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专用于 UV-Vis 测量的多通道流通池蠕 动泵的优势

发布时间:2021-09-06   点击次数:103次

前言:提高在实验室中执行常规测量的分析系统通量,可节省时间和经费。但是,提高通 量不得影响分析准确度或精密度。考虑使用紫外-可见分光光度计的效率时,如果手 动填充、取放和清洁比色皿,样品处理通常是主要的限速步骤。 本研究对蠕动泵(用于将液体样品泵送通过分光光度计中的流通池)的使用与手动 测量进行了比较。附件 Cary Sipper 蠕动泵可通过分光光度计的软件进行控制,从而 集成为分析方法的一部分。 Cary Sipper 蠕动泵的独特之处在于有三个通道,可将三个液体样品同步泵入紫外-可 见分光光度计中。它能配合 Cary 3500 紫外-可见分光光度计的同步测量功能, 从而增强了样品自动化处理的明显优势。 使用常见的分析应用,即市售泡腾片中维生素 C(L-抗坏血酸)的定量分析,进行了 两种方法的比较研究。


实验部分:标样前处理L-抗坏血酸储备液配制:在 23.5 °C 下将 50.0 mg 纯 L-抗坏血 酸溶于 100 mL 0.1 mol/L HCl 中,得到 pH 为 1.5 的 500 mg/L 储备液。然后用 0.1 mol/L HCl 稀释储备液,制得浓度在 0–70 mg/L 之间的八种标样,如表 1 所示。这些标样涵盖约 0–4 个吸光度单位的吸光度范围,该范围代表了常规扫描紫 外-可见分光光度计的典型范围。所有测量(使用和不用 Cary Sipper 蠕动泵)采用相同的标准溶液。

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样品前处理 市售泡腾维生素 C 片购自当地药房。标签表明,每片含 1000 mg 维生素 C。记录 20 片中每片的重量(表 2),然后用研钵 和研杵碾成粉末。对于每个样品,取 5.5–28.0 mg 之间的不 同量粉末。将粉末溶于 100 mL 经 Milli-Q 过滤的水中,并在 23.5 °C 下将其 pH 调节至 1.5。由此制得 20 个样品,校准范 围为 0–70 mg/L。所有测量(使用和不用 Cary Sipper 蠕动 泵)采用相同的样品溶液。 假设每片包含 1000 mg 维生素 C,按照产品标签,计算每种 样品溶液中的维生素 C 含量。该计算基于每片的重量和制备 各种样品溶液的研磨片剂粉末所用的重量。还计算了各种样品 溶液的最终浓度。两种计算值列于表 2 中。

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仪器 本研究采用 Agilent Cary 3500 多池紫外-可见分光光度计。 Cary 3500 仪器的这一配置最多可同时测量八个比色皿位置 (七个样品和一个参比)。对于其中一半的测量,仪器配备 Cary Sipper 蠕动泵(参见图 1),该蠕动泵可同步泵送三种样 品溶液通过位于仪器样品室内部的三个流通池。在另一半测量 中,手动转移至比色皿中,然后转移至分光光度计中。


将蠕动泵入口管插入包含待分析溶液的 15 mL Falcon 管中,进 行蠕动泵测量。然后将溶液泵入单个 10 mm 光程的 390 µL 石 英流通池中。在两次扫描之间,使用 Milli-Q 水冲洗流动池, 以免交叉污染。将每个标样和样品重复测量三次。 Cary Sipper 蠕动泵在 80 rpm 的固定转速下运行。在测量之前 将溶液泵送到流通池中所需的时间称为“填充"时间。随后的 无泵送时间段(使溶液静置去除气泡及颗粒干扰)称为“保 持"时间。最后设定蠕动泵将冲洗溶液泵送通过流通池的持续 时间,称为“冲洗"时间。所有这三个时间均在 Cary UV 工作 站软件中进行设置,并可以另存为已存储方法的一部分。对于另一半测量,使用标准 10 mm 光程的 3.5 mL 石英比 色皿。每次测量后,用样品溶液手动填充这些比色皿,并用 Milli-Q 水进行冲洗。将每个标样和样品重复测量三次。 在两种仪器设置下,使用相同的标样和样品溶液,以便直接比 较结果。 使用 Cary UV 工作站软件中的“浓度"应用程序进行测量。该 应用程序提供了一种创建校准曲线并基于校准曲线确定样品浓 度的方法。 每个标样和样品的波长扫描(使用表 3 中列出的参数)在 350–200 nm 之间进行。样品经过 0.1 mol/L HCl 的基线校 正。利用 243 nm 下的峰进行定量分析。然后利用各种标样的 吸光度值创建校准曲线。使用相同的仪器参数测量样品,并对 每个样品中的维生素 C 含量进行定量分析。

2. 不用蠕动泵,使用三个标准 3.5 mL 比色皿。每次测量时 手动填充、清空和冲洗比色皿。使用 Cary 3500 多池仪器 的同步测量功能,同步测量所有三个比色皿 3. 用蠕动泵泵送至单个流通池 4. 用蠕动泵泵送至三个流通池 使用表 4 所示的仪器参数进行测量。

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结果与讨论 校准线性 使用 Cary Sipper 蠕动泵由八个标样生成校准曲线的 R2 值为 0.9997,而通过比色皿测量生成曲线的 R2 值为 0.9998。Cary 3500 具有超过 3 Abs 的优异光度测量线性,能够测量高浓度 液体样品并获得准确的光度测量结果。

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测量精度 在两种仪器设置下,对 20 个样品溶液分别测量 3 次。使用 Cary Sipper 蠕动泵时,将样品溶液泵入流通池中,进行测量, 然后替换为冲洗溶液,最后再次用相同的样品溶液填充流通 池。对于 20 个样品中的每个样品,将该过程重复 3 次。使用 3.5 mL 比色皿时,用样品填充比色皿,进行测量,冲洗,然 后用另一份相同的样品重新填充。对于 20 个样品中的每个样 品,将该过程重复 3 次。 如表 5 所示,两组结果均具有很高的精密度,%RSD 值远低于 药典方法中通常规定 2% 的要求。所有六次测量结果的 %RSD 为 0.1869%。

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样品定量分析 根据比尔-朗伯定律,用每个样品三个吸光度读数的平均值 和校准曲线确定每个样品溶液中维生素 C 的浓度。然后利用 该浓度计算所测量的各片中维生素 C 的重量。结果如表 6 所 示。使用蠕动泵设置计算出的重量与标示重量之间的平均偏差 为 1.8%,偏差范围为 0.5%–5.3%。使用比色皿测得的相同 20 个样品的平均偏差为 1.9%,偏差范围为 0.6%–5.6%。结果完 全符合 USP 中规定的 ±10% 可接受标准[1],表明该片剂符合其 标签要求。


测量时间 与手动填充比色皿相比,Cary Sipper 蠕动泵可节省大量时间。 如表 7 所示,与使用单个标准比色皿逐个测量样品相比,使用 带 3 个流通池的蠕动泵将测量 30 个样品的时间缩短了 65%。 在不使用蠕动泵的情况下,与对单个比色皿进行三次填充、 排空和重新填充相比,同时测量三个比色皿可节省 24% 的时 间。与在 Cary 3500 多池仪器中同时手动使用三个比色皿相 比,使用蠕动泵与三个流通池可以使测量速度加快 54%。


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结论 本研究对使用 Cary Sipper 蠕动泵泵送溶液以在紫外-可见分光 光度计中进行测量与手动填充和排空标准比色皿进行了比较。 结果证明,蠕动泵与手动测量的精度相当,且测量速度加快 65%。 使用两种不同设置测得的样品吸光度非常一致。所有六次测量 结果的 %RSD 为 0.1869,表明该方法的精密度很高。 当使用 Cary 3500 紫外-可见分光光度计的同步测量功能同步 测量三个标准比色皿样品时,比逐个测量三个样品的速度加快 了 24%。 蠕动泵设置通过仪器软件进行控制,并可作为仪器方法的一部 分进行存储。这样可以确保在分析中采用一致的设置。 结果证明,配备 Cary Sipper 蠕动泵的 Cary 3500 紫外-可见分 光光度计是常规测量多个液体样品的理想仪器。它提供了更快 的分析速度,并在工作流程中节省了大量的时间。Cary 3500 具有宽吸光度范围,可减少对样品稀释的需要,与使用比色皿 手动测量样品相比,可提供更高的精密度和准确度。








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