连续小波变换方法测定硫酸阿托品滴眼液含量

连续小波变换方法测定硫酸阿托品滴眼液含量 连续小波变换方法测定硫酸阿托品滴眼液 含量 中国医院药学杂志2007年第27卷第6期ChinHospPharmJ,2~R)7Jun,Vol27,No.06 的另一优点是可用于LEBS不能解决的溶出模型:(1)当y ()大于或等于1【)0时,除非进行数据校正或按接近并 小于100的值~1199.9计算,否则不能对实测数据进行对 数变换如Weihull函数等;(2)不能线性化的溶出模型. DEBS不足之处在于拟合的参数多于3个时,?(y—)极小 值有时出现局部收敛现象,需要给参数取不同的初值,观察 是否结果一致,并取SUM最小者. 在一定的溶出条件下,药物溶出的值应是一定的,但 不同的拟合方法(如表2)和不同的拟合模型(如表3)将影响 值的大小.尽管模型2,5和6的td,t和SUM相近而值 相差较大,原因是拟合方法和拟合模型不同使拟合曲线各 异,尤其是曲线的初始段可见值明显不同.一般普通片 剂的溶出应有一定的a值,模型2显然不合理,但一组溶出 数据的合理模型可以不是唯一的,表3表明Ritger-Peppas 模型和weibull模型都是适宜的,结果也是相近的.在(),^ 之间增加取样点,然后重新进行模型拟合可以获得确切的 值. 表3中Ritger-Peppas拟合模型和Weibull拟合模型各 自线性化后的相关系数r,分别为().9992,11o.9982,其斜率 (b)因模型不同而不可比.表2中拟合方法不同(DEBS/ LEBS),其r值略有不同,3种pH条件下的r值分别为 【).99893/0.999219,(0.99996/0.99996)和(【1.998173/ ().99844),斜率b即表2中的rn值.但溶出模型的曲线拟 合,应采用拟合优度R来度量两变量之间非线性相关的密 切程度. 参考文献: [1]朱芳海,奚念朱.优选最佳数学模型用于固体制剂体外溶出实 验数据处理程序的设计[J].药学,1994,29(6):459—463. E2]黎阳.基于拟合方法的药物溶出度数据的计算机处理EJ].广西 民族学院(自然科学版),1998,4(3):46—47. [3]苏银法,孙建枢,白学敏.后验差检验法在药物体外溶出模型 拟合优度检验中的应用[J].数理医药学杂志,2000,13(2): 119. 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[关键词]连续小波变换;硫酸阿托品;含量测定 [中图分类号]R927.2EX献标识码]AEX章编号]1001— 5213(2『】()7)06—0841)3 硫酸阿托品滴眼液系中国医院制剂规范西药制剂第二 版收载品种,主要成分是硫酸阿托品,羟苯乙酯及氯化钠. 由于处方中含有防腐剂羟苯乙酯,其紫外光谱与硫酸阿托品 重叠,不能直接用紫外法测定.制剂规范采用中和法[,也 有文献用提取比色法l_2,联立方程新解法E3]或高效液相色谱 法l_4j.这些方法有些专属性不强,有些提取比色操作繁琐, 中间参数多计算复杂或仪器设备要求较高.本实验采用数 学变换的分析方法,利用小波变换在时频域均有较强的分辨 能力l_5],将硫酸阿托品的紫外光谱特征吸收峰分离出来,确 定特征小波系数_6.],从而达到测定硫酸阿托品含量.该方 法简便准确,仪器设备简单,回收率,重复现性均较好,可作 为本品质量控制方法.- 1材料 UV一1101紫外分光光度计(上海天美科学仪器有限公 司);MATLAB7.1标准计算软件包,小波工具箱w.avelet toolbox3.0(MathWords公司);硫酸阿托品(杭州民生药业 有限公司,批号0412002);羟苯乙酯;氯化钠;水为纯化水. 2方法和结果 2.1小波变换及其原理小波分析是20世纪8O年代以来 发展起来的信号处理方法,其主要特点是将信号表示为不同 尺度和不同位置的基本单元,而不同的基本单元原始信号中 的不同信息成分,这种特点使小波分析成为一种高效的信号 处理工具,可用于分析化学数据的平常滑滤噪,数据压缩,基 线校正以及重叠信号的解析等,作为多组分复杂体系中同时 测定的手段之一. 基本小波是满足一定条件的函数事(,),通过伸缩和平移 产生的一个函数族书(,) 1,+一l,, , b(,)=事(L),(a.b?R,a~-0)(1)~/I aI, 其中b为平移因子,a为尺度因子,事(,)为小波函数.小波变 换是把某函数或信号f(,)?在小波上的投影,即f(t)和 .b(,)的内积. 1…L, Wfa'b(,)=J:妻f(,)事(L)dt(2)~/I aI,a 当信号f(,)做某一倍数变化时,其小波变换在a.b两轴 上作同一比例伸缩,但不发生失真变形.当待测信号或混合 物信号进行小波变换后,将吸收度(A)与浓度(C)的比例关 系转化为小波系数Wf(a'b)与浓度(C)的关系. ?842?中国医院药学杂志2()07年第27卷第6期 ChinHospPharmJ,2007Jun,Vol27,No.06 wfa'b(,)=士J!嚣ECLq,()dt(3)~/} a},a 从上式可知,经过小波变换后,特征小波系数Wf(ab)和 浓度(C)成正比.因此,只要确定特征小波系数,就可以计算 待测物的含量. 2.2连续小波变换本研究的小波变换数据处理采用 MathWords公司MATLAB7.1标准计算软件包,MATLAB 常用于数值计算,诸如应用代数,数理统计,数字信号处理, 时间序列分析等,其小波工具箱wavelettoolbox3.0,设计不 同小波,可根据目标进行离散或者连续小波变换.本实验选 取和吸收峰比较相似的SYM6小波进行分解,尺度因子a 的取值为1,85问的正整数.对于每一个具体尺度因子a, 计算平移因子b从1,85所对应的每一个小波系数值w(a, b). 2.3特征小波系数的提取对照液和混合液经过连续小波 变换后各有一系列小波系数W(ab),只有在波长J处对照液 和混合液第i级小波变换系数w对照(i.J)和w合液(i.j)非 常接近时,即满足w对照液(i.j)一w混合液(i.j)/w照液(i.j)< 0.02时,认为得到的小波系数基本与干扰物无关,如果几组 对照液和混合液在相同的尺度因子,平移因子时都能满足上 述条件,此时的小波系数为特征小波系数. 2.4溶液的配制 2.4.1硫酸阿托品对照液精取硫酸阿托品对照品适量, 置100mL量瓶中,加纯化水溶解,并稀释成0.06,0.12, 0.24,0.36,0.48g?L的硫酸阿托品溶液. 2.4.2硫酸阿托品混合液精取硫酸阿托品,羟苯乙酯适 量置100mL量瓶中,加纯化水适量溶解.并稀释成含硫酸 阿托品,羟苯乙酯适当浓度的混合液,见表1. 表1硫酸阿托品,羟苯乙酯混合溶液的组成 Tab1Ingredlentandconcentrationofmixedsolutionofat— ropinesulfateandethylparaben 2.5标准曲线制备对5份硫酸阿托品对照液和混合液分 别进行紫外吸收光谱扫描,根据硫酸阿托品及干扰物紫外吸 收光谱(如图1),并按照"2.2"及"2.3"项下方法,选择在230 , 315nl-n光谱区问的85个光谱数据进行连续小波变换. 确定特征小波系数为SYM6(12.9),即尺度因子为12,平移 因子为9.特征小波系数值分别为0.0522,0.1033, 0.1949,0.2692,0.3613,特征小波系数值(y)于浓度(c)之 间的关系为Y=0.7228C+0.0138,r:0.9991.结果表 明,硫酸阿托品在0.06,0.48g?L内具有良好的线性关 系. 2.6溶液的稳定性和干扰性试验精密取同一浓度供试品 溶液适量,分别于0,1,2,4,6,8h扫描测定吸收度,进行连续 小波变换,结果特征小波系数值在8h内稳定,RSD为 0.32.样品中氯化钠按处方浓度经和被测组分同步稀释 成适当浓度,在230~330nm扫描,均无干扰. 280330 /rim 图1硫酸阿托品紫外吸收光谱 A.硫酸阿托品;B.羟苯乙酯 Fig1Ultravioletabsorptionspectraofatropinesulfate A.atropinesulfate;B.ethylparaben, 2.7回收率和精密度试验按硫酸阿托品滴眼液处方配制 高,中,低浓度的含硫酸阿托品及羟苯乙酯溶液,按"2.3"及 "2. 4"项下方法在230~330nln波长扫描并进行连续小波变 换,日内平均测定5次,隔日做5次,分别计算日内,日间差 及回收率,结果见表2. 表2回收率和精密度("=5) Tab2Recoveryandprecision("=5) 2.8样品含量测定精密取硫酸阿托品滴眼液适量置5《】 m1量瓶中.用纯化水稀释至刻度,按上法测定特征小波系 数值,按回归方程计算含量,结果见表3. 表3样品测定结果(":3) Tab3Assayofthesample(=3) 3讨论 复方制剂中有重叠吸收光谱出现时,不能用经典的紫外 分光光度法,因为有下列局限性:一是信息量少,物质的结构 特性在吸收光谱的全波长范围内都能得到反映,仅用峰,谷 及其比值几个参数得到的信息不能完全反映物质结构的本 质特性;二是紫外可见光谱为宽带吸收,曲线形状一般变化 不大,不同化合物的吸收光谱的细微差异常被宽带吸收所掩 盖.因此常用计算分光光度法进行含量测定,但一般计算分 光光度法有许多限制条件,如双波长法需要找到等吸收波长 点,系数倍率法要求某一组分在两个波长点的吸收度比值在 一 定范围内.小波变换方法是对两组分有重叠吸收光谱的 混合物溶液在一定的波长共同扫描,进行连续小波变换,提 取待测物的特征小波系数,运用特征小波系数与待测物的浓 度的相关性进行待测物的含量测定.连续小波变换法比经 典的分光光度法信息量大,同时比其他计算分光光度法的限 制条件少,适用范围广,只要待测物和干扰物的最大吸收波 长相差2nm以上;或即使待测物和干扰物的最大吸收波长 重叠,但峰宽相差较大时,都有可能存在特征小波系数.本 实验中待测物硫酸阿托品和干扰物羟苯乙酯最大吸收波长 相互重叠,且干扰物的峰宽大于待测物,使用其他计算分光 0 中国医院药学杂志2007年第27卷第6期ChinHospPharmJ,2007Jun,VoI27,No.06 光度法是很难找到合适的测定条件;而使用小波变换法,提 取硫酸阿托品特征小波系数,找出特征小波系数与浓度的相 关性就能较好地测定硫酸阿托品的含量. 小波变换法的关键是确定特征小波系数,特征小波系数 一 般出现在待测信号的吸收峰附近;或者是待测物和干扰物 其中一个波形变化明显,另一个波形变化平缓(如肩峰)的区 域;另有可能是一个波形急剧上升,一个波形急剧下降的区 域.本实验出现在硫酸阿托品急剧下降,羟苯乙酯急剧上升 的区域,是由于待测物本身的吸收及和干扰物的相互作用的 结果使呈现一宽的吸收带.另外,本实验将相对误差控制在 2,在具体实验过程中,应注意控制该相对误差范围,相对 误差过小将导致计算速度下降,过大将得不到有用的信息, 两者均可能造成小波系数不易提取. 参考文献: [1]中华人民共和国卫生部药政局编.中国医院制剂规范(西药制 剂)[M].第2版.北京:中国医药科技出版社,1995:182. 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[关键词]对叶百部;质量标准;总生物碱;薄层色谱法;紫 外分光光度法 [中图分类号]R284.1[文献标识码]A[文章编号]1001— 5213(2OO7)()6—0843—02 对叶百部为百部科植物对叶百部(Stemonatuberosa Lour.)的干燥块根,具有润肺下气止咳,杀虫的功效,主治百 日咳,久咳不止,肺结核,钩虫病,蛲虫病等,外用杀虱. 对叶百部中的主要成分为生物碱类,药理研究表明对叶百部 ? 843? 具有良好的镇咳祛痰,抗菌抗病毒和杀虫等作用_2].中国药 典2005年版中,对叶百部质量标准中仅规定性状项和浸出 物的检查,不能有效的控制药材质量,因此,本研究对对叶百 部中的生物碱类进行了薄层鉴别,对药材中的总生物碱进行 了含量测定. 1材料 8453紫外一可见分光光度计(美国安捷伦公司);对叶百 部药材(购自湖南,广西等地,经广州中医药大学李卫民教授 鉴定为对叶百部StemonatuberoseLour.);对叶百部对照药 材(中国药品生物制品检定所,批号1221-0301);雷氏盐 (AR,国药集团化学试剂有限公司);其他试剂均为分析纯. 2方法与结果 2.1薄层鉴别取对叶百部药材粉末1g,加乙醇2()mL, 超声处理30rain,滤过,取续滤液10mI,作为供试品溶液. 另取对叶百部对照药材0.5g,加乙醇10mL,超声处理30 rain,滤过,取续滤液5mL,作为对照药材溶液.照薄层色谱 法[1]试验,吸取上述2种溶液各1()L,分别点于同一以 ().5羧甲基纤维素钠为黏合剂的硅胶Gs薄层板上,以氯 仿一甲醇(4:1)为展开剂,展开,取出,晾干,喷以碘化铋钾溶 液显色.供试品色谱中,在与对照药材色谱相应的位置上, 显相同颜色的生物碱斑点. 2.2总生物碱的含量测定百部总碱的含量测定采用雷氏 盐比色法,雷氏盐在酸性介质可与生物碱类成分定量地生成 难溶于水的有色配合物.生物碱雷氏盐沉淀易溶于丙酮,其 丙酮所呈现的吸收特征是由于分子结构中硫氰酸铬铵部分, 而不是结合的生物碱部分,在520,525nln处有最大吸收 (经试验在523nln处有最大吸收),因此,即可以将此沉淀过 滤洗净后溶于丙酮直接比色测定,换算生物碱的含量. 2.3供试品溶液的制备取药材粉末20g,以17倍量0.1 mol?L盐酸进行渗漉,精密量取15倍量渗漉液.精密量取 75mL渗漉液,加入新鲜配制的2雷氏盐饱和溶液10mL, 冰水中冷却1h,用干燥滤纸抽滤得沉淀,沉淀物干燥后以丙 酮溶解,定容于25mL量瓶中,以丙酮为空白,按分光光度 法…在523nln处进行比色测定. 2.4精密度试验对同一份供试品溶液重复比色测定6 次,计算总生物碱含量,结果RSD为().85,表明精密度良 好. 2.5重复性试验取同一批号样品5份,按照供试品溶液 的方法制备之后进行含量测定,结果百部总生物碱的含量的 RSD为1.33,表明本法重复性良好. 2.6稳定性试验取配制好的雷氏盐沉淀的丙酮,在室温 下放置,每隔10min测其吸收度,结果在1h,RSD为1.9, 表明在1h内稳定性良好. 2.7回收率试验取百部药材粉末100g,按"2.3"方法制 备供试品溶液,比色测定百部总碱含量为0.5,每75mL 0.1mol?L盐酸渗漉液含有总碱相当于25.0mg(以对叶百 部碱C2:H..N计).剩余盐酸渗漉溶液作为对照溶液备 用,记为备用液2.另取6份已知含量的药材粉末(以平均含 量0.564记),每份10g,得到150mI酸水渗漉液,各取75 mI制备得雷氏盐丙酮溶液,计算含量和回收率,结果见表 1. [作者简介]高卫东,男,硕士研究生,电话:020— 31706375,E-mail:weidonggw@163.corn