頭孢曲松鈉與Ce(III)相互作用的熒光性質(zhì)研究

王彩榮

（長治學(xué)院 化學(xué)系，山西 長治 046011）

1引言

頭孢菌類抗生素是通過抑制細胞壁的合成以達到抗菌或抑菌的效果，尤其是對于革蘭氏陽性菌和厭氧菌的抑制效果尤為顯著[1]。其結(jié)構(gòu)中含有四個碳原子的β-內(nèi)酰胺環(huán)，通過N原子將四環(huán)和五環(huán)或六環(huán)連在一起，羧基連在與N相連的碳原子上[2-3]。頭孢曲松鈉屬于第三代的頭孢菌素，它的抗菌廣譜、療效好、價格便宜、副作用小等特點，對許多細菌感染都能起到控制作用[4]。頭孢曲松鈉的分析方法主要有液相色譜分析、薄層層析、分光光度法[5]。其中熒光光度法因分析線性范圍寬、較高靈敏度以及較好的選擇性等眾多優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于生物樣品的分析、醫(yī)學(xué)等方面[6]。

稀土Ce（III）由于其獨特的結(jié)構(gòu)，在激發(fā)后會發(fā)生4f-5d躍遷，因此具有較強的特征發(fā)射光譜[7]，其它有機物的引入都會由于形成配合物而使 Ce（III）的熒光猝滅，因此 Ce（III）可以作為熒光探針對有機分子進行分析。文章研究Ce（III）與頭孢曲松鈉作用的熒光光譜，以期尋找一種檢出限較低、線性范圍好、靈敏度高、可有效測定頭孢曲松鈉含量的一種分析方法。

2 實驗部分

2.1 試劑和儀器

頭孢曲松鈉（分析純，悅康藥業(yè)有限公司）；CeCl3（99.95%，贛州金成源藥品廠）；其它試劑均為分析純；F-4600分子熒光光譜儀（日立公司）；BSA1245S-CW電子分析天平（賽多利斯科學(xué)儀器）。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

稱取0.0331 g頭孢曲松鈉，配制5 mL 1.0×10-2molL-1水溶液。稱取0.0186 gCeCl3固體，配制5 mL 1.0×10-2molL-1水溶液，備用。

NaCl，KCl，MgCl2，Zn Cl2，CaCl2，F(xiàn)e2（SO4）3，CuSO4均為1.0×10-1molL-1水溶液。

2.3 實驗方法

使用F-4600熒光光譜儀，實驗條件為激發(fā)波長260 nm、狹縫寬度均為5.0 nm、電壓400 V下，測定Ce(III)的發(fā)射光譜及頭孢曲松鈉對其的熒光滴定光譜，并在270-500 nm區(qū)間內(nèi)掃描。

3 結(jié)果與討論

3.1 Ce（Ⅲ）的熒光光譜

測得Ce（III）的水溶液激發(fā)波長和發(fā)射波長（見圖1）。由圖可知，C e(Ⅲ)的最佳激發(fā)波長和發(fā)射波長分別為：λex=260 n m、λem=364 n m。且發(fā)射峰與激發(fā)峰基本呈現(xiàn)軸對稱，應(yīng)該歸屬于C e（Ⅲ）的4f-5d躍遷，該躍遷是宇稱規(guī)則允許的。

圖1 C e(Ⅲ)的發(fā)射光譜和激發(fā)光譜Fig.1 Emission and excitation spectra of Ce(III)

3.2 頭孢曲松鈉滴定Ce（Ⅲ）的熒光光譜

室溫條件下，使用F-4600熒光分光光度計，激發(fā)波長λex=260nm，Ex Slit=5.0nm EmSlit=5.0nm，用頭孢曲松鈉滴定 Ce（III） （1.1×10-3molL-1）水溶液。測得滴定結(jié)果（見圖2）。

圖2 頭孢曲松鈉滴定Ce(Ⅲ)的熒光光譜Fig.2 Fluorescence spectra of ceftriaxone sodium quenching Ce(III)

圖2中Ce（Ⅲ）位于365 n m的熒光強度很強，隨著頭孢曲松鈉的加入，C e（Ⅲ）的熒光強度減弱。當(dāng)頭孢曲松鈉的濃度在4.76×10-5m o l L-1時，熒光強度減弱的幅度不大，通過其猝滅現(xiàn)象分析C e（Ⅲ）與頭孢曲松鈉有響應(yīng)，表明兩者之間可能形成了絡(luò)合物。

根據(jù)頭孢曲松鈉猝滅C e（Ⅲ）的熒光滴定光譜圖，作不同濃度下的頭孢曲松鈉隨F365 n m熒光強度的變化的滴定曲線圖（見圖3）。圖中，隨著頭孢曲松鈉的濃度滴加，C e（Ⅲ）的熒光強度基本呈線性猝滅，因此可以用作熒光試劑對沒有熒光的頭孢曲松鈉間接測定。

圖3 頭孢曲松鈉猝滅Ce（Ⅲ）的熒光滴定曲線Fig.3 Fluorescence titration curve of ceftriaxone sodium quenching Ce（III）λex=260 nm Ex Slit=5.0 nm Em Slit=5.0 nm[Ce(Ⅲ)]=1.1×10-3 molL-1

3.3 干擾物質(zhì)的影響

為了進一步研究生物體內(nèi)的其它離子的存在對體系熒光強度的影響，固定Ce（Ⅲ）和頭孢曲松鈉的濃度，分別研究不同濃度的不同干擾物質(zhì)做系列測定，探究干擾離子對實驗結(jié)果的影響（見表 1）。

表1 不同濃度和不同干擾離子下的熒光強度Tab.1 Fluorescence intensity under different oncentrations and different interference ions

由表得出，Na C l、Mg C l2、K C l、Z n C l2、C a C l2在不同濃度下的熒光強度基本一致，由此可得Na+、C l-、Mg2+、K+、Z n2+、C a2+等離子對體系的熒光沒有太大影響；F e2（S O4）3、C u S O4的熒光強度在不同濃度條件下會發(fā)生增敏或猝滅變化，因此在測定熒光時要避免SO42-、Fe3+、Cu2+對實驗的干擾。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

以頭孢曲松鈉的濃度為橫坐標(biāo)，Ce（Ⅲ）的初始熒光強度與每次加入頭孢曲松鈉使Ce（Ⅲ）猝滅的熒光強度比值的對數(shù)為縱坐標(biāo)，作標(biāo)準(zhǔn)曲線（見圖4）。對圖4數(shù)據(jù)進行處理得到線性回歸方程為：y=0.190x+0.0059；相關(guān)系數(shù)為R2為0.9988。方程擬合度高，斜率為0.1903，計算得檢出限為1.513×10-5 molL-1。

圖4 體系的標(biāo)準(zhǔn)曲線［Ce(Ⅲ)］=1.1×10-3 molL-1［CRO］=5.0×10-6-1.6×10-4 molL-1Fig.4 Standard curve of the system

4 結(jié)論

研究了激發(fā)波長為260 nm，Ex Slit=5.0 nm、Em Slit=5.0 nm、電壓為400 V條件下，用頭孢曲松鈉滴定Ce（Ⅲ）水溶液的熒光光譜。結(jié)果表明Ce（Ⅲ）位于365 nm處的強發(fā)射光譜隨頭孢曲松鈉的滴加逐漸猝滅，且呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系；進一步研究不同干擾離子對猝滅體系熒光強度的影響，據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合得到線性方程（y=0.190x+0.0059）和檢出限（1.513×10-5molL-1）。實驗結(jié)果對建立Ce（III）作為熒光探針，熒光分析法檢測頭孢曲松鈉的含量提供一定理論基礎(chǔ)。