉為含水化合物,不利于有機(jī)破壞,故一般多采用硫酸鉀。加入硫酸鹽的目的,是為了提高硫酸的沸點(diǎn),以使樣品破壞完全。同時(shí),也防止硫酸在加熱過程中過旱地分解為三氧化硫而損失。
經(jīng)本法破壞分解所得的金屬離子,多為低價(jià)態(tài)。本法常用于含砷或銻有機(jī)藥物的破如壞分解。因在有機(jī)物破壞時(shí)須經(jīng)炭化過程,最后得到低價(jià)態(tài)的三價(jià)砷或銻離子。如用本法破壞低碳化合物時(shí),宜添加適量的淀粉等多碳化合物,以保證在破壞過程中,經(jīng)炭化,將金屬離子都轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)態(tài)。
4.其它濕法 除了以上三種試劑組合的方式之外,尚有硝酸-硫酸-高氯酸法、硫酸-過氧化氫法、硫酸-高錳酸鉀法等,其根據(jù)都是增加氧化劑。硫酸加氧化劑,加熱,使有機(jī)物破壞分解完全,破壞后,金屬在溶液中均以高價(jià)態(tài)(如砷酸)存在。
濕法破壞所用的儀器,一般為硅玻璃或硼玻璃制成的凱氏燒瓶;所用試劑及蒸館水均不應(yīng)含有被測(cè)金屬離子或干擾測(cè)定的其他金屬離子等組分;由于整個(gè)操作過程所用礦酸量數(shù)倍于樣品,所以必須按相同條件進(jìn)行空白試驗(yàn)校正;操作時(shí)應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。
關(guān)于樣品的取用量,應(yīng)視被測(cè)含金屬有機(jī)藥物中所含金屬元素的量和破壞后所用測(cè)定方法而定。一般來說,含金屬元素量在10~100цg范圍內(nèi)時(shí),取樣量為10g;如果測(cè)定方法靈敏度較高,取祥量可相應(yīng)減少。對(duì)于生物樣品,一般血樣10~15ml或尿樣50m1。
(二)干法破壞
本法系將有機(jī)物灼燒灰化以達(dá)分解的目的。將適量樣品置于瓷坩堝或鎳坩堝、鉑坩堝中,常加無水碳酸納或輕質(zhì)氧化鎂等以助灰化,混合均勻后,先小火加熱,使樣品完全炭化,然后放入高溫爐中灼燒,使其灰化完全,即可。
應(yīng)用本法時(shí)要注意以下幾個(gè)問題:①加熱或灼燒時(shí),應(yīng)控制溫度在420℃以下,以防止某些被測(cè)金屬化合物的揮發(fā)。②灰化完全與否,直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。如欲檢查灰化是否完全,可將灰分放冷后,加入稍過量的稀鹽酸.水(1:3)或硝酸.水(1:3)的混合液,振搖,注意觀察溶液是否呈色或有無有機(jī)物不溶成分存在。若呈色或有不溶有機(jī)物,可于水浴上將溶液蒸干,并用小火炭化后,再行灼燒。③經(jīng)本法破壞后,所得灰分往往不易溶解,但此時(shí)切勿棄去。
本法適用于濕法不易破壞完全的有機(jī)物(如含氮雜環(huán)類有機(jī)藥物)以及某些不能用硫酸進(jìn)行破壞的有機(jī)藥物。不適用于含易揮發(fā)性金屬(如汞、砷等)有機(jī)藥物的破壞。
(三)氧瓶燃燒法
氧瓶燃燒法(oxygen flask combustion method)系將有機(jī)藥物放入充滿氧氣的飛密閉的燃燒瓶中進(jìn)行燃燒,并將燃燒所產(chǎn)生的欲測(cè)物質(zhì)吸收于適當(dāng)?shù)奈找褐?,然后根?jù)欲測(cè)物質(zhì)的性質(zhì),采用適宜的分析方法進(jìn)行鑒別、檢查或測(cè)定含鹵素有機(jī)藥物或含硫、氮、硒等其它元素的有機(jī)藥物。
本法是快速分解有機(jī)物的簡單方法,它不需要復(fù)雜設(shè)備,就能使有機(jī)化合物中的待測(cè)元素定量分解成離子型。該方法被各國藥典所收載。
1.儀器裝置燃燒瓶為500ml、1000ml或2000ml磨口、硬質(zhì)玻璃錐形瓶,瓶塞應(yīng)嚴(yán)密、空心、底部熔封鉑絲一根(直徑為1mm),鉑絲下端做成網(wǎng)狀或螺旋狀,長度約為瓶身長度的2/3,如圖3-1A。
燃燒瓶容積大小的選擇,主要取決于被燃燒分解樣品量的多少。一般取樣量(10~20mg)使用500ml燃燒瓶,加大樣品量(200mg)時(shí)可選用1000ml或2000ml燃燒瓶。使用燃燒瓶前,應(yīng)檢查瓶塞是否嚴(yán)密。
2.稱樣 ①稱取固體樣品時(shí),應(yīng)先研細(xì),精密稱取各藥品項(xiàng)下的規(guī)定量,置無灰濾紙〈圖3-1B)中心,按虛線折疊(圖3-1C)后,固定于鉑絲下端的網(wǎng)內(nèi)或螺旋處,使尾部露出。②稱取液體樣品時(shí),是將供試品滴在用透明膠紙和無灰濾紙做成的紙袋中。紙袋的做法是:將透明膠紙剪成規(guī)定大小和形狀(圖3-1D),中部貼一條約16mm×6mm的無灰濾紙條,并于其突出部分貼-6mm×35mm的無灰濾紙條(圖3-1E),將膠紙對(duì)折,緊粘住底部及另一邊,并使上口敞開(圖3-1F)精密稱定重量,用滴管將供試品從上口滴在無灰濾紙條上,立即捏緊粘住上口,精密稱定重量,兩次重量之差即為供試品景。將含有液體供試品的紙袋固定于鉗絲下端的網(wǎng)內(nèi)或螺旋處,使尾露出。
3.燃燒分解操作法 在燃燒瓶內(nèi)加入規(guī)定的吸收液,并將瓶口用水濕潤:小心急速通入氧氣約1min(通氣管口應(yīng)接近液面,使瓶內(nèi)空氣排盡),立即用表面皿覆蓋瓶口,備用;點(diǎn)燃包有樣品的濾紙包或紙袋尾部,迅速放入燃燒瓶中,按緊瓶塞,用水少量封閉瓶口,待燃燒完畢(應(yīng)無黑色碎片),充分振搖,使生成的煙霧完全吸入吸收液中,放置15min,用少量水沖洗瓶塞及鋁絲,合并洗液及吸收液。用同法另作空白試驗(yàn)。
4.吸收液的選擇 吸收液可使樣品經(jīng)燃燒分解所產(chǎn)生的各種價(jià)態(tài)的鹵素,定量地被吸收并使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ谋阌跍y(cè)定的價(jià)態(tài),以適應(yīng)所選擇的分析方法,根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的種類及所用分析方法來選擇合適的吸收液。中國藥典(1995年版)用于鹵索、硫、硒等的鑒別、檢查及含量測(cè)定的吸收液多數(shù)是水或水與氫氧化納的混合液,少數(shù)是水-氫氧化鈉-濃過氧化氫的混合液或硝酸溶液(1→30)。
中國藥典(1995年版)中采用氧瓶燃燒法破壞后測(cè)定含量的藥物及所用吸收液歸納于表33。
5.應(yīng)當(dāng)注意的有關(guān)問題 氧氣要充足,確保燃燒完全。燃燒產(chǎn)生的煙霧應(yīng)完全被吸收液吸收。注意防爆。為了保證安全,操作中可戴防護(hù)面罩。一般情況下,由于取樣量很少,燃燒又在瞬間即可完成,因此,如果按規(guī)定方法操作,實(shí)際上幾乎沒有爆破危險(xiǎn)。操作中,應(yīng)將燃燒瓶洗滌干凈,不得殘留有機(jī)溶劑,也不能用有機(jī)潤滑劑涂抹瓶塞;燃燒中產(chǎn)生的熱氣往往使塞子被頂動(dòng),因此點(diǎn)燃后,必須立即用手按緊瓶塞,直到火焰熄滅為止。
測(cè)定氟化物時(shí)應(yīng)用石英燃燒瓶。因?yàn)楹袡C(jī)藥物燃燒后生成的氟化氧氣體可腐蝕玻璃,同時(shí)與玻璃中的硼生成的硼氟化物(如BF3)在水溶液中僅部分解離成氟離子而使氟的測(cè)定結(jié)果偏低。如碘苯酯的含量測(cè)定。
原理 碘苯酯系有機(jī)碘化物,用氧瓶燃燒分解,轉(zhuǎn)變?yōu)榈饣?,繼而氧化為游離的碘,并被定量地吸收于吸收液中,和氫氧化鈉反應(yīng),生成碘化物與碘酸鹽,加入溴-醋酸溶液,使全部轉(zhuǎn)變?yōu)榈馑猁},過量的溴以甲酸及通空氣去除。加入碘化鉀,使與碘酸鹽反應(yīng)析出游離碘,用硫代硫酸鈉液滴定,碘與淀粉結(jié)合所顯的藍(lán)色消失即為終點(diǎn)。
碘苯酯,主要為10-對(duì)碘苯基十一酸乙酯及鄰、間位的碘苯基十一酸乙酯的混合物。
測(cè)定方法 取本品約20mg,精密稱定,照氧瓶燃燒法進(jìn)行有5機(jī)破壞,用氫氧化鈉試液2ml與水10ml為吸收液,待吸收完全后,加溴醋酸溶液(取醋酸鉀10g,加冰醋酸適量使溶解,加溴0.4ml,再加冰醋酸使成100ml)10ml,密塞,振搖,放置數(shù)分鐘,加甲酸約1ml,用水洗滌瓶口,并通入空氣流約3~5min以除去剩余的溴蒸氣,加碘化鉀2g,密塞,搖勻,用硫代硫酸鈉滴定液(0.02mol/L)滴定,至近終點(diǎn)時(shí),加淀粉指示液,繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失,并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正。每1ml的硫代硫酸鈉滴定液(0.02mol/L)相當(dāng)于1.388mg的C19H29IO2。
(-)濕法破壞
根據(jù)所用試劑的不同,濕法破壞可分為以下幾種:
1.硝酸-高氯酸法 本法破壞能力強(qiáng),反應(yīng)比較激烈。故進(jìn)行破壞時(shí),必須嚴(yán)密注意切勿將容器中的內(nèi)容物蒸干,以免發(fā)生爆炸。
本法適用于血、尿、組織等生物樣品的破壞。經(jīng)本法破壞后,所得的無機(jī)金屬離子,一般為高價(jià)態(tài)。本法對(duì)含氮雜環(huán)藥物的破壞不夠完全,此時(shí)宜選用干法灼燒進(jìn)行破壞。
2.硝酸-硫酸法 本法適用于大多數(shù)有機(jī)物質(zhì)的破壞,如染料、中間體或藥物等。經(jīng)本法破壞分解所得的無機(jī)金屬離子均為高價(jià)態(tài)。
因堿土金屬可與硫酸形成不溶性的硫酸鹽,將會(huì)吸附被測(cè)定的金屬離子,使測(cè)定結(jié)果偏低。所以本法不適用于含堿土金屬有機(jī)藥物的破壞。此時(shí),可改用硝酸-高氯酸法進(jìn)行破壞。
3.硫酸-硫酸鹽法 本法所用硫酸鹽為硫酸鉀或硫酸鈉,因硫酸鈉為含水化合物,不利于有機(jī)破壞,故一般多采用硫酸鉀。加入硫酸鹽的目的,是為了提高硫酸的沸點(diǎn),以使樣品破壞完全。同時(shí),也防止硫酸在加熱過程中過旱地分解為三氧化硫而損失。
經(jīng)本法破壞分解所得的金屬離子,多為低價(jià)態(tài)。本法常用于含砷或銻有機(jī)藥物的破如壞分解。因在有機(jī)物破壞時(shí)須經(jīng)炭化過程,最后得到低價(jià)態(tài)的三價(jià)砷或銻離子。如用本法破壞低碳化合物時(shí),宜添加適量的淀粉等多碳化合物,以保證在破壞過程中,經(jīng)炭化,將金屬離子都轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)態(tài)。
4.其它濕法 除了以上三種試劑組合的方式之外,尚有硝酸-硫酸-高氯酸法、硫酸-過氧化氫法、硫酸-高錳酸鉀法等,其根據(jù)都是增加氧化劑。硫酸加氧化劑,加熱,使有機(jī)物破壞分解完全,破壞后,金屬在溶液中均以高價(jià)態(tài)(如砷酸)存在。
濕法破壞所用的儀器,一般為硅玻璃或硼玻璃制成的凱氏燒瓶;所用試劑及蒸館水均不應(yīng)含有被測(cè)金屬離子或干擾測(cè)定的其他金屬離子等組分;由于整個(gè)操作過程所用礦酸量數(shù)倍于樣品,所以必須按相同條件進(jìn)行空白試驗(yàn)校正;操作時(shí)應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。
關(guān)于樣品的取用量,應(yīng)視被測(cè)含金屬有機(jī)藥物中所含金屬元素的量和破壞后所用測(cè)定方法而定。一般來說,含金屬元素量在10~100цg范圍內(nèi)時(shí),取樣量為10g;如果測(cè)定方法靈敏度較高,取祥量可相應(yīng)減少。對(duì)于生物樣品,一般血樣10~15ml或尿樣50m1。
(二)干法破壞
本法系將有機(jī)物灼燒灰化以達(dá)分解的目的。將適量樣品置于瓷坩堝或鎳坩堝、鉑坩堝中,常加無水碳酸納或輕質(zhì)氧化鎂等以助灰化,混合均勻后,先小火加熱,使樣品完全炭化,然后放入高溫爐中灼燒,使其灰化完全,即可。
應(yīng)用本法時(shí)要注意以下幾個(gè)問題:①加熱或灼燒時(shí),應(yīng)控制溫度在420℃以下,以防止某些被測(cè)金屬化合物的揮發(fā)。②灰化完全與否,直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。如欲檢查灰化是否完全,可將灰分放冷后,加入稍過量的稀鹽酸.水(1:3)或硝酸.水(1:3)的混合液,振搖,注意觀察溶液是否呈色或有無有機(jī)物不溶成分存在。若呈色或有不溶有機(jī)物,可于水浴上將溶液蒸干,并用小火炭化后,再行灼燒。③經(jīng)本法破壞后,所得灰分往往不易溶解,但此時(shí)切勿棄去。
本法適用于濕法不易破壞完全的有機(jī)物(如含氮雜環(huán)類有機(jī)藥物)以及某些不能用硫酸進(jìn)行破壞的有機(jī)藥物。不適用于含易揮發(fā)性金屬(如汞、砷等)有機(jī)藥物的破壞。
(三)氧瓶燃燒法
氧瓶燃燒法(oxygen flask combustion method)系將有機(jī)藥物放入充滿氧氣的飛密閉的燃燒瓶中進(jìn)行燃燒,并將燃燒所產(chǎn)生的欲測(cè)物質(zhì)吸收于適當(dāng)?shù)奈找褐?,然后根?jù)欲測(cè)物質(zhì)的性質(zhì),采用適宜的分析方法進(jìn)行鑒別、檢查或測(cè)定含鹵素有機(jī)藥物或含硫、氮、硒等其它元素的有機(jī)藥物。
本法是快速分解有機(jī)物的簡單方法,它不需要復(fù)雜設(shè)備,就能使有機(jī)化合物中的待測(cè)元素定量分解成離子型。該方法被各國藥典所收載。
1.儀器裝置燃燒瓶為500ml、1000ml或2000ml磨口、硬質(zhì)玻璃錐形瓶,瓶塞應(yīng)嚴(yán)密、空心、底部熔封鉑絲一根(直徑為1mm),鉑絲下端做成網(wǎng)狀或螺旋狀,長度約為瓶身長度的2/3,如圖3-1A。
燃燒瓶容積大小的選擇,主要取決于被燃燒分解樣品量的多少。一般取樣量(10~20mg)使用500ml燃燒瓶,加大樣品量(200mg)時(shí)可選用1000ml或2000ml燃燒瓶。使用燃燒瓶前,應(yīng)檢查瓶塞是否嚴(yán)密。
2.稱樣 ①稱取固體樣品時(shí),應(yīng)先研細(xì),精密稱取各藥品項(xiàng)下的規(guī)定量,置無灰濾紙〈圖3-1B)中心,按虛線折疊(圖3-1C)后,固定于鉑絲下端的網(wǎng)內(nèi)或螺旋處,使尾部露出。②稱取液體樣品時(shí),是將供試品滴在用透明膠紙和無灰濾紙做成的紙袋中。紙袋的做法是:將透明膠紙剪成規(guī)定大小和形狀(圖3-1D),中部貼一條約16mm×6mm的無灰濾紙條,并于其突出部分貼-6mm×35mm的無灰濾紙條(圖3-1E),將膠紙對(duì)折,緊粘住底部及另一邊,并使上口敞開(圖3-1F)精密稱定重量,用滴管將供試品從上口滴在無灰濾紙條上,立即捏緊粘住上口,精密稱定重量,兩次重量之差即為供試品景。將含有液體供試品的紙袋固定于鉗絲下端的網(wǎng)內(nèi)或螺旋處,使尾露出。
3.燃燒分解操作法 在燃燒瓶內(nèi)加入規(guī)定的吸收液,并將瓶口用水濕潤:小心急速通入氧氣約1min(通氣管口應(yīng)接近液面,使瓶內(nèi)空氣排盡),立即用表面皿覆蓋瓶口,備用;點(diǎn)燃包有樣品的濾紙包或紙袋尾部,迅速放入燃燒瓶中,按緊瓶塞,用水少量封閉瓶口,待燃燒完畢(應(yīng)無黑色碎片),充分振搖,使生成的煙霧完全吸入吸收液中,放置15min,用少量水沖洗瓶塞及鋁絲,合并洗液及吸收液。用同法另作空白試驗(yàn)。
4.吸收液的選擇 吸收液可使樣品經(jīng)燃燒分解所產(chǎn)生的各種價(jià)態(tài)的鹵素,定量地被吸收并使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ谋阌跍y(cè)定的價(jià)態(tài),以適應(yīng)所選擇的分析方法,根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的種類及所用分析方法來選擇合適的吸收液。中國藥典(1995年版)用于鹵索、硫、硒等的鑒別、檢查及含量測(cè)定的吸收液多數(shù)是水或水與氫氧化納的混合液,少數(shù)是水-氫氧化鈉-濃過氧化氫的混合液或硝酸溶液(1→30)。
中國藥典(1995年版)中采用氧瓶燃燒法破壞后測(cè)定含量的藥物及所用吸收液歸納于表33。
5.應(yīng)當(dāng)注意的有關(guān)問題 氧氣要充足,確保燃燒完全。燃燒產(chǎn)生的煙霧應(yīng)完全被吸收液吸收。注意防爆。為了保證安全,操作中可戴防護(hù)面罩。一般情況下,由于取樣量很少,燃燒又在瞬間即可完成,因此,如果按規(guī)定方法操作,實(shí)際上幾乎沒有爆破危險(xiǎn)。操作中,應(yīng)將燃燒瓶洗滌干凈,不得殘留有機(jī)溶劑,也不能用有機(jī)潤滑劑涂抹瓶塞;燃燒中產(chǎn)生的熱氣往往使塞子被頂動(dòng),因此點(diǎn)燃后,必須立即用手按緊瓶塞,直到火焰熄滅為止。
測(cè)定氟化物時(shí)應(yīng)用石英燃燒瓶。因?yàn)楹袡C(jī)藥物燃燒后生成的氟化氧氣體可腐蝕玻璃,同時(shí)與玻璃中的硼生成的硼氟化物(如BF3)在水溶液中僅部分解離成氟離子而使氟的測(cè)定結(jié)果偏低。如碘苯酯的含量測(cè)定。
原理 碘苯酯系有機(jī)碘化物,用氧瓶燃燒分解,轉(zhuǎn)變?yōu)榈饣?,繼而氧化為游離的碘,并被定量地吸收于吸收液中,和氫氧化鈉反應(yīng),生成碘化物與碘酸鹽,加入溴-醋酸溶液,使全部轉(zhuǎn)變?yōu)榈馑猁},過量的溴以甲酸及通空氣去除。加入碘化鉀,使與碘酸鹽反應(yīng)析出游離碘,用硫代硫酸鈉液滴定,碘與淀粉結(jié)合所顯的藍(lán)色消失即為終點(diǎn)。
碘苯酯,主要為10-對(duì)碘苯基十一酸乙酯及鄰、間位的碘苯基十一酸乙酯的混合物。
測(cè)定方法 取本品約20mg,精密稱定,照氧瓶燃燒法進(jìn)行有5機(jī)破壞,用氫氧化鈉試液2ml與水10ml為吸收液,待吸收完全后,加溴醋酸溶液(取醋酸鉀10g,加冰醋酸適量使溶解,加溴0.4ml,再加冰醋酸使成100ml)10ml,密塞,振搖,放置數(shù)分鐘,加甲酸約1ml,用水洗滌瓶口,并通入空氣流約3~5min以除去剩余的溴蒸氣,加碘化鉀2g,密塞,搖勻,用硫代硫酸鈉滴定液(0.02mol/L)滴定,至近終點(diǎn)時(shí),加淀粉指示液,繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失,并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正。每1ml的硫代硫酸鈉滴定液(0.02mol/L)相當(dāng)于1.388mg的C19H29IO2。