Применение физико-химических методов анализа для оценки качества лекарственных

кафедры фармацевтической химии
Стрелков С.В.
Кафедра аналитической химии

радиоактивные, органические соединения от простых алифатических до сложных природных биологически

активных веществ.
Чрезвычайно широк диапазон концентраций анализируемых веществ.
Объектами фармацевтического анализа являются не только индивидуальные лекарственные вещества, но и смеси, содержащие различное число компонентов.
Количество лекарственных средств с каждым годом увеличивается.

Это вызывает необходимость разработки новых способов анализа

выполняться в короткие промежутки времени с использованием минимальных количеств испытуемых

лекарственных препаратов и реактивов

методы делятся на три основные группы.

Химические
2. Физические методы
Биологические

Кроме того различают еще 3 группы комбинированных методов анализа.

Физико-химические методы
биофизических
биохимических

излучения
методы, основанные на использовании магнитного поля
электрохимические методы
термические методы
методы разделения

раствора испытуемого вещества.

Для количественного определения используют формулу:
х=(n-n0)/F

где х –

концентрация; n – показатель преломления раствора вещества; n0 – показатель преломления растворителя; F – фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации на 1% (устанавливается экспериментально).

отклонения плоскости поляризации первоначального положения выражается в угловых градусах. Эту

величину называют углом вращения (а).
Правовращающие вещества вращают плоскость поляризации по часовой стрелке (обозначают знаком +), левовращающие - против часовой стрелки (-).

Удельное вращение рассчитывают по формуле:

где а –измеренный угол вращения, в градусах; l – длина рабочего слоя кюветы, в дециметрах; С – концентрация раствора вещества (г/100 мл).

Количественно определяют в % содержание оптически активного вещества в растворе по формуле:

лекарственных средств путем:

сравнения спектров поглощения испытуемого раствора и раствора стандартного

образца; в указанной области спектра должно наблюдаться совпадение положений максимумов, минимумов, плеч и точек перегиба;

указания положений максимумов, минимумов, плеч и точек перегиба спектра поглощения испытуемого раствора; расхождение между наблюдаемыми и указанными длинами волн в максимумах и минимумах поглощения не должно обычно превышать ± 2 нм.

одновременного количественного определения нескольких компонентов лекарственных средств, каждое из которых

подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера

В производной спектрофотометрии исходные спектры поглощения (нулевого порядка) преобразуются в спектры производных первого, второго и более высокого порядков.

какого-либо реагента переводят (количественно) в окрашенное соединение.
Вначале получают окрашенные

растворы, используя растворы стандартных образцов (ГСО или РСО).
Измерение оптической плотности производят на фотоколориметрах.
Затем строят калибровочный график зависимости интенсивности поглощения окрашенных растворов от концентрации, по которому рассчитывают содержание ЛВ в испытуемых образцах.

поглощения (или пропускания) при прохождении излучения через образец;
– измерение излучения,

отраженного или рассеянного от образца;
– комбинация вышеуказанных способов.

Диффузное отражение
В методе диффузного отражения измеряют коэффициент отражения (R), представляющий отношение интенсивности света, отраженного от образца (I), к интенсивности света, отраженного от фона (Ir):

или обратную логарифмическую величину этого отношения (АR):

конструкции кювет и датчиков, в которых излучение дважды проходит через

образец, что позволяет анализировать образцы с низкой поглощающей и рассеивающей способностью.
В качестве фотометрической величины используют коэффициент двойного пропускания (Т*):

и величину, аналогичную оптической плотности (А*):

тонкодисперсной суспензией.

Фотонефелометрия – метод, основанный на измерении света, рассеянного взвешенными

частицами анализируемого вещества.

Методы, основанные на испускании излучения
 

резонансного перехода. Излучение исходит от лампы с полым катодом, проходит

через пламя, в котором распыляется проба, пропускается через щель монохроматора, и выделенная из спектра резонансная линия определяемого элемента измеряется фотоэлектрическим способом.
Затем устанавливается зависимость между ослаблением интенсивности излучения источника света и концентрацией испытуемого вещества.

химической структурой самих органических веществ, либо продуктов их диссоциации, сольволиза,

других превращений. Способностью флуоресцировать обладают обычно органические соединения с симметричной структурой молекул, в которых имеются сопряженные связи.
Количественный флуоресцентный метод анализа основан на измерении интенсивности флуоресценции искомого вещества путем сравнения его с интенсивностью флуоресценции вещества с известной концентрацией.

Используется не только для установления подлинности, но и определения малых количеств веществ, т.к. интенсивность флуоресценции имеет линейную зависимость от концентрации.
Линейная зависимость сохраняется при постоянстве квантового выхода и интенсивности возбуждающего света для низких концентраций веществ. При высоких концентрациях эта зависимость нарушается. Идентификацию проводят по цвету излучаемого света, специфичного для флуоресцирующих веществ. Спектр дает широкие полосы излучения. Метод отличается очень высокой чувствительностью.

основанный на регистрации индуцированных радиочастотным полем переходов между ядерными магнитными

энергетическими уровнями молекул вещества, помещенного в магнитное поле. Метод позволяет изучать магнитные переходы ядер со спиновыми квантовыми числами больше нуля. 
Каждый спектр ЯМР регистрируется для одного типа ядер и специфичен для каждого вещества.

Метод ЯМР- и ПМР-спектроскопии используют для объективной идентификации органических ЛВ и для количественного определения относительного содержания вещества или примеси.
Подлинность может быть подтверждена либо путем сравнения со стандартным образцом, либо по наиболее характерным сигналам спектра, либо по полному набору спектральных параметров.

по отклонению в магнитных и электрических полях или по кинетической

энергии. Ионизация молекул происходит в результате воздействия пучка электронов.

Интенсивность пика в масс-спектре пропорциональна числу образовавшихся ионов данного вида. Состав и массовые числа характеристических ионов позволяют установить принадлежность исследуемого соединения к определенному классу веществ, осуществить его идентификацию.

Масс-спектроскопия отличается большой информативностью и очень высокой чувствительностью.

между испытуемым раствором и погруженным в него электродом. В фармацевтическом

анализе наиболее широко используют потенциометрическое титрование.
Оно основано на установлении эквивалентного объема титранта путем измерения ЭДС, возникающей при титровании за счет разности потенциалов индикаторного электрода и электрода сравнения, погруженных в анализируемый раствор.
Метод потенциометрии используют для определения рН и установления концентрации отдельных ионов.

электродом и концентрации анализируемого иона в электродной ячейке цепи.
Метод

отличается высокой чувствительностью, экспрессностью, хорошей воспроизводимостью, несложным оборудованием, доступными реагентами. Широко применяют для определения ионов натрия, калия, кальция, галогенидов в многокомпонентных смесях, в т. ч. ЛФ.

Метод, основанный на измерении силы тока, возникающего на микроэлектроде, при электровосстановлении анализируемого вещества в растворе.
При соблюдении идентичных условий измерений для идентификации используют величину потенциала полуволны, а для количественного определения — высоту волны (измерение предельного диффузного тока).
Количественный анализ выполняют методами калибровочных кривых с использованием стандартных растворов и методом добавок.

в зависимости от их природы, температуры, условий нагревания.

Термический анализ основан на

точной (до 0,1°С) регистрации равновесного состояния между кристаллической и жидкой фазами анализируемого вещества при медленном нагревании или охлаждении.

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

бумага. Распределение происходит между водой, находящейся на поверхности бумаги, и

подвижной фазой, которая представляет собой систему из нескольких растворителей.

Хроматография в тонком слое сорбента (ТСХ)
Отличается от хроматографии на бумаге тем, что процесс хроматографирования происходит на носителе (сорбенте), нанесенном тонким слоем на инертную поверхность.
Твердый сорбент может быть закрепленным или незакрепленным на этой поверхности. Сорбентом служит силикагель или оксид алюминия. Для закрепления добавляют небольшие количества крахмала или сульфата кальция.

Газожидкостная хроматография (ГЖХ)
Основана на распределении компонентов смеси между газовой и жидкой или твердой фазами.
Метод ГЖХ применим для анализа летучих веществ или веществ, которые могут быть переведены в газообразное состояние.

служит не газ, а жидкость, причем она проходит через колонку,

наполненную сорбентом, с большой скоростью за счет значительного давления. Поэтому ВЭЖХ позволяет разделять многокомпонентные смеси на индивидуальные вещества высокой степени чистоты. ВЭЖХ отличается высокой чувствительностью. На разделение 10-15 компонентов затрачивается 20-30 мин.

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 используется флюид, называется сверхкритической флюидной хроматографией (СФХ)
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).

активных соединений на отдельные энантиомеры.
Разделение может осуществляться 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.

Селекторы должны иметь хиральные центры и содержать полярные функциональные группы (-ОН, -NH2, -СООН и др.).

электрическом поле.

Скорость перемещения ионов зависит от напряженности электрического поля,

величины заряда, размера частицы, вязкости, pH среды, температуры и других факторов.

По технике выполнения и аналитическим возможностям электрофорез на бумаге и в тонких слоях сорбента сходен с ТСХ. Он позволяет разделять и идентифицировать компоненты различных смесей