Контроль качества лекарственных средств с применением фотометрических методов анализа
Контроль качества лекарственных
средств с применением фотометрических методов анализа
Содержание
Введение
1. Фотометрические методы в нормативной документации
2. Фотометрия в УФ области спектра
2.1 Качественный анализ
2.2 Количественный анализ
2.3 Оценка доброкачественности
3. Фотометрия в видимои области спектра
3.1 Типы реакций, применяемых в фотометрии
3.2 Экстракционная фотометрия
3.3 Испытание на подлинность
3.4 Количественное определение
3.5 Определение примесей
3.6 Определение светозащитных свойств упаковки
Выводы
Список литературы
Введение
Все химические соединения взаимодействуют с электромагнитным
излучением, уменьшая интенсивность его потока. На измерении уменьшения
интенсивности излучения, прошедшего через раствор анализируемого вещества
основан фотометрический метод анализа. Эффективность его использования
обусловлена рядом обстоятельств, важнейшими из которых являются [1]:
наличие разнообразных фотометрических методик анализа
практически на все элементы периодической системы и многочисленные органические
вещества;
возможность использования относительно недорогой и доступной
аппаратуры;
возможность фотометрических определений соединений в
интервале от 100 до 10-6 %, включая анализ веществ высокой степени
очистки.
Специфичность, чувствительность, относительная простота и
точность определений, достигаемая с помощью современной аппаратуры,
обеспечивает широкое использование метода в различных областях науки и
практики.
Фотометрический метод, в частности, успешно применяется для
контроля качества лекарственных средств при их производстве и хранении [2].
Контроль качества лекарственного вещества включает три
основных этапа: испытание на подлинность (идентификация), испытание на чистоту
(определение примесей) и количественное определение фармакологически активного
компонента.
Цель данной работы - исследование возможности
применения фотометрического анализа в контроле качества лекарственных средств.
Задачи данной курсовой работы:
дать общую характеристику фотометрического метода;
проанализировать доступную периодическую литературу и интернет
ресурсы (www.е-librаry.ru, www.sрringеr.соm, <#"879231.files/image001.gif">
Рисунок 1 - УФ-спектры поглощения преднизолона, кортизона и
гидрокортизона
2.2
Количественный анализ
Прямая фотометрия наиболее простой и широко применяемый метод,
пригодный для решения разных задач фармацевтического анализа, в частности для
оценки доброкачественности, количественное определение активных компонентов. За
последние годы разработано немало методик анализа лекарственных форм и
препаратов по их УФ спектрам поглощения [7, 8, 9]. Применение метода основано
на существовании прямо-пропорциональной зависимости величины поглощения от концентрации
вещества в анализируемом растворе: .
Различают несколько способов количественного анализа:
· графический по
калибровочному графику;
· сравнительный
относительно стандартного образца;
· расчетный по удельному
показателю поглощения (Е1%1см).
Наиболее простой способ, применимый при неперекрывающихся
спектрах, определение компонентов по собственному светопоглощению на
предварительно выбранных аналитических длинах волн. Так анализируют препараты,
содержащие одно активное вещество, например, анальгин [10], димедрол,
пиридоксина гидрохлорид, новокаин [11, 12], папаверина гидрохлорид [13],
пентоксифиллин [13], триметазидина дигидрохлорид, аспирин и многие другие
соединения. Расчет концентраций обычно проводят с применением стандартных
образцов [9-13].
Расчет количественного содержания индивидуального вещества в
процентах (Х) в субстанции проводят по формуле:
где А и Аст − оптическая плотность растворов
исследуемого и государственного стандартного образца соответственно;
С − концентрация раствора стандартного образца, г/мл;
а − точная масса лекарственного вещества, г;
Главным достоинством спектрофотометрического анализа является его
применимость для определения двух и более активных компонентов препаратов
сложного состава без их предварительного разделения. В случае перекрывающихся
спектров поглощения индивидуальных соединений используют метод Фирордта (МФ),
включенный в Государственную фармакопею многих стран, в частности Американскую
[14] и РФ [4, 15], реже метод вычитания оптической плотности. Метод Фирордта
применен для нахождения концентраций кофеина и парацетамола при исследовании
кинетики растворения твердых смесей указанных веществ [16]. Разработана
методика количественного определения левомицетина и анестезина в присутствии
суммы каротиноидов облепихового масла в препарате "Олазоль" [17],
методика основана на применении модифицированного метода Фирордта. Разработаны
методики определения по методу Фирордта двух активных компонентов в таблетках
"Папазол›› [17], "Панадол-ЭКСТРА››, "Солпадеин›› и других
лекарственных препаратах [17-18].
Точность методик, основанных на применении метода Фирордта, во
многом зависит от правильного выбора аналитической длины волны.
При анализе многокомпонентных смесей ЛВ используется производная
спектрофотометрия. Переход к регистрации "производных" спектров ведет
к значительному повышению селективности за счет улучшения разрешения отдельных
полос и снижения влияния фона.
Для нахождения концентраций лекарственных веществ в последние годы
стали использовать данные совокупных измерений оптической плотности
анализируемой смеси в широком диапазоне длин волн. Обработку полученных
результатов в таких случаях проводят с применением различных вариантов
регрессионного анализа. Нахождение концентраций в рамках классического
линейного множественного регрессионного анализа требует решения
переопределенной системы уравнений, как правило, методом наименьших квадратов
Известно, что МНК позволяет получать линейные относительно оптической плотности
оценки концентраций с минимальной дисперсией, если погрешности определения
коэффициентов поглощения пренебрежимо малы, а погрешности измерений
аналитического сигнала случайны. Используют разные варианты МНК:
модифицированный метод наименьших квадратов (ММНК), метод частичных наименьших
квадратов (ЧМНК) и др. Так, предложена простая и экспрессная методика
одновременного определения пирамидона и кофеина с использованием многоволновой
линейной регрессии.
Часто в методе УФ фотометрии совмещают качественный и
количественный анализ, так, например, при анализе примидона С14Н14N2О2,
снимают спектр тестируемого ЛВ в области от 240 до 270 нм относительно
"слепой" пробы - спирта [20].
Снимают спектр стандартного раствора примидона, взятого в
концентрации 400 мкг/мл, в области от 240 до 270 нм относительно
"слепой" пробы - спирта.
Расчет количества С14Н14N2О2
в мг в тестируемом препарате проводят по формуле:
Сх = 0,1 Сst (2D257 - D254 -
D261) x / (2D257 - D254 - D261)
st,
Где Сst - концентрация примидона в стандартном
растворе, выраженная в мкг/мл, Сх - концентрация примидона в
тестируемом растворе в мг/мл, D - значения абсобции двух образцов при различных
длинах волн 254, 257, 261 нм.
Значение абсорбции примидона при разных длинах волн берут из
прилагаемых спектров. Полученную концентрацию тестируемого примидона,
выраженную в мг, сравнивают со стандартом (40 мг). Учитывая данные о содержании
С14Н14N2О2 в примидоне, делают
вывод о качестве препарата.
Риснок 2 - Спектры поглощения примидона
2.3 Оценка
доброкачественности
УФ-спектрофотометрия применяется и для определения
специфических примесей в лекарственных веществах [21]. Например, л mаx
растворов адреналина находится при 278 нм, а его специфическая токсичная
примесь адреналон имеет максимум поглощения при длине волны 310 нм.
Адреналин Адренолон
Согласно ФС, оптическая плотность 0,05 % раствора адреналина при
310 нм не должна превышать 0,1 (т.е. в адреналине допускается незначительное
строго нормируемое содержание адреналона).
3. Фотометрия
в видимои области спектра
Большинство лекарственных веществ не поглощает в видимой
области спектра, поэтому для перевода их в окрашенные соединения необходимо
проводить соответствующие фотометрические реакции. Методики такого типа
известны довольно давно и широко применяются в фармакопейном анализе [22, 23,
1, 2]. Они являются более трудоемкими, чем методики, основанные на измерении
собственного поглощения лекарственных веществ в УФ области спектра. Методики
определения лекарственных веществ по светопоглощению в видимой области обычно
основаны на образовании окрашенных комплексов со специально добавленным
реагентом. Реже используется окисление лекарственного вещества или его
превращение в новую форму под воздействием облучения [24-25].
3.1 Типы реакций,
применяемых в фотометрии
1. Получение ацисолей с NаОН
фурацилин, фуразолидон, левомицитин, нитроксолин.
оfurаl (Фурацилин, 5 - нитрофурфурола семикарбазон) желтая -
желто-зеленая окраска [25]
2. Диазотирование с последующим азосочетанием для
препаратов, содержащих первичную ароматическую группу (анестезин, новокаин,
сульфамиламид)
еnzосаinе, Этиловый эфир п-аминобензойной кислоты
3. Получение гидроксаматов меди и железа для препаратов,
содержащих сложноэфирную (новокаин), лактонную (пилокарпин), лактамную
(бензилпенициллина К - и Nа - соли) группы.
Рrосаinе Hydrосhlоridе, Новокаин, β-диэтиламиноэтилового эфира
n-аминобензойной кислоты гидрохлорид
Рilосаrрinе Hydrосhlоridе
4. Окисление калия перманганатом и определение продуктов
реакции после реакции диазотирования с последующим азосочетанием с
N-1-нафтилэтилендиамином дихлоридом.
6. Конденсация с n-диметиламинобензальдегидом
(новокаин), 2,4 - динитрофенилгидразином (цитраль):
Если полученное окрашенное соединение нерастворимо в воде, его
извлекают органическим растворителем, несмешивающимся с водой (хлороформ, эфир
и др.) и определяют оптическую плотность извлечения. Это вариант экстракционной
фотометрии [26].
Требования, предъявляемые к реакциям:
· продукт реакции образует устойчивую
окраску и имеет постоянный состав;
· реакция должна быть стехиометричной;
· реакция протекает быстро;
· высокая избирательность и чувствительность
реакции;
· реагенты должны быть доступны, безвредны и
экономичны.
3.2
Экстракционная фотометрия
Методом экстракционной фотометрии проводится определение
следующих веществ:
производных барбитуровой кислоты
эфедрина
солей органических азотсодержащих оснований
алкалоидов по реакции с кислотными индикаторами
(бромтимоловый синий, пикриновая кислота, тропеолин 00 и др.) с образованием
ионных ассоциатов [27].
Ерhеdrinе Hydrосhlоridе, 1-эритро-2-метиламино-1-фенилпропанола-1
гидрохлорид. Эфир - краснофиолетовый цвет, H2О - синий.
В дифференциальном варианте фотометрии измерение светопоглощения
проводится относительно раствора сравнения, содержащего определенное количество
анализируемого вещества. В связи с этим дифференциальная фотометрия позволяет
повысить точность фотометрических измерений при определении высоких
концентраций (10 - 100%) и уменьшить относительную ошибку анализа до 0,5 -
1,0%.
3.3 Испытание
на подлинность
Приведем примеры. В видимой области проводят идетификацию
тетрациклинов, поглощающих при изомеризации в кислой среде [3-5]:
. Аλ (Dотн.)
(0,01% тетрациклина в 0,01М HСl), А380нм=0,36-0,38 (прямая
фотометрия.
2. По показателю удельного коэффициента поглощения при определенной длине волны λ
- (цианокобаламин при 550 нм =61,5-66,5)
. По отношению оптических плотностей при разных длинах волн,
например, для растворов цианокоболамина:
3.4
Количественное определение
Количественное определение в фармакопейном анализе с
использованием фотометрии проводится несколькими способами [1-5]:
. По калибровочному графику: у = аx + b
Концентрация вещества в лекарственной форме
,
где
СX - масса вещества по калибровочному графику (г);
Р - средняя масса лекарственной формы (г);- объем раствора
лекарственной формы (мл);
а - навеска лекарственной формы, взятая для анализа (г).
2. Расчет по стандарту (ГСО, РСО, СОВС):
концентрация в индивидуальном веществе
где
Р - средняя масса лекарственной формы (г);- объем лекарственной
формы (мл).
. Расчет по молярному коэффициенту поглощения - ε
или
или
концентрация в индивидуальном веществе:
3.5
Определение примесей
Отметим, что спектрофотометрический метод используют не
только для определения активных лекарственных веществ, но и для определения
нежелательных примесей. При наличии примесей могут изменяться максимумы их
интенсивность, появляться дополнительные максимумы поглощения,.
С целью обнаружения примесей используют те же характеристики,
что и при испытаниях на подлинность, т.е. величины отношений оптических
плотностей при различных максимумах и значение удельных показателей поглощения.
При хранении некоторые препараты могут частично окисляться с
появлением окраски, интенсивность которой контролируется величиной оптической
плотности приготовленного раствора при определенной длине волны.
Например, при определении цветности 16 % водного раствора
метамизола (анальгина) измеряют его оптическую плотность при 400 нм, которая не
должна быть более 0,10 (НД 42-4593-95). При определении цветности 10 % водного
раствора ампициллина натриевой соли измеряют его оптическую плотность при длине
волны 430 нм; она не должна превышать 0,15 (ФС 42-3535-98) [1-5].
3.6
Определение светозащитных свойств упаковки
Одним из важнейших защитных свойств упаковки является
свойство задерживать световой поток [28]. Известно, что ультрафиолетовый и
видимый свет являются причиной фотодеструкции и других изменений лекарственных
средств. Государственная фармакопея XI и другая нормативно-техническая
документация предусматривает хранение большой группы ЛС в упаковке из
оранжевого стекла и защищенном от света месте.
На сегодняшний день фотометрия используется для оценки
светопоглощения и светопропускания через полимерные и неполимерные материалы в
условиях фармацевтической экспертизы упаковки для ЛС и апробированные методики,
позволяющие быстро и качественно произвести оценку светозащитных свойств
конкретного упаковочного материала для ДС.
Выводы
Анализ литературы позволяет сделать следующие выводы:
. Несмотря на появление такого мощного средства анализа
лекарственных препаратов, как высокоэффективная жидкостная хроматография,
фотометрические методы сохраняют важное место в анализе качества ЛВ. Областью
применения фотометрических методов является определение основного действующего
вещества лекарственных препаратов, оценка цистоты и качественный анализ.
. В этом направлении ежегодно появляется несколько десятков
оригинальных публикаций прикладного характера. Наибольший интерес
исследователей в последние годы вызывают фотометрические методы анализа
неразделенных смесей лекарственных веществ с применением математических
алгоритмов (метод Фирордта, производная спектрофотометрия, регрессионный
анализ), а также с использованием селективных фотометрических реакций. Основное
место среди публикаций отечественных авторов занимает прямая фотометрия в УФ и
видимой областях спектра.
Список
литературы
1. Беликов
В.Г. Анализ лекарственных веществ фотометрическими методами. Опыт работы
отечественных специалистов. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.
Менделеева), 2002, т. XLVI, № 4, с 52-56.
2. Власова
И.В., Шилова А.В., Фокина Ю.С. Спектрофотометрические методы в анализе
лекарственных препаратов (обзор). Заводская лаборатория. Диагностика
материалов" № 1.2011. Том 77, с.21-28.
. Государственная
фармакопея СССР. М-во здравоохр. СССР.11 изд., М.: "Медицина", 1987.
Вып.1. Общие методы анализа, 334 с.
. Государственная
фармакопея Российской Федерации. Изд.12-е. М.: Научный центр экспертизы средств
медицинского применения, 2008.704 с.
. Международная
фармакопея. Изд.3-е. Женева: ВОЗ, 19811995, т.1 4.
. Лигостаев
А.В., Ивановская Е.А., Кокорина Н.О. Спектрофотометрическое определение
преднизолона и циклофосфана. Сибирский медицинский журнал. Выпуск № 1, том 25,
2010, с.67-71.
. Чекрышкина
Л.А., Эвич Н.И. "Методы УФ - и ИК - спектрофотометрии в фармацевтическом
анализе" Учебное пособие. Пермская фармацевтическая академия. кафедра
фармацевтической химии ФДПО и заочного факультета. Пермь., 2000 - 49 с.
. Гуськов
В.Ф., Шамина Я.А., Талдыкина А.А. Использование спектрофотометрии в
количественном анализе лекарственных средств заводского изготовления /
Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб.
науч. тр. Пятигорск: Пятигорская государственная фармацевтическая академия,
2004. Вып.59. С.159.
. Qiао
Lаn-Xiа, Gао Zhi-guо, Xing Qing Qiu-rui. Количественное определение аспирина в
таблетках с помощью спектрофотометрии. J. Hеbеi Nоrm. Univ. 2001. Vоl.25, N 2,
Р.219-220.
. Wаng
Nui-Qin, Huаng Zhеn-Zhоng, Zhu Yоng-Mеi. Определение анальгина в таблетках
спектрофотометрическим методом. Сhin. J. Sресtrоsс. Lаb. 2002. Vоl. 19. N 6,
Р.777-780.
. Иванов
В.М. Ализариновый красный С как окрашенный реагент для
экстракционно-фотометрического и цветометрического определения некоторых
местноанестезирующих органических оснований / В.М. Иванов, Е.М. Адамова, В.Н.
Фигуровская // Журнал аналитической химии. - 2010. - Т.65 № 9. - с.934-942.
. Иванов
В.М. Сорбционно-фотометрическое и цветометрическое определение некоторых
местноанестезирующих органических оснований с помощью ализаринового красного С
/ В.М. Иванов, Е.М. Адамова, В.Н. Фигуровская // Журнал аналитической химии. -
2012. - Т.67 № 5. - с.485-492
. Лизунова
Г.М. Обзор методов количественного определения алкалоидсодержащих лекарственных
препаратов / Г.М. Лизунова, Е.В. Ямбулатова // Молодой ученый. - 2013. - №5. -
С.187-192.
. Thе
Unitеd Stаtеs Рhаrmасореа USР 24. // Rосkvillе, US: Рhаrmасореiа Соnvеntiоn
Inс., 2001. - 2391 р.
. Проскурнин
М.А., Волков. М.Е. Применение метода Фирорда в термолинзовой спектрометрии для
определения компонентов двухкомпонентных смесей. Вестн. Моск. Ун-та. Сер.2.
Химия. 2000. Т.41. № 3, с 182-185.
. Власова
И.В., Шилова А.В. Новые подходы к спектрофотометрическому анализу
многокомпонентных смесей. Вісник Харківського національного університету. 2007.
№ 770. Хімія. Вип.15 (38) с.141-146.
. Саушкина
А.С., Карпенко В.А. Совершенствование количественного анализа препарата
"Олазоль" Хим. - фарм. журн. 2005. Т.39. № 11. С.54 - 56.
. Власова
И.В., Шилова А.В., Фокина Ю.С. Спектрофотометрическое определение активных
компонентов в составе лекарственных препаратов с использованием метода
Фирордта. Сообщение 2. Анализ препаратов "Тетралгин" и
"Солпадеин" Хим. - фарм. журнал. 2008. М 11. С.53 - 56.
. Власова
И.В., Кулакова С.А., Поморцева А.В. Спектрофотометрическое определение кофеина,
парацетамола и ацетилсалициловой кислоты при совместном присутствии / Заводская
лаборатория. 2005. Т.71. Ме 9. С.18 - 20.
. Спектрофотометрическое
определение ацетаминофена, примидона и этензамида: научное издание / Сhikаkо
Yоmоtа [еt аl.] // Иякухин кэнкю. - 1990. - Vоl.21, N 1. - С.68-79.
. Электронная
спектроскопия в фармацевтическом анализе. Учебнометодическое пособие для
студентов 4-5 курсов фармацевтического факультета. - Нижний Новгород: Изд-во
Нижегородской государственной медицинской академии, 2006.
. Арзамасцев
А.П., Кувырченкова И.С., Садчикова Н.П. и др. Применение новой цветной реакции
для качественного и количественного определения дипразина. Фармация. - 1996. -
№ 1. - С.12-15.
. Аkrаm
M. Еl-Didаmоny, Mоnir Z. Sааd, Nоrа О. Sаlееm. Sресtrорhоtоmеtriс dеtеrminаtiоn
оf sоmе аnаlgеsiс drugs in рhаrmасеutiсаl fоrmulаtiоns using N-brоmоsuссinimidе
аs аn оxidаnt. Jоurnаl оf thе Аssосiаtiоn оf Аrаb Univеrsitiеs fоr Bаsiс аnd
Аррliеd Sсiеnсеs Vоlumе 17, 2015, Р.43-50.
. Перевощикова
Н.Б., Васильева М.Ю. Методы количественного и полуколичественного определения
некоторых антибактериальных химиотерапевтических препаратов ряда пенициллинов и
нитрофуранов. Вестник УдмГУ. Серия 4 - 2013 - Выпуск 3 " стр. 19-27.
. Ковалевич
В.А., Гулевич А.Л., Марцулевич Е.В. Экстракционная фотометрия нестреоидных
анальгетиков. Вестник БГУ. Сер.2.2008. № 2 с 20-24.
. Тыжигирова
В.В., Лапшина М.П. Фотометрическое определение дифенилгидрамина гидрохлорида в
лекарственном препарате антигриппин-анви. Сибирский медицинский журнал, 2011, №
7 с 73-75.
. Карпенко
Т.А. Фотометрический экспресс-метод определения светозащитных свойств упаковки
для лекарственных веществ. Вестник РУДН. Серия медицина, 2000, №2, с 64-70.