Использование в спектрофотометрическом анализе комбинированного полинома позволило исключить влияние нелинейного фона и разработать методики количественного определения ряда препаратов в лекарственных формах, не требующие сложных расчетов результатов анализа. Комбинированный полином успешно применен при изучении процессов, происходящих при хранении лекарственных веществ и в химико-токсикологических исследованиях, так как позволяет уменьшить влияние светопоглощающих примесей (Е.Н.Вергейчик).
Спектроскопия комбинационного рассеяния (СКР) отличается от других спектроскопических методов по чувствительности, большому выбору растворителей и интервалов температур. Наличие отечественного КР-спектрометра марки ДСФ-24 позволяет применять этот метод не только для установления химической структуры, но и в фармацевтическом анализе.
Не получил еще должного развития в практике фармацевтического анализа метод спектрофотометрического титрования. Этот метод дает возможность выполнения безындикаторного титрования многокомпонентных смесей с близкими значениями рК на основе последовательного изменения оптической плотности в процессе титрования в зависимости от объема добавляемого титранта.
Фотоколориметрический метод широко применяется в фармацевтическом анализе. Количественное определение этим методом в отличие от УФ-спбктрофотометрии осуществляют в видимой области спектра. Определяемое вещество с помощью какого-либо реагента переводят в окрашенное соединение, а затем измеряют интенсивность окраски раствора на фотоколориметре. Точность определений зависит от выбора оптимальных условий протекания химической реакции.
Очень широко в фотометрическом анализе используются методики анализа препаратов, производных первичных ароматических аминов, основанные на использовании реакций диазотирования и азосочетания. В качестве азосоставляющего широко применяют N -(1-нафтил)-этилендиамин. Реакция образования азокрасителей лежит в основе фотометрического определения многих препаратов, производных фенолов.
Фотоколориметрический метод включен в НТД для количественного определения ряда нитропроизводных (нитроглицерин, фурадонин, фуразолидон), а также препаратов витаминов (рибофлавин,фолиевая кислота) и сердечных гликозидов (целанид). Разработаны многочисленные методики фотоколориметрического определения препаратов в лекарственных формах. Известны различные модификации фотоколориметрии и способы расчета концентрации в фотоколориметрическом анализе.
Перспективными для применения в качестве цветореагентов в фотометрическом анализе оказались такие поликарбонильные соединения, как биндон (ангидро-бис-индандион-1,3), аллоксан (тетраоксогекса-гидропиримидин), натриевая соль 2-карбэтоксииндандиона-1,3 и некоторые ее производные. Установлены оптимальные условия и разработаны унифицированные способы идентификации и спектрофотометрического определения в видимой области лекарственных веществ, содержащих первичную ароматическую или алифатическую аминогруппу, остаток сульфонил мочевины или являющимися азотсодержащими органическими основаниями и их солями (В.В.Петренко).
Широко используют в фотоколориметрии реакции окрашивания, основанные на образовании полиметиновых красителей, которые получаются при разрыве пиридинового или фуранового циклов либо при некоторых реакциях конденсации с первичными ароматическими аминами (А.С.Бейсенбеков).
Для идентификации и спектрофотометрического определения в видимой области спектра лекарственных веществ, производных ароматических аминов, тиолов, тиоамидов и других меркаптосоединений использованы в качестве цветореагентов N -хлор-, N -бензолсульфонил- и N -бензолсульфонил-2-хлор-1,4-бензохинонимина.
Один из вариантов унификации способов фотометрического анализа основан на косвенном определении по остатку нитрита натрия, вводимого в реакционную смесь в виде стандартного раствора, взятого в избытке. Избыток нитрита определяют затем фотометрически реакцией диазотирования с помощью этакридина лактата. Такой прием применен для косвенного фотометрического определения азотсодержащих лекарственных веществ по нитрит-иону, образующемуся в результате их превращений (гидролиза, термического разложения). Унифицированная методика позволяет осуществлять контроль качества более 30 таких лекарственных веществ в многочисленных лекарственных формах (П.Н.Ивахненко).
Фототурбидиметрия и фотонефелометрия – это методы, имеющие большие возможности, но пока ограниченно применяющиеся в фармацевтическом анализе. Основаны на измерении света, поглощенного (турбидиметрия) или рассеянного (нефелометрия) взвешенными частицами анализируемого вещества. С каждым годом методы совершенствуются. Рекомендуют, например, хронофототурбидиметрию в анализе лекарственных веществ. Сущность метода заключается в установлении изменений светопогашений во времени. Описано также применение термонефелометрии, основанной на установлении зависимости концентрации вещества от температуры, при которой наступает помутнение раствора препарата.
Систематические исследования в области фототурбидиметрии, хронофототурбидиметрии и фототурбидиметрического титрования показали возможность применения фосфорно-вольфрамовой кислоты для количественного определения азотсодержащих лекарственных веществ. В фототурбидиметрическом анализе использован как непосредственный, так и дифференциальный метод, а также автоматическое фототурбидиметрическое титрование и хронофототурбидиметрическое определение двухкомпонентных лекарственных форм (А.И.Сичко).
Инфракрасная (ИК) спектроскопия характеризуется широкой информативностью, что создает возможность объективной оценки подлинности и количественного определения лекарственных веществ. ИК-спектр однозначно характеризует всю структуру молекулы. Различия в химическом строении меняют характер ИК-спектра. Важные преимущества ИК-спектрофотометрии — специфичность, быстрота выполнения анализа, высокая чувствительность, объективность получаемых результатов, возможность анализа вещества в кристаллическом состоянии.
ИК-спектры измеряют, используя обычно взвеси лекарственных веществ в вазелиновом масле, собственное поглощение которого не мешает идентификации анализируемого соединения. Для установления подлинности используют, как правило, расположенную в интервале частот от 650 до 1800 см-1 так называемую область "отпечатков пальцев" (650—1500 см-1 ), а также валентные колебания химических связей
С=0, С=С, С=N
В ГФ XI рекомендованы два способа установления подлинности лекарственных веществ но ИК-спектрам. Один из них основан на сравнении ИК-спектров испытуемого вещества и его стандартного образца. Спектры должны быть сняты в идентичных условиях, т.е. образцы должны быть в одинаковом агрегатном состоянии, в одной и той же концентрации, единой должна быть скорость регистрации и т.д. Второй способ заключается в сравнении ИК-спектра испытуемого вещества с его стандартным спектром. В этом случае необходимо строго соблюдать условия, предусмотренные для снятия стандартного спектра, приведенные в соответствующей НТД (ГФ, ВФС, ФС). Полное совпадение полос поглощения свидетельствует об идентичности веществ. Однако полиморфные модификации могут давать различные ИК-спектры. В таком случае для подтверждения идентичности необходимо перекристаллизовать испытуемые вещества из одного и того же растворителя и вновь снять спектры.
Подтверждением подлинности лекарственного вещества может служить также интенсивность поглощения. Для этой цели используют такие константы как показатель поглощения или величина интегральной интенсивности поглощения, равная площади, которую огибает кривая на спектре поглощения.
Установлена возможность использования ИК-спектроскопии для идентификации большой группы лекарственных веществ, содержащих в молекуле карбонильные группы. Подлинность устанавливают по характеристическим полосам поглощения в следующих областях: 1720-1760, 1424-1418, 950-в00 см-1 для карбоновых кислот; 1596-1582, 1430-1400, 1630-1612, 1528-1518 см-1 для аминокислот; 1690—1670, 1615—1580 см-1 для амидов; 1770—1670 см-1 для производных барбитуровой кислоты; 1384—1370, 1742—1740, 1050 см-1 для терпеноидов; 1680—1540, 1380—1278 см-1 для антибиотиков тетрациклинового ряда; 3580-3100, 3050-2870, 1742-1630, 903-390 см-1 для стероидов (А.Ф.Мынка).
Метод ИК-спектроскопии включен в фармакопеи многих зарубежных стран и в МФ III, где использован для идентификации более 40 лекарственных веществ. Методом ИК-спектрофотометрии можно проводить не только количественную оценку лекарственных веществ, но и исследование таких химических превращений, как диссоциация, сольволиз, метаболизм, полиморфизм и т.д.
4.4 Методы, основанные на испускании излучения
К этой группе методов относят фотометрию пламени, флуоресцентные и радиохимические методы.
В ГФ XI включена эмиссионная и пламенная спектрометрия для целей качественного и количественного определения химических элементов и их примесей в лекарственных веществах. Измерение интенсивности излучения спектральных линий испытуемых элементов выполняют на отечественных пламенных фотометрах ПФЛ-1, ПФМ, ПАЖ-1. Регистрирующими системами служат фотоэлементы, связанные с цифровыми и печатающими устройствами. Точность определений методами эмиссионной, как и атомно-абсорбционной, пламенной спектрометрии находится в пределах 1—4%, предел обнаружения может достигать 0,001 мкг/мл.
Количественное определение элементов методом эмиссионной пламенной спектрометрии (пламенной фотометрии) основано на установлении зависимости между интенсивностью спектральной линии и концентрацией элемента в растворе. Сущность выполнения испытания состоит в распылении анализируемого раствора до состояния аэрозоля в пламени горелки. Под воздействием температуры пламени происходят испарение растворителя и твердых частиц из капель аэрозоля, диссоциация молекул, возбуждение атомов и возникновение их характеристического излучения. С помощью светофильтра или монохроматора излучение анализируемого элемента отделяется от других и, попадая на фотоэлемент, вызывает фототок, который измеряется с помощью гальванометра или потенциометра.
Пламенная фотометрия использована для количественного анализа натрий-, калий- и кальций-содержащих препаратов в лекарственных формах. На основе исследования влияния на эмиссию определяемых катионов, органических анионов, вспомогательных и сопутствующих компонентов были разработаны методики количественного определения натрия гидрокарбоната, натрия салицилата, ПАСК-натрия, билигноста, гексенала, натрия нуклеината, кальция хлорида и глюконата, бепаска и др. Предложены методики одновременного определения двух солей с разными катионами в лекарственных формах, например калия иодида — натрия гидрокарбоната, кальция хлорида — калия бромида, калия иодида — натрия салицилата и др.
Люминесцентные методы основаны на измерении вторичного излучения, возникающего в результате воздействия света на анализируемое вещество. К их числу относят флуоресцентные методы, хемилюминесценцию, рентгенофлуоресценцию и др.
Флуоресцентные методы основаны на способности веществ флуоресцировать в УФ-свете. Эта способность обусловлена структурой либо самих органических соединений, либо продуктов их диссоциации, сольволиза и других превращений, вызванных воздействием различных реактивов.
Флуоресцирующими свойствами обладают обычно органические соединения с симметричной структурой молекул, в которых имеются сопряженные связи, нитро-, нитрозо-, азо-, амидо-, карбоксильная или карбонильная группы. Интенсивность флуоресценции зависит от химической структуры и концентрации вещества, а также других факторов.
Флуориметрия может быть использована как для качественного, так и для количественного анализа. Количественный анализ выполняют на спектрофлуориметрах. Принцип их работы состоит в том, что свет от ртутно-кварцевой лампы через первичный светофильтр и конденсор падает на кювету с раствором испытуемого вещества. Расчет концентрации проводят по шкале стандартных образцов флуоресцирующего вещества известной концентрации.
Разработаны унифицированные методики количественного спект- рофлуориметрического определения производных п-аминобензолсульфамида (стрептоцид, сульфацил-натрий, сульгин, уросульфан и др.) и п-аминобензойной кислоты (анестезин, новокаин, новокаинамид). Водно-щелочные растворы сульфаниламидов имеют наибольшую флуоресценцию при рН б—8 и 10—12. Кроме того, сульфаниламиды, содержащие в молекуле незамещенную первичную ароматическую аминогруппу, после нагревания с о-фталевым альдегидом в присутствии серной кислоты приобретают интенсивную флуоресценцию в области 320—540 нм. В той же области флуоресцируют производные барбитуровой кислоты (барбитал, барбитал-натрий, фенобарбитал, этаминал-натрий) в щелочной среде (рН 12—13) с максимумом флуоресценции при 400 нм. Предложены высокочувствительные и специфичные методики спектрофлуориметрического определения антибиотиков: тетрациклина, окситетрациклина гидрохлорида, стрептомицина сульфата, пассомицина, флоримицина сульфата, гризеофульвина и сердечного гликозида целанида (Ф.В.Бабилев). Проведены исследования спектров флуоресценции ряда лекарственных средств, содержащих природные соединения: производные кумарина, антрахинона, флавоноидов (В.П.Георгиевский).
Выявлены комплексообразующие группировки у 120 лекарственных веществ, производных оксибензойной, оксинафтойной, антраниловой кислот, 8-оксихинолина, оксипиридина, 3- и 5-оксифлавона, птеридина и др. Указанные группировки способны образовывать флуоресцирующие комплексы с катионами магния, алюминия, бора, цинка, скандия при возбуждении флуоресценции от 330 нм и выше и ее излучении при длинах волн, превышающих 400 нм. Проведенные исследования позволили разработать методики флуориметрирования 85 лекарственных средств (А.А.Хабаров).
Наряду с производной спектрофотометрией в фармацевтическом анализе обоснована возможность применения производной спектрофлуориметрии. Спектры снимают на флуоресцентном спектрофотометре МПФ-4 с термостатирующей ячейкой, а производные находят аналогичным дифференцированием с помощью компьютера. Метод использован для разработки простых, точных и высокочувствительных методик количественного определения гидрохлоридов пиридоксина и эфедрина в лекарственных формах в присутствии продуктов разложения.
Перспективность использования рентгеновской флуоресценции для определения малых количеств примесей в лекарственных препаратах обусловливается высокой чувствительностью и возможностью выполнения анализа без предварительного разрушения вещества. Метод рентгенофлуоресцентной спектрометрии оказался перспективным для количественного анализа веществ, имеющих в молекуле такие гетероатомы, как железо, кобальт, бром, серебро и др. Принцип метода заключается в сравнении вторичного рентгеновского излучения элемента в анализируемом и стандартном образце. Рентгенофлуоресцентная спектрометрия относится к числу методов, не требующих предварительных деструктивных изменений. Выполняют анализ на отечественном спектрометре РС-5700. Продолжительность анализа 15 мин.
Хемилюминесценция — метод, заключающийся в использовании энергии, возникающей в процессе химических реакций.
Эта энергия служит источником возбуждения. Ее излучают при окислении некоторые барбитураты (особенно фенобарбитал), гидразиды ароматических кислот и другие соединения. Это создает большие возможности использования метода для определения очень малых концентраций веществ в биологическом материале.
Радиохимические методы находят все более широкоеприменение в фармацевтическоманализе. Радиометрический анализ, основанный на измерении β- или γ-излучения с помощью спектрометров, использован (наряду с другими параметрами для оценки качества фармакопейных радиоактивных препаратов. Широко применяют в различных областях техники и особенно в аналитической химии высокочувствительные методы анализа с применением радиоактивных изотопов (меченых атомов). Для обнаружения следов примесей в веществах используют активационный анализ; для определения в смесях близких по свойствам трудноразделяемых компонентов — метод изотопного разбавления. Применяют также радиометрическое титрование и радиоактивные индикаторы. Оригинальным вариантом сочетания радиоизотопного и хроматографического методов является изучение диффузионно-осадочных хроматограмм в тонком слое желатинового геля с помощью радиоактивных индикаторов.
4.5 Методы, основанные на использовании магнитного поля
Методы ЯМР-, ПМР-спектроскопии, а также масс-спектрометрии отличаются высокой специфичностью, чувствительностью и используются для анализа многокомпонентных смесей, в том числе лекарственных форм без предварительного их разделения.
Метод спектроскопии ЯМР используют для испытания подлинности лекарственных веществ, которая может быть подтверждена либо по полному набору спектральных параметров, характеризующих структуру данного соединения, либо по наиболее характерным сигналам спектра. Подлинность можно также установить с помощью стандартного образца, добавляя определенное его количество к анализируемому раствору. Полное совпадение спектров анализируемого вещества и его смеси со стандартным образцом указывает на их идентичность.
Регистрацию ЯМР-спектров выполняют на спектрометрах с рабочими частотами 60 мГц и более, используя такие основные характеристики спектров, как химический сдвиг, мультиплетность сигнала резонанса, константу спин-спинового взаимодействия, площадь сигнала резонанса. Наиболее обширную информацию о молекулярной структуре анализируемого вещества дают спектры ЯМР 13 С и 1 Н.
Надежная идентификация препаратов гестагенных и эстрогенных гормонов, а также их синтетических аналогов: прогестерона, прегнина, этинилэстрадиола, метилэстрадиола, эстрадиола дипропионата и др. — может быть осуществлена методом спектроскопии ЯМР 1 Н в деитерированном хлороформе на спектрометре УН-90 с рабочей частотой 90 мГц (внутренний стандарт — тетраметилсилан).
Систематические исследования позволили установить возможность применения спектроскопии ЯМР 13 С для идентификации лекарственных веществ 10-ацилпроизводных фенотиазина (хлорацизина, фторацизина, этмозина, этацизина), 1,4-бензодиазепина (хлор-, бром- и нитропроизводные) и др. Методом спектроскопии ЯМР 1 Н и 13 С осуществлены идентификация, количественная оценка основных компонентов и примесей в препаратах и стандартных образцах природных и полусинтетических антибиотиков аминогликозидов, пенициллинов, цефалоспоринов, макролидов и др. Указанный метод использован для идентификации в унифицированных условиях ряда витаминов: липоевой и аскорбиновой кислот, липамида, холина и метилметионинсульфония хлоридов, ретинола пальмитата, кальция пантотената, эргокальциферола. Метод спектроскопии ЯМР 1 Н позволил осуществлять надежную идентификацию таких сложных по химической структуре природных соединений, как сердечные гликозиды (дигоксин, дигитоксин, целанид, дезланозид, нериолин, цимарин и др.). Для ускорения обработки спектральной информации использована ЭВМ. Ряд методик идентификации включен в ФС и ВФС (В.С.Карташов).
Количественное определение лекарственного вещества может быть также выполнено с использованием спектров ЯМР. Относительная погрешность количественных определений методом ЯМР зависит от точности измерений площадей резонансных сигналов и составляет ±2—5%. При определении относительного содержания вещества или его примеси измеряют площади сигналов резонанса испытуемого вещества и стандартного образца. Затем вычисляют количество испытуемого вещества. Для определения абсолютного содержания лекарственного вещества или примеси анализируемые образцы готовят количественно и добавляют к навеске точно отвешенную массу внутреннего стандарта. После этого выполняют регистрацию спектра, измеряют площади сигналов анализируемого вещества (примеси) и внутреннего стандарта, затем вычисляют абсолютное содержание.
Развитие импульсной техники Фурье-спектроскопии, применение ЭВМ позволили резко повысить чувствительность метода ЯМР 13 С и распространить его на количественный анализ многокомпонентных смесей биоорганических соединений, в том числе лекарственных веществ без их предварительного разделения.
Спектроскопические параметры ПМР-спектров дают целый комплекс разнообразной и весьма селективной информации, который может быть использован в фармацевтическом анализе. Следует строго соблюдать условия регистрации спектров, так как на значения химических сдвигов и другие параметры оказывают влияние тип растворителя, температура, рН раствора, концентрация вещества.
Если полная интерпретация ПМР-спектров затруднена, то выделяют только характерные сигналы, по которым идентифицируют испытуемое вещество. ПМР-спектроскопия применена для испытания подлинности многих лекарственных веществ, в том числе барбитуратов, гормональных средств, антибиотиков и др.
Поскольку метод дает информацию о наличии или отсутствии примесей к основному веществу, важное практическое значение имеет ПМР-спектроскопия для испытания лекарственных веществ на чистоту. Различия в значениях величин тех или иных констант позволяют сделать заключение о присутствии примесей продуктов разложения лекарственного вещества. Чувствительность метода к примесям колеблется в широких пределах и зависит от спектра основного вещества, наличия в молекулах тех или иных групп, содержащих протоны, растворимости в соответствующих растворителях. Минимальное содержание примеси, которое можно установить, составляет обычно 1—2%. Особенно ценной является возможность обнаружения примесей изомеров, присутствие которых невозможно подтвердить другими методами. Так, например, обнаружена примесь кислоты салициловой в кислоте ацетилсалициловой, морфина в кодеине и т.д.
Количественный анализ на основе использования ПМР-спектроскопии имеет преимущества перед другими методами, заключающиеся в том, что при анализе многокомпонентных смесей нет необходимости выделять индивидуальные компоненты для калибровки прибора. Поэтому метод широко применим для количественного анализа как индивидуальных лекарственных веществ, так и растворов, таблеток, капсул, суспензий и других лекарственных форм, содержащих один или несколько ингредиентов. Стандартное отклонение не превышает ±2,76%. Описаны способы анализа таблеток фуросемида, мепробамата, хинидина, преднизолона и др.
Расширяется диапазон применения масс-спектрометрии в анализе лекарственных веществ для идентификации и количественного анализа. Метод основан на ионизации молекул органических соединений. Он отличается большой информативностью и исключительно высокой чувствительностью. Масс-спектрометрию применяют для определения антибиотиков, витаминов, пуриновых оснований, стероидов, аминокислот и других лекарственных веществ, а также продуктов их метаболизма.
Использование лазеров в аналитических приборах значительно расширяет практическое применение УФ- и ИК-спектрофотометрии, а также флуоресцентной и масс-спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния, нефелометрии и других
8-09-2015, 20:00