ГБОУ ВПО «СМОЛЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Минздрава РФ
Кафедра фармацевтической химии и фармакогнозии с курсом фармации дополнительного профессионального образования
Заведующая кафедрой: доц. к.ф.н.
КИСИЛЁВА АНАСТАСИЯ НИКОЛАЕВНА
Выполнила:
Марченко Юлия Николаевна
1 группа 5 курс заочное отделение
фармацевтический факультет
Курсовая работа
Общая характеристика физических и физико-химических методов контроля качества лекарственных веществ
Научный руководитель: Васильева Ольга Вадимовна
Смоленск, 2016 год
Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор литературы
Классификация инструментальных методов анализа
Физические и физико-химические методы анализа
1. Хроматография
2. Электрометрические методы анализа
3. Спектрометрия в ближней инфракрасной области
4. Автоматический элементный анализ
5. Определение распределения частиц по размеру методом
лазерной дифракции света
6. Оптическая микроскопия
7. Потеря в массе при высушивании
Глава 2. Материал и методики исследования
Глава 3. Результаты собственного исследования
Количественное определение α-токоферола ацетат методом ГЖХ
Заключение. Выводы
Список использованной литературы
Введение
Цель: изучить классификацию, особенности использования физических и физико-химических методов контроля качества лекарственных веществ.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Углубить и расширить знания по изучаемой дисциплине;
2. Рассмотреть основы и принципы работы методов;
3. Изучить особенности использования физических и физико-химических методов контроля качества ЛВ;
4. Применить знания, полученные в процессе обучения, в изучении данной темы курсовой работы
Физико-химические методы анализа (ФХМА) основаны на использовании зависимости физических свойств веществ (например, светопоглощения, электрической проводимости и т.д.) от их химического состава. Иногда в литературе от ФХМА отделяют физические методы анализа, подчёркивая тем самым, что в ФХМА используется химическая реакция, а в физических - нет.
Физические методы анализа и ФХМА, главным образом в западной литературе, называют инструментальными, так как они обычно требуют применения приборов, измерительных инструментов. Инструментальные методы анализа в основном имеют свою собственную теорию, отличную от теории методов химического (классического) анализа (титриметрии и гравиметрии). Базисом этой теории является взаимодействие вещества с потоком энергии
Бурное развитие физических и физико-химических методов анализа было вызвано тем, что классические методы химического анализа (гравиметрия, титриметрия) уже не могли удовлетворять многочисленные запросы химической, фармацевтической, металлургической, полупроводниковой, атомной и других отраслей промышленности, требовавших повышения чувствительности методов до 10-8 – 10-9 %, их селективности и экспрессности, что позволило бы управлять технологическими процессами по данным химического анализа, а также выполнять их в автоматическом режиме и дистанционно.
Ряд современных физических и физико-химических методов анализа позволяют одновременно в одной и той же пробе выполнять как качественный, так и количественный анализ компонентов. Точность анализа современных физико-химических методов сопоставима с точностью классических методов, а в некоторых, например в кулонометрии, она существенно выше.
К недостаткам некоторых физических и физико-химических методов следует отнести дороговизну используемых приборов, необходимость применения эталонов. Поэтому классические методы анализа по-прежнему не потеряли своего значения и применяются там, где нет ограничений в скорости выполнения анализа и требуется высокая его точность при высоком содержании анализируемого компонента.
Глава 1. Обзор литературы
Классификация инструментальных методов анализа
В основу классификации физико-химических методов анализа положена природа измеряемого физического параметра анализируемой системы, величина которого является функцией количества вещества. В соответствии с этим наибольшее значение имеют следующие группы инструментальных методов анализа (схема 1).
 |
Схема. 1. Классификация инструментальных методов анализа
Согласно данной схеме инструментальные методы анализа базируются на:
Ø Спектральные и другие оптические методы анализа, основанные на измерении оптических свойств и различных эффектов, наблюдаемых при взаимодействии вещества с электромагнитным излучением.
Ø Электрохимические методы анализа, основанные на измерении электрических параметров.
Ø Хроматографические методы анализа, основанные на использовании сорбции в динамических условиях, применяются для разделения и анализа однородных многокомпонентных смесей.
Физические и физико-химические методы анализа
1. Хроматография
Хроматографией называется физико-химический метод разделения смесей, в котором разделяемые компоненты распределены между двумя фазами. Одна из этих фаз (стационарная фаза) неподвижна, а другая (подвижная фаза) постоянно движется в определенном направлении.
По свойствам подвижной и неподвижной фаз хроматографические методы можно разделить на следующие типы, показанные на схеме (рис. 1.1).
Результат хроматографического разделения представляется в виде хроматограммы.
Хроматограмма и хроматографичеcкие параметры Хроматограммой называют последовательность пятен, зон или пиков, соответствующих компонентам исходной смеси после их хроматографического разделения. Для любого типа хроматографического процесса (см. рис. 1.1), в котором для регистрации результата используется детектор, хроматограмма представляет собой график зависимости сигнала детектора, пропорционального концентрациям разделяемых компонентов, от времени (колоночная хроматография) или расстояния (планарная хроматография). В планарной хроматографии хроматограммой называют также зафиксированную на бумаге (бумажная хроматография) или на ТСХ-пластинке (тонкослойная хроматография) последовательность пятен компонентов исходной (анализируемой) смеси.
Схема типичной хроматограммы приведена на рис. 1.2. Хроматограмма состоит из пиков, разделенных базовой линией.
Базовая линия соответствует сигналу только от подвижной фазы.
Пик – кривая, в идеале приближающаяся к кривой гауссова распределения, которая описывает постепенное нарастание концентрации вещества и последующее ее уменьшение.
1.1. Хроматография на бумаге
Хроматографический процесс, протекающий на листе фильтровальной бумаги при перемещении по ее капиллярам и поверхности подвижной фазы, называется хроматографией на бумаге.
Неподвижной фазой является либо сама бумага, либо вещества, пред- варительно нанесенные на ее волокна. Механизм хроматографии на бумаге может быть распределительным, адсорбционным или ионообменным. Перемещение подвижной фазы происходит либо только под действием капиллярных сил (восходящая хроматография), либо под действием капиллярных сил и силы тяжести (нисходящая хроматография).
При хроматографировании анализируемые вещества образуют на бумаге круглые или овальные пятна (зоны). Совокупность пятен, полученных при хроматографировании данного анализируемого образца, называется хроматограммой.
1.2. Тонкослойная хроматография
Хроматографический процесс в тонком слое сорбента, нанесенном на инертную твердую подложку (стеклянную, металлическую или полимерную), называется тонкослойной хроматографией или хроматографией в тонком слое сорбента (ТСХ).
Разделение может осуществляться по нескольким механизмам: адсорбционному, распределительному, ион-парному, ионообменному, эксклюзионному (гель-проникающему), хиральному или какой-либо их комбинации.
В результате движения анализируемого вещества и элюента под действием капиллярных сил происходит разделение смеси исследуемых веществ на ее компоненты. При разделении вещества образуют на поверхности сорбента круглые или эллипсовидные пятна или полосы (хроматографические зоны).
1.3. Газовая хроматография
Газовая хроматография – это метод колоночной хроматографии, в котором подвижной фазой служит газ, движущийся через колонку, заполненную неподвижной фазой.
Применяют как газоадсорбционную, так и газожидкостную (преимущественно) хроматографию.
Анализ проводят на специальных приборах – газовых хроматографах.
Основные узлы газового хроматографа: источник подвижной фазы, устройство ввода пробы, колонка с термостатом, детектор, система сбора и обработки данных. Требуемые температурные режимы устройства ввода пробы, колонки и детектора устанавливаются в соответствующих термостатах.
1.4. Высокоэффективная жидкостная хроматография
Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) – это метод колоночной хроматографии, в котором подвижной фазой (ПФ) служит жидкость, движущаяся через хроматографическую колонку, заполненную неподвижной фазой (сорбентом). Колонки для ВЭЖХ характеризуются высоким гидравлическим давлением на входе в колонку, поэтому ВЭЖХ иногда называют «жидкостной хроматографией высокого давления».
В зависимости от механизма разделения веществ различают следующие варианты ВЭЖХ: адсорбционную, распределительную, ионообменную, эксклюзионную, хиральную и др.
В адсорбционной хроматографии разделение веществ происходит за счет их различной способности адсорбироваться и десорбироваться с поверхности адсорбента с развитой поверхностью, например, силикагеля.
В распределительной ВЭЖХ разделение происходит за счет различия коэффициентов распределения разделяемых веществ между неподвижной (как правило, химически привитой к поверхности неподвижного носителя) и подвижной фазами.
По полярности ПФ и НФ ВЭЖХ разделяют на нормально-фазовую и обращенно-фазовую.
Нормально-фазовым называют вариант хроматографии, в котором используются полярный сорбент (например, силикагель или силикагель с привитыми NH2- или CN-группами) и неполярная ПФ (например, гексан с различными добавками). В обращенно-фазовом варианте хроматографии используют неполярные химически модифицированные сорбенты (например, неполярный алкильный радикал C18) и полярные подвижные фазы (например, метанол, ацетонитрил).
В ионообменной хроматографии молекулы веществ смеси, диссоциировавшие в растворе на катионы и анионы, разделяются при движении через сорбент (катионит или анионит) за счет их разной скорости обмена с ионными группами сорбента.
В эксклюзионной (ситовой, гель-проникающей, гель-фильтрационной) хроматографии молекулы веществ разделяются по размеру за счет их разной способности проникать в поры неподвижной фазы. При этом первыми из колонки выходят наиболее крупные молекулы (с наибольшей молекулярной массой), способные проникать в минимальное число пор неподвижной фазы, а последними выходят вещества с малыми размерами м олекул.
Часто разделение протекает не по одному, а по нескольким механи змам одновременно.
Метод ВЭЖХ может применяться для контроля качества любых негазообразных анализируемых веществ. Для проведения анализа используют соответствующие приборы – жидкостные хроматографы.
1.5. Хиральная (энантиоселективная) хроматография
Основу хроматографического метода составляет селективное разделение (расщепление) оптически активных соединений на отдельные энантиомеры. Разделение может осуществляется методами газовой и жидкостной хроматографии на хиральных неподвижных фазах или на ахиральных неподвижных фазах с использованием хиральных подвижных фаз. В качестве неподвижных фаз могут быть использованы сорбенты с модифицированной поверхностью, содержащей такие вещества как хитозаны, циклодекстрины, полисахариды, белки и др. (селекторы). В качестве подвижных фаз могут быть использованы подвижные фазы с различными добавками (модификаторами): хиральные комплексы металлов, нейтральные хиральные лиганды, ион-парные реагенты.
В частных фармакопейных статьях должно быть дано подробное описание рекомендуемой хиральной фазы (неподвижной или подвижной) и условий анализа.
Селекторы должны иметь хиральные центры и содержать полярные функциональные группы (-ОН, -NH2, -СООН и др.).
Эффективно разделение на катионных хиральных сорбентах. Хиральное разделение достигается полностью при достаточном количестве хиральных центров, которые иногда вводят даже в боковые цепи селектора.
В газовой хроматографии наиболее эффективное и селективное разделение хиральных соединений наблюдается при использовании капиллярных колонок.
В ряде случаев для повышения селективности или чувствительности метода можно использовать дериватизацию изучаемых образцов.
1.6. Сверхкритическая флюидная хроматография
Cверхкритическим флюидом (или просто флюидом) называется вещество при значениях температуры и давления выше критических (ТС и РС, соответственно). В этом состоянии (сверхкритическом флюидном) свойства вещества являются промежуточными между свойствами газа и жидкости. Хроматографический процесс, в котором в качестве подвижной фазы испольpуется флюид, называется сверхкритической флюидной хроматографией (СФХ)
С точки зрения применения флюида в качестве подвижной фазы в хроматографии важны его плотность, коэффициент самодиффузии и вязкость. Плотность основных флюидов, используемых в хроматографии, примерно на 2–3 порядка больше плотности газов и в несколько раз меньше плотности соответствующих жидкостей. Вязкость флюидов примерно на порядок выше вязкости газов и примерно во столько же раз меньше вязкости жидкостей. Это же соотношение справедливо и для коэффициентов самодиффузии. На этом различии свойств основаны преимущества СФХ по сравнению с ВЭЖХ: – скорости разделения в СФХ значительно выше, чем в ВЭЖХ;
– размывание пиков в СФХ меньше, чем в ВЭЖХ (хотя и больше, чем в ГХ).
2. Электрометрические методы анализа
2.1. Амперометрическое титрование
Амперометрическое титрование является методом количественного анализа, при котором конечная точка титрования определяется по изменению тока между погруженными в анализируемый раствор электродами в зависимости от количества прибавляемого титранта. Один из электродов – индикаnорный, второй – электрод сравнения, обладающий постоянным потенциалом. Напряжение, накладываемое на электроды, должно быть таким, чтобы потенциал индикаторного электрода обеспечивал предельный диффузионный ток, обусловленный разрядом электрохимически активных соединений, участвующих в титриметрической реакции.
Разновидностью метода является использование пары идентичных индикаторных электродов небольшой поверхности (обычно платиновые или золотые), находящихся под небольшим напряжением, достаточным для проте- кания катодного и анодного процессов при наличии в растворе окислитель- но-восстановительной пары. Это вид титрования рекомендуется при йодо- метрическом и нитритометрическом определении, а также при определении воды по методу К. Фишера.
Прибор для амперометрического титрования состоит из источника постоянного тока с регулируемым напряжением, микроамперметра и электродной пары. В качестве индикаторного электрода обычно используют инертные электроды: платиновый, золотой, ртутный капельный, графитовый или стеклоуглеродный, а также сделанный из этих материалов вращающийся дисковый электрод, – в качестве электрода сравнения – каломельный или хлорсеребряный электрод.
При титровании в средах с большим сопротивлением может использоваться трехэлектродная схема. Напряжение накладывается на индикаторныии вспомогательный электроды, а требуемый потенциал индикаторного электрода устанавливается относительно электрода сравнения.
При амперометрическом титровании устанавливают потенциал индикаторного электрода, обеспечивающий протекание электрохимической реакции, и регистрируют величину тока в зависимости от количества добавленного титранта. Титрование продолжают после достижения предполагаемой точки эквивалентности. Форма кривых титрования зависит от того, какое вещество электроактивно до и после точки эквивалентности, но всегда эти кривые имеют две ветви, которые пересекаются в конечной точке титрования. По меньшей мере по три точки на каждой из ветвей должны лежать на прямой.
В частных фармакопейных статьях указывают индикаторный электрод, электрод сравнения и напряжение, накладываемое на электроды (или разность потенциалов двух индикаторных электродов).
2.2. Потенциометрическое титрование
Потенциометрическое титрование является методом количественного анализа, при котором конечная точка титрования определяется по изменению потенциала индикаторного электрода в зависимости от количества прибавляемого титранта. В качестве индикаторного электрода при кислотноосновном титровании обычно используют стеклянный электрод, при окислительно-восстановительном титровании платиновый электрод, в комплексонометрическом титровании ртутный или ионоселективный электрод, а в реакциях осаждения серебряный или сульфидсеребряный электрод.
Второй электрод электродной пары, погруженной в анализируемый раствор, является электродом сравнения, обладающим постоянным потенциалом. Обычно в качестве электрода сравнения используют каломельный или хлорсеребряный электроды. В случаях, когда ионы, диффундирующие из электрода сравнения, могут мешать титрованию, или при титровании в неводных средах, электрод сравнения отделяют от анализируемого раствора электролитическим мостиком. Если титрование проводится при постоянном значении рН, в качестве электрода сравнения можно использовать стеклянный электрод.
Потенциал индикаторного электрода обычно измеряют при нулевом или практически нулевом токе. Наиболее удобно использовать для этих целей высокоомный потенциометр (рН-метр).
При потенциометрическом титровании регистрируют потенциал индикаторного электрода в зависимости от количества добавленного титранта, а титрование продолжают после достижения предполагаемой точки эквивалентности. Конечной точке титрования отвечает максимальное значение изменения потенциала (Е) к приращению объема добавленного титранта (V). Конечную точку титрования находят графически методом касательных по кривой зависимости потенциала индикаторного электрода от количества добавленного титранта, или расчетным путем. Потенциометрическое титрование может быть автоматизировано с использованием автотитраторов, способных проводить математический анализ кривой титрования, или останавливать прибавление титранта при достижении потенциала индикаторного электрода значения, отвечающего точке эквивалентности.
2.3. Электропроводность
Электропроводность, электрическая проводимость –
способность тела пропускать электрический ток под воздействием
электрического поля, а также физическая величина, количественно характеризующая
эту способность. Ток определенной силы (I), протекающий через
проводник, прямо пропорционален приложенному напряжению U и обратно
пропорционален сопротивлению R проводника:
Электропроводность (ранее называемая удельной электропроводностью) раствора (κ) является обратной величиной удельного сопротивления. Удельное сопротивление () определяется как физическая величина, равная электрическому сопротивлению цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения.
Единицей электропроводности в международной системе является cименс (См). На практике электропроводность раствора выражается в сименсах на сантиметр−1 (См·см−1). Единицей сопротивления в международной системе является ом-метр (Ом·м). Если нет других указаний, температура, уста- новленная для выражения электропроводности или сопротивления, равна 25 °С.Аппаратура и методика применимы для лабораторных измерений электропроводности с величиной более 10 мкСм·см−1. Измерение электропроводности воды описано в соответствующих фармакопейных статьях.
2.4. Электрофорез
Электрофорез – метод анализа, основанный на способности заряженных частиц, растворенных или диспергированных в электролите, перемещаться под действием внешнего электрического поля.
Различие физико-химических свойств заряженных частиц (размер, форма, величина заряда), а также влияние факторов электролитической среды (напряженность электрического поля, природа среды, вязкость электролита, рН, температура среды, а также продолжительность электрофореза) обусловливают различие скоростей перемещения частиц и, следовательно, обеспечивают их разделение. При электрофорезе на твердых носителях на подвижность и эффективность разделения дополнительное влияние оказывают: адсорбция, неоднородность вещества носителя и его ионообменные свойства, размер пор, электроосмос и капиллярный эффект.
Электрофоретическая подвижность является величиной, характерной для данного вещества. Различают абсолютную и относительную электрофоретическую подвижность. Абсолютная электрофоретическая подвижность измеряется в сантиметрах в секунду под влиянием градиента потенциала 1 В на 1 см. Относительная электрофоретическая подвижность есть отношение подвижности исследуемого вещества к подвижности другого вещества, принятого за стандарт.
Все электрофоретические методы могут быть разделены на две основные категории: электрофорез в свободном растворе, называемый также электрофорезом с подвижной границей или фронтальным электрофорезом; и электрофорез на поддерживающих средах, называемый также зональным электрофорезом.
При фронтальном электрофорезе воздействию электрического тока подвергается раствор электролита, и анализируемые компоненты, помещенные непосредственно в раствор. Этот метод является способом прямого определения электрофоретической подвижности веществ в отсутствие влиянияэффектов носителя (адсорбции, электроосмоса, неоднородности среды), однако непригоден для выделения чистых компонентов анализируемой смеси из-за низкого разрешения. Метод может применяться для веществ с относительно высокой молекулярной массой, обладающих низкой диффузионной способностью.
2.5. Капиллярный электрофорез
Капиллярный электрофорез – это физический метод анализа, основанный на подвижности внутри капилляра заряженных частиц в растворе электролита под влиянием приложенного электрического поля.
3. Спектрометрия в ближней инфракрасной области
Спектрометрия в ближней инфракрасной области (БИК спектрометрия, англ. NIR) – метод, основанный на способности веществ поглощать электро- магнитное излучение в диапазоне длин волн от 780 до 2500 нм (от 12500 до 4000 см-1).
Поглощение в БИК-диапазоне связано, как правило, с обертонами основных колебательных частот связей C-H, N-H, O-H и S-H и их комбинация- ми. Наиболее информативным диапазоном является область от 1700 до 2500 нм (от 6000 до 4000 см-1).
Анализ информации, извлекаемой из БИК-спектров, проводится с применением хемометрических алгоритмов, которые требуют создания первичного массива данных.
В рамках применимости метода, БИК-спектрометрия позволяет прямо или косвенно проводить качественную и количественную оценку химических, физических и физико-химических характеристик анализируемого объекта, в том числе оценивать следующие характеристики:
– содержание воды и органических растворителей;
– гидроксильное и йодное число, степень гидроксилирования;
– кристаллическую форму и степень кристалличности;
– полиморфную форму или псевдополиморфную форму;
– степень дисперсности частиц и другие.
БИК-спектрометрия обладает следующими возможностями:
– простота подготовки проб или отсутствие подготовки;
– быстрота измерений;
– неразрушающий характер анализа;
– возможность одновременной оценки нескольких параметров (показа- телей);
– возможность проведения дистанционного контроля, в том числе в технологических потоках в режиме реального времени.
4. Автоматический элементный анализ
Метод автоматического элементного анализа основан на высокотемпературном (от 1100 до 1800 oС) окислительном разложении исследуемых веществ с последующим хроматографическим определением компонентов образовавшейся газовой смеси.
Метод элементного анализа может быть использован для определения содержания активного вещества в фармацевтических субстанциях, в состав молекул которых входят углерод (С), водород (Н), азот (N) или сера (S), на основании данных элементного анализа на любой из этих элементов. Применение метода элементного анализа для определения других элементов должно быть описано в частной фармакопейной статье. Метод может быть использован и для целей идентификации лекарственного вещества на основе установления его брутто-формулы.
Для определения содержания элементов C, H, N и S в субстанциях проводят высокотемпературное окислительное разложение в потоке гелия, либо его смеси с кислородом в присутствии катализатора окисления, последующее восстановление окислов азота до молекулярного азота в присутствии катализатора восстановления и определение образующихся продуктов (CO2, H2O, N2, SO2), соответствующих определяемым элементам, методом газовой хроматографии.
Метод элементного анализа может быть применен и для определения содержания активного вещества в лекарственных препаратах, но только на основании определения азота, входящего в состав молекулы фармацевтической субстанции, при условии отсутствия азота в молекулах вспомогательных веществ. Вследствие присутствия наполнителей при окислительном разложении лекарственных препаратов образуется большое количество углерода диоксида (СО2), мешающего определению азота. В связи с этим газохроматографическое определение азота проводится после предварительного поглощения углерода диоксида (вместе с серы диоксидом) и воды. В качестве катализатора окисления обычно используют меди(II) оксид (CuO) с добавкой ванадия(V) оксида (V2O5) или посеребрянного кобальта(II,III) оксида (Co3O4). В качестве катализатора восстановления при- меняют электролитическую медь. Применение других катализаторов должно быть указано в частной фармакопейной статье.
Для поглощения диоксидов углерода и серы (CO2 и SO2) используют ловушки с натронной известью, воды – с ангидроном или освобождаются от воды в соединительных трубках, стенки которых селективно проницаемы для воды.
Метод применим для анализа как твердых, так и жидких лекарственных средств.
5. Определение распределения частиц по размеру методом лазерной дифракции света
Метод лазерной дифракции света, используемый для определения распределения частиц по размеру, основан на анализе профиля рассеяния света, возникающего при освещении частицы коллимированным лазерным пучком. Традиционно метод позволяет измерять частицы в диапазоне от 0,1 мкм до 3 мм. Современные достижения в приборостроении позволили расширить этот диапазон (от 0,1 мкм до 8 мм).
Метод предназначен для контроля качества лекарственных препаратов (порошки, суспензии, эмульсии, пасты, настойки и т. д.) по показателю «размер частиц и их распределение». Специфические условия проведения анализа по измерению размера частиц и их распределению в конкретных лекарственных средствах указывают в соответствующих частных фармакопейных статьях. Метод позволяет определять, а затем и нормировать размер частиц и их распределение в субстанциях.
Метод не может отличить рассеяние от отдельных частиц и рассеяние от кластеров частиц, т. е. агломератов или агрегатов. В случае если образцы содержат агломераты или агрегаты частиц и если необходимо определить распределение отдельных частиц по размеру, то перед измерением кластеры диспергируют на отдельные частицы. Для несферических частиц получают соответствующее распределение эквивалентных сфер по размеру, поскольку метод предполагает использование сферических частиц в своей оптической модели. Полученное распределение частиц по размеру может отличаться от распределений, основанных на других физических принципах (например, седиментации или ситовом определении).
6. Оптическая микроскопия
Оптическая микроскопия применяется для характеристики частиц размером от 1 мкм и более. Нижний предел определяется разрешающей способностью микроскопа. Верхний предел менее показателен и определяется с большими трудностями, связанными с необходимостью описания формы больших частиц.
Метод может использоваться при контроле качества мягких лекарственных форм, суспензий, эмульсий, аэрозолей (определение размера частиц), в технологии лекарственных форм для определения степени измельченности субстанций и вспомогательных веществ, а также для определения кристалличности субстанций, так как форма, окраска и размер кристаллов являются индивидуальными характеристиками вещества.
7. Потеря в массе при высушивании
Определение потери в массе при высушивании проводят одним из приведенных ниже способов и результат выражают в виде массовой доли в процентах.
Методика. Точную навеску испытуемого вещества, указанную в частной фармакопейной статье, помещают в предварительно высушенный в условиях, описанных для испытуемого вещества, и взвешенный бюкс. Вещество сушат до постоянной массы или в течение времени, указанного в частной фармакопейной статье, одним из следующих способов: 1) Высушивание в сушильном шкафу в пределах температурного интервала, указанного в частной фармакопейной статье. Если не указано иначе, вещество сушат до постоянной массы при температуре от 100 до 105 oС. 2) В эксикаторе над фосфора(V) оксидом: – при атмосферном давлении и комнатной температуре; – в вакууме при комнатной температуре или температуре, указанной в частной фармакопейной статье; – в «глубоком вакууме»: при давлении не более 0,1 кПа при температуре, указанной в частной фармакопейной статье.
Могут быть применены иные условия, указанные в частной ФС.
Глава 2. Материал и методики исследования
В курсовой работе были использованы объекты исследования и вспомогательные вещества, которые соответствовали по качественным и количественным показателям нормативной документации ГФ СССР X и XI изд., отдельных фармакопейных статей, ГОСТ, ОСТ и ТУ.
Материалы исследования:
- α-токоферола ацетат;
Оборудование:
- Мерная колба 100 мл
- Мерная колба по 50 мл 2 штуки
- Хроматограф для высокоэффективной жидкостной хроматографии
- Раствор гексана
Методики исследования:
- Рассчетные формулы
Глава 3. Результаты собственного исследования
Количественное определение α-токоферола ацетат методом ГЖХ
α-ТОКОФЕРОЛА АЦЕТАТ (ФС 42-0284-07)
Витамин Е ацетат
Содержит не менее 96,5 % и не более 101,0 % С31Н52Оз
Количественное определение. Определение проводят методом ГХ.
Раствор внутреннего стандарта. Около 1 г (точная навеска) дотриаконтана помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяют в гексане, доводят объем раствора гексаном до метки и перемешивают.
Испытуемый раствор. Около 0,1 г (точная навеска) субстанции помещают в мерную колбу вместимостью 50 мл, растворяют в 10 мл раствора внутреннего стандарта, доводят объем раствора гексаном до метки и перемешивают.
Стандартный раствор. Около 0,1 г (точная навеска) стандартного образца а-токоферола ацетата (стандарт ВР или аналогичного качества) помещают в мерную колбу вместимостью 50 мл, растворяют в 10 мл раствора внутреннего стандарта, доводят объем раствора гексаном до метки и перемешивают.
Контрольный раствор. 0,1 г субстанции растворяют в 50 мл гексана.
Хроматографические условия
Колонка - силанизированная стеклянная длиной 2-3 м
и внутренним диаметром 2,2-4,0 мм;
Сорбент - 2-5 % полидиметилсилоксана (напр., OV-1,
SE-30) на силанизированном диатомитовом носителе (например, хромосорб W-AW-DMCS, хроматон N-AW-DMCS), от 125-150 до 150-180 меш;
Температура колонки - 245-280 °С;
Температура детектора - 270-300 °С;
Температура испарителя - 270-300 °С;
Скорость газа-носителя (азот) - 25-90 мл/мин;
Детектор - пламенно-ионизационный;
Объем пробы - 1 мкл.
Хроматографируют стандартный раствор и регулируют температуру колонки и скорость газа-носителя, чтобы разрешение (R) между пиками а-токоферола ацетата и дотриаконтана было не менее 1,4.
Хроматографируют стандартный раствор до тех пор, пока относительное стандартное отклонение для отношения площади пика а-токоферола ацетата к площади пика дотриаконтана на 5 последовательных хроматограммах будет не более 2,0 %.
Рассчитывают относительный поправочный коэффициент (К) для площади пика α-токоферола ацетата по формуле:
где: Sn - средняя площадь пика дотриаконтана на хроматограммах стандартного раствора;
S0 - средняя площадь пика α-токоферола ацетата на хроматограммах
стандартного раствора;
ад - навеска дотриаконтана в пересчете на 10 мл раствора внутреннего стандарта, в граммах;
ао - навеска стандартного образца α-токоферола ацетата, в граммах.
Хроматографируют контрольный раствор. Если на хроматограмме детектируется пик с временем удерживания, соответствующим времени удерживания пика дотриаконтана, и его площадь составляет 0,5 % и более от площади пика а-токоферола ацетата, при окончательном расчете результата испытания используют исправленную площадь пика дотриаконтана (Sисп (и)), которую рассчитывают по формуле:
|
|
где: S(и) — площадь пика дотриаконтана на хроматограмме испытуемого
раствора;
S 1(и) — площадь пика а-токоферола ацетата на хроматограмме
испытуемого раствора;
SX(K) — площадь пика со временем удерживания, соответствующим
времени удерживания пика дотриаконтана, на хроматограмме
контрольного раствора;
S1(K) — площадь пика а-токоферола ацетата на хроматограмме
контрольного раствора.
Хроматографируют испытуемый раствор.
Содержание С31Н52О3 в субстанции в процентах (X) рассчитывают по формуле:
где: S 1(и) — площадь пика α-токоферола ацетата на хроматограмме
испытуемого раствора;
К — относительный поправочный коэффициент для площади
пика а-токоферола ацетата;
Sисп (и) — исправленная площадь пика дотриаконтана на хроматограмме испытуемого раствора;
ад — навеска дотриаконтана в пересчете на 10 мл раствора
внутреннего стандарта, в граммах;
a1— навеска субстанции, в граммах.
Заключение. Выводы.
Заключение
Одна из наиболее важных задач фармацевтической химии — это разработка и совершенствование методов оценки качества лекарственных средств.
Для установления чистоты лекарственных веществ используют не только различные физические, физико-химические, но и химические методы анализа или их сочетание. ГФ предлагает следующие методы контроля качества ЛC.
Физические и физико-химические методы. К ним относятся:
• определение температур плавления и затвердевания, а также
температурных пределов перегонки;
• определение плотности,
• определение показателей преломления (рефрактометрия),
• определение оптического вращения (поляриметрия);
• спектрофотометрия (ультрафиолетовая, инфракрасная);
• фотоколориметрия,
• эмиссионная и атомно-абсорбционная спектрометрия,
• флуориметрия,
• спектроскопия ядерного магнитного резонанса,
• масс-спектрометрия;
• хроматография (адсорбционная, распределительная, ионообменная,
газовая, высокоэффективная жидкостная);
• электрофорез (фронтальный, зональный, капиллярный);
• электрометрические методы (потенциометрическое определение рН,
потенциометрическое титрование, амперометрическое титрование, вольтамперометрия).
Кроме того, возможно применение методов, альтернативных фармакопейным, которые иногда имеют более совершенные аналитические характеристики (скорость, точность анализа, автоматизация). В некоторых случаях фармацевтическое предприятие приобретает прибор, в основе использования которого лежит метод, еще не включенный в Фармакопею (например, метод рамановской спектроскопии — оптический дихроизм). Иногда целесообразно при определении подлинности или испытании на чистоту заменить хроматографическую методику на спектрофотометрическую. Фармакопейный метод определения примесей тяжелых металлов осаждением их в виде сульфидов или тиоацетамидов обладает рядом недостатков. Для определения примесей тяжелых металлов многие производители внедряют такие физико-химические методы анализа, как атомно-абсорбционная спектрометрия и атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой.
Важной физической константой, характеризующей подлинность и степень чистоты ЛC, является температура плавления. Чистое вещество имеет четкую температуру плавления, которая изменяется в присутствии примесей. Для веществ, которые плавятся с разложением, обычно указывается температура, при которой вещество разлагается и происходит резкое изменение его вида.
В некоторых частных статьях ГФ X рекомендуется определять температуру затвердевания или температуру кипения (по ГФ XI — "температурные пределы перегонки") для ряда жидких ЛC. Температура кипения должна укладываться в интервал, приведенный в частной статье. Более широкий интервал свидетельствует о присутствии примесей.
Во многих частных статьях ГФ X приведены допустимые значения плотности, реже вязкости, подтверждающие подлинность и доброкачественность ЛC.
Практически все частные статьи ГФ X нормируют такой показатель качества ЛC, как растворимость в различных растворителях. Присутствие примесей в ЛB может повлиять на его растворимость, снижая или повышая ее в зависимости от природы примеси.
Критериями чистоты являются также цвет ЛB и/или прозрачность жидких лекарственных форм.
Определенным критерием чистоты JIC могут служить такие физические константы, как показатель преломления луча света в растворе испытуемого вещества (рефрактометрия) и удельное вращение, обусловленное способностью ряда веществ или их растворов вращать плоскость поляризации при прохождении через них плоскополяризованного света (поляриметрия). Методы определения этих констант относятся к оптическим методам анализа и применяются также для установления подлинности и количественного анализа ЛС и их лекарственных форм.
Важным критерием доброкачественности целого ряда ЛС является содержание в них воды. Изменение этого показателя (особенно при хранении) может изменить концентрацию действующего вещества, а, следовательно, и фармакологическую активность и сделать ЛС не пригодным к применению.
Для проведения физико-химического анализа полупродуктов, субстанций лекарственных средств и готовых лекарственных форм при проверке их качества на соответствие требованиям ФС контрольно-аналитическая лаборатория должна быть оснащена следующим минимальным набором оборудования и приборов:
• ИК-спектрофотометр (для определения подлинности); спектрофотометр для спектрометрии в видимой и УФ-области (определение подлинности, количественное определение, однородность дозирования, растворимость);
• оборудование для тонкослойной хроматографии (ТСХ) (определение подлинности, родственных примесей);
• хроматограф для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) (определение подлинности, количественное определение, определение родственных примесей, однородности дозирования, растворимости);
• газожидкостной хроматограф (ГЖХ) (содержание примесей, определение однородности дозирования);
• поляриметр (определение подлинности, количественное определение);
• потенциометр (измерение рН, количественное определение);
• атомно-абсорбционный спектрофотометр (элементный анализ тяжелых металлов и неметаллов);
• титратор К. Фишера (определение содержания воды);
• дериватограф (определение потери массы при высушивании).
Выводы
Согласно цели в процессе выполнения курсовой работы мною были изучены общие физические и физико-химические методы контроля качества: их классификация, особенности использования, виды анализа.
В практической части своей работы я выполнила количественное определение α-токоферола ацетат методом ГЖХ, что помогло достичь задачи, а именно углубить и расширить знания по изучаемой дисциплине; рассмотреть основы и принципы работы методов; изучить особенности использования физических и физико-химических методов контроля качества ЛВ; применить знания, полученные в процессе обучения, в изучении данной темы курсовой работы.
Таким образом, приведенные данные показывают широкие возможности применения физических и физико-химических методов контроля качества лекарственных препаратов на современном фармацевтическом рынке.
Список использованной литературы
1. Арзамасцев А.П. Фармакопейный анализ – М.: Медицина, 1971.
2. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 частях. Часть 1. Общая фармацевтическая химия: Учеб. для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. — М.: Высш. шк., 1993. - 432 с.
3. Введение в хроматографический анализ: методические разработки для студентов V курса фармацевтического факультета. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской государственной медицинской академии, 2005
4. ГФ XII издания
5. Драго Р. Физические методы в химии – М.: Мир, 1981
6. Жерносек А.К., Талуть И.Е. Ж 59 Аналитическая химия для будущих провизоров. Часть 1.Учебное пособие / А.К. Жерносек, И.Е. Талуть; Под ред. А.И. Жебентяева. – Витебск, ВГМУ, 2003. – 362 с.
7. Краснов Е.А., Блинникова А.А., Современные хроматографические методы (ГЖХ, ВЭЖХ) в фармацевтическом анализе: Учебное пособие. –Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2007. –152с
8. Логинова Н. В., Полозов Г. И. Введение в фармацевтическую химию: Учеб. пособие – Мн.: БГУ, 2003.-250 с.
9. Мелентьева Г. А., Антонова Л. А. Фармацевтическая химия. — М.: Медицина, 1985.— 480 с.
10. Фармацевтическая химия: Учеб. пособие / Под ред. Л.П. Арзамасцева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 640 с.
11. Фармацевтический анализ лекарственных средств / Под общей редакцией В.А.Шаповаловой – Харьков: ИМП "Рубикон", 1995
12. Халецкий A.M. Фармацевтическая химия – Ленинград: Медицина, 1966
13. Царев H.И., Царев В.И., Катраков И.Б. Практическая газовая хроматография: Учебно-методическое пособие для студентов химического факультета по спецкурсу «Газохроматографические методы анализа».— Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2000. 156 с
14. Экспериментальные методы химической кинетики: газожидкостная хроматография. Учебн. Пособие. / Под. ред. Н. М. Эммануэля и М. Г. Кузьмина. Москва: изд-во Московского университета, 1985 г.
(zip - application/zip)
Статистика файлового архива
