陳 蓉， 周光明， 羅 丹， 周家羽

西南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院， 發(fā)光與實(shí)時(shí)分析教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 重慶 400715

引 言

環(huán)丙沙星作為新一代的喹諾酮類抗生素， 因其抗菌活性強(qiáng)、 毒性低、 組織穿透能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)， 是當(dāng)前世界上抗感染藥物最佳品種之一[1]。 在臨床醫(yī)學(xué)[2]、 水產(chǎn)養(yǎng)殖等多個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用[3]。 氨茶堿是茶堿與乙二胺的復(fù)鹽， 是一類常規(guī)的臨床藥物。 其藥理作用主要是源于茶堿 , 乙二胺增強(qiáng)其水溶性[4]。 但由于氨茶堿受多種因素的影響， 很容易引發(fā)不良反應(yīng)。 而臨床上， 氨茶堿與環(huán)丙沙星聯(lián)用的機(jī)會(huì)非常頻繁， 有研究報(bào)道喹諾酮類抗菌藥物與氨茶堿聯(lián)合使用， 會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的副作用， 比如心律失常、 惡心嘔吐等癥狀[5-6]。 研究表明當(dāng)氨茶堿的血液濃度超過20 μg·mL-1， 甚至?xí)?dǎo)致毒性反應(yīng)[7]。 因此， 深入了解氨茶堿的使用量對環(huán)丙沙星的影響， 這對于臨床醫(yī)學(xué)來說具有實(shí)際意義。

目前有關(guān)環(huán)丙沙星的研究已有許多的報(bào)道， 王佩[8]等研究了環(huán)丙沙星對氨茶堿藥物的動(dòng)力學(xué)影響； 何華[9]等利用熒光光譜對環(huán)丙沙星與牛血清白蛋白之間的相互作用進(jìn)行了研究； 趙進(jìn)輝[10]等利用表面增強(qiáng)拉曼光譜， 實(shí)現(xiàn)了對鴨肉中環(huán)丙沙星殘留的快速檢測。 而這些僅是對環(huán)丙沙星進(jìn)行定量的檢測或研究環(huán)丙沙星與蛋白之間的相互作用， 有關(guān)于氨茶堿對環(huán)丙沙星分子結(jié)構(gòu)影響的研究未見報(bào)道。

表面增強(qiáng)拉曼光譜因作為一個(gè)高靈敏度的分析工具而獲得了巨大的關(guān)注與應(yīng)用。 有相關(guān)研究表明喹諾酮類抗菌藥物與氨茶堿的聯(lián)用， 會(huì)引起嚴(yán)重的副反應(yīng)， 危及人體健康。 實(shí)驗(yàn)利用表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)， 考察了氨茶堿對環(huán)丙沙星的影響， 了解兩者的作用方式對于藥物的混合使用具有重要的理論意義和實(shí)踐意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

環(huán)丙沙星(C17H18FN3O3)、 氨茶堿(C16H24N10O4)、 氯金酸(HAuCl4)、 檸檬酸鈉(NaC6H5O7·2H2O)統(tǒng)購于阿拉??； 以上試劑均為分析純， 實(shí)驗(yàn)室用水為自制的超純水， 電阻率為18.3 MΩ·cm。

Renishaw lnvia拉曼光譜儀(英國雷尼紹公司)， 激光波長為633 nm， 激光強(qiáng)度為1 mW， 拉曼光譜檢測波長范圍0～3 000 cm-1； UV-2450紫外-可見分光光度計(jì)(島津)， pH酸度計(jì)(上海雷滋pHSJ-3)； 透射電子顯微鏡(TEM)(德國蔡司)。

1.2 步驟

根據(jù)Lee[11]的方法制備金納米基底， 以檸檬酸鈉作為還原劑。

環(huán)丙沙星溶液的配制： 稱取環(huán)丙沙星固體10 mg， 溶解于蒸餾水， 定容至50 mL， 再將其稀釋至濃度為4 mg·L-1， 待用。

氨茶堿溶液的配制： 稱取氨茶堿固體1 mg， 溶解于蒸餾水， 定容至50 mL， 待用。

SERS檢測： 運(yùn)用密度泛函理論計(jì)算環(huán)丙沙星的拉曼峰； 測定環(huán)丙沙星固體的常規(guī)拉曼光譜與環(huán)丙沙星溶液的表面增強(qiáng)拉曼光譜， 并對環(huán)丙沙星的拉曼峰進(jìn)行全面的歸屬； 分別探究了環(huán)丙沙星與氨茶堿的結(jié)合時(shí)間以及氨茶堿的量對環(huán)丙沙星的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 納米金的表征

實(shí)驗(yàn)測定了納米金的吸收光譜， 結(jié)果如圖1所示。 納米金的吸收峰會(huì)受到其形狀、 聚合度等影響[12]。 由圖1可知， 納米金的吸收峰大約在535 nm處， 與文獻(xiàn)[13]所報(bào)道的金納米粒子的吸收峰基本一致。 圖2是金納米粒子的TEM掃描圖， 其粒徑大小在17 nm左右。 從圖中可以看出， 納米金分散較為均勻， 加上金納米粒子的比表面較大， 能有效地吸附樣品分子。

2.2 環(huán)丙沙星的密度泛函理論計(jì)算及環(huán)丙沙星拉曼光譜研究

圖1 金納米粒子的吸收光譜圖

圖2 金納米粒子的透射電鏡圖

圖3 環(huán)丙沙星理論計(jì)算值(a)和固體的常規(guī)拉曼光譜(b)

Fig.3 Calculated values of ciprofloxacin (a) and conventional Raman spectra of solids (b) and SERS spectra of ciprofloxacin solution (c)

2.3 結(jié)合時(shí)間對氨茶堿與環(huán)丙沙星混合物的拉曼光譜影響

為了探究不同結(jié)合時(shí)間對環(huán)丙沙星與氨茶堿之間拉曼光譜的影響， 研究了不同的結(jié)合時(shí)間， 氨茶堿與環(huán)丙沙星結(jié)合后的拉曼光譜。 從圖4中可以看出， 結(jié)合時(shí)間在5～20 min之間， 環(huán)丙沙星與氨茶堿混合后的出峰位置大致相同， 而當(dāng)t=30 min， 兩者混合物的拉曼峰發(fā)生了明顯的變化， 其中較為明顯的是拉曼位移1 384和1 617 cm-1兩處信號增強(qiáng)， 由于過長時(shí)間的結(jié)合， 氨茶堿對環(huán)丙沙星的影響更甚。 而t=60 min時(shí)， 拉曼位移1 568， 1 224和1 170 cm-1處峰消失， 隨著時(shí)間的延長， 兩者的作用加強(qiáng)， 拉曼信號大大減弱。

2.4 氨茶堿對環(huán)丙沙星分子結(jié)構(gòu)的拉曼光譜影響

表1 環(huán)丙沙星的拉曼位移及歸屬

注：τ： 扭曲振動(dòng);ν： 伸縮振動(dòng);δ: 變形振動(dòng);νas： 不對稱伸縮振動(dòng); vs: 超強(qiáng)峰; s： 強(qiáng)峰; m： 中等強(qiáng)度峰; w： 弱峰

圖4 結(jié)合時(shí)間對環(huán)丙沙星與氨茶堿的影響

圖5 環(huán)丙沙星與氨茶堿的拉曼光譜

3 結(jié) 論