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抗生素是预防和治疗感染性疾病的重要药物,由于长期的、大量的、不合理的使用,使得抗生素未被完全代谢便进入到环境中,以至于环境中的抗生素含量持续不断的增多,逐渐形成了一种“假持久”性污染,给环境、动植物以及人类的健康均带来了威胁。研究表明,水体是抗生素一个重要的“汇”,因此,研究水环境中的抗生素就至关重要。氟喹诺酮类抗生素和四环素类抗生素是两种典型的抗生素,本论文采用简单、快速的荧光分析方法对水溶液中这两类抗生素进行了研究。
具体研究内容如下:
1.建立了银纳米增强荧光法测定水溶液中典型氟喹诺酮类抗生素。本实验中,首先采用“绿色”的方法制备出一种银纳米粒子,然后选取洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星作为典型氟喹诺酮类抗生素的代表,将不同体积分数的银纳米粒子加入到这三种氟喹诺酮类抗生素水溶液中,考察其对洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星荧光行为的影响,实验结果表明,随着银纳米粒子体积分数的增大,其对这三种氟喹诺酮类抗生素都表现出先增敏后猝灭的效应,且均是在银纳米粒子体积分数为5%时,荧光增敏强度最大。因此,本实验在银纳米粒子体积分数为5%时,建立了水溶液中洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星三种典型氟喹诺酮类抗生素的金属增强荧光分析方法。实验结果表明,洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星的线性范围分别为0.01至0.5mg·L-1,0.005至0.3mg·L-1和0.005至0.4mg·L-1,检测限为0.075μg·L-1,0.054μg·L-1和0.037μg·L-1,三种方法的精密度小于0.38%(n=9),该方法测定洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星的回收率分别在92.1%-100.8%,99.2%-102.1%和98.6%-102.3%。与洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星的普通荧光方法相比,检测限分别降低了约2.5倍,2.8倍和3.8倍。最后,将银纳米增强荧光法分别直接用于实际药品中洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星含量的测定,取得了满意的测定结果。
2.通过“绿色”方法制备了另外两种类型的银纳米粒子,研究了它们对氟喹诺酮类抗生素荧光行为的影响。本实验中,选取环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星为典型氟喹诺酮类抗生素的代表,考察不同体积分数的两种类型银纳米粒子对环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星荧光行为的影响,实验结果表明,两种类型的银纳米粒子对这三种氟喹诺酮类抗生素均具有猝灭作用,且随着银纳米粒子体积分数的增加,猝灭效应越来越明显。根据Stern-Volmer方程式进行研究发现,两种类型的银纳米粒子对环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星的猝灭过程可能都属于静态猝灭。同时实验还分别考察了不同温度条件下(20℃、30℃和40℃)两种类型的银纳米粒子对水溶液中环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星猝灭过程的影响,实验结果表明第一种类型的银纳米粒子对环丙沙星和洛美沙星的猝灭过程可能含有动态猝灭的机制,第二种类型的银纳米粒子对环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星的猝灭过程均可能含有动态猝灭的机制。所以,第一种类型的银纳米粒子对环丙沙星和洛美沙星的猝灭过程可能属于动、静结合的荧光猝灭形式,而对恩诺沙星的猝灭过程可能属于静态荧光猝灭形式;第二种类型的银纳米粒子对环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星的猝灭过程都可能是动、静结合的荧光猝灭形式;两种类型的银纳米粒子对三种氟喹诺酮类的猝灭也可能是由共振能量转移引起的。
3.同步荧光法被用于测定水溶液中的四环素类抗生素。由于四环素类抗生素的荧光量子产率较低,因此,首先对四环素类抗生素进行碱性降解。实验选取了三种典型四环素类抗生素(金霉素、四环素和土霉素),探讨了其碱性降解反应的最佳条件,然后将同步荧光法应用于与三种四环素线性降解产物的研究中,考察了不同Δλ条件下金霉素、四环素和土霉素碱性降解产物的同荧光行为,实验结果表明,在最佳条件性进行碱性降解所得的金霉素、四环素和土霉素的产物的最佳Δλ分别为190nm、180nm和180nm,且在此条件下同步荧光强度较之普通荧光强度有明显的增强。因此,在最佳的碱性降解以及Δλ条件下,建立了水溶液中三种典型四环素类抗生素的同步荧光分析方法。实验结果表明,金霉素、四环素和土霉素的线性范围分别是从0.05至0.7mg·L-1,0.05至0.35mg·L-1和0.04至0.24mg·L-1,检测限分别为0.023μg·L-1,0.212μg·L-1,0.228μg·L-1,三种分析方法的精密度小于0.65%(n=9),进一步实验结果表明,金霉素、四环素和土霉素的回收率分别为95.4%-101.3%,91.6%-104.9%,96.7%-100.2%。与三种碱性降解后的四环素类抗生素的普通荧光方法对比,金霉素、四环素和土霉素的同步荧光方法的检测限分别降低了约5倍、1.9倍和1.2倍。最后,将新建立的同步荧光方法直接应用于金霉素、四环素和土霉素在实际药物制剂的检测中,并且取得了满意的测量结果。
具体研究内容如下:
1.建立了银纳米增强荧光法测定水溶液中典型氟喹诺酮类抗生素。本实验中,首先采用“绿色”的方法制备出一种银纳米粒子,然后选取洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星作为典型氟喹诺酮类抗生素的代表,将不同体积分数的银纳米粒子加入到这三种氟喹诺酮类抗生素水溶液中,考察其对洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星荧光行为的影响,实验结果表明,随着银纳米粒子体积分数的增大,其对这三种氟喹诺酮类抗生素都表现出先增敏后猝灭的效应,且均是在银纳米粒子体积分数为5%时,荧光增敏强度最大。因此,本实验在银纳米粒子体积分数为5%时,建立了水溶液中洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星三种典型氟喹诺酮类抗生素的金属增强荧光分析方法。实验结果表明,洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星的线性范围分别为0.01至0.5mg·L-1,0.005至0.3mg·L-1和0.005至0.4mg·L-1,检测限为0.075μg·L-1,0.054μg·L-1和0.037μg·L-1,三种方法的精密度小于0.38%(n=9),该方法测定洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星的回收率分别在92.1%-100.8%,99.2%-102.1%和98.6%-102.3%。与洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星的普通荧光方法相比,检测限分别降低了约2.5倍,2.8倍和3.8倍。最后,将银纳米增强荧光法分别直接用于实际药品中洛美沙星、恩诺沙星和诺氟沙星含量的测定,取得了满意的测定结果。
2.通过“绿色”方法制备了另外两种类型的银纳米粒子,研究了它们对氟喹诺酮类抗生素荧光行为的影响。本实验中,选取环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星为典型氟喹诺酮类抗生素的代表,考察不同体积分数的两种类型银纳米粒子对环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星荧光行为的影响,实验结果表明,两种类型的银纳米粒子对这三种氟喹诺酮类抗生素均具有猝灭作用,且随着银纳米粒子体积分数的增加,猝灭效应越来越明显。根据Stern-Volmer方程式进行研究发现,两种类型的银纳米粒子对环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星的猝灭过程可能都属于静态猝灭。同时实验还分别考察了不同温度条件下(20℃、30℃和40℃)两种类型的银纳米粒子对水溶液中环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星猝灭过程的影响,实验结果表明第一种类型的银纳米粒子对环丙沙星和洛美沙星的猝灭过程可能含有动态猝灭的机制,第二种类型的银纳米粒子对环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星的猝灭过程均可能含有动态猝灭的机制。所以,第一种类型的银纳米粒子对环丙沙星和洛美沙星的猝灭过程可能属于动、静结合的荧光猝灭形式,而对恩诺沙星的猝灭过程可能属于静态荧光猝灭形式;第二种类型的银纳米粒子对环丙沙星、恩诺沙星和洛美沙星的猝灭过程都可能是动、静结合的荧光猝灭形式;两种类型的银纳米粒子对三种氟喹诺酮类的猝灭也可能是由共振能量转移引起的。
3.同步荧光法被用于测定水溶液中的四环素类抗生素。由于四环素类抗生素的荧光量子产率较低,因此,首先对四环素类抗生素进行碱性降解。实验选取了三种典型四环素类抗生素(金霉素、四环素和土霉素),探讨了其碱性降解反应的最佳条件,然后将同步荧光法应用于与三种四环素线性降解产物的研究中,考察了不同Δλ条件下金霉素、四环素和土霉素碱性降解产物的同荧光行为,实验结果表明,在最佳条件性进行碱性降解所得的金霉素、四环素和土霉素的产物的最佳Δλ分别为190nm、180nm和180nm,且在此条件下同步荧光强度较之普通荧光强度有明显的增强。因此,在最佳的碱性降解以及Δλ条件下,建立了水溶液中三种典型四环素类抗生素的同步荧光分析方法。实验结果表明,金霉素、四环素和土霉素的线性范围分别是从0.05至0.7mg·L-1,0.05至0.35mg·L-1和0.04至0.24mg·L-1,检测限分别为0.023μg·L-1,0.212μg·L-1,0.228μg·L-1,三种分析方法的精密度小于0.65%(n=9),进一步实验结果表明,金霉素、四环素和土霉素的回收率分别为95.4%-101.3%,91.6%-104.9%,96.7%-100.2%。与三种碱性降解后的四环素类抗生素的普通荧光方法对比,金霉素、四环素和土霉素的同步荧光方法的检测限分别降低了约5倍、1.9倍和1.2倍。最后,将新建立的同步荧光方法直接应用于金霉素、四环素和土霉素在实际药物制剂的检测中,并且取得了满意的测量结果。