速差动力学分光光度法同时测定某些复杂体系中性质相似有机化合物

'摘要速差动力学分光光度法是一种简单而快速的定量分析方法，一般仅能用于简单体系的单组分分析，在引入合适的化学计量学方法后能对比较复杂多组分体系进行有效的分析。速差动力学分光光度法多组分分析的基本原理是：多种被分析物与同一试剂反应，由于被分析物的性质不尽相同，反应速率也将存在一定的差异，在过量试剂存在下，该反应通常可视为假一级反应，反应速率只与分析物浓度有关。运用化学计量学多组分回归方法建立动力学数据校正模型，可实现复杂分析对象的多组分同时分定量分析。文中建立了多种不同复杂体系下的速差动力学紫外分光光度法，与主成分回归(PCR)、最小二乘法(PLS)、人工神经网络(ANN)等化学计量学方法结合，对环境、食品、药物等，人们所关注的某些具有相似性质的多组分有机物进行快速同时测定。其中对建立的动力学方法进行了实验机理的探讨、实验条件的优化、浓度线性范围的考察、合成样的测定构建校正预报模型、将建立的模型用于实际样的测定，该方法的测定结果与高效液相色谱(HPLc)法的进行对比，不存在显著性差异。探讨了复杂体系中具有相似性质的一系列物质的动力学多组分同时测定的可行性，并且比较了不同计量学方法的优劣。论文共有5个章节组成：第一章：回顾了速差动力学结合化学计量学方法对于环境、食品、药物领域中的一些复杂组分分析方面的迸展，简述了常见速差动力学的反应机理、各种化学计量学方法的原理；探讨了多元分析方法和人工神经网络以及速差动力学方法的的发展动向。第二章：本章节建立了一种阻抑动力学分光光度法结合化学计量学同时测定水样中的邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚以及苯酚四种同系物。该方法是基于溴酸钾在酸性条件下氧化罗丹明B(RhB)并能使其褪色，如在反应体系中分别加入邻、间、对苯酚以及苯酚，则这4种化合物均能够抑制该褪色反应的进行。实验观察到，不同的物质抑制反应的速率也不相同，因此根据它们速率上的差异，可建立动力学模型进行这4种化合物同时测定。该方法表明，邻、间、对苯二酚以及苯酚四种酚类物质的检测限分别为：0．15、0．044、0．16、0．60鹇mL～。ANN能够得到最优的测定结果，该方法被用到测定实际水样中的四种酚类物质能得到满意结果。第三章：本章利用氨基糖苷类药物的特殊基团氨基与1，2．萘醌-4．磺酸钠叫QS)在碱性条件下反应，生成橙黄色的络合物，最大吸收波长在475啪处。由于不同的物质反应速率差异建立了速差动力学分光光度法结合化学计量学方法测定阿米卡星、庆大霉素、依替米星三种不同的氨基糖苷类物质，检测限分别为：2．8、O．77、O．66×lO缶molL．1。建立校正预报模型，用RBF—ANN预报的结果最好，预报误差为3．36％，并将该方法用于实际样的测定中，获得的结果与Ⅲ，LC方法相比无显著性差异。这三种氨基糖苷药物无紫外吸收，文中建立了一种动力学紫外方法对其进行测定。第四章：茶碱、可可碱、咖啡因三种物质具有相似的结构，紫外吸收峰位置十分接近，文章利用Ce4+在酸性条件下的强氧化性，反应过程中存在速率差异，建立动力学模型实现了食品样中这三种物质的同时测定。考察了反应的最优实验条件，最优实验条件下茶碱、可可碱、咖啡因的检测限分别为：O．16、0．33、0．30鹇mL-l。比较PLS和A1呵N两种不同的化学计量学结果可知预报结果相近。优化的校正模型用于实际食品样中(可乐样品、茶叶样品、可可粉、咖啡粉)这三种物质的同时测定可得到 摘要满意结果，测定结果与m，Lc标准结果进行对比，无显著性差异。第五章：利用紫红色的高锰酸钾在碱性条件下的氧化性，氧化地塞米松、醋酸泼尼松两种皮质类激素。该方法是基于氧化反应过程中地塞米松、醋酸泼尼松反应速率的差异，原来的紫红色褪去且产生绿色的锰酸钾最大吸收在610nm，监测了610nm下吸光度的升高。建立校正预报模型对这二种物质进行同时测定，PLS能得到最佳预报结果，并将其用于实际样(尿样、血清样、药物制剂)中二种物质的同时测定，结果与}玎?LC方法相比能得到满意结果。文中建立的不同的速差动力学结合化学计量学的方法能够很好的对本论文所涉及的食品、环境、药物体系中某些具有相似结构或性质的有机物进行同时定量测定，文章中实验测定的结果与瑚?Lc标准方法作比较，无显著性差异。且在灵敏度上与传统的光度法灵敏度有不同程度上的提高，化学计量学方法的引入，消除了大部分基底干扰，提高了测定的选择性。因此，速差动力学分光光度法结合化学计量学方法是一种有效的同时多组分定量分析手段。本论文的特点为：(1)选取了Ⅺ洫04、ImB等用于动力学反应，它们在可见区有吸收，可直接监测其吸光度的变化无需引入其它显色剂，减少了杂质的干扰。(2)对于咖啡因这类物质，一般的氧化剂不能与其反应，文中选择了ce(SO。)：这种强氧化剂用于反应，提高了反应的灵敏度。(3)对于阿米卡星、庆大霉素、依替米星这类本身无紫外吸收的物质，文章引入了NOS有机显色的方式，来用动力学紫外光谱法进行测定，且反应后生成的物质紫外吸收相似，摩尔吸光系数增大，灵敏度也相较于其它方法有所提高。(4)文中运用了PcR、PLs、ANN等多种计量学方法对同一组动力学数据进行校正预报，最后选择最优模型用于实际样品中多种分析物的同时测定，且探讨了不同体系下各种方法的特点。关键词：化学计量学；速差动力学；多组分分析；同时测定；皮质激素；酚类；氨基糖苷类；甲基黄嘌呤III AbstactAbstractDi伍erentialKiIleticspe哪hotomenyisasimpleandf．astmethodf．ortllesiInultaIleousdete咖inationofmuhi-componentsystem．Withtheaidofchemome仃ics，themulti—componentregressionareproposedformeallalysisofkineticalldspec缸．adata．IIlthisp印er"memaint嘲etoftheresearchistofinddifrerentkindsofdi丘．erentialkiIleticspec仃1)photomet拶for廿1esiInult锄eousdete姗iIlationofsomeo喀aIlicsubSt锄cesinsomecomplexsystems，enVironment，foodaIldpharmaceuticals锄ples，w沛廿leaidsofchemome仃ics．MeaIlwhile，experimentalconditionswereoptimized，themechaIlismsofreactionwereinveStigatedaIlddiscuSsed，theoptimumchemome仃icmodelwasobtainedandappliedfortlledete咖inationofreals锄pies．T11eresultsobtainedbytheproposedkineticmehtodswerecomparedwiⅡl廿1eoneof}玎PLCmetllod，nosi盟ificamdi低rencesbet、Ⅳeen廿1emcallbefound．ThisthesisiscomposedoffiVechapters．hlchapterone：It、^，asreViewedthedevelopmentofkineticmetllodwi廿lthechemome仃icsformulticomponentanalysisintheenViroIllIlent，food锄dphannaceu6calsSystems．Andsomecommonkineticreactionmechanismswerestudied．Besides，theprospectsalldrelativemeritsofchemometricsinkin吼icsimultaIleous锄alysiswerealsogiven．IIlchapter似o：AnoVelkineticspec仃ophotometicmethodwaSdevelopedfordeteminationofp)，rocatechol，resorcin，hydroquinoneaIldphenolbasedonⅡleirinhibito巧e髋ctontheoxidationofRhod锄illeB(RhB)inacidmediumatpH=3．0．AliIleaurrelationshipwasobservedbetween廿leirlIlib“owefrecta11dmeconcen仃ationofthecompounds．，rheabsorballceassociatedwimt11ekineticreaCtionswasmonitoredatthemaximumwaVeleng廿lof557姗．Thee丑宅ctsofdi任IerentparameterSsuchaspH，concen的tionofImBandKBr03，aJldtemperatllreof廿lereactionwereinvestigated肌doptimumconditionswereestablished．Thelinearrangeswere0．22-3．30，0．108．0．828，0．36．3．96aIld1．52．19．76¨gmL一1forp)恂catechol，resorcin，hydroquiIlonea11dphenol，respectiVely，柚dtheircorrespondingdetectionlimitswereO．15，0．044，0．16and0．60“gmL一．Themeasureddataobtainedwereprocessedbyseveralchemometicsmemods，suchasprincipalcomponentreg乒．ession(PCR)，partialleastsqu御．es(PLS)andartificialneuralne铆ork(ANN)，aIldasetofsyntheticmixturesoftllesecompoundswasusedtoveri母theestablishedmodels．nwasfound廿lattIlepredictionabili够ofPLS，PCRandI啦F—ANNwassimilar：however’廿leRBF-ANNmodeldidpe墒nIlsomewhatbetter廿l卸the0thermetllods．Theproposedm劬od、vasalsoappliedsatisf础orilyforthesimultaIleousdetemlinationofpyrocatechol，resorCill，hydroquinoneaIldphenolinrealwaters锄ples．hlchap惦rtIⅡ．ee：AsensitiVekinetic-spec仃DphotometicmethodforthesimultaIleousdetenllinationofantibioticsinamixture，specifica】lyofamikacin(AMK)，gentanicin(GTM)andetimicin(ET]Ⅵ)，hasbeenresearchedaJlddeVelopedwith廿leusereactionkinetics．1，2-naphtoquinone一4．sulphonate(NQS)wasused淞thederiVatiVereagenttoproducecoloredproductsinmediumofpH9．02，a11d廿leirspectmwerecollectedinordertomonitortllekineticsofthereaCtion(at475啪)．Calibrationmodelsforquantitative锄alysisoftheseIV Abstactmi加resweredeVelopedwith廿leuseofⅡle砸ncipalcomponentregression(PCR)，panialleaStsquares(PLS)aIldradialbasis丘mction-neuralnetworkS(RBF．ANN)metllods．V．erificationofthesemodelswiⅡltheuseofaseparatesetofsyntlletics锄pleswassuccess向1withtheRBF．小Ncalibrationpe如Hningbest．Thismethodwasthenappliedforthepredictionof廿lealltibioticsinreals锄ples．spikedi坷ectionsolutions，waterandsemms锄ples，andt11eresultsweresuccess向llyverifiedwitll廿1euseofanHPLCmethod．Therefore，廿lisme廿lodisaconVenientaltematiVetothecommonlyusedHPLC印proachforthedeteminationof廿lesethree锄tibioticsinV撕e够ofsaIIlples；italsohaSrelativelyhighselectivi妙肌dlow．costs．hlch印terfour：Withtheaidofchemometrics，asimplekineticmeⅡlodw嬲developedforthesimultaneousdetemlinationofthreemetllylderivativesofmethyIⅪmtlline，c雄．eine，t量leobromineand廿leophylline，iIlfoods锄ples．ThismethodisbaSedonthediff．erentkineticchara烈eriSticsofthereactionsofcaff．eine，theobromineandtlleophylline，wimacommonoxidizingagentcerium(Ⅳ)inthepresenceofsul如ricacid，andmonitoI’廿lechangeoftheabsorbaIlceatthema)【imumwavelengthof320nm．EXperimentalconditionssuchast11econcen仃ationsofmereagents，sul如ricaCidaIldcerium(Ⅳ)wereoptimized．Appropriatelinearr姐ges(0．4-8．4pgmL“)forallt11】．eeanal”eswereobtained，andmelimitsofdetectionWereO．30鹇lIlL“forca彘iIle，0．33鹏mLqformeobromm觚dO．16嵋mL‘1fortheophylline．Theabsorbancedatacollected仔omasetoflaborato巧preparedmixturesofanalyteswereprocessedbytwochemometrics印proaches，panialleastsquares(PLS)andanificialneuraln咖ork(RBF-A1qN)，andtheestablishedmodelswere吐lenusedforpredictionofanum(Ilownsetofmixtures．nwasfoundthattheRBF-ANNmemod疆brdbe仕erprecisionrelatiVelyⅡl柚PLS．TheproposedmeⅡlodwasalsoappliedsatisfactorilytothedete珈inationofcaffeine，theobromineaIldtlleophyllineinreals锄ples，andtherewerenosi印ificaJltdi岱≥rencesaScompauredwiththeHPLCmethodasareference．IIlchapterflve：AhighlysensitiVe，selectionaJldsinlplekineticmeⅡlodh嬲beendeVelopedforthedetenninationof似okindsofglucocorticoidsresideus，suchasprednisoneanddexamethasone．ThemethodwasbasedonthereduCtionofVioletpotassiumpemang锄a惋byglucocorticoidsintllealkalinemediumat35Ctofomgreenpot嬲siummanganatepeakedat610IlIll．FurtIlemore，linearcalib均tiongraphsforeachglucocorticoidwereobtainedintheconcen臼?ationrangesofO．8-8．0pgmL-1and0．02-O．20pgmL-1forprednisone锄dde)沿meth够one，respectiVely．Thedetection1imitSof廿leproposedmeⅡlodwere0．43and0．01鹇mL～．ThehighsensitiVi够andselectiVi够ofnleproposedmethoda1Ioweditssuccess如lapplicationtoreals锄ples，aIldtheresultSwereweUcomparablewithtlloseofHPLCmetIlod．KeyWords：Chemometrics；Di疏rentialkineticanalysis；Simultaneousdete咖ination；MuhicomponentaIlalysis；Glucocorticoids；Phenols；Aminoglycosidesantibiotics；Me廿lylx觚thineVApplicant：Zhenzh钮)【ia(Ama蛳calChemis臼y)SupeⅣisedbyPro￡Y．ongnianNi 第一章化学计量学一速差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用第一章化学计量学．速差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用1引言1．1速差动力学分析简介动力学分析方法至今有80多年的历史，它是从放射化学、生物化学、气相扩散等研究领域中发展而来，利用反应速率和反应体系中某些参数的关系而进行定量分析的一种化学方法【1】。动力学分析方法可分为催化法和速差法。速差动力学多组分分析是一种常用的简单的多组分分析手段。速差动力学分析基本思想是性质相似的一类物质与相同的物质反应，反应速率存在差异，利用其反应速率的差异来进行同时多组分分析。反应过程中，用仪器记录某一响应量如吸光度、电位等与反应物浓度随时间变化的关系，经数学方法处理后，计算出相应物质的浓度。速差动力学分析方法一般适用于测定慢反应，且反应体系不要求达到平衡状态。且与一般的热力学方法相比具一定的优点：(1)避免副反应的影响；(2)因不要求达到平衡状态，只利用初始阶段的数据就可用于定量的测定，因此动力学较为简单快速；(3)可用于一类物质的同时测定；(4)记录了反应时间与响应量的变化，比单一时间点下的信息量全面。由于速差动力学方法是建立在时间基础上的响应量变化，故而反应过程中能够影响速率常数的因素都是我们实验中应该考虑的因素，必须严格控制实验条件，保证动力学分析的准确度和精密[21。随着仪器的发展，动力学方法再进一步的发展，在分析化学领域得到一定广泛的应用。多组分分析是速差动力学分析领域的重点研究之一，适用于性质相似的混合物的同时测定，常用到的方法包括，固定波长法、固定时间法、固定反应速率法等，这些都是单通道的数据分析，存在着无法确定反应级数、速率常数估计误差大、复杂反应的中间过程难以确定等弊端。随着自动化和多通道化仪器的发展，特别是仪器二极管阵列检测器的应用，动力学方法就能够比较简单、快速、自动的记录一些响应信号，使数据类型得以扩大能够形成时间相关的动力学与光度、荧光、电化学相结合的二位数据，也包括一些三维的信息，这增加了动力学分析方法的数据信息量，反应级数和中间反应也能够更为准确的得到确定，精密度与准确性也得到提高。流动注射、停留技术与动力学相结合也同样增加了实验条件控制的精准度。因此，在精准度的前提下，加大了数据信息，一些现代化的数学与计算机结合的处理手段如化学计量学就能够与动力学分析方法相结合，相辅相成推动动力学方法的更为广泛的发展和应用。在分析化学的前沿领域，如生命科学、医药分析、环境中有毒有害物质的分析、食品安全分析等领域都发挥其作用13巧】。1．2化学计量学简介化学计量学(chemometrics)，产生于20世纪70的年代，涵盖的内容包括统计学、数学、计算机科学、化学等领域，是一门多学科交叉的化学学科分支领域的科学，主要的研究内容为：数据的采样、实验的优化设计、分析信号的处理、化学模式识别、分析校正理论、定量分析、图像处理技术等f4，6～。现代科学仪器发展突飞猛进，各种大型仪器的出现，多种仪器联用技术的应用，分析信号的多样化等。这样就形成了分析信号的信息量增大，信号的前处理变得也较为复杂，分析工作者可以通过化学计量学在计算机上对数据的提取，信号的预处理，数据的计算，图谱的分析等进行操作，较为简单快速的得到分析结果。现代仪器分析的各种特点都给化学计量学在化学方面的发展提供了更为广阔的用武之地。化学计量学为化学特别是分析化学的发展，提供了在定性、定量分析方面解决问题的新手段、新技术、新思路。常用到的分析化学计量学方法包括多元线性回归、因子分析、多元校正、偏最小二乘、主成分分析与回归等[6，8"9】。化学计量学与速差动力学方法相结合形成了一种分析化学领域新的分析手 第一章化学计量学．速差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用段，它们的应用包括多组分定量分析和化学反应机理的定性分析等。在环境保护、食品安全、药物分析方面表现尤为突出【10。1劲。1．3环境分析环境分析在环境问题越来越多，越来越严重的时代显得尤为重要。现代的环境分析需要操作简单、携带方便、仪器灵敏和稳定的环境分析技术。环境问题的分类主要包括有毒有害物质的监测和污染物的预防与处理等。在环境中的有毒有害物质主要包括一些化工企业、日化用品、农业生产过程中排放的一些有毒有害物质，如酚类物质、有机磷、氨基甲酸酯、硝基类物质、环境激素类物质的监测，这些物质常存在日常生活的水体、土壤和富集于一些植物当中。所以，多种类且存在的环境复杂，这无疑增加了监测和控制的难度。现有的测定环境中有害物质的手段很多，例如：微全分析系统在环境污染物监测中的研究应用【”]；化学发光技术用于环境分析【14】；电化学监测环境类有害物质【15】；光度法测定水体中的金属离子【16】；色谱法【171等。但是这些方法都有一定自己的局限性，如电化学方法只适用于测定有电化学活性的物质；紫外荧光光度法适合有紫外、荧光性质的物质的测定。环境样品复杂、范围广，且需要较多的前处理步骤和一些分离富集操作等特点，所以建立灵敏度高、操作简便、稳定性好、使用普遍的测定方法显得迫切。1．4食品分析食品分析是评价食品质量的重要组成部分之一，人们生活水平的提高，以及现代食品加工技术的飞速发展，食品质量安全控制越来越受到人们的关注，对食品分析的分析精度，以及检测限等要求越来越高。在食品分析过程中，要求分析技术朝着省时、省力、廉价、减少对环境的污染、减少对试剂的使用，以及向分析的自动化微型化方向发展。近年来，在食品分析中出现的新技术有生物芯片技术[18】、生物传感技术[19]、免疫分析技术‘2们、核酸探针技术【21】等，这些都是一些生物处理技术。此外，毛细管电泳、色谱质谱、以及电化学方法，光谱法也在食品分析中起到重要的作用。动力学光度法作为一种简单，快速的一种光谱方法在单、多组分定量分析中有着一定的优势，也在积极的开展食品中主要成分、食品添加剂、药物残留等方面的工作。现有的有关于动力学光度法用于食品分析中的研究的文章有：动力学光度法测定食品中的香料【22l，动力学光度法结合化学计量学测定三种人工甜味剂【23】，动力学光度法测定食品中的农药残留【24】等。1．5药物分析药物可以预防、治疗、帮助机体康复疾病，所以药品质量的优劣直接关系到老百姓的民生问题。药品属于商品，但它存在着特殊性，药品的优劣，和使用安全直接威胁着患者的健康和生命，我们应该对其质量进行严格的控制。此外现在药物的大剂量与广泛的使用，造成了一些药物排放污染问题。因此必须严格的运用多种有效分析测定手段来提高药物的质量安全，现有的药物分析研究有：化学发光新体系在药物分析【25】；银纳米粒子在生物化学等药物分析中的应用【26】；高维化学计量学在药物分析中的应用【27】等。在这些分析药物研究中，包含药物动力学研究，药物含量及环境中测定等。药物分析是医药领域的重要分支，一些光谱分析、色谱分析、电化学分析、联用技术等都是最基本和最主要的手段，我们需要在这些基础上改进更为有效和简单的方法。这为我们分析化学工作者提供了新的研究挑战。2 第一章化学计量学．速差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用2动力学分光光度法的基本原理和常用的动力学体系2．1速差动力学分光光度法的基本原理速差动力学的基本原理，已有多篇相关文献和相关书籍报道【2"4’28’301，基本原理如下：某一种或多组性质类似的反应物Ai(f-1，2，|．．．，玎)与同一反应试剂R在一定的反应条件下发生化学反应，反应f时间，方程式如下：Af+R_Bf，‰(f-1，2⋯．，行)(1)式中，&为反应后一些列不同的反应产物，‰为反应的系列速率常数。加入试剂R的浓度远远大于反应物A，，反应前后浓度基本保持一致，我们可以认为反应(1)为假一级反应，该反应的反应速率只与反应物的浓度A，有关。所以反应(1)的速率方程式可写为：dcR／dt=缸～．f(2)式中，cR和c～．，分别为反应时间f下的试剂R的浓度和反应物Af的浓度。根据Lanbeer定律：A2￡bc，反应物R在时间f时的吸光度Af为：A=A0+Ⅻ砧，m，t(3)式中，姒n表示组分n在时间f的系数；‰表示试剂空白时的测量信号。对于m个组分的混合样品，方程(3)可表示为矩阵的形式，如下：4⋯=C。。(“短“)。。(4)根据测量的光谱信号A与待测组分间存在的内在关系，可用化学计量学方法，如基于因子分析的多元校正，和人工神经网络等方法，无需分离，直接同时预报处混合物各组分的浓度。2．2常用的动力学体系速差动力学方法是建立在化学反应的基础上的，常见类型的化学反应包括，氧化还原反应、络合反应等。这些反应大多是一些无机反应，和一些有机显色剂络合等。无机氧化还原化学反应的特点是，适用面广、检测限低，大部分还原性的物质都可以通过该方法测定，但因此干扰较多，需要经过一些前处理，分离提纯的步骤。有机显色络合反应，专一性较好、反应温度条件温和，适用面窄。总的来说，这些反应都较为简单，且反应过程不需要苛刻的反应条件，是理想的用于动力学方法测定的反应类型。2．2．1高锰酸钾氧化还原动力学反应体系高锰酸钾是常用的氧化剂，其氧化能力强，本身呈深紫色，摩尔吸光系数高，在525nm处有吸收，无需加入指示剂，直接可测定其吸光度，而且通过控制高锰酸钾反应过程中的酸碱度，可以得到不同的氧化能力，进而能够进行有选择的测定某些物质。酸性条件下，高锰酸钾发生的氧化还原反应为：Mn04。+8H++5e’=Mn2++4H20，E=1．51V(5)在强碱性条件下，高锰酸钾能被大部分有机物质还原其反应为：Mn04。+e。=Mn042‘，E=0．564V(6)Mn离子的不同价态，呈现出不同的颜色，Mn04。，呈现深紫色，在525m处有紫外吸收，Mn04二成蓝绿色，其紫外吸收波长位于610衄处，Mn2+无紫外吸收。因此反应中高锰酸钾颜色的变化是丰富的，很适合用于动力学多组分分析，既可以同时监测吸光度的下降，也可以监测吸光度的上升。高锰酸钾氧化还原体系用于动力学分析是比较常见的，现有的应用主要有，高锰酸钾反应测定多种四环素类抗生素【31】；高锰酸钾反应测定三种甜味剂【23】；高锰酸钾反应测定两种糖皮质激素【32】等。3 第一章化学计量学．速差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用2．2．2三价铁氧化还原反应的动力学体系三价的铁的氧化能力不强，在酸性条件下能氧化一些常见的易于氧化的物质如，酚类物质。由于三价铁的紫外吸收在紫外区，且干扰较多，不易检测。其发生的氧化还原反应为：Fe3++e‘=Fe2+，E=0．68V(7)反应后生成的二价铁没有颜色，但其可以和不同的显色剂反应，如二价的铁跟邻菲咯啉络合显红色，其紫外吸收波长在510nm处；与0‘联吡啶络合显红色，吸收波长在510nm处；与铁氰化钾络合生成普鲁士蓝，吸收波长在750nm处等。三价的铁的氧化还原体系用于动力学分析是比较常见的，现有的应用主要有，动力学分光光度法同时测定肼及其衍生物【33】；动力学光度法结合人工神经网络和多元校正同时测定三种多巴胺类物质‘34]；中心比法结合动力学光度法同时测定扑热息痛和对氨基酚【35】；动力学光度法测定N．乙酰L半胱氨酸【36】；动力学光度法测定两种农药【24】；标准加入法结合动力学电位法同时测定锰酸根和铬酸根[37】等。2．2．3四价的铈氧化还原的动力学体系Ce(SO·)z是强氧化剂，在酸性溶液中，四价的铈离子在酸性条件下具有很强的氧化还原能力，与还原剂作用时，还原为三价ce，其半反应如下：Ce4++e。=Ce3+，E=1．61V(8)Ce(SOa)2作为氧化剂用作动力学反应体系中具有很多优点：(1)稳定，放置较长时间或加热煮沸也不易分解；(2)可由容易提纯的硫酸铈铵直接配置标准溶液，不用进行标定；(3)Ce4+还原为Ce3+时，只转移一个电子，无中间价态的产物生成，反应较为简单，副反应少；(4)即可用紫外检测也可用荧光检测，Ce4+在紫外的吸收在320nm处，生成的Ce”具有荧光，可检测其生成，进行荧光动力学的定性定量测定。Ce4+用作氧化还原动力学测定具有广泛的运用，能被高锰酸钾氧化的物质都能用Ce4+氧化，与高锰酸钾法相比，Ce4+作为氧化剂的动力学体系，不受介质Cl’的影响，非常适合水样中和环境样中有机物的分析，且不像高锰酸钾易分解。2．2．4NQs络合反应的动力学体系1，2萘醌-4一磺酸钠(NQs)为常用的有机显色剂，最初被用于测定含氨基的有机物，其结构式如下，其紫外吸收在380nm。是良好的亲电试剂，且摩尔吸光系数高，常作为显色剂，光度法测定药物，酚类等，有文献报道，1，2．萘醌．4．磺酸钠试剂分光光度法测定葡萄糖【3剐，l，2．萘醌．4一磺酸钠体系分光光度法测定对苯二酚【391，1，2一萘醌．4．磺酸钠体系分光光度法测定磺胺甲嗯唑[401，用1，2．萘醌．4一磺酸钠亲电反应测定药物制剂中的盐酸乐卡地平【4¨。也可利用其一段时间内的动力学反应来进行动力学光度法多测定，这方面的文献有：动力学光度法同时测定苯胺类同分异构体【4舶，1，2．萘醌．4．磺酸钠体系结合人工神经网络动力学光度法同时测定甘氨酸和赖氨酸【43】，动力学光度法测定盐酸曲美他嗪【441，1，2．萘醌一4一磺酸盐作为化学生色剂结合动力学光度法测定十四烷基二甲基苄基氯化铵【451。3化学计量学用于动力学多组分分析的研究多组分分析是同时测定同一份分析样品中的两种或两种以上物质的分析方法【461。这种方法不需要对混合物的组分进行分离，提纯等操作，可以避免引入过多试剂，操作简便，分析时间短，样品消耗少等。化学计量学方法以及强大的提取、解析信息的能力，常运用于多组分分析，这方面的工作包括：化学计量学．荧光分析法同时测定萘、1一萘酚和2一萘酚【47】；化学计量学一动力学光度法测定两种糖皮质激素；微分脉冲伏安法结合化学计量学测定3种农药【48】等。4 第一章化学计量学-j惠差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用常用的多组分分析的化学计量学方法包括：比例方程法、H点标准加入法、比值光谱法、经典最小二乘法(cLS)、偏最小二乘法(PLs)、主成分回归(PCR)、人工神经网络(ANN)、因子分析(FA)等。此外，还结合导数、遗传算法(GA)，小波变换(wT)等前处理方法，来提高测定的准确度、精密度。3．1比例方程法比例方程法，是通过改变反应过程中的反应介质或者反应条件，来改变两个分析物的速率常数的一种数学方法。该方法被广泛应用于一级反应或是假一级反应中性质相近似的物质的分析，这种方法比较简单、省时、而且不需要预先知道被测物质的总浓度的信息。当两种分析物的反应速率常数之比大于4的时候就可以用比例方程方法来测定。但是这种方法存在一定的局限性，只能用于加和性较好的体系，～般无法处理具有协同性的动力学反应体系。此外，动力学方法中，通常可以得到较多的数据点，比例方程法，只利用了，其中一小部分的数据即使用了两点的数据来确定两组份混合物的浓度的信息，这种方法在精密度上就存在了一定的局限性【4圳。现有的用比例方程法测定分析物的体系有，在亚甲基蓝存在下，分别测定104．和103‘，检测665m下吸光度的减少[50】。在l，10一邻菲罗啉存在下，被Fe3+氧化同时测定乙酰水杨酸和扑热息痛【511。3．2H点标准加入法H点标准加入法是1988年Bosch．R-eig基于双波长光谱法和标准加入法的概念而产生的一种解析混合物的方法【521。在分析物、化学干扰、机体效应同时存在，且信号严重重叠的复杂体系中，H点法也可以对分析物进行准确测定。H点标准加入法原理简单，只需要一维分析数据，而且可以将干扰和基体产生的分析误差从总分析误差中分离出来。H点标准加入法被广泛的用于一级或是假一级反应中二元混合物的分析。已经发表的H点标准加入法用于动力学分析的有，用cu2+氧化体系左旋多巴和卡比多巴的同时测定【53】，甲基百里酚蓝作为显色剂选择性测定Fe2+和Fe3+【54】，Fe3+体系氧化测定扑热息痛和对氨基酚【55J等。近来，A甜1锄i和Bahr_锄提出了一种新的比值光谱法测定二元或三元混合物的动力学方法，该方法是由逐级导数光谱发展而来，不用求导而大大提高信噪比，用这种方法进行动力学多组分测定的的文章有很多【56】。例如，在胶束介质中，c02+和Ni2+的二元组分的同时测定【57】；I。还原103一和104。离子158】等。3．3因子分析、主成分回归和偏最小二乘因子分析(FA)、主成分回归(PCR)、经典最小二乘法(CLS)和偏最小二乘法(PLS)等都是基于因子分析的常用多元校正方法，这些方法与动力学多组分测定相结合，尤其是PLS的引入，对不预知速率常数和存在微小动力学差异体系的分析，以及排出噪音干扰等方面有着重大的意义【4】。经典最小二乘法是一种采用全波谱对组分进行测定的分析方法。是建立在简单加和性和良好线性关系基础上的最小二乘方法，因此溶液中存在的某些未知组分、响应的非线性或组分之间强烈的交互作用都将对此模型产生较大的误差，甚至得到不可靠的结果。主成分回归是建立在主成分分析基础上的对参数拟合多组分分析方法，对测量矩阵进行主成分分析对其进行回归，可克服采用经典最小二乘法预报引入误差影响。偏最小二乘法是在主成分回归和经典最小二乘法的基础上发展起来的一种基于因子分析的多变量校正方法。它与主成分回归相比，不仅利用了响应量矩阵中的信息，还利用了浓度矩阵中的信息，对浓度矩阵和光谱举证都进行主成分分解，并以它们的主因子进行回归，提高了该方法的可靠性【34"59啦】。偏最小二乘法从20世纪80年代至今，在动力学对组分测定中得到广泛的应用。基于Sn2+和Sn4+与领苯二酚紫反应速率的差异，An(11ami建立了测定果汁和水中的这二者物质【63]。根据在pH=4的酸性缓冲中与氯胺一T反应速率的差异，同时测定水中的CN。和sCN‘而且检测限达到了ng级睁】。在动力学5 第一章化学计量学-速差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用多组分分析中有关PLS的文献还有很多就不一一列举了．3．4人工神经网络人工神经网络是一种应用类似于大脑神经触联接的结构进行信息处理的数学模型。是一种运算模型，由大量的节点和之间相互联接构成，每个节点代表一种特定的输出函数。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该信号的加权值，称之为权重，这相当于人工神经网络的记忆。常用的神经网络有，多层反向网络、反传网络、径向基人工神经网络、误差多层反传网络等。这些不同新算法的提出不仅克服了先前存在的网络算法不足的问题，又加强了运算能力，不仅能处理线性问题，还能处理更为复杂的非线性的问题。人工神经网络是一种常用的化学计量学方法，在动力学多组分测定中有广泛的应用。人工神经网络相比较于偏最小二乘法用于多组分测定的优点在于，不需要预先对反应速率常数的了解，而且在校正组足够多的情况下很少受到反应条件的限制。人工神经网络的基本处理单元是神经元，由多个输入通道，加载处理单元中的信号，经加权求和后作非线性转换为单一信号输出。一个网络由多层结构组成，同层具有相同的非线性转换函数，不同层具有相同或不同的非线性转换函数。在训练过程中，经常用主成分分析提取的变量代替实验中的变量来作为网络的输入变量，这样大大减少了神经元的数量【301。关于A】呵N动力学同时测定的文章有很多，如，利用Fe3+氧化体系，测定人血清和药物的卡比多巴、甲基多巴、左旋多巴三种物质【34】；动力学结合舢qN同时测定IO，一和IO。‘，检测线达到O．1。1．2mgL。【65】；Cu2+和Ni2+的同时测定【66】；铁一铁氰化钾体系测定三种氨基酸的动力学同时测赳67】等。这些结果比较可知，m呵N预报的结果与PLS、PCR等都比较接近，在处理非线性数据时，ANN显现其优势。3．5多维数据的处理方法随着仪器的发展，多维数据分析越来越多的被用到一些仪器数据处理。例如通过二极管阵列检测器，可采集三维的动力学光谱数据。在一些文献中报道了不同的多维数据分析的方法[6&701。三维化学计量学方法同时测定铁和铝，文中用到了三维动力学数据的处理方式，建立了A卜N，NPLS，PARAFAC等校正模型‘711。4结束语本文选取了一些食品、药物、环境中与日常生活息息相关的一些有害物质，用速差动力学的方法结合多种不同的化学计量学进行多组分的同时测定。将化学计量学结合速差动力学方法应用于复杂体系中进行同时测定，解决了传统光度法灵敏度低以及不易同时测定的缺点，化学计量学的引入能够很好的提高各组分的准确度，降低误差，消除背景和一些杂质的干扰，实现了不经分离的简单的紫外多组分同时测定。实验中测定对象都是些与日常生活密切相连的一些性质相似的某一类物质，如：酚类物质、食品中的有效成分、环境中的有害残留、药物分析等。积极的建立灵敏度高的动力学方法并且结合多种化学计量学方法，将在一些复杂的多组分分析领域发挥更为广泛的应用。5参考文献[1】H．B．M破，GA．Rechnitz，K历已触加册咖泐，幽绷西慨NewYrork，ImersciencePublishers，1968．【2】陈丹华，蔡汝秀，曾云鹤，速差动力学分析法及其应用．分析试验室，1984，5，74—78．【3]方国帧，郭忠先，速差动力学及其应用进展．分析化学1993，2l，1347．1354．【4]倪永年，化学计量学在分析化学中的应用．北京，科学出版社，2004．【5]H．Mo仕ola，砌北伍驴P砸D厂册口砂f阳，c舵肼西砂．NewYork，JollIlWiley&Sons，1988．[6]倪永年，刘超，化学计量学在速差动力学分析中的应用及进展．分析化学，1999，27，596—603．6 第一章化学计量学．速差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用[7]【8】【9】【10】[11】[12】【13】[14】[15】【16】[17][18]【19】[20][21][22】【23】[24】[25】【26】【27】【28】【29】【30】[31】【32】[33】罗旭，化学统计学．北京，科学出版社，2001．S．Wold，J．珊gg，A．Be唱lund，H．Antti，∞绷DmP护蛔口甩d砌刎咖，z儿日6伽幻砂跏绷s．200l，58，131．邵学广，蔡文生，化学焦息学导论．北京，高等教育出版社，2001．YN．Ni，z．z．xia，K．K．serge，Akienticspec订ophtometricmethodforsimul诅eousdete眦inationofphenolanditsnlreedericatiVeswiththeaidofartificialneuraknetwork．‘，rD渺”口，旷月如聊如础朋-口fP厂f口红201l，192，722-729．YQ。Chen，YN。Ni，SimuIcaneousspec仃ophotome仃icdetenninationoffourpresercatiVesi11foodstlIffsbymuhivaria钯calibrationa11dartificialne啪ln咖orks．国扬嚣P∞绷七耐三P舰坶，2009，20，615-619．x．GHuang，H．s．Zllang，Y．x．Li，M．F．Li，Simultaneousspe谢ophotome打icdetemilla士ionofnomoxacill，ofloxaciIlaIldlomefloxacminrabbitbloodsemmbyusechemome廿ics．JrD“M讲Q，‘砌P(渤豇e册(功P埘耙口f勋cfP纱，2009，54，204艺07．张晓风，徐溢，马亮波，微全分析系统在环境污染物检测中的研究与应用．化学通报，20ll，3，209．217．范顺利，赵利霞，林金明，环境分析化学中化学发光分析的研究与应用．环境化学，2007，26，92．105．z．M．Liu，z．L．Wallg，Y．YCao，Y-F．mg，Y．L．Liu，Hi曲sensitiVesimult柚eousdete册inationofhydroquirlonea11dcatecholbasedon黟aohene／BMIMPF6nanocompositemodifiedelec仃0de．&粥D坶口蒯爿c胁口幻坩B?C向8mfc口，，2011，157，540—546．S．J．Chen，X．S．zllang，L．YYu，Simul咖eousdetc姗iIlationofCr(III)aIldCr(VI)intal[1Ile巧wastewaterusingionchromato卿hycoml)iIledwimflow埘ectionspec仃ophotomeny．印Pc加砌砌fc口彳c埘爿，2012，88，49—55．x．Li，GGYing，H．C．Su，x．B．Y抽g，L．W抽g，Simultaneousdetenllillationa11dassessmentof4-nonylphenol，bisphen01Aandtriclosanintapwater，b傩ledwaterandbabybottles．E，Ⅳf，-0以历P所砌f绷硎D以讲，2010，36，557．562．孙秀兰，赵晓联，张银志，汤坚，生物芯片技术与食品分析．生物技术通报，2003，4，22．25．GJaVier，S．v．Isabel，0．Este蠡mia，D．B．Melisa，D．M．Susana，Reagemlessfluorescentbiosensorsb2Lsedonproteillsforcominuousmonito血gsyStems．爿月口咖fc彬册d曰fo册口缈f删劬绷西妙，2012，402，3039-3054。陆茂林，蔡建荣，赵晓联，司宏飞，标记免疫分析技术在食品分析中的应用．中国卫生检验杂志，200l，12，60．62．B．S．FeFguson，S．F．Buchsbaum，J．S．Swensen，K．Hsieh，X．H．LOu’H．T．Soh，Intergratedmicrofluidicelec订ochemicaIDNAsensor．么船毹删C舞已掰捃彬‘2009，15，6503—6508．YN．Ni，J．F．Chen，K．K．Se玛e，Simultaneousspectrophotome仃ickineticdeteminationoffournavorenhancersi11foodswiththeaidofchemome订ics．励zf_M甜硎洲C砌托m蒯o，?口，，20ll，4，12lO—1216．YN．Ni，WQ．Xiao，K．K．Se唱e，Adifrerentialkineticspec打ophotometricmethodfordetem协ationofthreesulphalliIamideanificialsweetenerSwith廿leaidofchemimetrics．凡odC而绷西铆‘2009，113，1339．1345．Y．N．Ni，W．Q．Xiao，K．K．Serge，Applicationofchemome仃icsmethodsformesiⅡml切neousk沁ticspec仃0photome仃icdetemillationofaIIliIlocarb锄dc砷aqli11cegetabIeandwaters锄ples．√a删口，0厂日舷口，如淞砌御胁厶，2009，168，1239-1245．L．J．Krieka’ClinicaI印plicationsofchemiluminescence．彳门口矽ffc口C而砌如口爿c胁，2003，500，279．286．J．LiIlg，YF．Li，C．Z．Huallg，L．，ⅥsualsaIldwichiIlIlllllo嬲saysysteminmebaSisofplaSlnonresonacescatteringsigIlalsofsilVernaIlopanicles．彳刀口陟ffc口，@绷括慨2009，8l，1707·1714．L．Q．Hu，H．L．Wu，J．H．Ji孤g，Y．J．Dill岛A．L．X远R．Q．YUUseofpseudo-s锄plee)(仃actionandmeprojectiontec_lliliquet0estimate也echemicalr擅kofthree—waydataarrays．爿n口炒ffca，册dBlDan口纱ffc口ZC|IIgm细秒，2006，384．1493-1500．B．M．Quencer，S．R．Crouch，Multiconponemkinticme吐10ds．C，豇耙口，R鲫f田惟砌彳n口鲫肋，国硎括鲫，1993，24，243一．262．S．R．Crouch，Tr．endSi11kiIlticmethodsofanalysis．一九口砂f耙口C向砌耙口彳c幻，1993，283，453-470．T．F．Cullen，S．R．Crouch，Multicomponentl(ineticdetenIliIlationsusillgmultiV撕atecalibrationteclllliques．^纰，0幽砌fc口爿甜盘，1997，126，1—9．YN．Ni，N．Den舀K．K．SeP薛，AsimplekineticSpectrophotometricm础odforsimultaneousdeteHninationofte钉acyclinesbyuseofchemome订ics．4，2口，彬c讲胁扬D凼，2010，2，1302—1309．夏珍珍，汪淑华，倪永年，化学计量学．动力学分光光度法同时测定两种糖皮质激素．分析科学学报，2011。27．147一152．M．A．Karimi，M．M．舡dal(a11i，O．Moradlou，O．Behja舡11anesllll．Ardakalli，F．Ballifatemeh，SilIluh柚eous7 第一章化学计量学一速差动力学光度法在环境、食品和药物分析中的应用[34】[35】【36]【37】[38】【39]【40]【41][42】[43】【44】【45】【46][47]【48[49[50[5l】【52】【53][54】[55】【56】kinetic-Spec仃Dpotom矧cdetemillationofhydrazineaIlditsderiVatiV撕Vesbyp积ialleastsquaresaIldpriIlciplecomponemregressionmethods．勘绷口，D厂历g劬历卵P劬啪勋讲踟西e纱，2007，54，15·21．M．Ct删nsaz"A．Safavi，J．Fadaee，Simultaneousl(inetic—spec仰photometricdetemliIlationofc衲idopa，1evodopaaIldmethyldopaillthepresenceofci仃atewimtheaidofmuhivariatecalibration锄dartificialneuralnetwofks．彳珂口研配口C厅加z耙口彳d口’2007，2，140．146．M．A．K锄yabi，Silllul伽eousspec拄ophotometricdeteHniIlationofparacet锄olaIldp-锄inophenolbyusillgmeallcentemgofrationl(i11ticprofiles．如甜朋口f可历P凸拥鲫P函踟耙口，勘c把拟2009，56，142—149．K．M．Lea’R．Njegom址Kineticspec打I叩hotometricdeteminationofN-Acetyl·L—cySteinebasedonacoupledredox．complexationreaction．彳刀口咖打c口，&fP甩c酷，2010，26，491-495．M．A．Karimi，R．Behja虹Ilanesh—Ardak锄i，M．Mazloum．√埘ak舭i，M．H．M豁11hadizadeh，F．RallaVian，ApplicationofH—PomStandardAdditionMe也odalldMunivariateCalibratiOnMethodStothesimult锄eOuskilletic-p删iometricdeteminationofpe珊锄ganate髓ddichromate．Ja踟甜D厂砌e办口胛f口拧c办绷fc甜勋cfP纱，2011，8，449_461．吴伶俐，张欢欢，李全明，1，2．萘醌-4一磺酸钠试剂分光光度法测定葡糖糖．分析试验室，2009，28，85．88．吴伶俐，张欢欢，李全明，1，2一萘醌4磺酸钠试剂分光光度法测定对苯二酚．应用化学，2009，26，462．466．李全民，杨占军，1，2一萘醌一4．磺酸钠试剂分光光度法测定磺胺甲嗯唑．分析化学，2006，34，83．86．T．M．Sas虹y锄dK．R锄a虹islllla，Assayoflerc姐idipiIlehydrochlorideindosagefo硼susillgnucleophilicsubstitutionreaction．4c幻P向删口cP甜ffc口，20l1，61，457-463．H．Masoumeh，E．Fereshteh，EValuationoffeed．fon)I，ardbackpropagationalldradialbasis‰ctionnellralnet、)l，orksiIlsilllultalleouskineticspec呐photome仃icdetemillationofni仃oallilineisomers．勋肠门f口，2008，75，116．126．H．MaSoumeh，YLeila，A．H锄id，Al(ineticspec廿ophotometricmethodforsimul胁eousd曲ermiIlationofglyciIleandlysinebyartificialneuralnet、)l，orl(s．彳甩口咖耙甜B面幽删西乃‘2007，365，74—81．A．D．IbrahiIIl，KiIleticspec咖photom嘶cme也odsfordetenninationoftrimetazidinedillydrochloride．彳门口fWfc口C矗砌f∞彳c搬，2005，551，222—231．Q．M．Li，J．Li，Z．J．Ystudyofmesensitizationofte打adecylbenzyldim劬ylalnInoniulllchlorideforspec仃ophotometricdetemillationofdopaminehydrochloridellSinesodi啦l，2-naphtlloquiIlone·4·sulfonateasthech锄icald嘶vativec|lromogenicreagent．4，l口矽ffc口劬砌fc口4c瓴2007，583，147-152．王云云，宋尔群，基于量子点的多组分分析研究进展．中国科学：化学，2011，4l，785．797．王凡凡，任守信，孟和，高玲，化学计量学．荧光分析法同时测定萘、1．萘酚和2．萘酚．分析化学，2011，39，915．919．邱萍，倪永年，微分脉冲溶出伏安法结合化学计量学测定3种农药．南昌大学学报，2011，35，175．183．D．Perez-Bend“o，M．Silva，KineticMe廿lodSi11AnalyticalChemis订y，EllisHonvoodL妇ited，1988．251．253．A．Andl锄i，A．R．Zarei，Spec仃ophotometricdeternlinationofperiodateandiodatebyadi行erentialkineticmethod．勋Z册纪，2001，53，815-821．A．R．Zarei，A．AfkhamtN．Sarlak，Simu】伽eousspe曲rophotometricdeteminationofparacet锄olandsalicyl锄idemunlaIlsemnandparacet锄olfomulationsbyad硪rentialkineticmethod．乃姗口，矶4洲C砌fgM口f面甩以2005，88，1695一1701．P．CampinsFalco，J．、，erduAndres，F．BoschRe适，C．MoliIlsLegua，EValuationandeliminationofthe”blallkbiaserror”usingtheH·poilltstandardadditionmetllod：ApplicationtoSpec打ophotome仃icdetemillatinusingabsorbentblalll(．彳刀口咖fc口．国砌记岔彳c幻1992，270，253·265．A．Safavi，M．Tbhidi，SimultaneouskineticdetemiIlationoflevodopaa11dc拍idopabyH-pointstaIld硼additionmethod．乃材埘口，D厂黝n册口cP甜f耙甜册dBfD聊e幽耐彳”口舾翘2007，44，3l3．318．M．HaSalli，A．Rezaei，H．Abdollalli，Kineticspec咖photometricdetemillationofFe(III)byH-ponstandardadditionme也odiIlmixedmicellarmedium．印8c加c办砌耙饶彳咖么?胁，P倒胁册dBfD肌砒c甜胁印Pc抛sc9渺，2007，68，414-419．A．Safavi，O．Moradlou，Simultalleouskineticdete姗illationofparacet锄olalldp-啪i110phen01．爿门口批甜三醐‘8憎，2004，37，2337-2349．M．Ballram，A．A鼬撇i，T．MadraI(iall，E．Bozorj弦deh，Micelle—mediatedextradionforsimul伽eousspec们photome仃icdetemirIationofaluminumandbe巧lliumusingmeallcenteringofratioSpectra．死，口甩f口，2007．72，408-414． 第一章化学计量学．速差动力学光度法在环境；食品和药物分析中的应用【57]A．A触锄i，M．Babram，MeaIlc咖eringofra：tiokjneticprofilesasanoVelspec仃ophotom嘶cmethodfor舭siIllultaneouskinctic觚alysisofbinarymi)(tures．彳九口f]旧fc口C办砌fc口爿订口，2004，526，211-2l8．【58]王勇，倪永年，动力学分光光度法测定食用碘盐中碘酸根．光谱学与光谱分析，．2008，2，1387一1389．【59】H．Kh旬ehsharifi，M．F．MousaVi，J．h雒emi，M．sh锄sip峨Kineticspec舡．ophotometricmemodforsimultaneousdete珊inationofseleni啪andtell谢umusingpartialle觞rsquarescalibration．彳刀口纱ffc口C^加2fc口彳c细，2004，512．369—373．[60】J．Ghasemi，S．Saaidpo毗A．A．Ens蚯，Simult锄eollskilleticspec仃ophotometricdetemiIlationofperiodateaIldiodatebaSedonthe也eirreactionwimpyrogallolredillacidicmediabychemome仃icsmethodS．彳咒口眇fc口C厅砌fc口么c胁，2004，508，119-126．[61]G．Absalall，M．Nekoeill氓SiInult锄eouskineticdeteminationofFe(III)a11dFe(1II)b嬲edon舭irreactionswimNQT4SiIlmicellarmediabyusingPLSaIldPCRmetllodS．彳门口陟晓口C而砌耙口彳c胁，2005，53l，293-298．【62】YNi，D．Cao，S．Kokot，Silnulta|1eousenzymatickineticdete珊illationofpesticides，carba巧l锄dphoXimw油meaidofchemome仃ics．彳刀口纱比口Cllz砌耙口彳c幻，2007，588，131-139．【63】A．A鼬锄i，T．Madral【iaIl，R．MoeiIl，M．Ballr锄，SiInul锄eousspec仃ophotome打icdeteminationSn(II)alldSn(IV)bymeancenterillgofrationkineticprofilesandp硎alleastsquaresmethods．勋，册幻，2007，72，1847-1852．[64】A．A鼬锄i，N．Sarlak，A．R．Zarei，Simultanous虹neticSpec仃ophotome拄icdete彻i11ationofcyanidea|1dmiocyallateusiIlgmepanialleastsquares(PLS)regression．勋，册纪，2007，71893—899．[65]Y．Ni，Y．W抽g，Applicationofchemome廿icme吐lodstotllesimultaneouskineticspec仃ophotometicdeteminationofiodatea11dperiodateb船edonconsecutiVereactions．脚c，0如鲫记讲如搠以2007，86，216．226．【66】D．M．Magni，A．C．OliVieri，A．L．BoniVardi，Anificialneuralne铆orksstudyofthecatalyticreductionofresazuriIl：stop-now蜘ectionkilletic-spectrophotometricdetemiIlationofcu(II)andNi(II)．么行口砂fc口劬砌记口爿c幻，2005，528，275-284．[67】M．Hasani，M．Moloudi，F．Em锄i，spec拓ophotom“cresolutionoft锄哪miXturesof打yptophan，tyrosiIle，alldhistidinewithⅡleaidofp凼cipalcomponent-artificialneuralnetworkmodels．爿刀口砂fc口，BfD幽绷括妙，2007，370，68—76．[68】R．Bro，PARAFAC：Tutoriala11dapplications．C矗emD聊e护f∞砌胞硼酽耐三口6Dr咖，y跏f绷s，2007，38，149—171．[69]R．A．Harshlan，M．E．Lulldy，PARAFAC：ParallelfactoraIlalysis．Compu．眦ionalS协tiStics&DataAnalysis，1994，18，39—72．[70】Y．Ni，C．Huang，S．Kokot，ApplicationofmuniV撕atecalibrationandanificialneuralne俩orkstosimuhaneouskilletic—spec仃ophotome打jcdete瑚inatio玎ofcarb锄atepesticides．(劢绷D所叻。f∞砌胞删驴掰厶拍D厂口fD秒J5必纪ms，2004，71，177—193．【71】Y．Ni，C．Huang，S．Kokot，S妇ult趾eousdetemilla：tionofironallda1啪illi哪bydi虢rentialkilleticspec仃ophotomericmethodandchemome仃ics．彳刀口矽f耙口C矗砌缸口彳c衄，2007，599，209．218．9 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚1引言酚类是一类苯环上连有羟基的芳香族化合物，常见的包含苯酚以及邻、间、对苯二酚。苯酚主要用于合成塑料以及作为化学合成的原料，例如它可以用来合成双酚A、多酯纤维、酚醛树脂等。苯酚也用于染发剂、遮光剂等。邻、间、对苯二酚也是重要的工业原料，广泛的用于高分子材料、农药、医药、造影领域，所以它们常常大量存在于一些工农业废水中造成对环境的污染[1，21。这些物质都有一定的毒性、对动、植物以及人类有一定的刺激和致突变作用。由于苯酚及其衍生物(邻、间、对苯二酚)是环境中重要的有机污染物，它们也会存在于地面土壤、地表水和饮用水中，即使低含量的酚类物质也能散发出强烈的刺鼻味道【3】。且由于这些物质的长时间残留以及致突变性，苯酚类的物质被认为环境中首要考虑的污染物【4‘8]。因此，分别同时测定环境中水样中的这些物质的含量具有重要的意义。现有的测定这些物质的分析方法主要包括，气相色谱质谱联用法【9】、高效液相色谱法【10，11】，这两类方法是最常用的方法，因为它们能对这些物质进行准确的分离，但此类方法往往存在实验过程较为繁琐或者是灵敏度不高等缺点。此外还包括一些毛细管电泳法【12】、电化学法【4，131和光度法【14，”1等。但是这些方法有时比较复杂且需要较为繁琐的前处理方法，并且在过程中会用到一些有毒有害的化学试剂及原料，这不仅浪费也是对环境的二次污染。速差动力学方法是一种简单灵敏的分析手段，根据分析物与某种反应物反应的速率差异，它可以用来同时测定环境中的不同有机物质[16】。近来，Fanet．a1．【5】提出了一种荧光动力学方法测定间苯二酚，该方法基于在酸性条件下溴酸钾氧化罗丹明B，间苯二酚对该反应有抑制作用，且抑制作用与其浓度成比例。本文提出了一种简单、灵敏、快速的速差动力学分光光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其邻、间、对苯二酚。该方法主要基于苯酚、邻、间、对苯二酚这四种分析物，对在酸性条件中溴酸钾氧化罗丹明B反应的抑制速率以及程度不同。反应过程中，用紫外分光度计监测557nm条件下罗丹明B吸光度的改变，用多种化学计量学方法，建立校正预报模型，用最优方法同时测定环境水样中这四种分析物的含量[1”，并且用高效液相色谱法作为参照方法。2速差动力学及化学计量学理论2．1速差动力学用于多组分分析试剂A(罗丹明B，砒1B)与一个常用试剂R(溴酸钾，KB的3)反应，在一定的反应条件下RhB的吸光度降低，在加入分析物，苯酚、邻、间或对苯二酚时，RhB吸光度的降低会减弱。反应如下【18】：A+R寸PA+‰(1)PA和QR分别是物质A和B的反应产物，岛是该反应的反应速率，如果cR>>“，反应前后cR可视作基本不变，因此反应(1)反应速率只跟“有关，可视为假一级反应，速率方程写为：掣制A】(2)积分后，△【A]r2[A】o-[A]r=[A】o(1-exp(一岛力)(3)【A]o和【A]，分别是是A的初始浓度和反应f时刻的浓度。△[A】，是反应f时间内A的改变量。如果加入其它的反应物(苯酚、邻、间、对苯二酚，Db芦l，2⋯．，D，则除了反应(1)外还将发生如下反应：Df+R—"PD，f+QR(卢1，2，⋯，D，岛(4)10 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚PD．，是D，的氧化产物，岛是该反应的反应速率。如果cR>>幻，反应前后cR可视作基本不变，，反应(4)也可视为假一级反应，速率方程写为：掣：她】(f_1，2⋯．，D，(5)积分后，△[D0，=[Df】o-吼】，=[D，】o(1-eXp(期)(6)[Di】o和[D，]，分别是是D的初始浓度和反应f时刻的浓度。△【D，】，是反应f时间内D，的改变量。反应(1)和(4)具有竞争作用，并且反应(1)可被D。抑制，所以A的浓度变化也与D，的成比例关系，而且可写成：△[A]f"1一△[A】啦=尼鲥Dj]‘Df(7)△[A】L1和△[Ak分别是在反应过程中在没有Dt存在下的的改变量，K是D，抑制作用的比例系数。结合方程(7)与(3)、(6)，可得一下方程：[A】o(1-exp(一岛力)1-【A]o(1一exp(一岛0)2=研Dt】o(1-exp(·岛力)(8)根据朗伯比尔定律，f时间下的任何波长下A的吸光度可写成：△彳夙2K[Df]o(f_1，2⋯．，D(9)K是Df的比例系数，△彳夙是在不加D，的情况下A的吸光度的改变量，方程(9)可进一步写成：鲋夙=缸D，(10)M个标准校正样品(Ck脚)，测定固定波长下，时间孔f=1，2⋯．，D内的吸光度值爿，方程(10)可以写成；△46s=彳1142鸣l彳224。1厶2K1lK12K21足22K11K12=‰而。r(11)方程(11)，可以通过合适的化学计量学解析该动力学系统，并且不需要了解细节的反应机理。2．2化学计量学方法多组分分析是利用已知的多组分模型来预报未知混合物的浓度，常用于动力学体系中的分析。常用的多组分分析包括主成分回归(PCR)和偏最小二乘法(PLs)，这些方法主要是通过正交因子建立浓度(ck对)与吸光度改变(M砖M。力的线性关系。PcR和PLS的原理已被许多文章介绍过【19"20】。PcR【21]和PLs【22，23】方法都需要在吸光度与浓度间建立一种线性关系，这种方法可以考虑一些非线性关系，和减少干扰和背景问题。在本体系中，先建立苯酚、邻、间、对苯二酚四元混合物的校正模型，然后建立的校正模型通过验证集来预报未知混合组分的浓度。人工神经网络(ANN)【20’24‘25】由于它不需要任何专门的模型结构，并能处理多元校正中的线性与非线性问题，所以ANN是一种有效的化学计量学方法。通过合适的训练，A卜N可以避免协同效应的影响，并减少混合物短时间的动力学数据的损失。人工神经网络主要包括径向基人工神经网络(RBF-ANN)和反传人工神经网络(BP．A1州)，它们的主要区别是在解决复杂问题时的转移函数的不同。径向基函数网络中，隐含层采用高斯中心的变换函数，隐含层节点输出的函数定义为：D棚=eXp【-(1旧．c州／研)2】，c，和研分别代表隐含层节点处的重心和宽带，I防广c川为计算输入量于核函数重心点的欧氏距离。在该体系中，从反应中获得的动力学数据用RBF．√6心N解析，该函数包括输入层、隐含层、输出层。未加权的输入变量通过输入层转移到隐含层的每个节点，然后通过加权和汇总得到最终的输出层。输出层的节点可通过”=wⅣD肛)来计算，wf为连接隐含层节点，和输出层节点f的权重。r墨蜀；矸钆％；％r仃如锄；锄 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚3实验部分3．1仪器部分本实验用到的紫外分析仪器为Agilent8453紫外分光光度计，配备一个1cm石英比色皿。温控装置为，ModelzC一10(宁波，天恒仪器公司，中国)；orionSA720数字pH计；移液器(Firmpipe仕e，Labsystens，Finland)；秒表。色谱参照实验用到，Agilent1100高效液相色谱，配备DAD检测器，自动进样设备，真空脱气设配，xDB—C18色谱柱(4．6mm×250mm，5肛m)，保护柱(C18，12．5mm×4．6mm，5肛1)，色谱操作中控制温度为，25±0．5。C。所得的动力学数据和色谱数据通过MARLAB6．5处理计算。3．2溶液和试剂配制苯酚、邻、间、对苯二酚标准液(1．19mL‘1)，分别称取0．11009分析样品溶解在100mL的容量瓶中，避光低温保存4。C；溶解0．00489RhB于100mL容量瓶中，配成1．0×lO。4molL’1的标准溶液；溶解0．16079溴酸钾100mL容量瓶中，配成0．01molL一1标准溶液；配制pH=3．0的NaAc．HAC的缓冲溶液。所有的试剂都是分析级的，实验中全部使用二次蒸馏水。3．3实验过程在分析过程中，直接在比色皿中加入分析物和反应试剂。先移取一定体积的分析物溶液于比色皿中，接着移取0．17mL的R11B溶液，再加入0．50mLNaAc．HAC缓冲溶液，然后加入一定体积的二次蒸馏水，保持为反应前比色皿中的总体积为1．915mL，将比色皿在保温架上(25±O．50c)保温1．5min，最后在比色皿中迅速加入0．585mL溴酸钾溶液，反应开始，比色皿中总体积达到2．50mL。监测反应中的光谱变化，间隔1nm，记录的波长范围190．900姗，共记录711个波长点，反应时间300s，时间间隔2s，共记录了151个时间点。本实验体系选择了四种实际水样为测定的实际对象，包括自来水、湖水、实验室废水、工业废水。所有的实际水样按照下列方式处理。取500mL水样，加入1．2滴磷酸酸化，再加入1mLFeS04(0．1molL。1)溶液，用来消除水样中的自由氯离子和一些其他氧化剂。接着用磷酸调节水样pH至4．O，再加入1mLCuS04(O．1molL。1)溶液，用来消除一些水样中的微生物。这些处理后的式样于40C下保存。这些水样要接着用蒸馏的方式处理，取150mL上述水样，加50mL二次蒸馏水，置于250mL的蒸馏瓶中，加入一些沸石防止爆沸，蒸馏直至流出液达到150mL，保存用于实际样的测定【261。进样20“L，根据标准溶液的峰面积计算分析物的浓度。色谱分析中的条件如下：流速，1．0mLmin-1；流动相，甲醇和水(55：：4，v／V)；检测波长为，277nm。流动相要新鲜配制，过0．45¨m滤膜。各个分析物的保留时间分别为：2．5min，对苯二酚；2．8min，邻苯二酚；3．2min，间苯二酚；4．4min，苯酚。4结果与讨论4．1光谱与动力学性质苯酚、邻、间、对苯二酚，具有相似的结构性质，且光谱性质也相似，它们的紫外吸收都在270nm左右。记录不同反应下RhB的光谱图见图l，R11B在缓冲溶液中的最大紫外吸收在557nm【27】。RhB具有很强的紫外吸收，且摩尔吸光系数大。加入溴酸钾后，RhB的吸光度减少，如图中1，分别加入不同的分析物，RhB的吸光度减少降低。它们的反应动力学图见图2，由反应动力学图可知，四种分析物，苯酚具有最大的反应速率，抑制作用最慢，邻苯二酚和对苯二酚抑制作用相当，且由图2可知，12 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚间苯二酚的线性范围从50s开始达到300s，另外三种分析物的线性范围从25．175s。oC订Do岍D《图1邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚和苯酚的反应光谱曲线．分析物的浓度分别为0．4岭mL一，最优实验条件：T=25。C，cRhB=6．80×10‘6molL～，cKBr03=2．34×10．6molL～，aIldpH=3．0(NaAc．HCl二图2邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚和苯酚的动力学曲线．测量波长为557啪，实验条件同图1．4．2反应机理由文章4．1中的图l和图2可知，四种分析物分别对溴酸钾在酸性条件下氧化RhB的反应有不同程度的抑制作用，反应中可能存在的反应机理如下【28J：Br03。+RhB删1+一jBr-+RhB(㈨+H20(19)Br03一+phenoliccompone咄Rcd)+H+oBr_+phenoliccompone咄ox)+H20(20)RhB(ox)、phenoliccompone嘶o)【)分别代表，砒lB和分析物的反应产物。由文献可知，苯酚、邻、间、对苯二酚中的酚羟基分别被溴酸钾氧化成醌[29，301。4．3反应条件优化为了得到最优的实验结果，文中优化了反应过程中的各个实验条件，包括溴酸钾浓度、RhB的浓度、pH、和反应温度。首先考察了反应过程中的pH，由于溴酸钾氧化RhB反应必须在酸性条件下进行，文章考察的pH范围为pH=1．5．5．0。结果表明随着pH的增加抑制作用增大，当pHr-3．O时达到最大，当pH>3．0时抑制作用减小，所以反应中选择pH-3．O作为最优反应pH用作接下来的实验。文中也考察了反应的各物质浓度，包括RhB和溴酸的浓度，它们分别考察的范围为，O．4—1．6×10。6molL-1和1．2—3．6×10。3molL一。在反应中为了保证反应体系的假一级反应，溴酸钾的量应过量。最终反应选择的最优的浓度分别为：砌1B，6．8×10。6molL～；KBr03，2．34×10。molL-1。且随着浓度的增大，反应的抑制作用减小。最后考察了反应温度对反应体系的影响，考察的温度范围为20．600C，实验可知，在最优的反应条件下，随着温度的增加，反应的改变量基本保持不变，所以最终选择250C为最优反应温度，用于接下来的实验。13 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚4．4单一分析物的工作曲线在最优实验条件下，分别考察了苯酚、邻、间、对苯二酚四种分析物的工作曲线，反应应检测波长为557nm，反应时间为300s，按照文中介绍实验过程操作，分别得到四种分析物随着浓度的增加的动力学曲线见图3。并计算处四种分析物的线性范围，检测等参数。四种物质的现性范围分别为：苯酚，1．52一19．76嵋mL～；邻苯二酚，O．108．0．828嵋mL～；间苯二酚，O．22．3．30岖mL_l；对苯二酚，0．36．3．96斗gmL～。检测限依次分别为：0．60、0．22、0．36、1．52¨gmL～。4．5校正和预报为了用最少的试验次数获得最大的分析物的定量信息，文中用了正交实验设计的方法，来建立校正集，根据4水平的正交设计表，设计了一组3因素4水平的正交设计表。四种分析物的浓度组成分别见表二，苯酚，1．824．10．944鹏mL．1；邻苯二酚，0．432．2．592嵋mL-1；间苯二酚，0．115一O．547腭mL～；对苯二酚，O．432．2．592耀mL～。记录上述实验的动力学数据，得到了吸光度矩阵，彳缸(16×301)；浓度矩阵，C(16×4)。最后根据不同的化学计量学方法，PLS、PCR、RBF—ANN来建立校正模型。建立另外一组预报模型，来预报校正模型，同样四种分析物的浓度组成见表1，预报的结果用相对预报误差(RPE。和RPET)来表示，计算过程如下：14∞uc母oJo∞o《 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、问、对苯二酚RPEs=RPET=(cj』(fo∞d)一cjJ抽ddedJ)2∑(c舶拙锄)2j=J(21)(22)Cli『(。ddcd)表示第．，个组分的在混合五种的浓度，Ckfo硼d)表示预报出来的浓度。RPEs和Ⅺ，ET分别代表单个分析物的预报误差和总体的预报误差。预报的结果见表2，通过PcR、PLS、RBF—ANN等不同的化学计量学预报的不同结果可知，三种方法都能达到较好的预报结果，但与另外两种化学计量学方法相比ImF．ANN能够获得最好的预报结果。因此ImF．ANN预报模型被用于实际水样中，自来水样、湖水样、实验室废水、工业废水、四种分析物的预报。4．6干扰实验文章中考察了，实际样中可能存在的一些干扰物质，进行了干扰实验。选择四种分析物的浓度分别为0．2岖mL。1的苯酚间苯二酚和O．4岭mL。1的邻、对苯二酚，在最优的实验条件下，用RBF一舢州来预报，使结果误差在10％以内，以下的物质不存在于扰。750—NH4+，Zn2+，Fe”，Cl’，S042。，N03。；400—K+，Na+，c02+，Br-，As+，甲醇，乙醇；50．M92+，ca2+，Pb2+，cr3+，Al”，淀粉；20．Mn2+，H孑+，I一；5一抗坏血酸，果糖。一些其他的分类物质，如酚氯类、双酚A等的物质由于他们在酸性条件溶解性差，其干扰在文中3．4节实际样处理过程中已消除。表1邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚和苯酚的校正组和浓度组的组成155叩l，，llllJP神龇白Jq一妙岫南面@。∑问。∑简P越㈣0。∑倒。∑瑚 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚表2不同化学计量学方法下邻、间、对苯二酚和苯酚的合成样的预报结果化学计量学％Ⅺ，E。邻苯二酚问苯二酚对苯二酚苯酚％RPETPcR(4)a8．95(106)8．48(103)11．44(114)7．11(105)7．4RBF-伽呵N(6，480)。8．50(106)9．48(105)8．29(111)6．5(103)6．78PCR和PLS模型中所涉及的因子数；6回收率；。lmF．ANN模型中迭代次数和分散系数。4．7实际样分析文中的方法被用于实际水样中，如自来水、湖水、实验室废水、工业废水，等中该四种分析物的实际测定中，并用RBF．舢呵N来预报，其预报结果见表3，并将动力学方法的预报结果与肿LC方法的预报结果进行了比较。5结论在本文中建立了一种灵敏的动力学分光光度法同时测定苯酚、邻、间、对苯二酚四种分析物，并将该方法成功的用于实际样中这四种混合物的分析当中，文中比较了三种化学计量学方法，PCR、PLS、I国F—m叮N，其预报结果在7．4—6．7％之间，RBF．ANN能够得到最优的预报结果，并将RBF一舢叮N方法用于实际样中四种分析物的预报，其结果与Ⅷ，Lc方法对照无显著差异。故而文中介绍的方法是一种简单方便有效的同时测定水样中四种分类物质的动力学分光光度法。表3本方法下实际样中酚类物质的含量(喀mL。1)．8南昌大学龙腾湖水；6未检测到；。三次测定的平均值。16 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚6参考文献【2】【3】[4】[5]【6】【7】[8][9][10】【12】[13][14]【15】[16][17】[18]【19】[20】【21】P．Pamail(，AComprehensiVeGuidetoTheHazardouSPropertiesofChemicalSubstaIlces．3rdEd．，JoIlIlWiley&Sons，2007，pp．821．J．Adalnski，P．Nowak，J．Kochana，SimplesensorfortlledetenninationofphenolanditsderivatiVesi11waterbasedonenzmetyrosiIlase．E跆c加砌砌耙口么cf口：’20lO，55，2363—2367．A．SVobodova，J．Psotova，D．WalteroVa，Natu瑚phenolicsin也epreVentionofUv_iIlducedskind锄age．AreView．BfDmP硪c口，P印P船，2003，147，137-145．A．J．S。AbaⅡ瑚ad，S．Skarker’M．A．Rallmall，J．J．Lee，Silllultalleousdetenllinationofhydroquinone柚dcatech01ataIlactivatedglaSsyc砷onelec廿Dde．尉Pc抛伽口船捃，2010，22，694．700．J．Fall，T．Zllang，J．H．SllIl，M．H．Fall，KineticfluoI-imI咐icmeasurementof仃aceresorcillinphenolmiXtures．。，b“，．胛口，Q，’J吖“D，’esce甩ce，2001，7，113-118．N．A．Penner，P．N．Nesterenko，A．M．Rybalko，UseofHypercrossliI汰edpolySt)，reneforthedetenninationofpyrocatechol，resorcill，alldhydroquiIloneby廿lefeVcrsed—phaLse}王PLCwi协dyll锄icon·lillepreconcen拄ation．t，D搠讲Q翻门口咖耙讲C饧e肌括打弘2001，56，934-939．A．R．Sousa"M．A．Trallcoso，ValidationofaIlen"viron_1llental衔endlysegmentednowmethodforthedeteHnillatiOn0fthephen01indexiIlwaterSasaltemativetotlleconvemiOnalOne．7矗，口甩细，2009，79，796-803．F．M．LaIlcaS，I．R．01iVares，P．M．AlVes，DeVelopment，ValidationaIldapplicationofamethodtoanalyzephenolsinwaters锄pIesbysolidphasemicroex订action-g船c11romato铲aphy-n锄eionizationdetector．Jr0“M口，D厂砌’，泐，zmP，2棚＆把门cP口耐胁口砌B，2007，42，锣l-498．，S．WaidyaIlama，N．RotllIn锄，GLi，M．T．Smi也，S．YiIl，S．M．Rapp印ort，R印iddetenninationofsiXurinarybellzenemetab01itesinoccupationallyeXposed锄dlllleXposedsubjects．彳n砂ffc甜B胁咖绷劬y，2004，327，184．199．J．Wittillg，S．Wittemer，M．Veit，Validatedmethodfor虹ledeteminationofhydroqiIloneiIlhumanu血ebyhi曲一perfbmanceliquidcllromatography-coulometric-arraydetection．如甜聊口，矿劬阳朋口fc秽印砂B，200l，761，125—132．P．L．Garcia，M．I．R．M．SaIltoro，E．R．M．Kedor．H∞kmaIl，A．K．Sin曲，Developmenta11dvalidationofaHPLCaIldaUVderiVatiVespec打ophotometricmenlodsfordeteminationofhydroquilloneongela11dcre锄preparations．．，Dzf，‘玎口，Q厂．P而口—竹口ce材ffc口，口疗dB勋朋P击c口，彳刀咖豇，2005，39，764-768．C．Desiderio，L．Ossicini，S．Fanali，AnalysisofhydroquinonealldsomeofitsethersbyusiIlgcapill叫elec仃ochromato掣aphy．如缈甩口，矿C向加聊口fD卿砂彳，2000，887，489-496．R．M．deCarcamo，C．Mello，L．T．Kubota，SimultanousdeteminationodphenolisomerSinbinarymixtllresbydi蔬rentialpulseVoltaIIlme仃yusingcarbon6breelec仃odeandneuralne帆orkwi血pnlIlingaSamultiV撕atecalibrationt001．彳刀口砂fc口劬砌fc口爿嘲，2000，420，109-121．Si捌uddin，M．I．Bhallger，A．Niaz，A．Shall，A．Rau￡Ul仃a一仃ace1eVeldeteminationofhydroquinoneiIlwastephoto黟aphicsolutionsbyUV-Visspec仃ophotome咄黝册胁，2007，72，546—553．K．O．Lupetti，F．R．P．Rocha，O．Fatibello—Fimo，AnimproVednowsystemforphenolsdeteminationeXploitiIlgmulticommutationa11d10ngpa棚engthSpec打0photomeny．死砌砌，2004，62，463—467．B．M．Quencer，S．R．Crouch，Multicomponentkineticmethods．C，舭口，尺鲫抬w加彳，z口砂fc甜劬绷西砂，l993，24．243-262．P．Lu，L．M．Kong，J．Wu，Simultalleousanalysisofphenolicmixturesinwaterbyh啦pe响瑚allce1iquidchromatography．乃“聊甜Q厂砀孵矗D甜洳如P坶妙例衍甜，．耐＆^阴cPE砌fD砂，2004，4，24—26．X．J．Cui，GZ．Fang，L．Q．Jiang，S．W抽g，Kineticspec的photometricmethodforrapiddete眦illationof仃acefomaldehydei11foods．彳行口眇fc口劬砌fc口彳咖，2007，590，253—259．M．A．Karimi，M．H．Maslllladizadeh，M．Mazlo眦√啪al(ani，N．Sahraei，SiIIlunalleouskiIletic-potentiome仃icdetenniIlationof1eVod叩aa11dcarbidopauSiIlgmultiVariatecalibrationmemods．如越M口，矿乃Dd册dD，气曙彳行劬心括，2008，5，39—47．M．Ch锄saz，A．SafaVi，J．Fad∞e，SiIllultalleollSkilletic-spec仃ophot响eticdeteminationcarbidop氐ievoldopa，aIldmethyldopainpresenceofci们tewiththeaidofmultivariatecalibrationandartificialneuI．alnetworks．爿胛口陟f记口C矗f，玎记口彳cf口，2007，603，140—146．D．M．HaalalldandE．v．ThomaS，Comparisonofmunivariatecalibrationmemodsforquantitativespec舨l 第二章动力学光度法结合化学计量学同时测定环境水中的苯酚及其衍生物邻、间、对苯二酚锄alysis．4即口6玎fc口，l!．渤em妇f砂，1990，62，109l-1099．【22】P．Geladi，B．R．Kowalski，Partialle觚t-squaresregression：atutorial．彳，2口纱f耙口C向f脚fc口彳c妃1986，185，l-17．[23】YN．Ni，砀P却，fc甜加矿@硎Dm咖泐加彳聆咖fc彬劬绷妇砂．ChiIleseSciencePress，Beij吨，2004．[24】N．Chu，S．H．Fan，SequemialinjectionkineticSpec仃ophotometricdetemillationofquartemarymi)(turesofcarbamatepesticidesinwateraIld仔uits锄plesusiIlgartificialne眦lnetworksformultiv捌atecalibration．印Pc抛砌砌fc口4咖彳，2009，74，1173—1181．『251M．H弱孤i，L．Yaglloubi，H．Abdollahi，Akineticspec仃ophotome订icmethodforsiInult锄eousdete珊inationofglyc硫锄dlysillebyanificialneiralne俩orks．4胛口咖加讲B面幽删豇缈，2007，365，74—81．[26】HJ503-2009，wraterquali哆一Det咖illationofVolatilephenoliccompoundS4-AApspec仃ophotom硎cmethod．BmchofEnviro啪entalprotection，People’sRepublicofChiIla"2009．[27】X．S．zllu，YQ．Zh蚰g，IIlllibition妇eticdeteminationof仃ace锄。嘣ofiodidebythespeclrophotometricmethodwithrhod锄illeB．勋ec加幽砌fc口么c缸爿，2008，70，5l肚513．[28】J．Fan，X．J．Sha0，H．X．Xu，S．L．Feng，Anovelillhibitorykineticnuori：me仃icme也odforthedeteminationofn-acememomyliIlenv的llInentalsamples．三“研历甜c阴cP，2009，24，266-270．[29】P．Kumar，H．Nikal(htari，M．Nemati，GHill，J．Headley，Oxidationofphenolinabioremediationmedi岫usillgchlo血edioxide。如删口，∥函删泐，乃如刀。蛔P册dBfD胞柏聍D蛔n20lO，85，720—725．『301M．D．T．Sotomayor，A．A．1’anaka，L．T．Kubota，Developmentofanem秒melessbiosensorfortlledeteminationofphenoliccompouIlds．彳刀口咖ffc口劬砌fc口爿咖，2002，455，215·223．[31】W．GL趾，M．K．W-ong，N．Chen锄dYM．Sin，OrmogonalarraydesignaLSachem．ome仕icmemodformeoptjm协ionofaIlal叭icalprocedures．Pan2．Fo昕1eveldcsi盟髓ditsapplicationinmicrowavedissolutionofbiologicals锄ples．爿胛咖f’1994，119，1669-1675．[32】M．Otto，W．Wegscheider，Spec仃ophotom嘶cmulticomponent锄alysis印pliedto仃acemetaldeteminations．彳玎叻玎fc讲C矗绷捃纱，1985，57，63·69．[33】M．Ballram，A．Afkhami，Rencent印plicationsofkineticmemodsiIlmulti—componentaIlalysis．Ja甜M口ZQ，‘抄册砌劬删血砂肋cfP机2008，5，352-366． 第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星1引言抗生素类药品被广泛应用于医药、兽药以及农业生产等领域中。一般来讲，治疗严重疾病，为了获得治疗的最佳效果，往往多种抗生素会同时使用。氨基糖苷类抗生素是由氨基糖与氨基环醇通过过氧桥联接而成的苷类抗生素，它们能有效的对抗某些如绿脓细菌、格兰氏阴性细菌等。常见的氨基糖苷类抗生素包括，阿米卡星(锄kacin)、庆大霉素(gent锄icill)、依替米星(et沛icin)等，它们的结构分子式以及结构式见表1。这些药物的长期使用，会对病人造成一定的耳毒性和肾毒性等，因此监测血清中这些药物的浓度含量，是控制其毒性的有一定的种有效手段【1】。这些药物都是水溶性药物，并且代谢过程中都是以原药的形式随尿液排出体外，进入医院附近等地的污水中【21。由于抗生素类药物的大量滥用，超过30种抗生素已经被发现在污水和废水样品，在地表水体，甚至在地面和引用水中【3。5】。然而，对于环境水体中这些药物的含量限制，至今也没有一个有效的规定，因此测定环境中这些物质的含量，对其控制环境中此类抗生素的含量有一定的借鉴作用。表l阿米卡星、庆大霉素、依替米星三种抗生素的结构．一般说来，氨基糖苷类抗生素的紫外吸收不强，无法直接用紫外分光光度法分析这些物质[61。现有的测定阿米卡星、庆大霉素、依替米星的方法包括，免疫法[21、间接分光光度法和荧光法【7，引、毛细管电泳(9】、液相色谱澍10】、化学发光法【l】、伏安法【11】。因为氨基糖苷类抗生素无紫外吸收，可利用动力学方法，利用其与另外一种物质反应，生成有色物质，检测该物质的紫外吸收变化，并且建立合适的校正预报模型进行同时测定【l21。速差动力学方法是一种简单、快速并且较为灵敏的多组分测定方法，它不需要复杂的预处理过程，且对反应机理细节部分也不需要过多的了解，此外也不需要要色谱法那19 第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星样需要大量的试剂。1，2．萘醌．4．磺酸钠(NQS)是一种常用的有机显色剂，可与芳胺类物质发生生色反应【13。16】。NQS可以一、二级氨基发生显色反应，并且有文献报道利用NQS同时测定三种苯胺类同分异构体【17】。本章的目的是利用NQs与阿米卡星、庆大霉素、依替米星反应结合化学计量学建立PCR、PLS、RBF-√6州三种不同的化学计量学校正模型，比较其优劣，选择最优模型用于水样、针剂样、血清样三种实际样中分析物的同时测定，并建立卸?LC参照方法进行比较。2理论背景2．1速差动力学用于多组分分析理论分析物A、B、C于同一个试剂R反应生成一个新的物质P，该反应可用化学方程式表达：A+R_PA，觑(1)B+R_÷PB，％(2)C+RqPc，％(3)其中，如、％、怒分别为反应(1)．(3)的反应速率常数，假设反应物R的浓度远远过量于反应物A、B、C则反应(1)．(3)则可认为是假一级反应【18】，反应的速率方程为：一警=警=‰(4)-鲁=孥=‰(5)．堕：孥：砟印(6)班讲。‘f时刻方程(4)．(6)可转化为：c队，=cA0【l-eXp(一k纠(7)cPB，，=d[1-eXp(一蚝f)】(8)‰，，=cClo[1-eXp(一起f)](9)其中，cAo、cB0、秽是反应物A、B、c的初始浓度；眠，、cPB"f、cPc，，分别是A、B、c的反应f时刻的浓度。反应过程中可监测固定波长下反应产物P的紫外吸收变化，根据吸光度定律，方程(7)-(8)可缩写成为：彳T’f=∑邵口c?(净A，B，alldc)f(10)其中，易是反应的吸光系数；P，、cfo是第f个反应物的初始浓度。可根据方程(10)建立动力学模型，彳小彳旧⋯．分别代表fJ、f2⋯．时刻的吸光度。2．2化学计量学理论文中用到的三种化学计量学方法包括人径向基人工神经网络(RBF．ANN)、偏最小二乘(PLs)、主成分回归(PCA)其主要的机理以及背景知识已在第一章中作出阐述。3实验部分3．1试剂溶液与仪器装置实验过程中用到的所有试剂都为分析纯，所需的水都为二次蒸馏水。配制分析物的标准溶液：阿20 第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星米卡星(2．56×10。molL。1)称取0．29于loomL容量瓶中；庆大霉素(1．39×10’3molL．1)称取O．059于loomL容量瓶中；依替米星(6．92×10‘4m01L。1)称取O．O踺于100mL容量瓶中。配制NQS(O．Olm01L。1)的标准溶液：需每日新鲜配制，溶解适量的NQS于50IIlL容量瓶中。实验中用到的缓冲溶液为B．R缓冲pH=9．0。实验过程中用到的仪器包括Aglient8453紫外分光光度计(配有lcm的石英比色皿)，所有的反应都置于450C的ZC．10(宁波天恒仪器公司中国)的温控装置中。配制缓冲溶液过程中用到了0rionSA720数字pH计。移取小于1mL溶液用到的移液枪为：(FiIlIlpipe仕e，Labsystems，Finland)。此外，实验过程中需要用秒表计时。在色谱对照实验中所用的的仪器为Aglientll00瑚PLC。处理动力学数据所用到的软件为MATLAB6．5。3．2实验过程分别移取适量的分析物溶液(阿米卡星、庆大霉素、依替米星)、0．5mLB．R缓冲液、适量的二次水于比色皿中，保证总体积为2．35mL，置于比色皿架上保温1min，迅速加入0．15mL的NQs溶液，开始记录反应全过程。反应时间为O．600s，检测的最大波长为475nm间隔时间为3s，且实验中以二次水作为空白实验。由于待测物无紫外吸收，对照实验时，无法用}Ⅱ，LC．DAD检测器直接检测，需经过衍生实验。取适量的分析物溶液，加入0．5mLB．R缓冲，和O．15mLNQS溶液，450C下保温20分钟。将该溶液取20此进样用于Ⅷ，LC分析，实验中柱温维持250C；流动相：H3P04缓冲(pH=3．0)一甲醇(95／30，v／V)；洗脱梯度为：0—20min缓冲体积变化为95％一30％；流速为：1．0mL／min；检测波长为475nm。实验过程中用到的溶液进样前都必须过0．45岬滤膜。将本方法用到实际样的测定，需对测定的实际样品进行一定的预处理。选取针剂样、环境水样、血清样作为实际样测定的对象，分别采用了不同的处理方法对其进行处理。针剂样的处理方法：将针剂样阿米卡星(O．2∥2mL／支)、庆大霉素(0．08酢mL／支)、依替米星(0．05∥1mL／支)分别移取与100mL容量瓶中，二次水定容，4。C下保存用于下一步实验。水样的处理方法：取5mL水样，用Hcl(1mLO．1M)酸化并离心10min(3000rpm)。水样样过0．45岬滤膜，取K2C03(1．0M)用来去除多余的HCl，加入3．OmL正己烷震荡10min，静止分层，移取下层水样于25mL容量瓶中，二次水定容，于4。C下保存用于进一步实验。血清样的处理方法：取5nlL的牛血清置于离心管中，加入1．0mLHCl04(1．0M)用来沉淀蛋白，3000rpm下离心10min，用K2C03(1．OM)来除去多余的酸。加入3．0mL正己烷震荡lOmin，静止分层，移取下层水样于25mL容量瓶中，二次水定容，也于4。C下保存用于进一步实验。4结果与讨论4．1与NQS反应时的光谱动力学性质阿米卡星、庆大霉素、依替米星与试剂NQs反应时会生产橙色的产物，且产物的紫外重叠严重，不合适用于紫外光谱法测定，但可以利用它们与NQS反应时动力学的差异来进行三者物质的同时测定。反应时间10min中，记录280nm一800nm下的反应光谱图，图1。Bl柚k为缓冲中NQS的反应光谱图，可知NOs的最大吸收在380nm处，在475nm处有紫外峰的不断升高。实验中也记录了475眦产物处的紫外吸收变化如图2，随着时间变化475眦处的吸光度不断增加。我们也采集了扣除背景的阿米卡星、庆大霉素、依替米星三者混合物与NQS反应的三维光谱图，图3。280．320nm带为反应物NQS在该段的紫外吸光度的增加变化，480—680nm带为生成的反应物产物在该段的紫外吸光度的增加。21 第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星4．2与NQS的反应机理阿米卡星、庆大霉素、依替米星抗生素都还有多个氨基基团，由于-NH：上的N具有孤对电子，具有亲核性，而NQS又是很好的亲电试剂，可与氨基糖苷类药物发生衍生反应。所以反应过程中，N孤电子对进攻NQS上4位的一S03Na的去电子中心，发生缩合反应，根据文献参考可知【191反应机理方程式可写为：R-(NH2)n+NQS—》R-(NH2)n-NQS血(11)WaveIength(nm)图lNQs存在下阿米卡星、庆大霉素、依替米星的反应吸收光谱．反应物浓度为1．02×10。5m01L～．10．80．60．4O．2O．O．2600TrIme(s)图2阿米卡星(1．9×10。5molL‘1)、庆大霉素(1．9×lO’5molL11)、依替米星(1．8×10一5molL’1)的反应动力学曲线．NQS(6．0×10‘4molL。1)，九=475nIll，pH=9．02，T=300C．700图3阿米卡星、庆大霉素、依替米星(1．02×lO{molL-1)的三维反应动力学光谱图．22 第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星4．3实验条件的优化为了保证实验的稳定性，和获得好的灵敏度，我们对实验过程中所涉及的一系列反应过程中的实验条件进行优化，包括NQS的浓度、pH、和反应温度。首先考察了反应过程中的温度，文章考察的温度范围为35．600C。结果表明随着温度的升高反应的改变量也逐渐增大，吸光度值升高。而40．550C是一个相对稳定的上升过程，反应中确定实验最佳温度为450C进行下一步实验。接着考察了pH值对反应过程的影响，考察范围为pH亍7．12，随着pH的增加，反应的吸光度增大，当pH=8．4时达到最大，当pH>8．4时吸光度逐渐减小，8．4为极值点不可取，所以反应中选择pH兰9．0作为最优反应pH进行进一步实验。最后在分别固定了最优温度和pH的情况下，考察了反应物NQS的浓度对实验的影响，考察范围为2．0．12×10‘4molL．1，在反应中为了保证反应体系的假一级反应，NQS的量应过量。随着NQS浓度的增加，反应的改变量也随之增加变，但浓度过高，反应的背景也会增加，当浓度大于6．O×104molL_1时，阿米卡星、庆大霉素、依替米星三者物质吸光度增加的量逐渐变缓趋于平衡，所以最终选择NQS的浓度为6．0×104molL-1用于实验。4．4单一分析物的工作曲线在最优实验条件下，分别考察了阿米卡星、庆大霉素、依替米星三种分析物的工作曲线，反应应检测波长为475nm，反应时间为600s，按照文中介绍实验过程操作，分别得到三种分析物随着浓度的增加的动力学曲线见图4。并计算三种分析物的线性范围，检测等参数。三种物质的现象范围分别为：阿米卡星，3．07—46．05×10。6molL～；庆大霉素，1．39_36．14×10击molL～；依替米星，1．38—23．53×10击molL_l。检测限依次分别为：2．80、O．77、O．66×10巧m01L-1。∞‘)C弼DomD·《∞oC仍Do‘oD《图4阿米卡星、庆大霉素、依替米星三种分析物不同浓度下的动力学图以及计算的相关线性参数．NQS，6．0×10～01L～，九一475nm，pH29．02，T230。C． 第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星4．5校正和预报文中采用了正交实验设计的方法来建立校正集，根据4水平的正交设计表，设计了一组3因素4水平的正交设计表。四种分析物的浓度组成分别见表2，记录上述实验的动力学数据，得到了吸光度矩阵，4撕(16×201)；浓度矩阵，C(16×4)。最后根据不同的化学计量学方法，PLS、PcR、RBF．ANN来建立校正模型【20】。建立另外一组预报模型，来预报校正模型，同样四种分析物的浓度组成见表2，预报的结果用相对预报误差(RpEs和Ⅺ，ET)来表示。预报的结果见表3，通过PCR、PLS、ImF．ANN等不同的化学计量学预报的不同结果可知，三种方法都能达到较好的预报结果，但与另外两种化学计量学方法相比ImF．A1州能够获得最好的预报结果。因此lmF．伽呵N预报模型被用于实际水样中，针剂样、水样、血清样中三种分析物的预报。4．6干扰实验文章中考察实际样中可能存在的一些干扰物质，进行了干扰实验。选择三种分析物的浓度分别为1．02×10巧molL～，在最优的实验条件下，用I也F．m州来预报，使结果误差在10％以内，干扰物质限量为：100．的果糖和乳糖，50．淀粉，20一抗坏血酸，500-Na+、K+、S042。、N03。，50．M92+、Mn2+、Cu2+。4．7实际样中阿米卡星、庆大霉素、依替米星的测定文中的方法被用于实际水样中，如针剂样、水样、血清样等中该三种分析物的实际测定中，并用RBF．m叮N来预报，预报结果见表4，并将动力学方法的预报结果与HPLC方法的预报结果进行比较。表2阿米卡星、庆大霉素、依替米星混合物同时测定时的浓度组成24 第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星表3不同化学计量学方法下％RPEs和％I灌ET的比较(475nm，0·600s)8PCR和PLS模型的因子数；6迭代次数和分散系数；。平均回收率(％)。dRPEs=害r黼f!=』l，iuoI∑(％枞枷)2105∑∑(％r，o删一％㈣)2j=J』=J———1■1———’————一I∑∑(嘶蜘D)2j=Jj=JJ(12)表4用RBF．ANN模型预报实际样中阿米卡星(AM的、庆大霉素(GTM)、依替米星(ETM)的含量结果5结论在本文中建立了一种灵敏的动力学分光光度法同时测定阿米卡星、庆大霉素、依替米星三种分析物，并将该方法成功的用于实际样中这三种混合物的同时测定，文中比较了三种化学计量学方法，PCR、PLS、RBF—ANN，其预报结果在3．36．4．60％之间，RBF．A】、IN能够得到最优的预报结果，并将RBF．ANN方法用于实际样中四种分析物的预报，其结果与HPLc方法对照无显著差异。故而文中介绍的方法是一种简单方便有效的同时测定常见实际样中该类物质的动力学分光光度法。6参考文献[1]C．Y-Y蕊g，Z．J．Zhang，J．L．Ⅵ窿mg，Newl啪inolchemilumillescencereactionusingdiperiodatoargentateasoxidateformedeteminationofalllikacinsulfate．三甜m加酷c明cP，20l0，25，36-42．【2】M．L．SaIlchez-Maninez，M．P．Aguil瓣Caballos，A．Gomez-Hens，Long-waVelengthhomogeneousenzyIIleimmunoassayformedeteminationof锄妇cminwaters锄ples．黝册心2009，78，305—309．【3】N．Kemper，veteriIlq姐tibioticsilltheaquaticandterrestrialenViroment．眈D魄fc口，砌妣口胞，2008，l，l一13．25 第三章动力学光度法结合化学计量学同时测定三种氨基糖苷类药物阿米卡星、庆大霉素、依替米星[4】【5】【6】【7】【8】【9】[10】【12]【13】【14】【15]【20】【2l】I．M．GPadilla，L．Bu玛os，Amin091ycosideantibiotics：s仃ucture，‰ctionsande仃ectsoni11Vi仃op1锄tcultIJre锄dgenetic仃锄sfonIlationprodocOls．P砌fCP盯尺印Dm，2010，29，1203-1213．T．GDiIlev，Comp撕sonofthephamacokineticsoffiVe锄inoglycoside锄d锄iIlocyclitolantibioticsusingallometricaIlalysisinm锄mal锄dbirdspecies．JR即8口，．c矗绝招，_加口秽＆砌∞，2008，l，107．118．J．妇．zek，H．Wbl白msk氐U．Hubicka，Dete册illationofgent锄icinsulphonateiIl埘ectionsolutionsbyderiVatiVespectrophotI叫ne嚏Iy-彳，l口6吁fc口，三e“《}瑙，2009，42，473—482．A．M．E1．Did锄ony，A．S．AmiIl，A．K．Ghoneim，A．M．1’ekebany’Indirectspectroph蝴etricdet锄i11ationofgent锄iciIl锄dV孤comycinantibioticsb硒edontheiroxidationbypot嬲si啪pennangallate．CP疗护口，E材阳pP册。7-D甜，．玎口，D厂C矗口m妇f秽，2006，4，708．722．YEL-Shabm嘿FluoriIIletricdetemillationof锄iIlo醇ycosidesantibioticsinph砌aceuticalprep孤ations绷dbiologicalflujds．印ecf，-Dscaz吵LP盯e，苫，2002，35，99-l09．P．Norouzi，GR．N．Bidhendi，M．R．Ganja，A．Sepehri，M．Ghorbani，Subsecondacc砌ulationandgtrippillgf．orpico．1evelmonito血gof锄ikacillsulf-atebyf．astFourier廿锄sfomcyclicvolt锄met呵ata日Oldmicroelec仃odeinnow．i11iectionsystems．朋zc，Dc办砌配口彳c幻，2005，152，123一129．N．H．zawilhB．Li，J．Hoo舯anellS，E．Ad锄s，ImproVedreverSed-phaseliquidchromat0鲫hicmethodcombinedw曲pulsedelec仃0chemicaldetectionfor廿le锄alysisof锄il(acill．如w疗甜矿尸办口M口cP甜ffc口，册dB面mP妣口，4甩咖括，2007，43，168-173．P．Norouzi，GN．Bidllendi，M．R．GaIljali，A．S印e晡，M．I．Ghorb柚，Sub-secondacc啪ulation∞dstrippillgforpico·levelmonito血gofamil(∞insulphatebyfaStfourier们nsfomcyclicVol锄et叮atagoldmicroelec昀dei11aow．iniectionsySt锄s．^舭m如砌泐彳c玩2005，152，123—129．J．Ghasemi，A．Niazi，Spec打ophotome订icsimultalleousdctemiIlationofni仃oaniliIleisomersbyonllogonalsi印alcorrection-panialleastaquares．妣聆缸2005，65，l168-1173．H．Y．W抽g，L．X．Xu，Y．Xiao，J．H锄，Spectrophot唧e仃icdeteminationofdapaoneiIlphamaceuticalproductsusing1，2-n印h吐loquinone4·sulphonateastllechromogenicreagent．印Pc加c矗砌fc口彳c纪彳，2004，60，2933．2939．I．A．Darwish，KiIleticspec打ophotometricmetllodsflordc仃miIlationof仃imet配idinedihydrochloride．彳力口咖f据口C厅砌配口爿咖，2005，55l，222．231．I．A．Damish，H．H．Ab幽e，S．M．Amer"L．I．AL-Rayes，Spec仃ophotome仃icSmdyfortllereactionbe伽eennuvox甜niIleand1，2．naphthoquinone-4-sulphonate：Kinetic，mechallismandusefordete咖inationofnuvox锄iIleiIlitsdosagefo咖s．勋Pc抛c矗砌fc口彳c幻爿，2009，72，897．902．M．H鹳觚i，L．Ya曲oubi，H．Abdollalli，Akineticspec仃ophotometricmethodforsimult柚eousdeteminationofglyciIleaIldlysillebyanificialnet、)Irorks．4门口砂fc口，BfD幽绷括坝2007，365，74-81．M．Has锄i，F．Em锄i，Evaluationoffeed—fon)IrardbackpropagationaIldradialbaSis劬ctionneuralnetworksinsimultaneolISkineticspec仃ophotometricdeteminationni灯。锄ilineisomers．勋肠川口，2008，75，l16．126．R．KellIler，J．M．Mem吒M．O仕0，H．M．WidIIler．爿胛掣彳c讲劬绷括砂；Wiley-VCH，NewY0咄l998．T．N．A1．Sabha，Spec订ophotome仃icdetemillationof锄il(aciIIsulf．ateviach盯ge仃ansfcrcomplexfomationreactionllsingteteracy锄oetllylene锄d2，3-dichlor0-5，6·dicy孤o-1，4-benzoquinonereagems．爿，．口6f册如“朋口，如，＆fI啪∞册d功肪馏盯咖己2009，35，27-40．W．GL锄，M．K．Wbng，N．Chen，YM．SiIl，伽l090nalan可desi印嬲achemometricmethodformeoptiIIlizationof锄al”icalprocedures，Pan2，Fo*leVeldesigll锄ditS印plicationinmicr0、)I，aVedissolutionofbiologicals锄ples．彳行咖毛1994，119，1669-l675．M．Otto，W．Wbgscheider"Spectrophotom鲥cmulticomponent锄alysisappliedtotracemetaldeteminations．彳门口咖耙口，C矗em括f，y，1985，57，63-69．26q刀跚明nHU¨ 第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定咖啡因、茶碱、可可碱第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定食品样中的咖啡因、茶碱、可可碱三种黄嘌呤衍生物1引言一些兴奋剂是由甲基黄嘌呤物质衍生而来，包括咖啡因、茶碱、可可碱，它们的结构式以及分式见表l【1】。咖啡因作为一种生物碱被发现于一些植物的的种子、叶和果实中，含量各不相同，它可作为一个天然杀虫剂，可将某些在吃植物的昆虫杀死或使其瘫痪。通常在一些咖啡豆、茶叶中含有咖啡因、并且在日常食用的一些饮料中如可乐，也添加咖啡因。可可碱是一种发现于可可植物中的生物碱，在其它的食物中如：巧克力、茶叶、可可豆、坚果中也有发现。茶碱也存在于茶叶、可可豆类等植物中。咖啡因、可可碱、茶碱作为甲基黄嘌呤类家族的成员，其结构和药理作用都非常类似，结构上咖啡因比茶碱可可碱多一个．cH3，茶碱和可可碱是同分异构体。在药理上，这三种物质常影响人体的中枢神经、心血管、消化系统、呼吸系统、肾脏系统，它们也可能引起抑郁症和多动症。人们在日常的食物中经常会摄取该类物质，如可可、茶叶、巧克力等【2】。它们都与我们日常饮食息息相关，所以分析其含量对控制食品质量以及食品风味有重要的作用【3】。表1咖啡因、可可碱、茶碱的分子式、结构式、反应速率常数已有很多报道关于同时测定食品和生物体液中的甲基黄嘌呤物质的含量，各种不同的出来手段和测定技术用来减少杂质的干扰，如液一液萃取【4】，固相萃取【51，微波辅助萃取【61等。一旦通过一定的预处理手段将这些物质从分析对象中提取出来，不同的分析技术就可以用于同时多组分分析，这些方法有：高效液相色谱法【7_9】、气象色谱一质谱联用法【101、紫外光谱法[1l’12】、电泳、法【”，14】、荧光光谱法【15"16】、电化学方法【17’l8】等。但是如色谱方法需要长得流出时间，进样前需要较为复杂的提取处理，且需要较多的流动相。电化学修饰方法可在一定程度上提高灵敏度，但是稳定性与重现性往往交叉。直接的光谱法相对仪器、操作上都较为简单但是达不到高的灵敏度。由于咖啡因、可可碱、茶碱具有及其相似的分子结构，及时采用一定的化学、物理前处理分离过程，也不易将其分离，实现这些甲基黄嘌呤化合物的同时测定。为了获得低得检测限，且不需要复杂的分析过程实现三者的同时测定，动力学分光光度法结合是一种很好的选择，动力学分光光度法结合化学计量学用于二元或三元混合物的同时定量测定已经被多次研究与应用了。27 第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定咖啡因、茶碱、可可碱速差动力学分光光度法的原理是：分析物与同一试剂反应，由于分析对象的性质不同反应的速率也存在差异，可利用其差异实现多元分析物的同时测定。速差动力学方法是一种简单、快速、不需消耗大量试剂且能获得好的灵敏度的一种同时测定的分析方法。加入了化学计量学处理的过程，可消除一定的干扰，提高分辨率[1引。今年来随着仪器自动化的发展，能够采集大量的多维的数据信息，人们也越来越多的关注化学计量学这种数学方法在多组分分析系统的应用[2叩¨。主成分分析、偏最小二乘是基于因子分析的多元回归方法，此外还有人工神经网络这种既能解决线性又能处理非线性问题的化学计量学方法，这三种化学计量学模型与动力学分光光度法结合用于速差动力学多组分分析系统的文献有很多【22之41，文章中这些方法的理论背景有详细的介绍。本章中，主要是建立一种速差动力学方法用于咖啡因、可可碱、茶碱三者的同时测定。这种方法是基于四价的硫酸铈在酸性条件下氧化三种甲基黄嘌呤物质，四价的硫酸铈的紫外吸收降低，生成了三价的铈离子无紫外吸收，该反应过程是个紫外吸收降低的过程。检测了320nm最大波长处紫外吸收的变化，建立合适的校正预报模型，用上述介绍的三种化学计量模型进行预报，比较其结果。将建立好的模型用到日常含有咖啡因、茶碱、可可碱的食品样中进行测定，能够检测出。且测定的量与高效液相色谱标准法进行对比实验，比较两种方法下测定结果的差异。2实验部分2．1试剂与溶液配制咖啡因、可可碱、茶碱的标准液(100峙mLd)，分别称取O．01009分析样品用4molL。1的NaOH溶解，二次水稀释100mL的容量瓶中，避光低温保存40C；四价硫酸铈溶液配制：溶解O．099硫酸铈于100mL容量瓶中，配成2．25×10。3molL。1的标准溶液；稀释适量的浓硫酸于loomL容量瓶中配制硫酸溶液O．5molL．1：。所有的试剂都是分析级的，实验中全部使用二次蒸馏水。2．2仪器部分本实验用到的紫外分析仪器为Agilem8453紫外分光光度计，配备一个lcm石英比色皿。温控装置为，ModelzC一10(宁波，天恒仪器公司，中国)；移液器(Finnpipe讹，LabSystens，Finland)；秒表。色谱参照实验用到，A西lent1100高效液相色谱，配备DAD检测器，自动进样设备，真空脱气设配，xDB—C18色谱柱(4．6mm×250mm，5¨m)，保护柱(c18，12．5mm×4．6mm，5¨m)，色谱操作中控制温度为，60±O．50C。所得的动力学数据和色谱数据通过MATI，AB6．5处理计算。2．3紫外和HPLc参照实验过程紫外操作过程如下：首先，移液器移取适量的标准溶液(含有咖啡因、茶碱、可可碱)至1cm比色皿中；其次，加入0．3mL的0．5molL。H2S04溶液和适量的二次水溶液使比色皿中溶液的体积保持2．3mL不变，700C下保温1．5min；最后，迅速加入0．2mL的2．25×100molL。1保证比色皿中液体的总体积达到2．5mL不变，记录扫描。这样反应开始进行，反应过程中的光谱数据与时间数据得到记录，记录的时间范围为0．600s，间隔4s，扫描的波长范围为190．800啪。实验过程中移取的溶液体积误差在～±0．1．1．5血之内，这样才能保证相对误差小于1％。建立的卸?Lc对照实验方法要检验动力学分光光度法的准确性，色谱法的实验过程如下：进样30灿分析对象的溶液，根据标准溶液的峰面积计算分析物的浓度。色谱分析中的条件如下：流速，1．0mLmin_1；流动相，甲醇和水(25／40，v／V)；洗脱梯度为：0—3min，甲醇体积为25％，5—10min甲醇体积为50％；检测波长为，27lIlIIl。流动相要新鲜配制，过O．45¨m滤膜。各个分析物的保留时间分别为：7．8min，咖啡因；3．9min，茶碱；5．8min，可可碱。28 29 第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定咖啡因、茶碱、可可碱浓度的影响：硫酸的浓度，考察的范围为O．02．0．12molL．1，其对吸光度变化见图l(a)，从图可知，硫酸浓度对吸光度影响不大。硫酸铈浓度，考察的范围为2．6．4．4×1酽molL．1，其浓度改变vs吸光度改变的图见图l(b)，从图可知，硫酸铈的浓度对吸光度的改变也不大。故选择的最优浓度值为：H：s04，0．06molL～；Ce(S04)2，4．O×10。4molL～。固定最优浓度的情况下，文章考察了温度对三个分析物的动力学影响。根据阿仑尼乌斯方程可知，随着温度的升高越促进反应的进行。文中考察的温度范围为：30_800c，其对吸光度改变的影响见图l(c)，从图可知，随着温度的升高，反应吸光度的改变增大，从图1(d)70-800c时达到咖啡因、茶碱、可可碱的反应动力学差异最大，考虑到温度的升高会增加更多的能耗，且700c也有较高的吸光度值和吸光度差异。因此，选择700C为反应的最优实验温度。3．2咖啡因、茶碱、可可碱的动力学研究咖啡因、茶碱、可可碱具有还原性，Ce(Ⅳ)具有很强的氧化性，酸性条件下，Ce(Ⅳ)可将其氧化为Ce(III)，本章就是利用该反应建立的动力学模型。Ce(Ⅳ)在溶液中的紫外吸收为320姗处，Ce(III)在紫外无吸收，反应过程检测320nm处吸光度的改变，实际过程为吸光度不断减少的过程。见图2(a)和(b)分别为咖啡因、茶碱、可可碱的反应动力学光谱图和纯紫外图，由b看出三者的纯紫外的最大吸收差异很小且吸光度值夜不大，不适合直接用紫外进行多组分同时分析，由a图可知咖啡因、茶碱、可可碱的动力学差异较大，且灵敏度也比纯光谱的大，就更适合用动力学结合化学计量学进行多组分同时测定。oUC俺Do∞．o《Time(s)九(nm)图2(a)咖啡因、茶碱、可可碱以及空白情况下的反应动力学图；(”咖啡因、茶碱、可可碱在水中的春紫外吸收光谱．c咖啡因=C可可碱=C茶碱=4．O岖mL一．在反应过程中，氧化剂Ce(Ⅳ)的浓度是远大于分析物咖啡因、茶碱、可可碱的浓度，该反应可认为是假一级反应，根据假一级反应的模型，可获得A=Ao+alexp(一k)的回归方程【251，根据这个回归方程可计算反应过程中的速率常数，咖啡因、茶碱、可可碱的反应速率常数列于表l，咖啡因、茶碱、可可碱分别为O．0022、O．0077、0．0044s一，从速率常数和反应动力学图都能反应茶碱的化学性质在三者中最为活泼，反应达到平衡的时间最短，咖啡因和可可碱的反应速率常数相比可可碱较大，可可碱也更快达到反应的平衡。协同影响是在动力学多组分同时分析过程中，最易出现的一种和引起注意的影响，在文中可通过化学计量学来消除这一协同影响【191。30 第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定咖啡因、茶碱、可可碱3．3咖啡因、茶碱、可可碱的反应机理探讨Ce(Ⅳ)溶于硫酸溶液中，存在多种平衡态，文献中已有介绍f261，其不同的平衡反应式可用如下方程表示：Ce4++HS04一=Ce(S04)2++一(1)Ce(S04)什+HS04-=C《S04)2+Ⅳ(2)Ce(S04)2+HS04一=HCe(S04)3一(3)由于Ce(Ⅳ)的多种络合态的形式在硫酸介质中存在，抑制了其在溶液中的水解，且大量存在的状态为ce(S04)2+，所以本实验的反应机理方程式可写为：MethylxaIlmines(Rcd)+C《S04)什+H十寸Ce”+Me伍ylx砌1ines(㈨+H20由文献[17]可知咖啡因断裂的键位是C=．N，茶碱可可碱断裂的键位C-N且C．H键被氧化为C=O键。3．4单一分析物的工作曲线在最优实验条件下，分别考察了咖啡因、茶碱、可可碱三种分析物的工作曲线，反应应检测波长为320nm，反应时间为600s，按照文中2．3部分介绍实验过程操作，分别得到三种分析物随着浓度的增加的动力学曲线见图3。∞oC订Do∞D《图3最优实验条件下，不同浓度的咖啡因、茶碱、可可碱的反应动力学曲线31 第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定咖啡因、茶碱、可可碱计算出三种分析物的线性范围，检测限等参数列于表2。三个物质的现象范围分别为：咖啡因，O．4—8．4腭mL～；可可碱，0．4．8．4嵋mL～：茶碱，0．4—8．4肛gmL～。检测限依次分别为：O．30、0．33、0．36、0．16鹇mL～。由这些参数比较可知茶碱的灵敏度最高，咖啡因的线性相关参数最优，达到0．9998。表2咖啡因、茶碱、可可碱的线性相关参数(确OOs)3．5合成样的测定为了用最少的试验次数获得最大的分析物的定量信息，文中用了正交实验设计的方法，来建立校正集，根据4水平的正交设计表，设计了一组3因素4水平的正交设计表。四种分析物的浓度组成分别见表3，咖啡因、茶碱、可可碱分别的校正组浓度O．4、2．8、5．2、6．8¨gmL～，预报组浓度分别为O．4、2．0、3．6、6．O鹇mL～。记录上述实验的动力学数据，得到了吸光度矩阵，彳缸(16x151)；浓度矩阵，C(16×4)。最后根据不同的化学计量学方法，PLS、I国F．ANN来建立校正模型。建立另外一组预报模型，来预报校正模型，同样四种分析物的浓度组成见表4，预报的结果用相对预报误差(RPE。和RPET)来表示。表3咖啡因、茶碱、可可碱的校正组预报组的浓度组成(两00s)32 第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定咖啡因、茶碱、可可碱表4合成样中PLs、RBF-ANN模型的预报结果4单组份的相对预报误差RPEs2100×【∑三l(c{!『(扣删d)一c{『(础埘))2／∑：l(c{，(础圳))2】0．5，总的相对预报误差RPET．_100×【∑：。∑“舶删一勺(砒d))2／∑：。∑。(c{，(～))2l0’5．6校正预报型中的因子数。迭代次数和分散系数4％Rec。Ve巧_100×∑》m㈣／c{『(删)】肌3．6实际样分析文中的方法被用于实际水样中，可乐饮料、茶叶、可可粉、茶碱四种实际样中分析物的定量测定中，实际样的处理部分参见2．4部分，用ImF．A】町N来预报，其预报结果见表5，并将动力学方法的预报结果与瑚，LC方法的预报结果进行了比较。分析实际测定结果可知，可乐样中添加的有咖啡因，茶叶中咖啡因的含量最高，大于茶碱、可可碱的含量，且茶碱、可可碱的含量低于检测限，所以进一步选择了加标的方法测定。可可粉中含有大量的可可碱可直接用本法测定其含量，咖啡粉中含有的咖啡因的量也可直接用本法测定其含量。表5动力学法测定实际样中的咖啡因(cD、、可可碱(TB)、茶碱口P)的含量HPLC方法作为参照33 第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定咖啡因、茶碱、可可碱4结论在本文中建立了一种灵敏的动力学分光光度法同时测定种分析物咖啡因、茶碱、可可碱，并将该方法成功的用于实际样中这三种混合物的同时测定当中，文中比较了两种化学计量学方法，PLS、RBF—m呵N，其预报结果在6．8和7．0，很接近，RBF．A】呵N能够得到最优的预报结果，并将RBF．ANN方法用于实际样中，可乐饮料、茶叶、可可粉、茶碱四种实际样中咖啡因、茶碱、可可碱分析物的定量测定中，其结果与卸PLC方法对照无明显差异。因此这种介绍的方法是一种简单方便有效的同时测定食品样中的动力学分光光度法。5参考文献[1]【2]【3】【4][5】【6]【7】【8][9】【10]【12][13】【14]【15】Spiller，A．Gene，C撕．eine．BocaRaton：CRCPress，1998．E．Bu”l(tlmcel，Simult锄eousdeteminationofoftheobrom曲，phral)【anthiIle，tlleophyllinemaIldca虢inei11urillebyreVersed—phasehi曲．perfomaIlceliquidcllromato铲aphywithdiodearrayuVdetection．么甩口缈fc甜三P舭坩，20lO，43，2518—2542．M．R．Br岫etto，L．Gutierrez，Y．Delgado，M．GaIlignani，A．Z甜nt哦mo，A．Gomez，GR锄Os，C．ROmero，DetemiIlationoftheobromine，theophylliIlealldca旋ineincocoas锄plesbyahi曲一perfomaIlceliquidc11romatographicmethodwimon-lines锄plecleanui11aswitching—col啪nsystem．凡od国删括缈，2007，100，459467．E．Begas，E．KouVaras，A．TSakalo￡S．Papal【osta，E．K．AsprodiIli，InViVoeValuationofCYP1A2，CYP2A6，NAr．2andx锄thineoxidaseactiVitiesinaGreekpopulationsamplebytheRP—HPLCmonitorillgofca日’eiIlemetablI)_Kcrations．BjD研已妣甜@，D所口f99r印砂，2007，2l，190-200．M．Fenske，Ca行einedeteminationiIlhmaIlsaliVaandurillebyTLCandultraVi01etabsorptiondensitome略C矗加肌锄咿印五觇2007，65，233—238．L．N．Gonzalez-Nullez，M．P．Callizares—MaciaS，FocusedmicrowaVes．assistedex仃actionoftheobromineandca疗eille丘．omcacao．凡·odC厅Pm西幻02011，129，1819—1824．P．D．Tzanavaras，D．K．Zacharis，D．GThemelis，Rapiddetemlinationofmemylxanthinesinreals锄plesbyhigh_perfbmance1iquidchromato黟aphyusingmenewFastGradientnarrow-boremonolimiccolumn．7b，口，z舰20lO，81，1494-1501．A．S．PtolemME．Tziomis，A．Thomke，S．Rifai，M．Kellogg，QuaIltificationoftheobromiIleandc疆．eineinsaliva，pl舔ma锄durilleVialiquidcllromato铲aphy-taIldemm嬲sspec打omet巧：Asigleanalyticalprotocolapplicabletococoanerventionstudies．如“M彬矿劬，D肌删o∥印砂B，2010，878，409_416．A．舡es‰FPalmisallo，C．GZ锄bonim，SimultaJleousdete珊iIlationofca腧iIle，tlleobr0Inine，meophylline，paraXanthiIleandnicotinei11humallmilkbyliquidchromato影lphywithdiodea玎ayUVdetection．凡DdC矗P脚细秒，2005，93，177—181．K．Shrivas，HF．Wu，RapiddetemiIlationofca腧ineinone血DpofbeVeragesa11dfoodSusingdrop-to-dropsolventmicroextractionwithgaSchromatography／massspecn．omeny．JD甜M口，D厂(?厅，D肌口f呵印砂JP甜纠，2007，1170．9—14．A．R．Khanchi，M．K．MallaIli，M．H旬ihosseiIli，M．GM缸鸱heh，M．Chaloosi，F．Balli，Simult锄eousspec旬rophotome仃icdetem恤ationofca行biIleand廿leobromineiIlIrallianteabyartificialneuralnet、votksaIlditscOmp撕sOnwithPLS．凡od劬绷括鲫，2007，103，1062—1068．M．R．Khoshayand，H．Abdolla王li，M．Sh撕aCpallahi，A．S锄dat删，A．MohanlInadi，Simula协eousspec仃ophotoInetricdetemiIlationparacet锄ol，ibuprofenandcaa’enineinphanllaceuticalsbychemome仃icmemod．勋P叻．D幽fc口彳础z爿，2008，70，49l-499．A．B．Pomilio，S．P．1喇tembe玛，A．A．、厂itale，Micellarelec仃okilleticcapilla巧cllromato鲫hyofmethylⅪlII_thiIIes-containingbeVerages：DiScussionof也emolecularspeciesillVolVed．JrD“M口，0厂历P＆抬nc已而Dd彳∥fc甜厅zf陀，2005，85，622巧28．A．D．Meinhan，C．S．Bizzotto，C．A．BallllS，M．A．Prado，R．E．Bnlns，J．T．Fimo，H．T．Godoy"OptimisationofaCEmethodforca行eine锄alysisindeca仃einatedco饿e．乃耐劬硎西缈，2010，120，1155．1161．A．B．More昀，I．L．T-DiaS，GO．Neto，E．A．Gzagatto，M．M．C．Fe玎eira，L．T．Kubota，Solid—phase34 第四章动力学光度法结合化学计量学同时测定咖啡因、茶碱、可可碱spec仃ofIuorime仃icdeteminationoface够lsalicylicacidandc雄bifleiIloh锄aceuticalpreparationsusingpartialleast．squaresmulticariatecalibration．勋，册f吼2005，67，65．69．【16】J．C．L．A1ves，R．J．Poppi，SimultaneousdetemjIlationofac哪lsalicylicacid，parac蛐ol，andca行eilleusiIlgsolid-phasem01ecularnuorescenceandparaIlel触oraIlalysis．彳胛口纱比口劬砌耙口彳c幻，2009，642，212-216．[17]B．J．Sall曲aVi，A．K．Sricastava，Simultaneollsvo岫e仃icdeteminationofacet锄iIlophen，aspirinalldca腩iIleusinganins沁surfactant-modifiedmultiwalledc抽onnanotIlbepaSteelec虹ode．层如c加幽砌耙口彳c幻，2010，55，8638．8648．【l8】S．Yang，R．YaIlg，GLi，L．Qu，J．Li，L．Yu，N蕊。幽lunwallc砷onnanonJbescompos“efilIncoated91assyc抽onelec扛odeforsensitivedet锄iIlationofc撼iIle．如舢口，∥眈c抛册咖f加，∞绷括妙，2010，639，77．82．【19】M．Ch锄saz，A．Safavi，J．Fadaee，Simunalleouskinetic-spec仃ophotometricdeteminationofcarbidopa’leVodopaa11dmethyldopaillthepresenceofci雠ltew触theaidofmultivaria．tecalibrationandartificialneumlne锕orks．彳疗叻所c口∞砌记口彳c幻，2007，603，140-146．[20]M．R．Mo曲ad锄，S．Dadlf．amia，A．M．H．ShabaIli，P．Dhahbazi姓ah，Chemometric—assiStedkinetic-spec仃ophotome仃icmetllodf．orsimul伽eousdetem：1inationofascorbicacid，uricacid，anddop锄ille．爿，z口咖fc口，B面c办P朋西f，)，，20ll，4lO，289—295．[21]YYHaIl，YLi，W．Si，Z．Y．Yao，X．P．动eng，B．Du，Q．Wei，SimuhaneousdeteminationofCu(2+)，Zn(2+)，Cd(2+)，Hg(2+)，andPb(2+)byus咄second—deriVatiVespec仃ophot嘲e仃ymethod．印Pc加幽砌fc口彳c胁彳，201l，79．1546—1551．[22]N．Chu，S．H．F蛐，Sequentialinjectionkineticspec仃叩hotome打icdeteHninationofquatemarymixturesofcarbalnatepesticidesinwaterand丘uits锄plesusillgartificialneuralnetworksformultiVariatecalibration．印已cfm如砌fc口彳￡尬彳，2009，74，1173一1181．[23]Y．N．Ni，Z．Z．Xia，Akineticspec仃ophotometricmetllodforsimultaneousdetermiIlati叽ofphenolanditsmreedericatiVeswitht|leaidofanificialneuralnetworks．JrD“，．聆讲Q厂日船口砌螂^彻f盯胁b，2011，192，722—729．[24】R．GhaVami，A．N旬蚯，B．Hemmateenejad，Chemome订ics-assistedspec仃ophotometricmemodSforsimultalleousdetemiIlation孤dcomplexationstudyofFe(IID，Al(V)andV(V)wimmo血inmicellarmedia．印Pc抛幽砌把口彳c幻爿，2008，70，824—834．【25】N．Draper，H．smith，爿即眈d懈ssfD，2册口咖括，seconded．Wiley，NewYork，1981．【26】K．D．Asim，KineticandmechanisticaLspectsofmetalioncatalysisillcerium(IV)oxidation．CDo础珂口踮D，zC而P聊括缈尺州f州楫，200l，213，307．325．35 第五章化学计量学．动力学分光光度法同时测定两种皮质类激素不经分离的多组分同时测定是分析化学的研究课题之一，速差动力学方法被广泛应用于性质相似的混合物的同时测定【1]。传统的动力学方法是以单通道监测，如固定波长法、单点法和比例方程法等，这些方法要求在监测通道上组分响应具有选择性，如果在同一条件下反应组分谱线重叠，则难以进行多组分同时测定。对这种复杂体系的反应级数的确定、动力学方程建立以及速率常数估计都会产生较大误差，这无疑加大了实验的难度，并且也不符合现代分析快速、简捷和试剂用量少等方面的要求。化学计量学作为数学化学计量学作为数学、统计学、计算机科学与化学的接口，应用于速差动力学分析，不仅可消除部分背景的干扰和组分间的相互干扰，扩大速其应用范围，且化学计量学方法也能得到发展。糖皮质激素类药具有抗炎、免疫抑制、抗休克等作用，临床上，在骨骼系统紊乱，皮肤病[2，3】等方面有很好的治疗效果；适量糖皮质激素类药物还能增进动物食欲，促进增长，所以也是家畜生产中常用药【4】；由于糖皮质类药物良好的抗炎镇痛作用，是运动常备药之一，但其对运动员的运动表现有正面的促进作用，同时对运动员的健康也有所危害，国际奥林匹克委员会和世界反兴奋剂委员会把人工合成糖皮质列为违禁药物[5]。目前，定量测定生物基体(如人尿液)中糖皮质激素残留的方法有很多【6，7】，、恤denh约we等【8】用Lc．MS分析了牛肝脏中11种糖皮质药物的残留，zhallg等【9】利用高效液相色谱联合电致发光测定了曲安西龙、泼尼松龙、氢化可的松、可的松和甲泼尼龙等七种糖皮质药物，检测限为0．08．1．Ong91。Amendola等【10】利用微波辅助衍生GC—MS测定了泼尼松等17种人工合成糖皮质药物，并用于加标尿样和实际服药病人尿样的测定。shibata等【ll】应用高效液相色谱联合荧光利用9一葸基腈柱前衍生技术检测糖皮质激素药物。Di舶ncesco等【12】利用LC／MS／MS技术测定了泼尼松，泼尼松龙等药物，检测限为3．6．7．2ngmL～。GC—MS通常被用来检测生物试样中的糖皮质药物，但是它具有准备样品时间长和需要衍生处理等特点【13，141。Ni等[15】利用电化学结合计量学同时测定三种糖皮质激素。动力学有着操作简单选择性等特点，用于生物流体中糖皮质药物的测定具有一定意义。1方法原理1．1速差动力学方法速差动力学分析是基于各组分于同一试剂反应时的速率差异，实现性质相似的多组分物质同时测定。当刀个待测组分与同一试剂R反应，生成同一产物T，反应方程式可以表示为在试剂过量时反应为假一级，其速率方程可表示为：dc—dt=幻cJf十岛Qf+幻cm+⋯+毛％f(1)式中cr为生成产物的浓度，白，为组分刀在f时间点时的浓度，‰为组分刀的反应速率常数。对于褪色反应实验可以时间为变量，对式(1)进行积分，则其测量信号可表示为：At=A+Kltcl+K2lc2+K3tc3+⋯+KntenQ_式中瓦，表示组分刀在f时间点的系数。锄表示为，z的初始浓度。彳表示试剂空白时的测量信号，可写作：么=K和o，设铂=1则式(2)可表示为：At=Km+Kllcl+K2零2+K3tc3+⋯+KntcnQ、)对于m组分混合样品，式(3)可表示成矩阵形式，其简化形式可写作：彳历。n=G币+，J岛+l肺(4)。依据光谱测量信号么与待测物间的内在关系，可用基于因子分析的多元校正等化学计量学方法不经分离直接得出混合物中各组分浓度。36 第五章化学计量学．动力学分光光度法同时测定两种皮质类激素1．2化学计量学方法1．2．1偏最小二乘法和主成份回归主成分回归(PCR)‘M1和偏最小二乘法(PLS)‘171是基于因子分析的多元分析方法，它们假设波谱信号强度与待测组分之间存在线性关系，且可以通过一组校正样品来确立校正模型，然后未知样品中各组分浓度可通过未知样品的波谱经过确立的模型解析得到。这两种方法的应用比较灵活，由于它们能够抗干扰且能够在一定程度上消除噪音，所以不需要对样品中各组分有非常清楚的了解就能解析混合物中各组分。这两种方法原理如下：主成份回归(PCR)是建立在主成份分析基础上的多参数拟合和多组分分析方法。它将吸光度矩阵4进行主成份分析，采用非线性迭代偏最小二乘法(NⅢLs)，可获得两个规模较小矩阵的乘积：4口朋=乃灯P1，删(5)z为得分矩阵，包含了矩阵4的主要有效信息，下标，．为因子数，一。为载荷矩阵。对r和浓度矩阵C进行回归：C；。=％。G1，。(6)由最小二乘法运算后可得系数矩阵：G=(r■)。1ZTC(7)求出G和P。后，可计算出未知样各组分的浓度：cT未知=fT未知G=口T未知粥(8)偏最小二乘法(PLS)是在吸光度矩阵分解的同时，浓度矩阵C也进行主成分分解得：(乙。=【厂卅。Q1，。(9)其中U和Q分别为浓度矩阵C的得分和载荷矩阵。在矩阵丁和u之间建立回归关系：巩。=％。曰，。(10)通过N姒Ls方法，可计算出QT，，和系数对角矩阵刀。对于未知样，可由下式所得：c1未知=口1未知(∥彳)1丑Q1(11)1．2．2径向基函数．人工神经网络径向基函数．人工神经网络(RBF．ANN)是三层反馈前进网络f18】，包括输入层，隐含层和输出层，在RBF的隐含层中的转移函数被叫做核函数或基函数，在隐含单元中的每一个节点都含有一个核函数．RBF网络中的核函数(也叫高斯函数)在输入空间定义了一个椭圆面。通过指定了宽度6和中心点c的核函数，RBF网络将这个输入空间划为超球面。就高斯核函数而言，一个隐含单元的输出值被定义为：D甜矽妒姒x)2exp【-(卜一勺l／I)2J(12)式中，k—c，I为输出向量菇和c，间的欧氏距离，6，和cf分别是代表高斯函数的宽度和质心，隐含层各接点处的D肛)被传输到输出层接点处，输出值弘由核函数线性组合而成：土y，=>2％Df(x)，(13)百式中，w口是与隐含层f和输出层／有关的权重，哄)可通过(13)式得到。2实验部分2．1主要仪器与试剂地塞米松和醋酸泼尼松标准溶液(100．O雌L～，30肛gL-1)：准确吸取5mgLJ本品针剂用水溶解定容；高锰酸钾标准溶液(0．010molL～，济南泰瑞达药化公司)：称取0．39519高锰酸钾用水溶解于100．0mL37 第五章化学计量学一动力学分光光度法同时测定两种皮质类激素容量瓶中；氢氧化钠标准溶液(3．OmolL-1)，按常规方法配制。以上试剂均为分析纯，使用时按实验需要作适当的稀释。实验用水均为二次蒸馏水。Agilent8453紫外可见分光光度计(配有恒温和搅拌功能)，微量注样器。2．2实验步骤用微量进样器按先后顺序准确移取250uL氢氧化钠标准溶液和一定量的标准准溶液于lcm的比色皿中，再加入一定量的二次蒸馏水使反应溶液的总体积为2．15mL，将比色皿置于分光光度计的光路中，在搅拌状态下于350C中保温90s后迅速加入O．3mL0．01molLd的高锰酸钾溶液(总体积达到2．5mL)，开始计时，仪器自动扣除空白在610nm下进行动力学扫描(以蒸馏水做参比)，扫描波长范围为200．900姗，波长间隔为1nm，时间间隔为1s，扫描时间为360s。整个反应在恒温和搅拌状态下进行，采集扣除空白后的数据，用MATLAB程序对所记录的数据进行计算。3结果与讨论3．1吸收光谱和动力学曲线醋酸泼尼松和地塞米松的结构式如表1。在350C下，醋酸泼尼松和地塞米松的紫外吸收光谱如图1所示。从图1中可以看出，在200．300姗范围内，醋酸泼尼松和地塞米松的紫外吸收光谱相同，在246nm处有一个相同的最大吸收波长，常规的分光光度法很难同时解析它们。并且实验发现，醋酸泼尼松和地塞米松能快速地将紫色的高锰酸钾溶液还原成绿色的锰酸钾溶液，此反应体系有两个吸收峰(526和610llIll)，实验机理如下：糖皮质激素∞d)+KMn04号糖皮质激素(ox)+Mn042’(526nm)(6lOnm)表1醋酸泼尼松和地塞米松的化学分子式、结构式、分子量本文以610IlIIl为测量波长，采集360s时的吸光度数据分别作醋酸泼尼松和地塞米松的动力学曲线(见图2)。从此图2可以看出醋酸泼尼松和地塞米松的动力学过程存在差异，于是采用动力学方法结合化学计量学进行同时测定是一种较好的选择。本文用化学计量学方法，如：PCR、PLS和RBF．ANN，处理实验中的动力学数据。38 第五章化学计量学．动力分光光度法同时测定两种皮质类激素3．2实验条件实验考察了不同浓度下的氢氧化钠(0．06．增大，醋酸泼尼松和地塞米松的吸光度值也{光度值增加量逐渐平缓。兼顾灵敏度和氢氧1吸光度值也随着高锰酸钾浓度的增大而增加；松和地塞米松的吸光度值增加逐渐平缓，考层molL～。根据阿仑尼乌斯方程可知，反应温￡体系吸光度的影响，随着温度的升高，反应走时，吸光度值达到最大，故选择反应温度350·6。；o．4暑兰<0．20．48molL。)对体系吸光度的影响，随着氢氧化钠浓度的随之增加，但当氢氧化钠浓度增加至O．24molLd时，吸。钠的实际用量，实验选用NaOH的浓度为0．3molL-l。但当高锰酸钾浓度增加至6．4×104molLo时，醋酸泼尼灵敏度和实际用量，实验选用KMn0。的浓度为6．4×10‘4是影响反应速度的重要因素，故本文考察了20一70。C对度加快，即吸光度值也相应增大，但当温度升高至35℃：作为最佳温度，此温度下反应速率和灵敏度适中。醋酸泼尼松地塞米松220260300Mnm图1醋酸泼尼松(16mgL-1)和地塞米松(16mgL’1)的吸收光谱图．Time(S)图2醋酸泼尼松(8mgL。1)和地塞米松(0．04mgLd)的动力学图．3．3醋酸泼尼松和地塞米松的线性范匿及工作曲线在实验选定的最佳条件下，分别采集一系列不同浓度的醋酸泼尼松和地塞米松的动力学数据，得出不同浓度的醋酸泼尼松和地塞米松的动力学曲线如图3。醋酸泼尼松和地塞米松的线性范围分别为0．8．8．0mgL。1和0．02．O．20mgL～。检测限分别为O．4371mgL一1和0．0107mgL一。回归方程参数见表2。∞oC弼Do∞丘《TIme(s)∞oC羽丘。坍直《图3醋酸泼尼松和地塞米松在不同浓度下的动力学曲线．39 第五章化学计量学．动力学分光光度法同时测定两种皮质类激素表2醋酸泼尼松和地塞米松在最大吸收波长处的回归方程参数(硒60s)3．4醋酸泼尼松和地塞米松合成样品的同时测定利用多元校正方法，目的是利用化学量测数据构造分析体系的模型，并对模型中所含参数进行估计以获取有关成分的定量信息。本实验中，首先按正交表L9(34)配制一组混合组分校正溶液，在实验选定的条件下，测定校正组溶液的动力学曲线，然后通过人工神经网络及多元校正方法对测量数据进行计算，从而确定神经网络及多元校正模型的参数。再将该校正模型用于解析未知混合物的动力学曲线即可预报出醋酸泼尼松和地塞米松的浓度。校正组合预报组的浓度组成见图4。表3列出各种化学计量学方法对醋酸泼尼松和地塞米松的预报结果。图4醋酸泼尼松和地塞米松的混合校正组和预报组溶液的浓度组成图．校正组为圆形，预报组为菱形．表3各种化学计量学方法的预报结果。校正预报型中的因子数；6迭代次数和分散系数；。％Rec。V叫=loo×∑》胎删／c盯(删)】仉 第五章化学计量学．动力学分光光度法同时测定两种皮质类激素4样品测定4．1样品预处理4．1．1药物中醋酸泼尼松和地塞米松的预处理准确称取药品10片，将内容物研细，精密称取相当于一片药片的质量，溶解在二次蒸馏水中并在振荡器上振荡10min，离心5min(转速6000白，min)，过滤并定容于100mL的容量瓶中；准确吸取1mL针剂溶解在二次水中，定容于100mL的容量瓶中。4．1．2人尿中醋酸泼尼松和地塞米松的预处理采集空腹健康者的尿液样本10mL，加入适量醋酸泼尼松和地塞米松的标准溶液，迅速用NaCl固体饱和，加1．0molL一1HCl调节pH至4．0，用20mL、15mL和15mL乙醚分3次萃取，静置分层后，取有机相。氮吹干乙醚后，残余物溶解在二次水中，4℃储存备用。表4PLs和HPLc方法解析人尿样品中的醋酸泼尼松和地塞米松的测定结果方法加入量(mg／L)检出量(m∥L)回收率(％)醋酸泼尼松地塞米松PLS1O．80．180．76±I》．0l0．18±0．0l94．899．521．30．171．35+I》．0l0．17±0．02104．299．1HPLC1O．80．18O．80+I》．Ol0．20±O．01100．2109．321．3O．171．31±I》．020．17±O．Ol100．6101．1实际样品中醋酸泼尼松和地塞米粥}的同时测定准确移取一定量已处理样品溶液，按章j亨3．2的实验步骤进行测定，采集动力学数据，用P‘样品中各组分浓度进行预报。另准确移l更该溶液进行Ⅷ，LC测定，以此作对照，测定结果』15。从表4和表5可以看此出PLS方法自ji贝0定结果与HPLC测定结果无显著性差异。人尿[}’上^1：nIlL士、I，上^上上．r=1．¨●=-，才—o⋯_^⋯，—}^=1、—kJ■、=古巴n—L=诤J．、上n．L、丌—扣i丌；；=‘上上．—1一-LI、址上上"。}}、^的方法能够成功地应用于同时测定实际样品。5结论本文利用糖皮质类药物在氢氧化钠的介质中被高锰酸钾还原的速率差异，建立了同时测定醋酸泼尼松和地塞米松的化学计量学．速差动力学分光光度新方法，方法简单易行、条件温和，用于药物和人尿中醋酸泼尼松和地塞米松的测定，测定结果与Ⅷ，LC方法的结果无显著性差异。41 第五章化学计量学．动力学分光光度法同时测定两种皮质类激素表5PLs和HPLc方法解析药物中的醋酸泼尼松(Prednisone)和地塞米松(Dexamethasone)的测定结果Prednison“injection)，xianjumedicalcom．，zhejiang(浙江仙琚制药股份有限公司mgmL‘1)PLS125—』120．70±8．5NDd7．00OHPLC125～124．55±0．64NDO．510Prednisone(tablet)，tianyaomedicialcom．，tianjing(天津天药药业股份有限公m鲈ablet)PLS5——4．97±O．40ND8．00OHPLC5—5．02±0．05ND1．00ODexamethasone(injection)，wuzhongmedicalcom．，伽ngsu(江苏吴中医药集l圃有限公司mgmL‘1)PLS一5ND5．09±0．17O3．30HPLC——5ND5．14±0．020O．36Dexamethasone(injection)lingruimedicaIcom．zhengzhou(郑州羚锐制药股份有限公司mgmL-1)PLS一5ND5．18±0．2003．30HPLC——5ND5．】4±o．030O．3683次测定平均值±标准偏差；6测量值(PLS和HPLC)与标示值之间的相对标准偏差；。药品中不存在该分析物；8未检测出。6参考文献[1】M．Bahann，A．AB(1l锄i．Applicationsofkineticmetllodsinmuni·component锄alysis．如材M口，矿办册泐zC矗Pm耙口，·站c耙纱，2008，5，352—366．【2】B．PSchimmer，K．L．P破er，111ePhanIlacologicalBasisofTherapeuticS，ninthed．，McGraW-砌1．NewYork，1996．1459一1485．【3】S．B．Schumacher，O．Ⅶldenhauwe，C．H．V．Peteghem，DeVelopmemofaduallucifer嬲ereponerscreeniIlgassayformedetectionofs)，11theticglucoconicoidsiIlaIlilIlaltissues．彳，2口咖f，2003，128，1406-1412．[4】O．Vandenhauwe，K．C锄pbell，S．R．H．CrookS，Confinnationofsyntheticglucoconicoidswimliquidchromatography／massspecn．ome缸y：O曙a11izationandresultsofallintemationalinterlaborato巧comp撕sontest．如材聊口，删G曙C砌把M口打D，2讲，2005，88，87-94．[5】0lympicMoVementAntidopiIlgCode．In钯mational01ympicCommittee，Laus猢e，2003．[6】J．P．Anti印ac，F．Monteau，J．Ne鲥olli，Applicationofh)，phenatedmassspec仃ome仃icTecllIliquesto廿ledete珊illalionofconicosterojdresiduesi11biologicalmatrices．乃聊纠矿㈣嬲椤印办勋，2004，59，13-22．【7】A．A．M．Stolker，U．A．T．B血kmaIl，Analyticals臼ategiesforresidueanalysisofVete订naD，dnlgsaIld铲o、vth·promotingagentsillfood·produciIlganimals—areView．√rD秘M口，矿C跏。肌螂印砂彳，2005，1067，15-53．【8】O．、‰denhauwe，F．DumouliIl，J．P．Anti印ac，Liquidchromato蝴ic_Inassspec缸．ome仃ic锄alysisof11glucocorticoidresiduesaIldaIloptiInizationofen巧matichydrolysisconditionsinboviIleliver．爿刀口陟ffc口C厅砌fc口彳c幻，2002，473，127-134．[9】YT．zh姐g，z．J．Zllang，YH．Song，DetectionofglucoconicoidresiduesiIlpigliVerbyhigll_perfonnanceliquidchromatographywi血on—lineelec仃ogenerated[cu(H106)2r-l啪iIlolchemil啪inescencedetection．如材M甜D厂劬加m讲99，印砂爿，2007，1154，260-268．[10】L．Amendola，F．G枷bba，F．Bo仃色，DeteminationofendogenousaIlds州heticglucoconicoidsiIlh啪a11uriIlebygaschromatograpby叫maSsspec仃omet巧followingmicrowaVe—assistedderivatization．爿，?口矽比口C办打押fc口4cf口，2003，489，233-243．[11]N．Shibata，T．Hayakawa，K．嘲(ad，Simultaneousdeteminationofglucocorticoidsillpl弱maorurinebyhigh-perfom锄celiquidcllromatographywithprec01umfluorime仃icderivatizationby9-锄t}lroylni仃ile．乃就，_”口，0厂劬，．Dm口卿矿印砂B，1998，706，191-199．【12】R．Di蛔lcesco，VFrerichs，J．Domelly，SiIIlultalleousdeteminationofcortis01，dex锄ethasone，42 第五章化学计量学．动力学分光光度法同时测定两种皮质类激素【13]【14】【15][16】【17】【18】me吐lylpre血is010ne，prednisone，prednisolone，mycophenolicacidandmycophenolicacidghcllronidei11h啪anplasmautiliz堍liquidchromato铲aphy-talldemm船sspec仃ome略励珊口，D厂劬，．伽讲呵印砂B，2007，859，42．51．L．Amendola，F．Ga币bba，F．Bo仃e，Detemillationofendogenousa11dsynthetic91ucoconicoidsi11h啪anllrillebygaschromato伊印hymaSsspec仃ome仃yfollowingmicrowaVe—aSsistedderiVatization．爿门口砂fc口C办砌fc口彳c幻，2003，489，233-243．D．Cou曲eyn，J．Verc觚瑚en，H．DeBmb锄der，DetemiIlationOfdex锄e也asOneillurille锄dfaecesof仃eatedc甜lew曲negativechemicalioniZation—m嬲sspec仃omeny．彳船口咖‘1994，119，2557-2564．YN．Ni，S．z．Li，K．K．Se略e，SiIllult孤eousdeteminationofnlrees)，11tlletic舀ucocorticoidsbydi仃eremialpulses仃ipp堍volt锄me仃ywiththeaidofch锄om—cs．么胛咖ffc甜三P抛瑙，2008，41，2053—2076．PM．Fredericks，J．B．Lee，P．R．Osbom，D．A．J．Swillkels，MaterialscharacterizationllSiIlgf配tora11alysisofFT_IRspec仃a．P础l：Results．4印眈d印ec抛sc嗍，，1985，39，303-310．P．Geladi，B．R．Kowalski，Partialleast-squaresregression：Atutorial．彳刀口砂fc口C砌fc口彳咖，1986，185，l·17．YN．Ni，Y．Ⅵ‰g，Applicationofchemomen．icmetllodsto廿1esimultaneouskineticspectrophotom嘶cdete咖iIlationofiodateandperiodatebasedonconsecutiVereactions．施c，D幽硎配甜如狮?口，，2007，86，216．22643 攻读学位期间的研究成果已发表论文：1．Yon矿ianNi，ZhenzhenⅪa，Se玛eKokot，Akineticspectrophotometricmethodforsimul协eousdeteminationofphenolallditsthreederiVatiVeswithmeaidof硪ificialneuralne觚ork．乃搠耐矿矗躲绷而淞^纪胞，．砌豇，2011，192，722—729．2．Y0n印ianNi，Zhe皿hen)【ia，SergeKokot，SeFgeKokot，Simultaneousassayfbr锄1laDrmi购Bresofantibioticsbyakincticspectrophotomc仃icmethodbasedonad耐Vatizationreaction．Cz册P掰彳，za参嘻配口，C而Pm妇f，弘2012，8，382—391．3．夏珍珍，汪淑华，倪永年，化学计量学一动力学分光光度法同事测定两种糖皮质类激素，分析科学学报2011，27，147．152．4．夏珍珍，倪永年，基于NQs为衍生剂的氨基糖苷抗生素的动力学测定，第十届全国发光分析学术研讨会，西安，2011年9月16．18日．整理中的论文：1．Zhenzhen)【ia，Yon印主anNi，Se唱eKokot，SergeKokot，Simul协eousdeteminationofca仃eine，theophyllineandtheobromineinfoods锄plesbyakineticspec仃ophotomet叮wi也theaidofchemome仃ics，hlpreparation．2．Y6ngnianNi，ZhenzhenXia，Se唱eKokot，AkineticspectrophotometUforthesimultaIleousdetemlinationofthreeenvironmentalhofmonewimnleaidofchemometrics，111prep牡ation．基金资助：200909一至今参加导师主持的南昌大学食品科学与技术国家重点实验项目：食品安全中的化学计量学应用(SKLF—TS．200919)。作者简介夏珍珍，湖北省随州市人，2005年6月毕业于随州市第二中学，2005年9月考入江西科技师范学院化学系，并获得理学学士学位。2009年9月考入南昌大学分析化学专业攻读硕士学位，主要从事速差动力学方法结合化学计量学对某些复杂体系中性质相似有机化合物的同时测定的研究。'