Способ количественного определения суммы антраценпроизводных в свежих листьях алоэ древовидного
METHOD FOR QUANTITATIVE DETERMINATION OF SUM OF ANTHRACENE DERIVATIVES IN FRESH TREELIKE ALOE LEAVES

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и может быть использовано в центрах контроля качества лекарственных средств и контрольно-аналитических лабораториях при проведении анализа содержания суммы антраценпроизводных в свежих листьях алоэ древовидного.
Действующая система контроля качества требует постоянного усовершенствования подходов к стандартизации биологически активных соединений (БАС) с использованием современных методов анализа и актуальных данных об физико-химических, спектральных и фармакологических свойствах, позволяющих дифференцированно определять конкретные БАС.
Алоэ древовидное (лат. Aloe arborescens Mill.) и препараты на его основе обладают широким спектром биологической активности (1-4). В исследованиях in vivo и in vitro показано, что листья алоэ древовидного и лекарственные препараты из листьев алоэ древовидного обладают антиоксидантным, противовоспалительным, слабительным, ранозаживляющим действием и другими видами активности (1-5). В России разрешены к применению алоэ экстракт жидкий, алоэ сок, алоэ линимент, которые оказывают противовоспалительное, ранозаживляющее действие, разрабатываются другие лекарственные формы (7, 8).
На фиг. 1 представлены структурные формулы фенольных соединений алоэ древовидного. Одним из наиболее известных биологически активных соединений видов алоэ является барбалоин, или алоин (смесь диастереоизомеров, обозначаемых как алоины А и В), для которого продемонстрированы противогистаминное, противовоспалительное, противовирусное, антимикробное, противоопухолевое действие (3, 8, 9). Стандартизацию видов алоэ в Британской, Японской, Европейской Фармакопеях и Фармакопее США проводят по содержанию барбалоина (алоина А) спектрофотометрическим методом (1, 10). В Российской Федерации в проектах фармакопейных статей «Алоэ древовидного листья свежие» и «Алоэ древовидного листья» количественное определение также проводится спектрофотометрическим методом с пересчетом содержания суммы антраценпроизводных на алоэ-эмодин (11). Вышеупомянутые методики многостадийны, предусматривают предварительный кислотный гидролиз с окислением, жидкость-жидкостную экстракцию образовавшихся агликонов и комплексообразование с магния ацетатом.
В качестве прототипа нами взят способ определения алоэнина в проекте фармакопейной статьи «Алоэ древовидного листья свежие» (11). В способе-прототипе из листьев получают сок, к 10,0 мл сока прибавляют 20 мл воды, 12 мл хлористоводородной кислоты концентрированной, 1,2 г железа (III) хлорида и нагревают на кипящей водяной бане в течение 1 ч с обратным холодильником. Раствор охлаждают, количественно переносят с помощью 20 мл воды в делительную воронку вместимостью 250 мл и экстрагируют хлороформом 3 раза по 20 мл. Объединенное хлороформные извлечения помещают в делительную воронку, промывают водой 2 раза по 10 мл, затем фильтруют через бумажный фильтр с 2 г натрия сульфата безводного, помещают в кругло донную колбу и выпаривают на роторном испарителе при температуре не выше 40°С. Сухой остаток растворяют в 25 мл метанола, фильтруют через фильтр «белая лента» (испытуемый раствор А). 1,0 мл раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 10 мл, прибавляют 5 мл магния ацетата раствор 0,5% в метаноле, перемешивают, доводят до метки тем же раствором и вновь перемешивают (испытуемый раствор Б). Измеряют оптическую плотность испытуемого раствора Б на спектрофотометре при длине волны 512 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют магния ацетата раствор 0,5% в метаноле.
Учитывая, что увеличение числа операций в прототипе на стадии пробоподготовки приводит к увеличению ошибки, целью изобретения является разработка способа анализа суммы антраценпроизводных в пересчете на барбалоин в свежих листьях алоэ древовидного методом дифференциальной спектрофотометрии.
Техническим результатом является повышение специфичности, правильности, прецизионности и уменьшение продолжительности способа количественного определения суммы антраценпроизводных в листьях алоэ древовидного.
Технический результат достигается тем, что экстракцию сырья осуществляют однократно, в качестве экстрагента используют 40% этиловый спирт в соотношении «сырье-экстрагент» - 1:50, время экстракции - извлечение на кипящей водяной бане в течение 60 мин. Количественное определение суммы антраценпроизводных в свежих листьях алоэ древовидного проводят методом дифференциальной спектрофотометрии путем измерения оптической плотности испытуемых образцов в щелочно-аммиачном растворе за вычетом оптической плотности аналогично разведенных проб без использования щелочно-аммиачного раствора при аналитической длине волны 412 нм; содержание суммы антраценпроизводных (X в процентах) в пересчете на барбалоин и абсолютно сухое сырье вычисляют по формуле:
где D - оптическая плотность испытуемого раствора;
0
D - оптическая плотность раствора стандартного образца барбалоина;
m - масса сырья, г;
0
m - масса стандартного образца барбалоина, г;
W - потеря в массе при высушивании, %.
В случае отсутствия стандартного образца барбалоина для расчета целесообразно использовать рассчитанное значение удельного показателя
Поглощения  стандартного образца барбалоина при 412 нм, равное 102:
где D - оптическая плотность испытуемого раствора;
m - масса сырья, г;
W - потеря в массе при высушивании, %.
При анализе известных решений в научной литературе не было обнаружено результатов исследований по количественной оценке суммы антраценпроизводных методом дифференциальной спектрофотометрии (после добавления щелочно-аммиачного раствора).
На фиг. 2 представлены электронные спектры поглощения водно-спиртового извлечения из листьев алоэ (кривая 1), 0,003% раствора барбалоина (кривая 2) и 0,003% раствора алоэнина (кривая 3). При изучении электронных спектров водно-спиртовых извлечений листьев алоэ древовидного обнаружен вклад в кривую поглощения барбалоина в области 300-310 нм и 350-390 нм и другого БАС листьев алоэ древовидного алоэнина в области 300-310 нм. Вклад антраценпроизводных в электронный спектр поглощения лекарственного растительного сырья и лекарственных растительных препаратов алоэ древовидного подтверждается батохромным сдвигом длинноволновой полосы в щелочно-аммиачной среде, а также данными дифференциальных спектров с максимумом поглощения 412-416 нм, как представлено на фиг.3 (А - исходные кривые поглощения; Б - дифференциальный вариант; обозначения: 1 - водно-спиртовое извлечение из свежих листьев алоэ древовидного; 2 - водно-спиртовое извлечение в щелочно-аммиачной среде).
При этом важно отметить, что в случае алоэнина не наблюдается батохромный сдвиг длинноволновой полосы в щелочно-аммиачной среде, что свидетельствует о возможности определения суммы антраценпроизводных в присутствии данного вещества, несмотря на его относительно высокое содержание.
Способ осуществляют следующим образом. Около 1,0 г измельченного сырья (точная навеска) помещают в колбу со шлифом вместимостью 100 мл, прибавляют 50 мл 40% этилового спирта. Колбу закрывают пробкой и взвешивают с точностью до ±0,01. Колбу присоединяют к обратному холодильнику и нагревают на кипящей водяной бане (умеренное кипение) в течение 60 мин. Затем колбу охлаждают в течение 30 мин, закрывают той же пробкой, снова взвешивают и восполняют недостающий экстрагент до первоначальной массы. Извлечение фильтруют через бумажный фильтр (красная полоса). Испытуемый раствор готовят следующим образом: 5 мл полученного извлечения помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, доводят раствор до метки щелочно-аммиачным раствором (испытуемый раствор). Испытуемый раствор нагревают в течение 30 мин на кипящей водяной бане. Измеряют оптическую плотность испытуемого раствора на спектрофотометре при длине волны 412 нм через 40 минут после приготовления. В качестве раствора сравнения раствор, полученный следующим образом: 5 мл извлечения (1:50) помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят объем раствора водой очищенной до метки.
Примечание: Приготовление раствора барбалоина. Около 0,0050 г (точная навеска) барбалоина помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, растворяют в 15 мл 70% этилового спирта, доводят объем раствора 70% этиловым спиртом до метки (раствор А барбалоина). 5 мл раствора А барбалоина помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, доводят объем раствора до метки щелочно-аммиачным раствором (испытуемый раствор Б барбалоина). Измеряют оптическую плотность раствора Б на спектрофотометре при длине волны 412 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор, который готовят следующим образом: 5 мл раствора А барбалоина помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят объем раствора до метки водой очищенной (раствор сравнения Б барбалоина).
Щелочно-аммиачный раствор готовят в соответствии с требованиями Государственной Фармакопеи Российской Федерации XIV издания.
Содержание суммы антраценпроизводных в пересчете на барбалоин и абсолютно сухое сырье в процентах (X) вычисляют по формуле:
где D - оптическая плотность испытуемого раствора;
0
D - оптическая плотность раствора стандартного образца барбалоина;
m - масса сырья, г;
0
m - масса стандартного образца барбалоина, г;
W - потеря в массе при высушивании, %.
В случае отсутствия стандартного образца барбалоина для расчета целесообразно использовать рассчитанное значение удельного показателя поглощения  стандартного образца барбалоина при 412 нм, равное 102:
где D - оптическая плотность испытуемого раствора;
m - масса сырья, г;
W - потеря в массе при высушивании, %.
Валидационная оценка разработанной методики проводилась по показателям: специфичность, линейность, правильность и воспроизводимость. Специфичность методики определялась по соответствию максимумов поглощения в спектрах поглощения извлечения, сока и препаратов из листьев алоэ древовидного и выделенного из листьев барбалоина в щелочно-аммиачной среде. Линейность методики определяли для серии растворов барбалоина (с концентрациями в диапазоне от 0,01572 до 0,03816 мг/мл). Коэффициент корреляции составил 0,99995.
Правильность методики определяли методом добавок путем добавления раствора выделенного вещества с известной концентрацией (25%, 50% и 75%) к испытуемому раствору. При этом средний процент восстановления составил 98%.
Метрологические характеристики предлагаемой ВЭЖХ-методики свидетельствуют о том, что ошибка определения среднего результата содержания суммы антраценпроизводых в пересчете на барбалоин в свежих листьях алоэ древовидного с доверительной вероятностью 95% составляет ±3,36%. Ошибки определения барбалоина в пробах с добавками стандартного образца находились в пределах ошибки единичного определения, что свидетельствует об отсутствии систематической ошибки.
Нами было также изучено влияние экстрагента на процесс экстракции. В таблице 1 представлено влияние различных параметров экстракции (экстрагент, продолжительность экстракции, соотношение «сырье-экстрагент») на выход антраценпроизводных из листьев алоэ древовидного. В результате эксперимента было определено, что оптимальными параметрами экстракции являются: однократное извлечение водно-этанольными смесями с концентрацией спирта этилового 40% на кипящей водяной бане в течение 60 минут в соотношении «сырье-экстрагент» - 1:50.
Учитывая, что увеличение числа операций на стадии пробоподготовки ведет к возрастанию ошибки, выбор сделан в пользу одностадийного процесса экстракции с подтверждением требуемой точности количественного определения.
Предлагаемый способ поясняется следующими примерами.
Пример 1.
Около 1 г измельченного сырья (точная навеска) помещают в колбу со шлифом вместимостью 100 мл, прибавляют 50 мл 40% этилового спирта. Колбу закрывают пробкой и взвешивают с точностью до ±0,01. Колбу присоединяют к обратному холодильнику и нагревают на кипящей водяной бане (умеренное кипение) в течение 60 мин. Затем колбу охлаждают в течение 30 мин, закрывают той же пробкой, снова взвешивают и восполняют недостающий экстрагент до первоначальной массы. Извлечение фильтруют через бумажный фильтр (красная полоса). Испытуемый раствор готовят следующим образом: 5 мл полученного извлечения помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, доводят раствор до метки щелочно-аммиачным раствором (испытуемый раствор). Испытуемый раствор нагревают в течение 30 мин на кипящей водяной бане. Измеряют оптическую плотность испытуемого раствора на спектрофотометре при длине волны 412 нм через 40 минут после приготовления. В качестве раствора сравнения раствор, полученный следующим образом: 5 мл извлечения (1:50) помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят объем раствора водой очищенной до метки.
Примечание: Приготовление раствора барбалоина. Около 0,0050 г (точная навеска) барбалоина помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, растворяют в 15 мл 70% этилового спирта, доводят объем раствора 70%) этиловым спиртом до метки (раствор А барбалоина). 5 мл раствора А барбалоина помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, доводят объем раствора до метки щелочно-аммиачным раствором (испытуемый раствор Б барбалоина). Измеряют оптическую плотность раствора Б на спектрофотометре при длине волны 412 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор, который готовят следующим образом: 5 мл раствора А барбалоина помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят объем раствора до метки водой очищенной (раствор сравнения Б барбалоина).
Щелочно-аммиачный раствор готовят в соответствии с требованиями Государственной Фармакопеи Российской Федерации XIV издания.
Содержание суммы антраценпроизводных в пересчете на барбалоин и абсолютно сухое сырье в процентах (X) вычисляют по формуле:
где:
D = 0,1330 - оптическая плотность испытуемого раствора;
0
D = 0,4080 - оптическая плотность раствора СО барбалоина;
m = 1,0006 - масса сырья, г;
0
m = 0,0050 - масса стандартного образца барбалоина, г;
W = 80 - потеря в массе при высушивании, %.
Пример 2.
При необходимости определения суммы антраценпроизводных в листьях алоэ древовидного при отсутствии стандартного образца барбалоина необходимо провести все действия из примера 1 до этапа приготовления раствора стандартного образца барбалоина.
После измерения оптической плотности извлечения из листьев алоэ древовидного при длине волны 412 нм, содержание суммы антраценпроизводных (X в процентах) в пересчете на барбалоин и абсолютно сухое сырье вычисляют по формуле, используя рассчитанное значение
удельного показателя поглощения  (оптическая плотность раствора вещества с концентрацией 1 г/100 мл в кювете с толщиной слоя 1 см) стандартного образца барбалоина при 412 нм - 102.
где:
D = 0,1330- оптическая плотность испытуемого раствора;
m = 1,0006 - масса сырья, г;
W = 80 - потеря в массе при высушивании, %.
Содержание суммы антраценпроизводных, полученное с использованием удельного показателя поглощения, совпадает со значением, полученным в примере 1.
Испытание проводилось в трех повторностях. Все данные были статистически обработаны. Содержание барбалоина составило 0,88% ±0,03%.
Таким образом, предлагаемый способ количественного определения суммы антраценпроизводных в свежих листьях алоэ древовидного методом дифференциальной спектрофотометрии разработан впервые для данного вида сырья и обладает следующими преимуществами:
1. Разработанный метод является более специфичным и селективным, а также позволяет проводить экстракцию сырья однократно, поскольку в качестве экстрагента используется 40% этиловый спирт, позволяющий исчерпывающе извлекать целевые вещества (антраценпроизводные).
2. Число стадий разработанного сокращено с 6 в прототипе (получение сока, кислотный гидролиз с окислением, жидкость-жидкостная экстракция, упаривание, растворение в магния ацетата растворе 0,5% в метаноле и измерение оптической плотности) до 3 (получение извлечения, разведение аликвот испытуемого раствора щелочно-аммиачным раствором или водой, измерение оптической плотности).
3. В разработанном способе отсутствуют такие стадии, как кислотный гидролиз, окисление, жидкость-жидкостная экстракция, которые используются в прототипе. Из способа исключен такой огнеопасный растворитель, как диэтиловый эфир.
4. Пересчет суммы антраценпроизводных идет на специфические для листьев алоэ древовидного вещества - барбалоин (смесь диастереоизомеров -алоины А и В).
5. Ошибка определения среднего результата предлагаемого способа составляет ±3,36%. Это свидетельствует о высокой воспроизводимости методики.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. Зилфикаров, И.Н. Современные аспекты фармакогностического и биохимического изучения суккулентного сырья алоэ древовидного и каллизии душистой /И.Н. Зилфикаров, Д.Н.Олейников, Т.А. Ибрагимов, В.А. Челомбитько, В.В. Вандышев // МО, Щелково: Издатель Мархотин П.Ю., 2013. - 192 с.
2. Куркин, В.А. Фармакогнозия: Учебник для студентов фармацевтических вузов (факультетов). / // 4-е изд., перераб. и доп. - Самара: ООО «Офорт»; ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России, 2019. - 1278 с.
3. European medicines agency. Assessment report on Aloe barbadensis Mill, and on Aloe (various species, mainly Aloe ferox Mill, and its hybrids), folii succus siccatus. 22 November 2016. EMA/HMPC/759585/2015. URL: https://www.ema.europa. eu/en/documents/herbal-report/final-assessment-report-aloe-barbadensis-mill-aloe-various-species-mainly-aloe-ferox-mill-its_en.pdf (дата обращения: 21.04.2021 г.).
4. Singab, A.N.B. A systemic review on Aloe arborescens pharmacological profile: Biological activities and pilot clinical trials / A.N.B. Singab, H.M. El-Hefhawy, A. Esmat et al. // Phytother. Res. - 2015. - Vol.29. - P. 1858-1867.
5. Yamamoto, M. Anti-inflammatory active constituents of Aloe arborescens Miller / M.Yamamoto, T. Masui, K. Sugiyama et al. // Agric. Biol. Chem. - 1991. - Vol. 55. - P. 1627-1629. DOI: 10.1080/00021369.1991.10870794
6. Государственный реестр лекарственных средств [Электронный ресурс]. Электрон. дан. 2021. URL: http://grls.rosminzdrav.ru/grls.aspx. (дата обращения: 21.04.2021 г.).
7. Глущенко, С.Н. Разработка суппозиториев на основе сока алоэ древовидного / С.Н. Глущенко, А.А. Шмыгарева, А.Н. Саньков // Аспирантский вестник Поволжья. - 2020. - №1-2. - С. 126-130.
8. Groom, Q.J. Barbaloin in aloe species / Q.J. Groom, T. Reynolds // Planta Med. -1987. - Vol. 53, No. 4. - P. 345-348.
9. Олейников, Д.Η. Исследование химического состава алоэ древовидного (Aloe arborescens Mill.) / Д.И. Олейников, И.Н. Зилфикаров, Т.А. Ибрагимова / Химия растительного сырья. - 2010. - №3. - С. 77-82.
10. European Pharmacopoeia, 9th ed., EDQM, European Pharmacopoeia, Council of Europe, B.P. 907, F - 67029, Strasbourg, France, 2017.
11. Проект Фармакопейной статьи «Листья алоэ древовидного свежие». URL: https://static-0.rosminzdrav.ru/system/attachments/attaches/000/043/588/original/%D0%A4%D %A1-%D0%90%D0%BB%D0%BE%D1%8D_%D0%B4%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D 0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BB%D0%B8%D1%81% D1%82%D1%8C%D1%8F_%D1%81%D0%B2%D0%B5%D0%B6%D0%B8%D0%B5_15.03.2019.docx? 15 52920445. (дата обращения: 21.04.2021 г.).