Модифицированный метод сравнения в спектрофотометрическом анализе лекарственных средств

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД СРАВНЕНИЯ В СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕС КОМ АНАЛИЗЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

Е.А. ИЛЛАРИОНОВА, И.П. СЫРОВАТСКИЙ

Кафедра фармацевтической и токсикологической химии ИГМУ. Иркутск. 664003, ул. Кр. восстания, д. 1. Фармацевтический факультет Т.В. ПЛЕТЕНЁВА

Кафедра фармацевтической и токсикологической химии РУДН. Москва. 117198, ул. Миклухо-Маклая, д. 8. Медицинский факультет

Разработан и апробирован новый вариант спектрофотометрического анализа лекарственных средств, отличающийся применением внешнего образца сравнения. В качестве внешних образцов сравнения предлагается использовать вещества степени чистоты хч, имеющие ГОСТы, регламентирующие их качество: хромат калия, дихромат калия, феррицианид калия, бензойная кислота, фенолфталеин, аденип, гуанин. С помощью предложенного метода проведен спектрофотомстрический анализ лекарственных средств, имеющих широкое применение в медицинской практике. Показано, что результаты, полученные данным методом, удовлетворяют требованиям нормативной документации: относительная погрешность определения составляет не более 1,3%. Предложенный метод спектрофотометрического анализа отличается доступностью, экспрессностью, простотой методик, не требует использования токсичных реактивов.

В анализе лекарственных средств широкое применение находит спектрофотометрический метод, который характеризуется доступностью, простотой и экспрессностью методик анализа. Одноволновая спектрофотометрия, основанная на законе Бугера [1], подразделяется на метод показателя поглощения1 и метод сравнения, или стандарта [2]. В первом случае градуировка, связанная с определением показателя поглощения, и собственно определение вещества проводятся в разных опытах. Относительная погрешность спектрофотометрического определения в данном методе находится из выражения:

#,=

где $~4 г относительная дисперсия определения оптической плотности;

5у г — относительная дисперсия приготовления раствора;

Бр ( относительная дисиерсия определения показателя поглощения.

Выражение в скобках характеризует дисперсию анализа [3,4], которая является случайной погрешностью и может быть уменьшена увеличением числа повторных измерений и разбавлений. Дисперсия определения показателя поглощения, или дисперсия градуировки [3,4], характеризует постоянную погрешность анализа и не зависит от условий его проведения. Величины Бу.г зависят от конкретной методики анализа и не превышают обычно 1% [5]. Значение Бд,, зависит от класса прибора и составляет десятые доли процента [1]. В то же время величины БЕ,г на одном и том же приборе (в разные дни) достигают нескольких процентов [1], а на разных приборах - гораздо выше [1,12] и могут достигать 18% [5]. Поэтому оценка и нивелирование погрешности градуировки является одной из самых важных проблем спектрофотометрического анализа. Именно наличие значительной и неконтролируемой погрешности градуировки не позволяет применить простой метод показателя поглощения для контроля качества лекарственных средств. Сходные погрешности возникают и при применении градуировочного графика [5]. Метод сравнения, или стандарта, позволяет полностью исключить погрешность градуировки путем совмещения в одном опыте анализа и градуировки.

В фармакопейном анализе используют на самом деле удельный показатель погашения (жстимкции), называя ею удельным показателем поглощения, хотя коэффициенты поглощения и погашения (эксгинкции) отличаются в 2, 3 раза [15].

Дисперсия анализа в методе сравнения определяется из выражения:

= ¿1,- + + Я2угГ + 5^,, = 2

так как 5^,. — 8~Ло(.,а 8у г — 8уог,,, где5^ г и г- относительная дисперсия определения оптической плотности определяемого вещества и образна сравнения соответственно; 5у г и 5Ког (. - относительная дисперсия приготовления испытуемого раствора и раствора образца сравнения соответственно.

Сравнивая выражения (1) и (2), можно увидеть, что дисперсия анализа в методе сравнения в 2 раза выше, чем в методе показателя поглощения. Однако эта погрешность намного меньше погрешности градуировки. Поэтому метод сравнения, или стандарта, широко применяется в фармацевтическом анализе. Однако при контроле качества лекарственных средств приходится сталкиваться с отсутствием или малодоступностью их стандартов, что не позволяет использовать для их анализа метод стандарта.

В связи с вышеотмеченным решение проблемы замены дорогостоящих и малодоступных для многих лабораторий образцов сравнения определяемых веществ на образцы сравнения других соединений для использования их в количественном спектрофотометрическом анализе является актуальным для фармацевтического анализа. Такой вариант метода сравнения, или стандарта, называется методом внешнего стандарта, так как в этом случае определяемое вещество и образец сравнения отличаются по химической структуре.

Материалы и методы.

В работе использовали субстанции лекарственных веществ, отвечающие требованиям нормативных документов. В качестве образцов сравнения использовали дихромат калия, хромат калия, бензойную кислоту, фенолфталеин, феррицианид калия, аденин, гуанин квалификации хч. В качестве растворителей использовали воду очищенную, 0,1М растворы НС1, ИаОН, приготовленные из фиксаналов. Оптические характеристики соединений изучали на спектрофотометрах СФ-26, СФ-46, СФ-56 в кюветах 1 см на фоне растворителя. Величину pH контролировали с помощью иономера ЭВ-74.

Для приготовления растворов веществ навески от 50 мг до 150 мг растворяли в мерной колбе соответствующей вместимости в определенном растворителе, а затем раствор разбавляли путем отбора аликвотной части приготовленного раствора и переноса её в соответс твующую мерную колбу.

Полученные результаты статистически обрабатывали по методу Стьюдента.

Результаты и их обсуждение.

Методология выбора внешних образцов сравнения для спектрофотометрического определения лекарственных веществ нами подробно изложена в работах [6,7]. Теоретически и экспериментально установлено, что внешний образец сравнения можно использовать в спектрофотометрическом определении в том случае, если аналитическая длина волны определяемого вещества входит в интервал, соответствующий половине полуширины полосы поглощения образца сравнения. В работе [8] приведены оптические характеристики и оптимальные области поглощения предлагаемых для использования в спектрофотометрическом анализе внешних образцов сравнения.

Объектами исследования в данной работе выбраны субстанции лекарственных веществ (табл. 1), являющиеся производными ароматического и гетероциклического рядов. Исследуемые лекарственные вещества находят широкое применение в медицинской практике для лечения сердечно-сосудистых, инфекционных, нервно-психических и ряда других заболеваний. Анализ нормативной документации на данные препараты показал, что для их количественного определения предлагается использовать титриметрические

Т аблица1.

Результаты спектрофотометрического определения некоторых лекарственных средств

Лекарственное вещество Л ПШ\. НМ Раствори- тель Образец сравнения Опти- мальная область К пересчета Метрологические характеристики

поглощения, нм X. % ДХ Е,% 8г

Изониазид 266+1 0,1М НС! Дихромат калия 247-267 0,363±0,0015 99,79 0, 86 0,86 0,009

Фтивазид 360+1 0,1М ЫаОН Хромат калия 264-286 0,223+0,0010 99,08 1,08 1,09 0,01 1

Метазид 266+ 1 0,1М НС1 Дихромат калия 247-267 0,357±0,001 1 99,85 0,62 0,62 0,007

Теофиллин 274+1 0.1М ЫаОН Хромат калия 264-286 0,288+0,0014 99,20 0,91 0,92 0,010

Эуфиллин 274+1 0,1М ыпон Хромат калия 264-286 0,288x0,0014 84,90 1,05 1.06 0,013

К'сантинола никотинат 268+1 олм НС1 Дихромат калия 247-267 0.5*5+0,0011 99,80 0,44 0.44 0.006

Пентокси- 274+1 0,1М ЫаОН Хромат калия 264-286 0,498+0,0039 99,34 0,54 0,54 0,006

филлин 274.12 0,1МНС1 Бензойная кислога 268-280 0,213+0.0009 100,05 0,60 0,60 0,006

274+2 0,1 М НС1 Фенолфталеин 268-282 0,357+0,0016 99,87 0,57 0,58 0,006

Ацикловир 261 + 1 0,1 М ЫаОН Феррицианид калия 255-267 0,0815+0,0002 100,06 0,33 0,33 0,004

Фосфаден 258±) 0,1М НС1 Дихромат калия Аденин 247-267 243-273 0,344±0,0020 2,281±0,0140 99,60 100,10 1.03 1.03 1.03 1.03 0,011 0.011

Рибоксин 249+1 0,1М НС1 Калия дихромат Гуанин 247-267 235-263 0,360+0,0020 1,479±0,0070 100,40 99,80 0,34 0,34 0,34 0,34 0,003 0,003

Аденозин 258±! 0,1М НС1 Дихромат калия Аденин 247-267 243-273 1,479+0,0016 1,749±0,0016 99,80 100,50 0,34 0,93 0,34 0,93 0,003 0,010

Атенолол 274+1 0.1М ЫаОН Хромат калия 264-286 4,021+0,0049 99,99 1,30 1,30 0.014

Пі іразидол 276±2 этанол 0,1М НС1 этанол 0,1 МНС! Бензойная кислота Фенолфталеин 268-280 268-282 0,204+0,0010 0,289+0,0075 0,482+0,0018 0,471+0,0020 99,61 100,14 100,12 100,10 0,40 0,48 0,27 0,46 0,4! 0,48 0,27 0,46 0,004 0,005 0,003 0,005

Кислота никотиновая 26 +2 0.1 М НП Дихромат калия 247-267 0,340+0,0020 100,10 0,62 0,62 0.004

Левомицетмн 280±1 0,1М ЫаОН Хромат калия 264-286 0,615±0,0002 99,75 0,69 0,70 0,007

Синтомицин 280±1 0,1М ЫаОН Хромат калия 264-286 0,615+0,0002 99,96 0,85 0,85 0,009

Стрептоцид 258+1 0,1М НС1 Дихромат калия 247-267 0,234+0,003 99,80 1,05 1,05 0,011

Стрептоцид растворимый 269+1 0,1 М НС1 Фенолфталеин 268-282 0,152±0,008 99,90 0,96 0,96 0.010

Норсульфа- 257+1 0,1М ЫаОН Феррицианид калия 255-267 0,053±0,0004 99,80 1,23 1,23 0,013

зол 28011 0,1М НС1 Фенолфталеин 268-282 0,190±0,0070 99,60 1,08 1,08 0,0! 2

Фталазол 264±1 ОЛММаОН Хромат калия 264-286 0,280+0,0014 100,11 0,44 0,44 0,004

Сульгин 259+1 0.1МНС1 Дихромат калия 247-267 0,235+0,0015 99,80 0,45 0.45 0,004

Натрия салицилат 297+1 0,1 М ЫаОН Феррианид калия 290-316 0,045±0,0002 99,71 0,42 0,42 0,006

Натрия 2684 1 0,1 М ЫаОН Хромат калия 264-286 4,569±0,0016 99,64 0,34 0,34 0,003

оензоат 0.1 М ЫаОН Бензойная кислота 261-272 1,00010,0060 99,66 0,19 0.\с> 0.002

методы, многие из которых являются длительными, трудоемкими, требуют использования высокотоксичных реактивов, таких как ледяная уксусная кислота, уксусный ангидрид, нитрат серебра, нитрат ртути, хлорная кислота, ацетат ртути и др. Поэтому совершенствование их анализа является важной задачей.

В связи с тем, что выбранные лекарственные вещества обладают способностью поглощать излучение в УФ и видимой областях спектра, нами разработаны методики их спектрофотометрического определения с использованием внешних образцов сравнения. Условия спектрофотометрического определения и соответствующие образцы сравнения для исследуемых лекарственных веществ представлены в таблице.

В предлагаемом модифицированном методе сравнения формула расчета содержания лекарственного вещества имеет вид:

X,% -

А- -с... к,,,,. -юо%

/С -г,.

где лк.,л,.о1 - оптические плотности определяемого вещества и внешнего образца сравнения соответственно; с . Сточные навески определяемого вещества и внешнего образца сравнения соответственно; К - коэффициент пересчета, который определяется по формуле:

К

"<7'

Ь,,„ос

¡вос_,

где Е'^вос- удельный показатель поглощения внешнего образца сравнения,

Е™°ос- удельный показатель поглощения образца сравнения вещества.

Показатели поглощения определяемого вещества и внешнего образца сравнения рассчитывают при аналитической длине волны, соответствующей максимуму поглощения определяемого вещества, при комнатной температуре (20 ±2°С). Экспериментально установлено, что изменение температуры в пределах ±5°С влияния на значения показателей поглощения определяемого вещества и образца сравнения не оказывает, поэтому в разработанном методе не требуется проводить термостатирования кювет.

Из расчетной формулы (3) видно, что градуировка в модифицированном методе стандарта заключается в определении коэффициента пересчета (4). Погрешность градуировки коэффициента пересчета намного меньше, чем погрешность градуировки показателя поглощения. Это связано с тем, что коэффициент пересчета представляет собой отношение показателей поглощения, что значительно уменьшает погрешность градуировки. Экспериментально установлено, что погрешность определения коэффициента пересчета для разных спектрофотометров не превышает 0,5%. В связи с этим, нет необходимости определять коэффициент пересчета для каждого прибора, его следует указывать в Фармакопейной статье разработчиком методики. Необходимо отметить, что природа испытуемого вещества учтена в данном методе анализа при определении разработчиком коэффициента пересчета по формуле (4), когда используется образец сравнения анализируемого вещества. Влияние на погрешность количественного определения лекарственного вещества (формула (3)) аппаратурной ошибки, растворителей, температуры и других факторов нивелируется путем измерения оптической плотности испытуемого вещества и внешнего образца сравнения на одном приборе при одинаковых условиях анализа. Концентрации растворов определяемого вещества и внешнего образца сравнения подбираются таким образом, чтобы оптические плотности этих растворов были сопоставимыми и измерялись с одинаковой относительной погрешностью. Отмеченные обстоятельства обусловливают широкое применение модифицированного метода сравнения в контроле качества лекарственных средств.

Коэффициенты пересчета исследуемых лекарственных веществ по соответствующим внешним образцам сравнения и результаты их спектрофотометрического определения приведены в таблице. Из представленных экспериментальных данных видно, что относительная ошибка определения лекарственных веществ составляет не более 1,3%. Методика характеризуется хорошей воспроизводимостью (Бг не превышает 0,014), является доступной, экспрессной, не требует дорогостоящих и токсичных реактивов, проста в выполнении.

Необходимо подчеркнуть, что количественному определению лекарственных средств предшествует испытание на специфические примеси методом хроматографии. Как правило, количество этих примесей составляет не более 0,5%, поэтому их присутствие фактически не отражается на результатах количественного определения основного действующего вещества спектрофотометрическим методом, обладающим высокой чувствительностью и требующим разведения 1: 100, 1: 500 и более.

Разработанный модифицированный метод сравнения защищен патентами РФ на изобретения [9,10,11], апробирован в Центрах контроля качества лекарственных средств и заводских лабораториях и включен в фармакопейные статьи [13, 14].

Литература

1. Берштейн И.Я., Каминский IO.fl. Сиектрофотометрический анализ в органической химии. Л.: Химия, 1986.

200 с.

2. Булатов М.И.. Калинкин И. 11. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа. Л. Химия.

1986.431с.

3. Васильев А.Ф. Вычисление дисперсий концетраций для аддитивных многокомпонентных смесей // 'Зав

лаборатория. 1965. 31, №11. С.1331-1337.

А. Васильев А.Ф. Выбор оптимального метода молекулярного спектрального анализа многокомпонентных смесей // Зав. лаборатория. 1967. 33, №9. С.1080-1083.

5. Грюодуб А.И., Георгиевский В.II. Спектрофотометрический анализ в контроле качества многокомпоненг

ных лекарственных средств // Лекарственные средства. Экономика, технология и перспективы получения. М., 1988. 49 с.

6. Илларионова Б.А. Новый вариант спекфофотометричсекого определения слабоокрашенных производных

пиридина // Завод, лаб. Диагностика материалов. 2002. 68. №2. С. 9-13.

7. Илларионова Б.А. Спектрофотометрическое определение 7-|2-окси-3(К-метш1-[5-оксиэтиламино)-пропил]-

геофиллина никотината с применением дихромата калия // Изв. ВУЗов. Сер. «Химия и хим. технология». 2001. 44. 4. С. 7-10.8.

8. Илларионова Б.А., Сыроватский И.II, Артасюк Б.М. Оптические характеристики внешних образцов

сравнения для снектрофотометрии // Труды VII межд. школы-семинара. Люминесценция и лазерная физика: Иркутск, 2003. С, 87-93.

9. Илларионова Б.А.. Абрамова Л.В., Илларионов А.И. Патент РФ на изобретение «Способ определения анти-

биотиков группы хлорамфеникола с использованием стандартного образца свойств». № 2187802 от 20.08.2002. Бюл №23.

10. Илларионова Б.А.. Сыроватский И.11.. Илларионов А.И. Патент РФ па изобретение «Способ количественного определения кислоты никотиновой и ксантинола никотината». № 2193191 от 20.1 1.2002. Бюл,№32.

1 1 Ловцева Б.А.. Беликов В.Г.. Вергейчик Б.И. Патент РФ на изобретение «Способ определения лекаречвенпыч средств производных пурина N-i ликозидпой структуры с использованием стандартного образца свойств». №2146524 oí 20.03.2000. Бюл. №8.

12. Паникин И.Н.. Смирнов Б.В., Пономарёва В.Д. Методы определения влажности и перспективы их использования в фармацевтическом анализе//Фармация. 1981. 30. С.70-73.

13. Метазид. Фармакопейная статья предприятия ОАО “Усолье - Сибирский химфармкомбинат” 42-0310-

2241-02.

14. Фтивазид. Фармакопейная статья предприятия ОАО "Усолье - Сибирский химфармкомбинат” 42-0310-

2242-02.

15. Харитонов /О Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн.1. Общие теоретические основы. Качественный анализ Учеб, для вузов. - М.: Высш. шк , 2001. 615 с.

THE MODIFIED VERSION OF THE COMPARISON METHOD OF SPECTROPHOTOMETRICA1.

DRUGS ANALYSIS

E.A. ILLARIONOVA, I.P. SYROVATSKIY

Department of Pharmaceutical and Toxicological chemistry IGMU, 664003 Irkutsk. Krasnogo

Vosstaniya, I, pharmaceutical faculty

T.V. PLETENEVA

Department of Pharmaceutical and Toxicological chemistry RPFU, I17198, Moscow, Miklukho-Maklaya, 8, medical faculty

A new version of the spcctrophotomctrical drugs analysis has been developed and approved. The analysis is characterised by the usage of an external comparison specimen. YVe suggest using the substances of MCl-typc purity as the external comparison specimen, with the quantity and quality of potassium chromate, potassium dichromate, potassium temcyanide, phenolphthalein, benzoic acid, adenine and guanine specified by the relevant National Standards (COS I). Several widely used medicines were exposed to the spectrophotometrical analysis of this kind and it was demonstrated that the results obtained by this method met the standards set by the appropriate specifications with the error not exceeding 1,3%. The suggested method is characterised by its accessibility, speed, simplicity and non-involvement of toxic reagents.