期刊检索:
  药物分析杂志   2019, Vol. 39 Issue (9): 1611-1616.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.10
0

成分分析

引用本文 [复制中英文]

吴先富, 张雅军, 冯玉飞, 王瑾, 陈亚飞, 肖新月. 定量核磁共振法测定4种磷酸二酯酶-5抑制剂的含量[J]. 药物分析杂志, 2019, 39(9): 1611-1616. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.10.
[复制中文]
WU Xian-fu, ZHANG Ya-jun, FENG Yu-fei, WANG Jin, CHEN Ya-fei, XIAO Xin-yue. Quantitative determination of four phosphodiesterase 5 inhibitors by proton nuclear magnetic resonance[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2019, 39(9): 1611-1616. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.10.
[复制英文]

第一作者

吴先富  Tel:(010)53852026;E-mail:wuxf99@163.com

通信作者

肖新月  Tel:(010)53852486;E-mail:xiaoxy@nifdc.org.cn

文章历史

收稿日期:2018-02-14
定量核磁共振法测定4种磷酸二酯酶-5抑制剂的含量
吴先富 , 张雅军 , 冯玉飞 , 王瑾 , 陈亚飞 , 肖新月     
中国食品药品检定研究院, 北京 102629
摘要目的:建立定量核磁共振法(qNMR)测定那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非和伪伐地那非4种磷酸二酯酶-5(PDE-5)抑制剂的含量。方法:采用Bruker Ascend 500 MHz核磁共振仪采集一维定量氢谱,90°脉冲,延迟时间为20 s,采样次数为64次,测定温度25℃,以对苯二甲酸二甲酯为内标,氘代氯仿(CDCl3)为溶剂,对4种PDE-5抑制剂进行定量研究。结果:样品与内标物定量峰分离良好,4种成分在各自线性范围内线性关系良好(R2>0.999 2),进样精密度和重复性好。那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非和伪伐地那非的含量(n=6)分别99.2%(RSD=0.27%)、99.4%(RSD=0.28%)、99.1%(RSD=0.18%)和99.3%(RSD=0.24%),与质量平衡法测定结果比较,两者基本一致。结论:本文建立的qNMR法测定4种PDE-5抑制剂的含量准确可靠,简便快速,为该类成分的含量测定和对照品的标定提供了新的测定方法。
关键词磷酸二酯酶5型抑制剂    那莫西地那非    豪莫西地那非    硫代艾地那非    伪伐地那非    定量核磁共振法    含量测定    
Quantitative determination of four phosphodiesterase 5 inhibitors by proton nuclear magnetic resonance
WU Xian-fu, ZHANG Ya-jun, FENG Yu-fei, WANG Jin, CHEN Ya-fei, XIAO Xin-yue    
National Institutes for Food and Drug Control, Beijing 102629, China
Abstract: Objective: To establish a quantitative nuclear magnetic resonance(qNMR)method for the determination of norneosildenafil, homosildenafil, thioaildenafil, and pseudovardenafil.Methods: Proton nuclear magnetic resonance spectroscopy(1H NMR)spectra were obtained in CDCl3 with the internal standard of dimethyl terephthalate using a Bruker Ascend 500 spectrometer, the parameters were setup as follows:the pulse sequence was 90o, the relaxation delay time was 20 s, the number for scanning was 64, and the experiment temperature was controlled at 25.Results: The linearity of four components were linear in the concentration ranges(R2>0.999 2), and the precision, stability, and repeatability were good. The contents (n=6) of norneosildenafil, homosildenafil, thioaildenafil, and pseudovardenafil by qNMR were 99.2%(RSD=0.27%), 99.4%(RSD=0.28%), 99.1%(RSD=0.18%), and 99.3%(RSD=0.24%), respectively, which were almost consistent with those by mass balance method.Conclusion: The qNMR method is accurate, reliable, simple, and rapid for the quantitative determination of the above four phosphodiesterase 5(PDE-5)inhibitors. The study provides a new way for the content determination and calibration of reference materials.
Keywords: phosphodiesterase 5 inhibitors    norneosildenafil    homosildenafil    thioaildenafil    pseudovardenafil    quantitative nuclear magnetic resonance    content determination    

磷酸二酯酶-5(PDE-5)是环核苷酸水解酶族的一种,能够调节细胞内环鸟甘酸(cGMP)水平,PDE-5抑制剂最初被作为治疗心绞痛和高血压的药物来研究,现在主要用于对阳痿的治疗[1-3]。目前,批准上市用于治疗阳痿的PDE-5抑制剂主要有西地那非、伐地那非、他达那非、乌地那非和敏瑞宁等[4]。PDE-5抑制剂服用时具有一定的禁忌和副作用,如头痛、消化不良、肌肉疼痛、视觉和听觉障碍等,消费者在不知情的情况下使用这些产品,可能引起严重的药物相互作用[5-6]。近年来,众多补肾壮阳类中药及保健食品中非法添加PDE-5抑制剂类的化学药物及其结构类似物以增加疗效,这类产品生产工艺不规范,非法添加成分含量差异大,有的远远超过安全剂量,有些成分因没有进行过安全性实验而存在很多未知危害因素,长期服用这类产品会给人们的身体健康造成及其严重的危害。定量核磁共振(quantitative nuclear magnetic resonance,qNMR)法与其他传统定量方法相比,有其独特的优势:定量同时给出结构信息、无需待测物的标准物质、样品预处理步骤简单、测定速度快、专属性强、不破坏样品等等[7-12]

本文建立了测定那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代西地那非和伪伐地那非(结构式见图 1)4种PDE-5抑制剂含量的qNMR法,对方法的线性、精密度、重复性以及样品溶液稳定性进行了考察,并将定量结果与质量平衡法的测定结果进行比较,结果表明,该方法准确、快速、可靠,为该类成分的含量测定和对照品的标定提供了新的方法。同时,本文对那莫西地那非的核磁数据进行归属和报道,为其结构确证提供参考。

图 1 4种PDE-5抑制剂化学成分的结构 Fig.1 The chemical structures of four PDE-5 inhibitor
1 仪器与试药 1.1 仪器

Ascend-500型核磁共振波谱仪(布鲁克公司);MSA 6.6S百万分之一电子天平(赛多利斯公司)。

1.2 试药

对苯二甲酸二甲酯(含量99.9%,批号510052-201401)、那莫西地那非(含量99.5%,批号520040-201401)、豪莫西地那非(含量99.6%,批号520046-201401)、硫代艾地那非(含量99.5%,批号520048-201401)和伪伐地那非(含量99.0%,批号520041-201401)均购自中国食品药品检定研究院;氘代氯仿(CDCl3)(Sigma-Aldrich);氘代二甲基亚砜(DMSO-d6)(Sigma-Aldrich)。

2 方法与结果 2.1 供试品溶液制备

精密称取那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非和伪伐地那非约20 mg,分别加入对苯二甲酸二甲酯约2 mg,再分别加入氘代氯仿0.5 mL使其完全溶解,转移至5 mm核磁管中备用。

2.2 核磁仪器参数设置

采用90º脉冲,脉冲程序为noesyig1d,谱宽(SWH)设置为10 000 Hz,采样次数为64次,采样时间设置为3.28 s,采样点数为64 K,接收器增益设置为32,驰豫延迟时间设置为20 s。

2.3 数据处理与qNMR计算

将采集得到的氢谱进行傅里叶变换,然后对谱图进行基线校正和相位校正。对选定的内标定量峰和待测物定量峰进行积分,每个峰积分5次,取积分面积的平均值,计算公式如下[13]

$ {P_{\rm{X}}} = \frac{{{A_{\rm{x}}} \times {N_{{\rm{std}}}} \times {M_{\rm{X}}} \times {m_{{\rm{std}}}}}}{{{A_{{\rm{std}}}} \times {N_{\rm{X}}} \times {M_{{\rm{std}}}} \times m}} \times {P_{{\rm{std}}}} $

其中PxPstd分别为待测物和内标物的含量;AxAstd分别为待测物和内标物定量峰积分面积;NxNstd分别为待测物和内标物定量峰包含的质子数;MxMstd为待测物和内标物的相对分子质量;mmstd分别为待测物和内标物的称样量。

2.4 方法学考察 2.4.1 线性关系考察

称取待测物与内标物适量,用氘代氯仿分别配制6份不同浓度溶液,按“2.2”项下条件测定,进行线性考察。以待测物定量峰与内标定量峰面积比值为纵坐标,以待测物与内标物的质量比值为横坐标,进行线性回归,得到4个线性方程。见表 1

表 1 回归方程及线性范围 Tab.1 Regression equations and linear ranges
2.4.2 精密度试验

取供试品溶液,按“2.2”项下条件连续测定6次,以待测物定量峰面积与内标物定量峰面积的比值,计算那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非和伪伐地那非的RSD(n=6)分别为0.019%、0.15%、0.088%和0.18%。

2.4.3 重复性试验

按“2.1”项下方法配制那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非和伪伐地那非供试品溶液各6份,按“2.2”项下条件进行测定,计算样品中含量值的RSD分别为0.27%(含量:99.02%、99.13%、99.47%、98.91%、99.56%和99.02%)、0.28%(含量:99.12%、99.35%、99.19%、99.10%、99.66%和99.74%)、0.18%(含量:99.20%、98.84%、99.07%、98.85%、99.28%和99.13%)和0.24%(99.19%、99.04%、99.64%、99.39%、99.22%和99.53%)。

2.4.4 稳定性试验

分别取那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非和伪伐地那非的同一份供试品溶液,在0、3、6、9、12 h分别进行测定,计算待测物定量峰面积与内标物定量峰面积比值的RSD分别为0.022%、0.57%、0.40%和0.97%,表明供试品溶液在12 h内稳定。

2.5 定量结果

按“2.1”项下方法平行制备6份供试品溶液,按“2.2”项下条件进行测定,那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非和伪伐地那非的定量结果见表 2。根据质量平衡法,含量(%)=(100%–干燥失重值%–炽灼残渣值%)×HPLC纯度[12],测定样品含量,结果见表 2。qNMR法含量测定结果与质量平衡法测定结果基本一致。

表 2 定量核磁共振法与质量平衡法结果比较(%) Tab.2 The quantitative results of qNMR and mass balance method
2.6 那莫西地那非核磁数据及归属

称取那莫西地那非约10 mg,溶于0.5 mL DMSO-d6中,测定其1H-和13C-NMR谱图,结果见表 3

表 3 那莫西地那非和豪莫西地那非的1H和13C-NMR数据 Tab.3 1H, 13C-NMR data for norneosildenafil and homosildenafil
3 讨论 3.1 溶剂的选择

理想的溶剂应该对待测物和内标物都有较好的溶解性,不与待测物和内标物反应,且溶剂峰与待测物、内标物的定量峰不重叠。那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非、伪伐地那非以及对苯二甲酸二甲酯在CDCl3中都有较好的溶解性,并且待测物、内标物和CDCl31H-NMR谱图中信号无干扰。因此选择CDCl3作为溶剂。

3.2 内标物的选择

内标物应含量准确,具有较高的纯度,化学性质稳定,易溶于所选定的溶剂,并且不与溶剂和待测物发生反应,内标物定量峰的化学位移不与待测物的化学位移重合。本实验中,对苯二甲酸二甲酯在CDCl3中稳定,不与那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非、伪伐地那非反应,且与待测物的吸收峰有较好的分离。

3.3 定量峰的选择

通常选择与相邻峰无干扰且裂分较少的峰作为定量峰,并且内标与待测物的定量峰应在较为近似的射频场内,避免射频场的不同造成峰强度差异,从而引起的误差[15]。定量1H-NMR谱图中,那莫西地那非、豪莫西地那非和硫代艾地那非在δ8.81处,伪伐地那非在δ8.44处,内标物对苯二甲酸二甲酯在δ8.10处,均显示苯环上质子峰,与附近峰分离好且无干扰,因此选为定量峰(图 2)。

1.那莫西地那非(norneosildenafil) 2.豪莫西地那非(homosildenafil) 3.硫代艾地那非(thioaildenafil) 4.伪伐地那非(pseudovardenafil) †.内标物定量峰(the monitored protons of internal standard) ‡.待测物定量峰(the monitored protons of the target compounds) 图 2 4种PDE-5抑制剂加入内标物后1H-NMR图谱 Fig.2 1H-NMR spectra of four PDE-5 inhibitor reference standards with internal standard
3.4 核磁定量参数的设置

驰豫延迟时间(D1)对核磁共振信号积分值的影响较大,定量实验中通常设定D1值不低于5倍的定量峰中最长的纵向弛豫时间(T1)值[16]。采用反转恢复实验,测量待测物和内标物定量峰在CDCl3中的T1值(表 4)。待测物定量峰和内标物定量峰T1为2.258~3.498 s,为保证每次采样质子能够充分驰豫,将D1设置为20 s。通常扫描次数与峰信噪比的平方根成正比,增加扫描次数以获得足够高的信噪比。但扫描次数增加会延长实验时间。实验发现当扫描次数不小于64次时,图谱信噪比满足要求且数据比较稳定,因此本实验选择扫描次数为64。

表 4 待测物和内标物定量峰在CDCl3中的T1值 Tab.4 The T1 values of monitored protons
3.5 小结

本文建立了那莫西地那非、豪莫西地那非、硫代艾地那非和伪伐地那非的qNMR方法,并对该方法的线性、精密度、重复性和稳定性等进行了考察,结果均显示良好。质量平衡法是化学对照品最为常用的定值方法,本文将qNMR法的定值结果与质量平衡法的结果进行比较,2种方法测定结果基本一致。综上所述,本文建立的测定4种PDE-5抑制剂成分含量的qNMR法,具有准确度高,操作简单、快捷等优点,为该类成分的含量测定和对照品的标定提供了新的测定方法。

参考文献
[1]
张立元, 卢一平. 5型磷酸二酯酶抑制剂在ED治疗及其他领域应用的研究现状和前景[J]. 中华医学杂志, 2008, 88(12): 861.
ZHANG LY, LU YP. Research status and prospects of phosphodiesterase 5 inhibitors in ED therapy and other fields[J]. Natl Med J China, 2008, 88(12): 861. DOI:10.3321/j.issn:0376-2491.2008.12.019
[2]
潘涛, 赵庆杰, 吕小伟, 等. 磷酸二酯酶5抑制剂的研究进展[J]. 药学实践杂志, 2002, 20(6): 365.
PAN T, ZHAO QJ, LÜ XW, et al. Research progress of phosphodiesterase 5 inhibitors[J]. J Pharm Pract, 2002, 20(6): 365. DOI:10.3969/j.issn.1006-0111.2002.06.020
[3]
张石革, 梁建华, 马国辉. 磷酸二酯酶5抑制剂的进展与评价[J]. 中国医院用药评价与分析, 2004, 4(3): 133.
ZHANG SG, LIANG JH, MA GH. Evaluation and research progress in inhibitor of phosphodiesterase type 5[J]. Eval Anal Drug Use Hosp China, 2004, 4(3): 133. DOI:10.3969/j.issn.1672-2124.2004.03.002
[4]
陈昌亮, 黄爽. 磷酸二酯酶及其抑制剂的研究进展[J]. 中国药理学通报, 2014, 30(2): 283.
CHEN CL, HUANG S. Research progress of phosphodiesterases and phosphodiesterase inhibitors[J]. Chin Pharmacol Bull, 2014, 30(2): 283. DOI:10.3969/j.issn.1001-1978.2014.02.031
[5]
陈吉汉, 侯彩云, 路勇, 等. 液相色谱-串联质谱法同时测定保健食品中四种违禁药物含量[J]. 食品安全质量检测学报, 2014, 5(7): 2027.
CHEN JH, HOU CY, LU Y, et al. Simultaneous determination of 4 kinds of illicit drugs in health-care foodstuffs by ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry[J]. J Food Safe Qual, 2014, 5(7): 2027.
[6]
郭常川, 石峰, 巩丽萍, 等.Q-Orbitrap高分辨质谱用于中成药和保健食品中非法添加PDE-5抑制剂的快速筛查、确证和定量[C]// 2013年中国药学大会暨第十三届中国药师周, 南宁: 2013
GUO CC, SHI F, GONG LP, et al.Application of a Q–Orbitrap high resolution mass spectrometry to the rapid screening, confirmation and quantitation of the illegal adulterated phosphodiesterase–5 inhibitors in herbal medicines and dietary supplements[C]// 2013 Chinese Pharmaceutical Conference and the 13th Chinese Pharmacist Week Conference, Nanninig: 2013
[7]
SALEM AA, MOSSA HA, BARSOUM BN. Application of nuclear magnetic resonance spectroscopy for quantitative analysis of miconazole, metronidazole and sulfamethoxazole in pharmaceutical and urine samples[J]. J Pharm Biomed Anal, 2006, 41(2): 654. DOI:10.1016/j.jpba.2005.12.009
[8]
MAGGIO RM, CALVO NL, VIGNADUZZO SE, et al. Pharmaceutical impurities and degradation products:Uses and applications of NMR techniques[J]. J Pharm Biomed Anal, 2014, 101: 102. DOI:10.1016/j.jpba.2014.04.016
[9]
PAULI GF, JAKI BU, LANKIN DC. Quantitative 1H NMR:development and potential of a method for natural products analysis[J]. J Nat Prod, 2005, 68(1): 133.
[10]
BHARTI SK, ROY R. Quantitative 1H NMR spectroscopy[J]. Trends Anal Chem, 2012, 355.
[11]
张芬芬, 蒋孟虹, 沈文斌, 等. 定量核磁共振(QNMR)技术及其在药学领域的应用进展[J]. 南京师范大学学报工程技术版, 2014, 14(2): 8.
ZHANG FF, JIANG MH, SHEN WB, et al. Progress in quantitative nuclear magnetic resonance technology in pharmaceutical applications[J]. J Nanjing Norm Univ(Eng Technol Ed), 2014, 14(2): 8.
[12]
WU Y, HE Y, HE WY, et al. Application of quantitative 1H NMR for the calibration of protoberberine alkaloid reference standards[J]. J Pharm Biomed Anal, 2014, 90: 92. DOI:10.1016/j.jpba.2013.11.018
[13]
LI ZY, WELBECK E, WANG RF, et al. A universal quantitative 1H nuclear magnetic resonance(qNMR)method for assessing the purity of dammarane-type ginsenosides[J]. Phytochem Anal, 2015, 26(1): 8. DOI:10.1002/pca.2527
[14]
SHIN MH, HONG MK, KIM WS, et al. Identification of a new analogue of sildenafil added illegally to a functional food marketed for penile erectile dysfunction[J]. Food Addit Contam, 2003, 20(9): 793. DOI:10.1080/0265203031000121455
[15]
张才煜, 张娜, 何兰. 核磁共振内标法测定波生坦的含量[J]. 药学学报, 2014, 49(2): 249.
ZHANG CY, ZHANG N, HE L. Quantitative determination of bosentan by proton nuclear magnetic resonance with internal standard method[J]. Acta Pharm Sin, 2014, 49(2): 249.
[16]
SHEN S, YAO J, SHI Y. Quantitative proton nuclear magnetic resonance for the structural and quantitative analysis of atropine sulfate[J]. J Pharm Biomed Anal, 2014, 89: 118. DOI:10.1016/j.jpba.2013.10.036