开发两种离子选择性传感器用于多种基质中苯达明盐酸盐及其氧化降解产物的同步测定:绿色、白色及蓝色评估

【字体: 时间:2025年09月24日 来源:BMC Chemistry 4.6

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  为解决苯达明盐酸盐(BNZ·HCl)在氧化降解产物存在下的快速、精准检测难题,研究人员开发了PVC膜与全固态石墨涂层离子选择性电极(ASS-ISE),实现了10-5–10-2 M宽线性范围、高灵敏度(LOD达10-8 M级)及优异选择性,成功应用于药品、生物体液分析,并通过绿色度(GAPI、AGREE)、白度(RGB12)及蓝度(BAGI)评估验证其可持续性,为制药分析提供环保、高效的解决方案。

  

苯达明盐酸盐(Benzydamine hydrochloride, BNZ·HCl)是一种非甾体抗炎药(NSAID),具有局部麻醉和镇痛作用,广泛用于口腔、咽喉及肌肉骨骼系统的炎症和疼痛治疗,常见剂型为5%乳膏或凝胶。尽管BNZ·HCl本身稳定性较好,但已有报道显示其在使用过程中可能引发光皮炎,提示其存在光敏反应风险。研究表明,BNZ在光照下可转化为N-氧化物衍生物,因此评估BNZ在不同制剂中的光稳定性具有重要意义。

目前,BNZ·HCl的测定方法包括反相高效液相色谱法(RP-HPLC)、荧光技术及多种电化学方法,但这些方法或依赖复杂仪器,或操作繁琐,且部分方法无法在降解产物存在下选择性测定BNZ·HCl。离子选择性电极(ISE)技术因具有快速、低成本、便携及低环境 impact 等优势,成为药物分析的有力工具,但传统液态接触ISE存在膜渗漏、污染及寿命短等问题,而全固态离子选择性电极(ASS-ISE)则有望克服这些局限,尤其适用于现场检测和微型化应用。

为此,研究人员在《BMC Chemistry》上发表了一项研究,致力于开发两种离子选择性传感器——常规聚氯乙烯(PVC)膜电极和涂层石墨全固态电极(ASS-ISE),用于BNZ·HCl的灵敏、选择性测定,并在多种基质(纯品、药品、生物体液)及氧化降解产物存在下验证其性能,同时通过绿色度、白度和蓝度评估框架系统评价该方法的环境可持续性。

研究采用的主要关键技术包括:1) 离子对复合物制备(BNZ+与四苯硼酸(TPB?)形成水不溶性复合物);2) 传感器构建与优化(调整离子对百分比、塑化剂与PVC比例,确定最佳膜组成);3) 电位测定与校准(使用Jenway 3510 pH计,Ag/AgCl参比电极,测量范围10?6–10?2 M);4) 强制氧化降解实验(5% H2O2处理1小时,紫外确认降解);5) 绿色可持续性评估(AGREE、RGB12、BAGI工具)。生物样本来源为人类血浆(来自埃及VACSERA公司)和尿液样品。

性能特征与优化

研究人员系统优化了传感器膜组成,发现当离子对百分比为10%(w/w)、PVC与塑化剂DOP比例为1:1时,PVC传感器和涂层石墨传感器分别呈现近能斯特斜率(58.09 mV/decade和57.88 mV/decade),线性范围均为10?5–10?2 M,检测限(LOD)分别为5.81×10?8 M和7.41×10?8 M。传感器在pH 2–8范围内响应稳定,响应时间分别为40秒和50秒,寿命达3个月和5个月。通过单独溶液法计算选择性系数,证实传感器对氧化降解产物及常见离子(如Ca2+、Mg2+、葡萄糖、尿素等)具有高选择性。

稳定性指示方法开发

研究通过H2O2强制降解成功获得BNZ氧化降解产物,并在降解产物比例高达80%的存在下,准确测定BNZ·HCl,回收率达95.59%–100.07%,证明方法具有良好的稳定性指示能力。

方法验证与应用

方法验证符合ICH指南,线性、精密度(RSD% <1%)、准确度(回收率98.07%–98.61%)均满足要求。应用于药品乳膏(Difflam 5%)分析,回收率98.12%–99.80%,且标准添加法验证无基质干扰。在生物体液(血浆、尿液)中,通过乙醇-硫酸锌预处理去除蛋白干扰后,成功测定加标样本,回收率96.59%–98.97%。

可持续性评估

研究采用AGREE、RGB12和BAGI工具进行系统可持续性评价。AGREE评分显示方法绿色度显著优于以往报道(如HPLC法),RGB12表明白度性能优异,BAGI评分80(高于60阈值),证实方法在环境友好性、实用性和可持续性方面表现突出。

结论与讨论

该研究成功开发了两种高选择性、高灵敏度的离子选择性传感器,用于BNZ·HCl的快速、准确测定,尤其在氧化降解产物存在下仍保持优异性能。涂层石墨ASS-ISE传感器更具优势:无需内充液、机械柔性好、易于微型化、成本低且寿命长,适用于现场及资源有限环境下的药物质量控制和治疗监测。方法验证表明其线性、精密度、准确度均符合要求,并在药品、生物体液中成功应用,凸显其实际应用价值。

可持续性评估进一步表明,该方法在绿色化学原则下具有低试剂消耗、低能耗、无溶剂使用及可循环等特点,符合现代分析化学的环保趋势。尽管传感器存在选择性局限和潜在污染风险,但通过优化膜组成和操作条件,这些挑战得到有效缓解。该研究不仅推动了BNZ·HCl分析技术的进步,也为可持续制药分析提供了新范式,未来可通过进一步改进传感器材料与设计拓展其应用范围。

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