СПОСОБ ИНВЕРСИОННО-ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕНЗИЛПЕНИЦИЛЛИНА
METHOD OF INVERSION CURRENT VOLTAGE DETECTION OF BENZYLPENICILLIN

Настоящее изобретение относится к области аналитической химии антибиотиков, в частности к определению бензилпенициллина, и может быть использовано при его определении в биологических жидкостях организма человека и животных, продуктах питания, сточных водах фармацевтических предприятий и других объектах.
В настоящее время известен способ определения меди на ртутно-пленочном углеситалловом электроде методом инверсионной вольтамперометрии [Каменев А.И. Определение меди и висмута на ртутно-пленочном углеситалловом электроде методом инверсионной вольтамперометрии. / А.И.Каменев, Р.Катеинаре, А.А.Ищенко. // Электр. журнал «Исследовано в России». - 2004, Т.7. - С.1144-1148].
При введении в стандартный раствор меди (II) анализируемого раствора бензилпенициллина протекает химическая реакция комплексообразования меди (II) с бензилпенициллином - Cu:Pen=1:2. Образующийся комплекс электрохимически неактивен в исследуемом диапазоне потенциалов от -0,4 В до +0,2 В. Не вступившую в реакцию медь (II) определяют методом инверсионной вольтамперометрии. Бензилпенициллин можно определять по уменьшению высоты пика анодного растворения меди.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является инверсионно-вольтамперометрический способ определения пенициллина G в водных растворах и биологических жидкостях [SU № 1746289, G01N 27/48, опубл. 07.07.1992].
Инверсионно-вольтамперометрический способ определения пенициллина G в водных растворах и биологических жидкостях включает электрохимическое концентрирование на поверхности электрода с последующей регистрацией катодных вольт-амперных кривых, концентрирование пенициллина осуществляют на ртутно-пленочном электроде в течение 240±20 с в перемешиваемом растворе в интервале потенциалов от +0,1 до +0,25 В на фоне димолярного раствора муравьиной кислоты с последующей регистрацией катодных вольт-амперных кривых при скорости развертки потенциала 45±10 мВ/с, а концентрацию пенициллина определяют по высоте катодного пика в интервале потенциалов от -0,32 до -0,36 (отн. Нас. К.Э.).
Техническим результатом заявляемого изобретения является использование вышеописанного способа для разработки более чувствительного способа инверсионно-вольтамперометрического определения бензилпенициллина.
н
о
Pen
н
о
Технический результат достигается тем, что способ инверсионно-вольтамперометрического определения бензилпенициллина включает приготовление раствора меди (II) и определение ее концентрации после предварительного электровосстановления по высоте пика анодного растворения, где медь (II) переводят в комплексное соединение с бензилпенициллинном, и определение бензилпенициллина проводят по разности между первоначальной концентрацией ионов меди (II) (С) и остаточной концентрацией ионов меди (II), не вступивших в реакцию с бензилпенициллином (С), в присутствии фонового электролита муравьиной кислоты, описываемой формулой C=2·(С-С).
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что нет инверсионно-вольтамперометрического определения бензилпенициллина, основанного на взаимодействии с ионами меди (II), что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
0
0
Сущность способа заключается в использовании варианта инверсионной вольтамперометрии, включающего в себя несколько стадий. Вначале проводят предварительное электролитическое концентрирование Cu на поверхности электрода, затем последующее растворение концентрата с его поверхности. Анализ проводят на анализаторе вольтамперометрическом ТА-4 фирмы Томь-Аналит с применением трехэлектродной ячейки: рабочий индикаторный электрод - ртутно-пленочный, вспомогательный и электрод сравнения - хлоридсеребряные. Заявляемый способ позволяет определять концентрацию бензилпенициллина по уменьшению высоты пика анодного растворения предварительно восстановленной Cu и соответственно концентрации меди (II) в растворе, по причине протекания химической реакции меди (II) с бензилпенициллином. Это уменьшение пропорционально определяемой концентрации бензилпенициллина.
Способ осуществляется следующим образом:
3
2
2
-3
-3
- готовят растворы: Cu(NO)·3HO (C=0.6·10 ммоль/л) и бензилпенициллина натриевой соли (C=1·10 ммоль/л);
3
2
2
- в кварцевые стаканчики с проверенным на чистоту фоновым раствором, содержащим 0,02 мл концентрированной муравьиной кислоты в 10 мл бидистиллята, добавляют 0,04 мл раствора пробы, состоящей из Cu(NO)·3HO и исследуемого раствора, содержащего бензилпенициллина натриевую соль в следующих соотношениях объемов: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 и 1:5, в подготовленные растворы опускают электроды и проводят регистрацию вольтамперограмм. Усредняют полученные вольтамперограммы пробы и, при необходимости, корректируют линии остаточного тока;
3
2
2
1
2
1
1
1
н
к
- далее в каждую электрохимическую ячейку вносят 0,04 мл раствора Cu(NO)·3HO и регистрируют вольтамперограммы пробы с добавкой. Измерения проводят при следующих параметрах: подготовка - 30 с; очистка (ЭХО) 15 с - E - 0,05 В, Е - 1,200 В; растворение 20 с - E - 0,05 В; накопление 15 с - E - -1,150 В; успокоение 5 с - E - -0,850 В; параметры развертки: Е - -0,400 В, Е - 0,200 В, скорость 80 мВ/с. Получают три воспроизводимые вольтамперограммы, усредняют и корректируют линии остаточного тока. При введении бензилпенициллина в раствор, содержащий определенное известное избыточное количество меди (II), происходит взаимодействие меди (II) с бензилпенициллином в соотношении 1:2 [Арзамасцев А.П. Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии. / А.П.Арзамасцев. - М.: Медицина, 1995. - 320 с., СанПиН 2.1.3.1375-03].
Протекающая при этом реакция представлена ниже:
Количество меди (II), не вступившее в реакцию с бензилпенициллином, определяется вышеописанным методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторе ТА-4.
-3
н
о
Pen
н
о
Если обозначить исходную концентрацию меди (0.6·10 ммоль/л) С (начальная концентрация), а остаточную концентрацию меди, не вступившую в реакцию с бензилпенициллином С, то определяемая концентрация бензилпенициллина может быть рассчитана по формуле: C=2·(С-С).
О содержании бензилпенициллина в исследуемом растворе судят по уменьшению высоты пика анодного растворения меди после добавления к ней анализируемого раствора бензилпенициллина и уменьшению концентрации свободных ионов меди, по причине протекания химической реакции меди (II) с бензилпенициллином. Данные инверсионно-вольтамперометрического определения бензилпенициллина приведены в таблице.
Результаты вольтамперометрического определения бензилпенициллина, основанного на образовании соединения с медью (II), введено V=0.04 мл, концентрации исходных растворов: C<sub>Cu</sub> <sup>2+</sup>=0.6·10<sup>-3</sup> ммоль/л, C<sub>Pen</sub>=1·10<sup>-3</sup> ммоль/л (n=3, P=0.95)
Введено Pen, ммоль/л
Найдено Pen, ммоль/л
Найдено Cu (II), ммоль/л
С<sub>н</sub>-С<sub>о</sub> (Cu<sup>2+</sup>), ммоль/л
Sr
0.0002
0.00030±0.00005
0.00035±0.00003
0.00012
0.13
0.0004
0.00045±0.00010
0.00038±0.00010
0.00022
0.15
0.0008
0.00091±0.00020
0.00017±0.00005
0.00045
0.10
0.0012
0.00096±0.00030
0.00014±0.00002
0.00048
0.12
0.0016
0.0013±0.00008
0.00011±0.00003
0.00051
0.07
Исходя из табличных значений следует, что бензилпенициллин можно определять из раствора анализируемого комплекса в интервале концентраций 0.0004-0.0012 ммоль/л, в котором не наблюдается систематических ошибок.
-2
Заявляемый способ позволяет определить бензилпенициллин вольтамперометрическим способом на ртутно-пленочном электроде по уменьшению высоты пика меди (II) и соответственно по уменьшению ее исходной концентрации в растворе. Предлагаемый способ позволяет определять более низкие концентрации бензилпенициллина по-сравнению, например, с известным фотометрическим способом, позволяющим определять бензилпенициллин на уровне 1,4·10 ммоль/л [СанПиН 2.1.3.1375-03].