药物有效期的测定

药物有效期的测定
1实验目的：
1.了解药物水解反应的特征；
2.掌握硫酸链霉素水解反应速度常数测定方法，并求出硫酸链霉素水溶液的有效期。

2 实验原理
链霉素是由放线菌属的灰色链丝菌产生的抗菌素，硫酸链霉素分子中的三个碱性中心与硫酸成的盐，分子式为：（C21H39N7O12）2.3H2SO4,它在临床上用于治疗各种结核病，本实验是通过比色分析方法测定硫酸链霉素水溶液的有效期。

硫酸链霉素水溶液在PH4.0——4.5时最为稳定，在过碱性条件下易水解失效，在碱性条件下水解生成麦芽酚（α-甲基-β-羟基-γ-吡喃酮），反应如下：
（C21H39N7O12）2.3H2SO4+H2O------ 麦芽酚+ 硫酸链霉素其他降解物该反应为假一级反应，其反应速度服从以及反应的动力学方程：lg(C0-x)=k/-2.303t+ lgC0 式中C0——硫酸链霉素水溶液的初浓度；X——t时刻链霉素水解掉的浓度；t——时间，以分为单位；k ——水解反应速度常数。

若以lg(C0-x)对t作图应为直线，由直线的斜率可求出反应速度常数k。

硫酸链霉素在碱性条件下水解得麦芽酚，而麦芽酚在酸性条件下与三价铁离子作用生成稳定的紫红色鳌合物，故可用比色分析的方法进行测定。

由于硫酸链霉素水溶液的初始C0正比于全部水解后产生的麦芽酚的浓度，也正比于全部水解测得的消光值E∞,即C0∝E∞;在任意时刻t，硫酸链霉菌素水解掉的浓度X应于该时刻测得的消光值Et成正比，即X∝ Et，将上述关系代入到速度方程中得：
lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞
可见通过测定不同时刻t的消光值Et，可以研究硫酸链霉素水溶液的水解反应规律，
以lg(E∞—Et)对t作图得一直线，由直线斜率求出反应的速度常数k。

药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。

t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k
3 实验仪器药品
3.1 实验仪器
722型分光光度计 1台；超级恒温槽 1台；磨口锥形瓶 100ml 2个；移液管 20ml 1支；磨口锥形瓶 50ml 11个；吸量管 5ml 3支；量筒 50ml 1个；吸量管 1ml 1支；大烧杯；电热炉；秒表 1只；
3.2 实验药品
0.4 %硫酸链霉素溶液； 2.0mol/L氢氧化钠溶液；20g/L铁试剂（加硫酸）
4 实验步骤
1. 调整超级恒温槽的温度为40+0.2℃。

2. 用量筒去50ml约0.4%的硫酸链霉素溶液置于100ml的磨口瓶中，并将锥形瓶放于40℃的恒温槽中，用刻度吸量管吸取2.0mol/L的氢氧化钠溶液0.5ml,迅速加入硫酸链霉素溶液中，当碱量加入至一半时，打开秒表，开始记录时间。

3. 取5个干燥的50ml磨口锥形瓶，编好号，分别用移液管准确加入20ml0.5 mol/L 0.5 %铁试剂，再加入5滴1.12～1.18mol/L硫酸溶液，每隔10分钟，准确取反应液5ml于上述锥形瓶中，摇匀呈紫红色，放置5分钟，而后再波长为520nm用722型分光光度计测定消光值Et，记录实验数据。

4. 最后将剩余反应液放入沸水浴中10分钟，然后放至室温再吸收2.5ml反应液于干燥的50ml磨口锥形瓶中，另外加入2.5ml蒸馏水，再加入20ml0.5 %铁试剂和5滴硫酸溶液，摇匀至紫红色，测其消光值乘2后即为全部水解时的消光值E∞。

5. 调节恒温槽，升温至50℃，按上述操作每隔5分钟取样分析一次，共测5次为止，记录实验数据。

5. 实验数据记录
表1 40℃硫酸链霉素水解消光值
40.09℃E∞= 0.37 （完全水解：浅黄色澄清溶液，有麦芽香味）
表2 50℃硫酸链霉素水解消光值
温度 50.07℃
6 数据处理
6.1 40.09℃有效期计算
以lg(E∞—Et)对t作图
图1 40.09℃硫酸链霉素水解速率图
由lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞可知，-k/2.303即为直线的斜率，则有：-k/2.303=-0.0023，所以k=0.005297.药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。

t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=19.8min
既40.09℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.005297，药物有效期为19.8min。

6.2 50.07℃有效期计算
以lg(E∞—Et)对t作图
图1 50.07℃硫酸链霉素水解速率图
由lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞可知，-k/2.303即为直线的斜率，则有：-k/2.303=-0.0067，所以k=0.01543，药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。

t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k==6.8min
既50.07℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.01543，药物有效期为6.8min。

6.3 50.07℃有效期计算
由由速率常数与温度的关系，符合Arrhenius经验式，k=Ae-Ea/RT，取对数则得到lnk=lnA-Ea/RT,以lnk对1/T作图，得到一条直线，可根据斜率求得活化能。

图3 lnk-1/T曲线图
-Ea/R等于斜率，即-Ea/R=-10910.2041，所以Ea=90.707KJ.mol-1,,则25℃时，代入上式，k=9.044*10-4,则药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。

t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=116.1min
既25℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=9.044*10-4，药物有效期为116.1min。

7 实验讨论
7.1 硫酸链霉素在酸性或中性条件下很稳定，基本不水解，在碱性条件下则可以水解，本实验通过加入2mol/LNaOH和恒温加热的形式提供非常态条件，测定药物的有效期，得知再碱性条件下25℃时，药物有效期为116.1min。

而药品在常态下保质期一般为三年，故非常态下的药品有效期仅能作为参考，并不能求得常态下保质期。

国外一些常见有效期的测定方法：是将药品置35℃进行6个月的试验,该试验相当于通常室温放置12个月。

结果稳定,便可定为该药的有效期不超过二年。

但是药品有效期常常要考虑温度、适度、运输、储藏等
因素影响，因此要综合评定药物有效期。

7.2 在碱性条件下水解硫酸链霉素，每隔10分钟取一次样，这时时间要掌握好，取出水解的药品后，迅速加入铁试剂，这时溶液由碱性变成酸性，而硫酸链霉素的酸性条件下不水解，故水解已经停止，所以加入铁试剂后放置的时间长短对吸光度基本无影响，但加铁试剂之前所放置的时间则对吸光度有影响。

可以看到图1部分点稍稍偏离直线，导致线性不够好，这是由于操作时间长短所致，所以每隔10min取样应该稍稍提前半分钟呢，并且动作迅速均匀。

7.3 在50℃条件下水解，由于组员疏忽，每10min记录一次数据，但是经过分析，即使在50℃条件下，50min后样品仍未完全水解，所以每隔10min取样对结果基本无影响。

7.4实验要求提出使用的50ml的磨口瓶为什么要事先干燥，实际实验证明，即使磨口瓶内存在少量的水珠，对实验结果影响不大，所以磨口瓶不必吹干亦可。

7.5 硫酸链霉素完全水解的吸光度结果是一致的，所以40℃、50℃条件下只需进行一次完全水解即刻，完全水解应在沸水浴中进行，注意加热过程不可以完全密封，溶液变成浅黄色透明溶液则说明完全水解为麦芽酚，且有麦芽香味。

7.6 在进行0.2mol/L与2mol/LNaOH的对比实验时，碱浓度越高，水解程度越大，吸光度也越大。

所以在常态下的有效期远大于在碱性条件下的有效期。

除了本实验采用分光光度法以外，还可以采用红外光谱法或者测旋光度的方法间接测药物有效期。

8 参考文献
[1] 潘莉,岳晓燕,卢登华.硫酸链霉素滴鼻液的含量测定及有效期确定.中国药业，2008，17（17）:22-23.
[2] 王建华.测定药物有效期的药剂学讨论.世界临床药学，1982,02:24-26.
[3] 余楚钦,林华庆,邱五龙.康胃胶囊有效期的评价.中国实用医学，2008,14.
[4] /z/q69441895.htm。