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 (Е^1%_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 А_ст − 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:

С_х = 0,1 С_st (2D_{257 -} D_{254 -} D₂₆₁) _x / (2D₂₅₇ - D₂₅₄ - D₂₆₁) _st,

Где С_st - концентрация примидона в стандартном растворе, выраженная в мкг/мл, С_х - 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]:

. А_λ (D_отн.) (0,01% тетрациклина в 0,01М HСl), А_380нм=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

С_X - 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, 1981—1995, 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.