Характеристика методов количественного анализа многокомпонентных лекарственных форм.

Один из плюсов количественного анализа – не нужно разделять компоненты смеси. С одной стороны, это упрощает работу, с другой стороны вынуждает проводить более трудные химические исследования. Но с помощью этого метода можно провести анализ некоторых смесей, которые не поддаются исследованию другими методами.

Количественный анализ осуществляется в несколько этапов:

1. Расчет массы лекарственной формы для анализа.

Если анализируется жидкая лекарственная форма, то удобнее всего сначала рассчитать содержание определяемого вещества в 1 мл лекарственной формы и, разделив найденное количество на титр, определить, сколько миллилитров титранта будет израсходовано на титрование. Аналогичных расчетов требуют твердые и мягкие лекарственные формы.

2. Отбор пробы и взятие навески.

Вначале отбирается необходимое количество лекарственного средства. Оно должно быть достаточным для того, чтобы результаты анализа были точными для всей лекарственной формы.

3. Подготовка лекарственной формы к анализу.

На этом этапе проводят выбор растворителя с учетом растворимости лекарственного вещества и других компонентов лекарственной формы, а также используемого метода количественного определения.

4. Извлечение лекарственного вещества из лекарственной формы.

Извлечение лекарственного вещества осуществляют тогда, когда в лекарственной форме присутствуют ингредиенты, мешающие его количественному определению. Поэтому необходимо либо выделить индивидуальное вещество, либо отделить мешающие компоненты. Для полного или частичного разделения компонентов лекарственной формы используют различные способы: фильтрование, центрифугирование, экстракцию, экстракцию в сочетании с отгонкой растворителя.

5. Выполнение измерений по определению содержания лекарственного вещества.

Количественный анализ может быть выполнен гравиметрическим, титриметрическим и инструментальным методом. Анализ готовых лекарственных форм осуществляют по методикам, изложенным в частных фармакопейных статьях. Количественное определение лекарственных форм, изготовленных в аптеках, проводят экспресс-методом. Наиболее часто для количественной оценки лекарственных веществ в лекарственных формах используют титриметрические методы:

- кислотно-основное титрование;

- нитритометрия;

- йодиметрия;

- аргентометрия;

- комплексонометрия и другие.

Иногда титриметрические методы нецелесообразно применять из-за низкой чувствительности, поэтому в этих случаях применяются инструментальные методы:

- рефрактометрия;

- спектрофотометрия, фотоэлектроколориметрия и другие.

6. Обработка результатов измерений.

На данном, заключительном, этапе проводится расчет содержания компонентов, и обработка результатов анализа.

Химические методы анализа - совокупность методов качественного и количественного анализа веществ, основанный на применении химических реакций.

Качественные реакции включают использование реакций обнаружения, характерных для неорганических ионов в растворах и для функциональных групп органических соединений. Эти реакции обычно сопровождаются изменением окраски раствора, образованием осадков или выделением газообразных продуктов. B зависимости от количества анализируемого вещества различают макроанализ (1-0,1 г), полумикроанализ (0,1-0,01 г), микроанализ (0,01-0,001 г) и ультрамикрохимический (0,0001 г) анализ.

K количественным реакциям обычно относят "классические" методы: гравиметрию, титриметрию c визуальной индикацией конечной точки титрования, седиментационный анализ и газоволюмометрию. Химические методы анализа широко используют для анализа руд, г. п., минералов и других материалов при определении в них компонентов c содержанием от десятых долей до нескольких десятков процента. Химический макроанализ характеризуются высокой точностью (погрешность анализа обычно составляет десятые доли процента). Однако эти методы постепенно вытесняются более экспрессными инструментальными методами анализа.

Анализ лекарственной формы, состоящей из одного ингредиента, прост и сводится к проведению специфической реакции на данный ингредиент. Гораздо чаще в состав лекарственного средства входят несколько ингредиентов, что создает определенные трудности при их идентификации. Сложность анализа лекарственных смесей связана с тем, что один ингредиент часто мешает открытию другого по разным причинам. Так, два или несколько ингредиентов могут реагировать с одним и тем же реактивом.

Титриметрические (объемные) методы анализа основаны на точном измерении количества титранта, израсходованного на реакцию с определяемым веществом. Титрант добавляют небольшими порциями к раствору, содержащему точно известную массу определяемого вещества. Конечную точку титрования (КТТ) в титриметрических методах анализа определяют визуально, чаще всего по изменению окраски раствора либо выпадению осадка, вызываемого исходным соединением, продуктами реакции или индикаторами. Для определения конечной точки титрования можно также использовать физико-химические методы, фиксируя изменение измеряемого параметра величины pH, потенциала, силы тока и т.д. Реакции, которые используют в титриметрии, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- реакция должна протекать количественно;

- реакция должна протекать с большой скоростью;

- реакция не должна осложняться протеканием побочных процессов;

- должна осуществлять способ определения точки конца титрования.

Если реакция не удовлетворяет хотя бы одному из этих требований, она не может быть использована в титриметрическом анализе.

В титриметрическом анализе используют различные типы реакций, в зависимости от того, какой тип реакции лежит в основе метода. Их различают на:

1. Кислотно-основные методы. В основе этого метода лежат реакции нейтрализации, протекающие между ионами водорода и ионами гидроксила с образованием малодиссоциирующей молекулы воды.
Методы делятся на:

1.1. Алкалиметрия – титрант растворы щелочи.

1.1.1. Вариант нейтрализации. Метод основан на взаимодействии протона водорода с гидроксид анионом с образованием малодиссоциирующей молекулы воды. Пример:

1.1.2. Вариант вытеснения. Метод основан на способности сильного основания вытеснять более слабое основание из его соли. Пример:

1.2. Ацидиметрия – титрант раствор кислоты

1.2.1. Вариант нейтрализации. Метод основан на взаимодействии протона водорода с гидроксид анионом с образованием малодиссоциирующей молекулы воды. Пример:

1.2.2. Вариант вытеснения – Метод основан на способности сильной кислоты вытеснять более слабую из ее соли. Пример:

2. Методы окислительно-восстановительного (редокс) титрования основаны на применении реакций окисления-восстановления. Методы делятся на:
     2.1. Перманганатометрия. Метод основан на окислительных свойствах перманганата калия в сернокислой среде. Условия титрования: сернокислая среда, медленное титрование, температурный режим. Пример:
     2.2. Йодометрия. Метод основан на окислительных свойствах йода. Пример:

2.3. Нитритометрия. В зависимости от типа химической реакции лежащей в основе определения различают следующие варианты метода нитритометрии:

2.3.1. Вариант диазотирования. Применяется для лекарственных средств содержащей в своей структуре первичную ароматическую аминогруппу (новокаин, анестезин, стрептоцид и т.д.)

Пример:
       

2.3.2. Вариант нитрозирования. Применяется для количественного анализа лекарственных средств содержащих вторичную ароматическую аминогруппу (дикаин, стрептоцид растворимый и т.д.)

Пример:
          

2.3.3. Вариант окисления. Применяется для определения восстановителей.

2.4. Броматометрия. Данным методом определяют органические вещества, содержащие в своем составе ароматическое кольцо. Условия титрования: сернокислая среда, катализатор.

Пример:
           

3. Методы осаждения – основаны на применении реакций осаждения. Данными методами определяют вещества, содержащие в своем составе галогенид-ион. Требования к реакциям: определяемое вещество должно хорошо растворятся в воде, осадок должен выпадать быстро и быть практически нерастворимым, точка конца титрования должна хорошо фиксироваться, на результат титрования не должны влиять побочные реакции. Методы делятся на:

3.1. Метод Аргентометрии.

3.1.1. Вариант Мора. Метод основан на количественном осаждении хлоридов (или бромидов) раствором серебра нитрата в нейтральной или слабощелочной среде. Пример:

3.1.2. Вариант Фаянса. Это вариант адсорбционных индикаторов. Этим вариантом определяют неорганические вещества содержащие иодиды и органические вещества содержащие хлориды, а также неорганические вещества содержащие бромиды в смеси с органическими веществами.
Пример:                    

3.1.3. Вариант Фольгарда. Данным методом определяют хлориды, бромиды, иодиды. Метод основан на количественном осаждении анионов в азотнокислой среде. Пример:

3.2. Метод роданометрии. Данным методом проводят количественное определение раствора серебра нитрата. Метод основан на количественном осаждении катионов серебра роданид анионами.
Пример:

4. Метод комплексонометрии. Данным методом определяются соли содержащие в своем составе двухвалентные металлы. Метод основан на способности Трилона Б образовывать прочные внутрикомплексные соединения с катионом металла.

Пример:
     

Оптические методы. В группе инструментальных методов анализа оптические методы занимают одно из доминирующих мест. Этому способствует, прежде всего, то, что им присущи все преимущества инструментальных методов перед классическими, а также сравнительная доступность используемой аппаратуры. В качестве достоинств оптических методов можно отметить следующие:

- высокая чувствительность, что позволяет проводить исследование лекарственных веществ в области малых концентраций;

- разнообразие используемых для аналитических целей свойств определяемого вещества;

- универсальность как в плане применения этих методов для анализа лекарственных веществ любой природы, так и в плане использования на всех стадиях контроля;

- объективность, так как измеряемые в процессе анализа величины регулируются с помощью приборов, независимо от глаза наблюдателя;

- простота, быстрота, несложность операций;

- возможность использования, как в фармакопейном анализе, так и во внутриаптечном контроле;

- возможность автоматизации, что имеет значение при контроле серийных образцов;

Ограничения оптических методов анализа:

- погрешность определений в инструментальных методах несколько выше, чем в классических методах;

- сложность и высокая стоимость некоторых видов применяемого оборудования;

- необходимость использования стандартных образцов.

В основу классификации оптических методов могут быть положены различные принципы. Важнейшим из них является характер взаимодействия исследуемого вещества с электромагнитным излучением. Вещество может поглощать, отражать, рассеивать, преломлять свет, отклонять плоскость поляризации прямолинейно поляризованного света, испускать свет при облучении световым потоком видимого или УФ-диапазона анализируемой пробы или под воздействием других факторов.

Абсорбционные методы.

1. Колориметрия. При колориметрических способах интенсивность окраски стандартного раствора визуально сравнивают с интенсивностью окраски исследуемых растворов, используя при этом несложное аппаратурное оформление: колориметрические пробирки, цилиндры, колориметры. Выделяют варианты колориметрического анализа:

- метод уравнивания: окрашенную пробу и стандартный раствор разбавляют в сосудах одинакового диаметра соответствующим растворителем до совпадения окрасок;

- колориметрическое титрование: уравнивают окраску исследуемого окрашенного раствора с окраской раствора, содержащего все вещества, за исключением анализируемого. Затем во второй раствор постепенно до получения эффекта сравнения окрасок добавляют стандартный раствор анализируемого вещества;

- метод стандартных серий: окрашенную пробу сравнивают со шкалой стандартных растворов, содержащих исследуемые вещества в определенных концентрациях, подбирая совпадение окрасок.

2. Фотоколориметрия (фотоэлектроколориметрия) и спектрофотометрия относится к объективным методам, в которых поглощение измеряется с помощью приборов.

Спектрофотометрический метод широко применяется в анализе многокомпонентных систем, так как позволяет провести, количественное определение компонентов без их предварительного разделения. Определение основано на аддитивности значений оптической плотности всех компонентов смеси при одной длине волны. Спектрофотометрическое определение двух- (и более) компонентных лекарственных смесей может быть осуществлено различными способами в зависимости от характера светопоглощения каждого компонента:

1. Лекарственная форма содержит два вещества, одно из которых имеет максимум светопоглощения, а другое не поглощает УФ-свет в данной области.

2. Каждый из двух компонентов смеси имеет свой максимум светопоглощения, в котором второй компонент оптически прозрачен. Это наиболее оптимальный вариант, позволяющий без разделения определить концентрацию обоих компонентов, содержащихся в лекарственной форме.

3. Лекарственная форма включает два вещества, причем в максимуме поглощения одного из них имеет некоторое светопоглощение и второе вещество, а в максимуме поглощения второго вещества первое оптически прозрачно.

4. Если двухкомпонентная лекарственная смесь содержит лекарственные вещества, полосы поглощения которых налагаются друг на друга, то для количественного определения может быть использован расчетный метод Фирордта.

ИК-спектрофотометрия – метод исследования веществ, основанный на поглощении ИК-излучения, в результате чего происходит усиление колебательных и вращательных движений молекул. В количественном анализе метод применяется редко, но такие случаи описаны в научной печати и в некоторых зарубежных фармакопеях. Изменение концентрации вещества приводит к изменению интенсивности его полос поглощения в спектре, что может быть использовано для количественного определения.

Поляриметрия – физический метод анализа, основанный на свойстве оптически активных веществ вращать (отклонять) плоскость поляризации прямолинейного поляризованного света. В фармацевтическом анализе поляриметрию используют:

- для идентификации оптически активных веществ по величине;

- при испытании на доброкачественность в случае наличия примеси оптически активных веществ;

- в количественном анализе.

При количественном определении готовят растворы анализируемых веществ согласно методикам, приведенным в НД или в руководствах по анализу лекарственных форм, измеряют угол вращения на поляриметре, рассчитывают содержание по формуле , используя данное в методике значение удельного вращения, и делают заключение о качестве.

Достоинствами поляриметрии являются простота и быстрота проведения анализа, некоторым ограничением – возможность использования для анализа соединений только определенной пространственной структуры.

Рефрактометрия – метод анализа, основанный на явлении преломления световых лучей на границе раздела двух различных оптических сред. Явление преломления объясняется различной скоростью распространения света в разных средах.

Рисунок 1 - Схема преломления светового луча.

На рисунке 1 изображено преломление светового луча на границе двух оптических сред: менее оптически плотной, например, воздуха(I) и более оптически плотной, например, раствора анализируемого образца(II).

В среде оптически менее плотной скорость распространения света больше, чем в более оптически плотной, а угол α – угол падения (и соответственно sin α), больше угла β – угла преломления (соответственно sin β). Исходя из вышесказанного, отношение синуса угла падения светового луча (α) к синусу угла преломления (β) для данной длины волны есть величина постоянная, не зависящая от угла падения. Эта величина называется показатель преломления n.

Величина показателя преломления зависит от:

1. Природы вещества.

2. Температуры.

3. Длины волны света.

4. Давления.

5. Концентрации вещества в растворе и природы растворителя.

Рефрактометрия используется в количественном анализе многокомпонентных лекарственных форм. В этом случае возможны два подхода:

- на основе различной растворимости ингредиентов в воде и спирте;

- определение одного или нескольких ингредиентов химическим способом, затем рефрактометрически тот ингредиент, определение которого химическим способом затруднено.

Наиболее часто последний вариант используется при количественном определении глюкозы в многокомпонентных лекарственных смесях.

В первом случае проводят количественное определение ингредиентов бинарных смесей в порошках. При этом выделяют три случая:

1. Один компонент смеси растворим в спирте, но не растворим в воде, другой компонент растворим в воде, но не растворим в спирте.

2. Оба компонента смеси растворимы в воде, один из них растворим в спирте.

3. Оба компонента растворимы в спирте, один из компонентов растворим в воде.

Метод рефрактометрии можно использовать для анализа многокомпонентных лекарственных форм, состоящих из веществ, факторы показателей преломления, которых известны. В таких случаях определяют «n» раствора, затем химическими методами анализируют все компоненты, за исключением одного, количественное определение которого в анализируемой лекарственной форме затруднено.

 Достоинства рефрактометрии:

- достаточная точность при минимальной затрате времени и исследуемого вещества;

- простота выполнения анализа.

Большое значение рефрактометрический метод имеет при исследовании лекарственных смесей, особенно таких, анализ которых химическими методами деликатен, сложен, а в условиях аптек часто невыполним.
Ограничение метода является невысокая чувствительность метода. Рекомендуемая для анализа концентрация должна составлять не менее 3-5%.

1.3 Многокомпонентная лекарственная форма на примере глазных капель состава: рибофлавин, кислота аскорбиновая, калия иодид, раствор глюкозы.

Rp:    Riboflavini 0.001

Acidi ascorbinici 0.05

Kalii iodide 0.3

Sol. Glucosi 2% - 10 ml

M.D.S. По 1 кап. 3 раза в день в оба глаза.

1) Riboflavinum (Рибофлавин)

Vitaminum B2 (Витамин В2)

6,7-Диметил-9- (D-1-рибитил) – изоаллоксазин

С₁₇Н₂₀N₄O₆ М.м. = 376,37

Описание. Желто-оранжевый кристаллический порошок со слабым специфическим запахом, горького вкуса. На свету неустойчив.

Растворимость. Мало растворим в воде, практически нерастворим в 95% спирте, эфире, ацетоне, бензоле и хлороформе, растворим в рас­творах щелочей.

Подлинность. 1 мг препарата растворяют в 100 мл воды, раствор име­ет яркую зеленовато-желтую окраску. При просматривании в ультра­фиолетовом свете обнаруживается интенсивная зеленая флюоресценция, исчезающая при добавлении соляной кислоты или щелочи; при добав­лении гидросульфита натрия исчезает и флюоресценция и окраска.

Удельное вращение от -110° до -130°. Около 0,1 г препарата (точ­ная навеска) растворяют в 4 мл 0,1 н. спиртового раствора едкого кали и доводят свежепрокипяченной и охлажденной водой до 20 мл. Опре­деление проводят не позже чем через 30 минут после приготовления рас­твора.

Потеря в весе при высушивании. Около 0,5 г препарата (точная на­веска) сушат при 100-105° до постоянного веса. Потеря в весе не дол­жна превышать 1,5%.

Сульфатная зола и тяжелые металлы. Сульфатная зола из 0,5 г пре­парата не должна превышать 0,2% и должна выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате).

Количественное определение. Около 0,06 г препарата (точная навес­ка) растворяют в мерной колбе емкостью 1000 мл в смеси 2 мл ледяной уксусной кислоты и 500 мл воды при нагревании на водяной бане. Ра­створ охлаждают и доводят объем раствора водой до метки. 10 мл это­го раствора переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, приливают 3,5 мл 0,1 мол раствора ацетата натрия и доводят объем раствора водой до метки. Измеряют оптическую плотность полученного раствора на спек­трофотометре в кювете с толщиной слоя 1 см при длине волны 267 нм. Содержание рибофлавина в процентах (X) вычисляют по формуле:

,

где D - оптическая плотность испытуемого раствора; а - навеска в граммах; 850 - удельный показатель поглощения Е ^%/_см чистого рибофлавина при длине волны 267 нм. Содержание С₁₇Н₂₀N₄O₆ в препарате должно быть 98,0-102,0% в пе­ресчете на сухое вещество.

Хранение. В хорошо укупоренных банках оранжевого стекла.

ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ