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       【摘要】 
       目的将卡尔曼滤波（KF）与紫外分光光度法结合，建立一种同时测定对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因的新方法。方法在紫外220～290 nm波长区间内每隔2 nm测定16组标准混合溶液的吸光值得到系数矩阵，将待测液的吸光值输入卡尔曼滤波程序，进行含量分析。本实验对滤波过程的监控进行了讨论，对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因滤波次数为36次。结果预测样品中3组分的平均回收率分别为98.6%，106%，103%, 实际样品中的平均回收率分别为103%,101%,96.2%。结论该方法不需分离样品，操作简便，结果令人满意。
       【关键词】  紫外分光光度法； 卡尔曼滤波（KF）； 对乙酰氨基酚； 异丙安替比林； 咖啡因
         复方对乙酰氨基酚片（Ⅱ）又称散列通，主要成分有对乙酰氨基酚(APAP)，异丙安替比林(PP)，咖啡因(CAF)，是解热镇痛药的复方制剂。对乙酰氨基酚属于苯胺类解热镇痛药，已被广泛使用；异丙安替比林属于吡唑酮类解热镇痛药，适用于治疗头痛，牙痛，神经痛及发热等，临床使用安全，没有发现不良反应，已被多国药典收载；咖啡因可以增强镇痛的效果。目前这3组分的报道仅见于高效液相色谱法研究其药动学［1］。紫外分光光度法是一种简便快速，操作简单的分析方法，但在组分间吸收光谱相互重叠的情况下，无法直接用紫外分光光度法进行定量分析。如果将其与化学计量学方法相结合便可以极大的扩展紫外光谱的应用领域。本文采用多元校正技术卡尔曼滤波法［2～4］与紫外分光法相结合，无需分离样品，利用数学模型解析重叠光谱，可以为同时测定对乙酰氨基酚、异丙安替比林、咖啡因，建立一种有效的分析方法。
       1  仪器与试剂
        UV-2102 PCS型紫外可见分光光度计（尤尼柯上海仪器有限公司）；AL104电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；RO-EDI高纯水制水机（广州市晶源海水淡化与水处理有限公司制造）。
        对乙酰氨基酚（PAPA,中国生物制品检定所）；异丙安替比林（PP,中国生物制品检定所）；咖啡因（CAF,中国生物制品检定所）；无水乙醇（天津市福晨化学试剂厂）；所用试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。散列通购于西南药业股份有限公司（批号：66080204）。
        储备液的配制：准确称取对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因对照品各10 mg，分别置于100 ml容量瓶中，用50%乙醇水溶液溶解定容，配制成100 mg·L-1储备液，待用。
       2  方法
        准确移取适量的对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因储备液于25 ml容量瓶中，用50%乙醇水溶液稀释至刻度，摇匀待测。在室温下于1 cm石英比色皿中，以50%乙醇水溶液为参比，在200～400nm波长范围内进行扫描，并在220～290 nm波长区间内，每间隔2 nm记录1次吸光值，然后将吸光值输入用MATLAB7.0编写的KF程序，计算混合溶液中3组分的含量。
       3  结果与讨论
       3.1  最大吸收波长的选择及稳定性考察按照实验方法分别配制对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因标准溶液以及它们相应的混合溶液。经光谱扫描发现它们的的最大吸收波长分别为249nm， 273 nm和272 nm，在混合溶液中3组分的吸收光谱严重重叠（见图1），不能直接进行定量分析。
       
       另外，在5 h内分别测定对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因标准溶液的吸光值, 结果无明显变化。其RSD分别为2.13%，2.71%，5.58%，表明在5 h内对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因有良好的稳定性，该段时间足以完成所有的分析测定。
       3.2  吸光度加和性的考察及波长区间的选择按照实验方法分别配制浓度为10 mg·L-1的对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因及其相同浓度的混合物溶液，在200～400 nm波长范围内测定单组分溶液与混合溶液各个波长点的吸光值，并用（A混-∑A）/ A混对吸收波长作图（如图2）。由图2可知，在220～290 nm范围内，该体系在每一波长点处的加和性均较好，相对偏差不大于5%，而且在此波长范围内紫外吸收比较强，灵敏度较高，因此，选择220～290 nm作为测量区间，每隔2 nm读取1次吸光值。
       3.3  单组分线性关系按实验方法分别配制一系列对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因的单组分标准溶液，在各自的最大吸收波长249，273，272 nm处测得吸光值A。建立工作曲线的线性范围分别是1～16，1～12，1～12 m g·L-1，线性回归方程分别为：Y=0.064 1X - 0.051 8（r=0.998 3），Y= 0.041 8X - 0.014 2（R =0.999 7）和Y=0.046X - 0.002 2（r=0.999 8）。
       3.4  系数矩阵的确定为优化实验而选择了均匀设计表L16（43），根据此均匀设计表配制16组（见表1）的3组分含量不同的混合标准溶液，另外配制5组的3组分溶液作为预测集。然后将这16组溶液的测得值输入卡尔曼滤波程序，进而求得系数矩阵，再将预测集的测得值输入，计算各组分的含量。表1  混和溶液的浓度组成（略）
       3.5  滤波过程的监控通过程序计算分别以3组分的预测浓度和卡尔曼增益对滤波次数作图，由浓度的滤波估计值和卡尔曼增益来监控滤波过程。结果见图3～4。正常的滤波曲线是先摆动最后基本趋于平稳，当各个组分浓度的滤波估计值趋于某一稳定值，各组分的卡尔曼增益也趋于零，此时系统状态趋于真值。
        由图3～4可以看出，随滤波次数的增加，对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因浓度的滤波估计值分别趋于9，7，5 μg·L-1，卡尔曼增益也趋于零。这说明所建立的预测模型能够正确地对预测集中样品的浓度进行预报。
       3.6  模型预测能力的考察及精密度考察为了检验所建立模型的预测能力，按照实验方法把“3.4”项中预测集的5组样品的吸光度值输入模型，进行两组分含量的计算，测定结果见表2。其线性回归方程分别为Y= 0.968 5X+ 0.133 3 (r=0.994 7)，Y= 1.190 2X - 0.623  2(r=0.990 7)和Y=1.052 8X -0.059 4(r=0.995 7)；由表2可知所建立的模型对对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因的浓度具有良好的同时预测性能。表2  预测样品的分析结果（略）
       另外，对厂家生产的药品平行测定9次，对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因的相对标准偏差分别为1.0%,3.0%,2.0%。
       3.7  干扰实验拟定条件下，测定混合溶液中对乙酰氨基酚﹑异丙安替比林和咖啡因3组分的浓度分别为5.03，5.21，5.18 mg·L-1时，以浓度计算值为响应信号，在响应信号误差不超过±5%时，100倍的淀粉、糊精、滑石粉，200倍的蔗糖、麦芽糖，80倍的十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）对测定结果无明显影响。
       3.8  样品分析准确称取药品10片于研钵中研细，然后称取大约１片重量的样品于50 ml容量瓶中，用50%乙醇水溶液溶解，超声助溶10 min，静置定容。然后吸取1 ml滤液于50 ml容量瓶，稀释定容。再从中吸取适量于25 ml容量瓶中，定容待测。同时做加标回收实验。在200～400 nm内测定吸光度值，每个样品平行测定5次，所得的吸光度值用卡尔曼滤波模型处理。计算结果见表3。表3  实际样品的测定结果（略）
       【参考文献】
         1］李丹,杭太俊,沈建平,等.复方对乙酰氨基酚片(Ⅱ)人体药动学研究［J］.中国新药杂志，2006,15(11):919.
       
       ［2］王雁鹏,董旭辉.卡尔曼滤波分光光度法同时测定混合氨基酸［J］.光谱实验室，2006,23(6):1166.
       
       ［3］覃雄之,梁万衡,陈 征.卡尔曼滤波法同时测定复方氯唑沙宗片中2主药的含量［J］.中国药房， 2008,19(7):540.
       
       ［4］余煜棉, 张音波，刘春英.卡尔曼滤波分光光度法同时测定扑热息痛四组分的研究［J］.光谱学与光谱分析，2003,23(5):1005.