抗菌類藥物的熱值測定

蔡艷萍++高錦紅

摘要：采用氧彈式量熱計對12種抗菌類藥物的熱值進行了測定。結果表明，12種抗菌類藥物的熱值15.63～25.40 kJ/g，其中，阿莫西林克拉維酸鉀熱值最小，鹽酸左氧氟沙星膠囊熱值最大。

關鍵詞：抗菌素；熱值；測定

中圖分類號：R978.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）08-1547-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.08.036

Determination of Calorific Value of Antibiotic Medicines

CAI Yan-ping1，GAO Jing-hong2

（1.Weinan Career Technical College， Weinan 714000， Shaanxi， China；2.College of Chemistry and Materils in Weinan Teachers University， Weinan 714000， Shaanxi， China）

Abstract： The paper determined the calorific value of 12 kinds of antibiotics by oxygen bomb calorimeter. The results showed that the calorific value of 12 kinds of antibiotics is in the rang of 15.63 to 25.40 kJ/g， the calorific value of levofloxacin hydrochloride is the highest， the calorific value of amoxicillin and clavulanate potassium is the lowest.

Key words： antibiotic； calorific value； determination

由微生物（包括細菌、真菌、放線菌屬）或高等動植物在生活過程中所產生的具有抗病原體或其他活性的一類次級代謝產物，能干擾其他生活細胞發育功能的化學物質，主要用于治療各種細菌感染或致病微生物感染導致的疾病。藥物貯存過程中會按照一定的速率進行降解是藥物化學本性的反映，藥物的熱穩定性與其熱降解歷程在某種程度上與藥物的穩定性有密切關系，也與藥物的藥效有關聯。有關抗菌類藥物方面的研究較多，莊志萍等[1]利用差熱分析儀測定了頭孢菌素類藥物在升溫后發生分解反應時的熱效應，得出差熱曲線并求出藥物的活化能，通過對幾種頭孢菌素類藥物活化能的比較，判斷頭孢菌素類藥物的熱穩定性；吳維等[2]利用液相色譜串聯質譜法測定了飲用水體中20種抗生素類藥物的殘留；李偉革等[3]采用微生物管碟法和比濁發測定了硫酸鏈霉素的含量；鮑艷宇等[4]研究了3種四環素類抗生素在土壤上的吸附和降解作用。藥物的熱值也與藥效有一定的關聯，而目前關于抗菌類藥物熱值測定方面的研究未見報道，本研究采用氧彈式量熱計對頭孢克肟顆粒、阿奇霉素顆粒、阿莫西林克拉維酸鉀及四環素片、頭孢拉定膠囊、阿莫西林膠囊等12種抗菌類藥物進行熱穩定性分析，并通過聚類分析法對12種抗菌類藥物的熱值進行比較分析，以期有助于抗生素的合理應用，也為抗菌類藥物的藥效及穩定性分析方面提供一定的數據參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

儀器：WR-3型量熱計（長沙奔特儀器有限公司），101-2型熱鼓風干燥箱（上海市實驗儀器總廠有限公司），電子天平（上海精密科學儀器有限公司）。

材料：苯甲酸（AR）；點火絲（康銅絲）；藥用膠囊（西安金花制藥廠，批號150928）；12種抗生素藥物生產廠家及批號列于表1。

1.2 方法

氧彈式量熱計水當量W卡及樣品熱值的測定均采用氧彈式量熱計按文獻[5，6]中方法進行測定。

1.2.1 氧彈式量熱計水當量W卡的測定

1）樣品稱量。稱取0.90 g左右苯甲酸，壓成片，將壓片后的苯甲酸進行準確稱量，記錄準確值。

2）氧彈裝樣及充氧。打開氧彈，將氧彈內壁及坩堝擦干凈，量取10 mL蒸餾水倒入氧彈中。將苯甲酸樣片放置坩堝中部，將燃燒絲固定于電極上，注意固定燃燒絲時將燃燒絲緊貼在樣品表面，且不能與坩堝相接觸，擰緊氧彈蓋后充氧。充氧時緩緩向氧彈中充入氧氣，使氧彈內的壓力達到2.0 MPa，并檢查氧彈的氣密性。

3）測量。根據儀器操作提示進行水溫調試（調節內桶水溫低于外桶溫度0.5～1.0 ℃）。調好水溫后，將充好氧氣的氧彈放入內桶，蓋緊蓋子。根據操作提示將溫度傳感器插入內桶中，打開攪拌器。試驗完畢后稱量剩余點火絲的質量，記錄數據，進行數據處理，測定3次。

1.2.2 膠囊熱值測定 采取選用膠囊作為載體，選取同一批次的藥用空膠囊，精確稱其質量，置于氧彈測其熱值，測3次，根據測定數據計算出膠囊的平均熱值。

1.2.3 數據處理 燃燒熱是指1 mol物質進行完全燃燒時放出的熱量。本試驗在恒容條件下測定12種抗菌類藥物的熱值，其數據處理關系式為[5]：

W卡ΔT=m樣品QV+m點火絲Q點火絲+m膠囊Q膠囊 （1）

式中，m樣品為待測物質質量；QV為待測物質熱值；W卡為量熱計水當量；ΔT為燃燒前后溫度的變化值；Q點火絲為點火絲熱值（已知Q點火絲=3 140 J/g）；Q膠囊為膠囊的熱值。

2 結果與分析

2.1 W卡的計算

試驗用苯甲酸為標準物，來測定氧彈式量熱計的水當量W卡。稱取約0.90 g苯甲酸，經壓片后準確稱量其質量為0.930 8 g，量取適量燃燒絲并精確稱量其質量為0.003 6 g。

W卡的計算：m苯甲酸=0.930 8 g，m點火絲=0.0036 g，Q苯甲酸=2646 4 J/g，Q點火絲=314 0 J/g，ΔT=1.60 ℃，代入公式W卡=（m苯甲酸Q苯甲酸+m點火絲Q點火絲）/ΔT，得W卡=15.40 kJ/℃。同法平行測定3次，取其平均值：W卡=14.88 kJ/℃。

2.2 膠囊熱值

根據公式（1）計算出Q膠囊，同法平行測定3次，計算出膠囊熱值3次平均值為：Q膠囊=3 140 J/g。

2.3 分析樣本的ΔT

12種抗菌類藥物在試驗前均已烘至恒重，按照“1.2.1”方法分別測定12種抗生素藥物燃燒時的ΔT。所測數據采用Excel軟件進行繪圖，結果如圖1所示。

2.3 樣品熱值的確定

根據“1.2.1”方法依次進行抗菌類分析樣本的熱值測定，計算結果見表1。從表1可以看出，12種抗菌類藥物的熱值為15.63～25.40 kJ/g，其中阿莫西林克拉維酸的熱值最小，而鹽酸左氧氟沙星膠囊的熱值最高，這可能與藥物的成分有關。12種抗菌類藥物的熱值大小為鹽酸左氧氟沙星膠囊>頭孢拉定膠囊>頭孢氨芐膠囊>阿莫西林膠囊>羅紅霉素膠囊>諾氟沙星膠囊>阿奇霉素顆粒>頭孢克肟顆粒>頭孢氨芐甲氧共啶膠囊>四環素片>乙酰螺旋霉素片>阿莫西林克拉維酸鉀。

2.5 12種抗生素藥物的熱值比較

將12種抗菌類樣本根據其熱值數據進行聚類分析，聚類分析過程用MATLAB軟件在計算機上完成，聚類圖如圖2所示。

從圖2可以看出，在歐氏距離小于4時，12種抗菌類藥物的聚類結果為：6、8和10號樣聚為一類，說明頭孢氨芐甲氧共啶膠囊、頭孢克肟顆粒和阿奇霉素顆粒的熱值相近。1、2、3、5、7和9號樣聚為一類，說明阿莫西林膠囊、頭孢氨芐膠囊、頭孢拉定膠囊、羅紅霉素膠囊、諾氟沙星膠囊和鹽酸左氧氟沙星膠囊的熱值相近。4、11、12號樣聚為一類，說明乙酰螺旋霉素片、阿莫西林克拉維酸鉀和四環素片熱值接近，這3種抗菌類的熱值相對較低。

3 結論

本研究通過對12種抗菌類藥物熱值的測定，結果顯示在12種抗菌類藥物中，鹽酸左氧氟沙星膠囊的熱值最大，而阿莫西林克拉維酸鉀的熱值最小，這與抗菌類藥物中的藥物成分等有關，不同抗菌類藥物中主要藥物成分含量不同，則熱值也不同。

參考文獻：

[1] 莊志萍，賈林艷，馬天慧，等.用差熱分析法研究頭抱菌素類藥物的熱穩定性[J].琳丹江師范學院學（自然科學版），2003（2）：32-33.

[2] 吳 維，趙新華，劉 旭.液相色譜串聯質譜法測定飲用水體中抗生素殘留[J].中國給水排水，2011，27（14）：91-95.

[3] 李偉革，李應超，趙 營，等.微生物管碟法與比濁法測定抗生素含量[J].飼料研究，2012（8）：67-68.

[4] 鮑艷宇，周啟星，鮑艷姣，等.3種四環素類抗生素在石油污染土壤上的吸附解吸[J].中國環境科學，2012，32（7）：1257-1262.

[5] 高錦紅.常見豆類的熱值測定與分析[J].食品與發酵工業，2015，41（10）：160-162.

[6] 復旦大學.物理化學實驗[M].第三版.北京：高等教育出版社，2004.