Флуориметрическое определение примесей в лекарствах и сырье

Введение

Глава 1 Обзор литературы

1.1 Физико-химические свойства и применение ацетилсалициловой кислоты

1.2 Физико-химические свойства и применение фолиевой кислоты

1.3 Физико-химические свойства и применение рутина

1.4 Методы определения салициловой кислоты

1.5 Методы определения кверцетина

1.6 Методы определения 2-амино-4-окси-6-птеридинкарбоновой кислоты

1.7 Лекарственное растительное сырье содержащее кверцетина Выводы Глава2 Экспериментальная часть

2.1 Подбор оптимальных условий флуориметрирования

2.2 Разработка флуоресцентных методик

2.3 Поиск флуоресцентных реакций на салициловую кислоту

2.4 Поиск флуоресцентных реакций на кверцетин

2.5 Поиск флуоресцентных реакций на 2-амино-4-окси-6- птеридинкарбоновую кислоту

2.6 Флуориметрическое определение салициловой кислоты в лекарственных формах ацетилсалициловой кислоты

2.7 Флуориметрическое определение кверцетина в лекарственных формах рутина

2.8 Флуориметрическое определение 2-амино-4окси-6-птеридинкарбоновой кислоты в лекарственных формах фолиевой кислоты Глава 3 Применение разработанных методик

3.1 Определение лекарственных средств в жидких средах организма человека

3.2 Определение саллициловой кислоты в модельных смесях

3.3 Определение кверцетина в лекарственном растительном сырье Выводы Литература

Список сокращений

ГФ — Государственная фармакопея ВЭЖХ — Высокоэффективная жидкостная хроматография ГЖХ — Газожидкостная хроматография ИК-спектроскопия — инфракрасная спектроскопия ЯМР-спектроскопия — ядерно-магнитный резонанс спектроскопия ТСХ — тонкослойная хроматография ВОЗ — всемирная организация здравоохранения ПАС Na — парааминосалицилат натрия ДМФА — диметилформамид

Вопросы стандартизации и контроля качества лекарственных средств продолжают оставаться актуальными направлениями развития фармацевтического анализа. Это обусловлено, в том числе, общим увеличением числа лекарственных средств, введением в качестве лекарственных, новых биологически активных веществ, принадлежащих к различным классам природных и синтетических соединений.

Проблема ухудшения качества продукции отечественного фармацевтического рынка неоднократно обсуждался на заседаниях правительства РФ и связывается специалистами с тремя основными факторами:

1. Нелегальный ввоз лекарственных препаратов и биологически активных добавок из-за рубежа.

2. Несовершенство законодательной базы регулирующей оборот лекарственных средств на территории страны.

3. Высокие технические возможности нелегального производства препаратов — фальсификатов и ограниченные аналитические возможности выявления подделки лекарственных средств.

Поэтому совершенствование способов контроля качества при производстве и особенно количественное определение при клиническом использовании может считаться одной из наиболее важных задач современной клинической фармации.

Разработка методик контроля качества лекарственных средств базируется на использовании новейших аналитических методов, таких как ВЭЖХ и ГЖХ, ИК и ЯМР-спектроскопия, масс-спектрометрия. Не теряют своей значимости ТСХ, спектрофотометрия. 6] Однако условием испытания подлинности остается идентификация ионов и функциональных групп органических веществ, входящих в структуру молекул, посредством их химического анализа. Химия развивается столь быстро, что даже при наличии экспрессных инструментальных, химические методы не только сохраняют свое значение, но и продолжают развиваться.

Знание и даже предположение химической структуры вещества позволяет оценить его химические свойства и разработать методики качественного и количественного анализа. В ряде случаев именно специфические реакции на функциональные группы позволяют селективно проводить определение сложных систем. Реакции получения производных часто положены в основу физико-химических методик обнаружения и количественного определения лекарственных средств, а сочетание инструментальных и химических методов позволяет решить разнообразные задачи. [6]

Наша работа посвящена решению актуальной фармацевтической задачи — разработке методик качественного и количественного определения примесей на примере флуоресцентного анализа лекарственных средств Преимущества, которые дает флуориметрия в анализе лекарственных средств в различных объектах, способствовали введению этого метода в перечень фармакопейных. 5]

В функциональном анализе фармацевтических соединений предполагается обычно, что молекулу органического соединения можно рассматривать как сумму практически независимых функциональных групп и, следовательно, принимается, что физические и химические свойства соединения определяются свойствами этих функциональных групп. При проведении идентификации сложных молекул, несомненно, следует учитывать взаимное влияние функциональных групп, которое может вызвать неожиданное изменение свойств этих групп, а также отклонения наблюдаемых свойств от теоретически ожидаемых.

Методы флуоресцентного анализа имеют важное самостоятельное значение особенно в промышленности при получении фармацевтических препаратов, так как проведение функционального анализа — важная и часто необходимая стадия при определении качественного состава сложных смесей.

Учитывая вышесказанное, нами показан поиск теоретически обоснованного подхода к разработке реакций флуоресцентного определения. В основу подхода была положена идея получения конкретного производного, флуоресцирующего в видимой области спектра. Результатом исследования стали флуоресцентные реакции и разработанные на их основе методики обнаружения и количественного определения примесей в лекарственных препаратах.

Абсолютно чистое вещество можно представить только теоретически. Поэтому и определения его возможны только теоретические. Термодинамика считает вещество чистым, если оно ведет себя в многофазной системе как один независимый компонент и при всех операциях имеет химический потенциал. Кинетика считает вещество чистым, если оно состоит из молекул одного типа. В действительности абсолютно чистых веществ нет и быть не может, могут быть только вещества, более или менее приближающиеся к абсолютно чистым. Практика считает вещество достаточно чистым, если оно не содержит примесей такого рода и в таких количествах, которые мешают использованию этого вещества для определенной цели.

Чистота — одно из основных требований, предъявляемых к лекарственным препаратам, обуславливающим как возможность получения чистого соединения, так и его стабильность. Это требование непрерывно растет по отношению к лекарственным препаратам. Содержание основного вещества в настоящее время пока составляет не более 97−98%, поэтому как методы очистки, так и методы контроля очень важны при оценке качества лекарственных средств.

Глава 1 Обзор литературы

Фармацевтический анализ — это наука, о химической характеристике и измерении биологически активных веществ на всех этапах производства: от контроля сырья до оценки качества полученного лекарственного вещества, изучения его стабильности, установления сроков годности и стандартизации готовой лекарственной формы. Фармацевтический анализ имеет свои специфические особенности, отличающие его от других видов анализа. Лекарственные средства относятся к соединениям различной химической природы: неорганические, элементорганические, 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. 2,6,17]

Официальные методы исследования лекарственных средств предназначены для обеспечения их качества и описаны в фармакопейных монографиях — Государственной фармакопее, Международной фармакопее. Государственная фармакопея — сборник обязательных общегосударственных стандартов и положений, нормирующих качество лекарственных веществ. 17] Она основана на принципах отечественного здравоохранения и отражает современные достижения в области фармации, медицины, химии и других смежных наук. Ее требования к лекарственным средствам являются обязательными для всех предприятий и учреждений, которые изготовляют, хранят, контролируют качество и применяют лекарственные средства. Требования Международной фармакопеи носят рекомендательный характер и являются своеобразной основой для разработки национальных фармакопей.

Кроме официальных, существует значительное количество основных методов и методик, цель которых — подтверждать подлинность лекарственных средств. С начала 90-х годов XX века в ряде развитых государств Европы и Америки под эгидой ВОЗ начали создаваться дополнительные коллекции методов. В эти коллекции входят методики наиболее простые в применении и использующие ограниченный набор легко доступных реактивов. Непосредственная цель этих разработок в обеспечении качества в системе снабжения фармацевтическими препаратами при отсутствии хорошо оснащенной лаборатории и высоко квалифицированных кадров. Наибольшее распространение получили: реакции окрашивания и осаждения для подтверждения подлинности, тонкослойная хроматография для идентификации и контроля примесей, спектрофотометрия и титриметрия для количественной оценки содержания действующих веществ.

Любое фармакологически активное вещество органической природы можно представить как совокупность функциональных групп. Поскольку те или иные функциональные группы обусловливают фармакологическую активность лекарственного вещества, функциональный анализ позволяет сделать объективную оценку о его подлинности. 24]

Несмотря на громадное разнообразие структур лекарственных средств, можно выделить следующие функциональные группы:

— кислородсодержащиеОН, -СНО, -СООН;

— азотсодержащиеNH2, =NH, =N, =N⁺H;

— серосодержащиеSH, -S0₃H, -S-S-.

Немаловажное значение для химических и биологических свойств вещества имеет структура углеродного скелета — предельная алифатическая, непредельная алифатическая и ароматическая, а также взаимное расположение групп. Особо следует выделить а,(3- и орто-расположенные пары групп, способных к донорно-акцепторному взаимодействию: -СООН иОН, -NH2 иОН, -NH2 иСООН, -NH2 и =Nи т.д. В этих случаях проявляется специфичность химических свойств, позволяющая выделить четвертый вид функциональных групп — комбинированные. 27,50,73]

Общим принципом традиционных химических методов является применение характерных реакций для групп, подлежащих определению. Реакция должна быть не только возможно более специфичной, но и достаточно быстрой, в ней должны участвовать реагент или продукт реакции, легко поддающиеся определению. Наибольшее применение находят реакции, в которых потребляются или образуются: кислоты, основания, окислители, восстановители. С другой стороны, эффект реакции можно наблюдать непосредственно, если образуются малорастворимые, окрашенные или газообразные вещества. В ряде случаев подобные эффекты сопровождают формирование комплексных соединений, продуктов окисления и конденсации, замещения и этерификации.

В настоящее время флуориметрия находит достаточно широкое применение в научно-исследовательской и практической работе биохимических, физиологических, микробиологических, агрохимических и химических учреждений.

Флуориметрическое определение веществ основано на интенсивности излучения поглощаемого света веществом. 4,5,63]

Свет — это одна из форм лучевой энергии, которая распространяется в виде электромагнитных волн. Эти волны характеризуются длиной (А.), частотой (v) и скоростью распространения в вакууме ©, которая является постоянной. Длина волны и ее частота взаимосвязаны: =C

Любое химическое соединение может быть охарактеризовано как энергетическая система. С другой стороны, атомы и молекулы многих веществ способны поглощать энергию, поступающую к ним извне. Если молекуле сообщить дополнительную энергию, электроны могут переходить с основного энергетического уровня на уровень с более высокой энергией. В фотохимических процессах для этой цели используется энергия света, которая выражается формулой E=hv, где h — постоянная Планка. Поскольку энергетические уровни в молекуле квантованы, количество энергии, необходимое для перевода электрона в данной молекуле с одного уровня на более высокий, строго фиксировано. Только свет с длиной волны, точно соответствующей этому количеству энергии, может вызвать переход электрона на более высокий уровень. Если образец вещества облучать светом с другой частотой (более высокой или более низкой), он пройдет через вещество, не теряя своей интенсивности, так как не поглощается молекулами. Однако если пропускать через образец свет с нужной частотой, его энергия будет расходоваться на переход электронов на более высокие энергетические уровни, поэтому выходящий из образца свет будет иметь меньшую интенсивность.

Каждый образец вещества содержит большое число молекул; даже если все они находятся в основном электронном состоянии, они еще распределены по вращательным и колебательным состояниям (хотя наиболее заселенным является основное колебательное состояние v₀). Это означает, что молекула будет поглощать свет не только с одной определенной длиной волны, но и с близкими длинами волн, причем наиболее вероятному переходу будет соответствовать наиболее интенсивный пик. В многоатомных молекулах так много возможных переходов и они так близко расположены друг к другу, что в спектре наблюдается довольно широкая полоса. Высота пика зависит от числа молекул, в которых происходит переход электрона, и пропорциональна величине lg. (коэффициент экстинции) можно выразить отношением s=A/cl, где с— концентрация в молях на литр, 1—длина кюветы в сантиметрах. Оптическая плотность в свою очередь может быть выражена: A=lg (Io/I), где Iо— интенсивность падающего света, I—интенсивность прошедшего через образец света. Длина волны обычно замеряется на высоте пика и обозначается _макс.

Чисто колебательные переходы, такие, как переход между v₀ и v_b требуют намного меньшей энергии и лежат в инфракрасной области, а чисто вращательные переходы лежат в далекой инфракрасной и микроволновой областях.

Поглощение в ультрафиолетовой и видимой областях вызвано переходом электрона с одной орбитали (обычно орбитали основного состояния) на более высокую орбиталь. Количество энергии, необходимое для такого перехода, зависит главным образом от природы этих двух орбиталей.

В большинстве органических молекул все электроны в основном состоянии спарены, и, согласно принципу Паули, электроны внутри пары имеют противоположные спины. Когда один электрон из пары переходит на орбиталь с более высокой энергией, в принципе возможны две ситуации: этот электрон может иметь такой же спин, как и его бывший партнер, или противоположный спин. Состояние молекулы, в которой два не спаренных электрона имеют одинаковый спин, называется триплетным состоянием (Т), а состояние молекулы, в которой все спины спарены, называется синглетным (S). В большинстве случаев в соответствии с правилом Гунда триплетное состояние обладает более низкой энергией, чем соответствующее ему синглетное состояние. Поэтому для перевода электрона из основного состояния (которое почти всегда синглетно So) в возбужденное синглетное (Si, S2) или триплетное (Т₁ Т₂) состояние требуется разное количество энергии и, следовательно, свет разной длины волны.

Таким образом, может показаться, что переход данного электрона в синглетное или триплетное состояние зависит от количества энергии, сообщаемой молекуле. Однако это не так, поскольку переходы между энергетическими уровнями подчиняются определенным правилам отбора, согласно которым некоторые переходы «запрещены». Среди нескольких типов запрещенных переходов отметим два, наиболее важные.

1. Спин-запрещенные переходы. Переходы, при которых меняется спин электрона, запрещены, поскольку изменение спина на противоположный влечет за собой изменение углового момента, что нарушило бы закон сохранения углового момента. Поэтому синглеттриплетные и триплет-синглетные переходы являются запрещенными, а синглет-синглетные и триплет-триплетные — разрешенными.

2. Переходы, запрещенные симметрией. К этому классу относятся переходы в молекулах, имеющих центр симметрии. Запрещены переходы g-g или u-u, тогда как разрешены переходы g-u и u-g (g — четная орбиталь, u — нечетная орбиталь).

Слово «запрещенный» часто пишут в кавычках, поскольку в действительности эти переходы не запрещены, а маловероятны. В большинстве случаев переходы из основного синглетного состояния в возбужденное триплетное настолько невероятны, что практически никогда не наблюдаются, поэтому можно с уверенностью утверждать, что в большинстве молекул происходят только синглет-синглетные переходы. Однако в некоторых случаях это правило нарушается, в частности, когда в молекуле присутствуют тяжелые атомы, такие, как иод; тогда по спектрам можно показать наличие переходов синглет—триплет. Часто можно наблюдать запрещенные симметрией переходы, но обычно соответствующие им пики имеют низкую интенсивность.

При возбуждении молекулы электрон (обычно один), как правило, переходит на самую низшую вакантную орбиталь, хотя возможны также переходы и на более высокие орбитали, если они доступны. Электронные переходы в органических молекулах можно разделить на четыре типа.

1. Алканы, не имеющие ни п-, ни я-электронов, могут возбуждаться только таким образом.

2. Спирты, амины; простые эфиры и т. д. могут возбуждаться таким образом.

3. Этот путь возбуждения характерен для алкенов, а также для альдегидов, сложных эфиров и подобных соединений.

4. Эти переходы, а также три предыдущих характерны для альдегидов, кетонов, сложных эфиров и др.

Четыре типа электронных переходов приведены в порядке уменьшения энергии. Самая высокая энергия света (дальний ультрафиолет) требуется для перехода тогда как переходы могут быть вызваны обычным ультрафиолетовым облучением. Однако этот порядок может иногда меняться в зависимости от природы растворителя.

Группу, обусловливающую поглощение света молекулой, называют хромофором. Примерами хромофоров в видимой и ультрафиолетовой областях служат группы С=0, N=N, Ph и N02, в далекой ультрафиолетовой области (ниже 200 нм) — группы С=С, С=С, С1 и ОН. В той же самой молекуле могут присутствовать заместители, которые смещают полосы поглощения хромофорной группы (за счет резонансного взаимодействия) и повышают интенсивность поглощения; такие заместители называют ауксохромами. К ним относятся группы С1, ОН и NH2, в присутствии которых полосы поглощения таких хромофоров, как Ph или С=0, в ультрафиолетовой и видимой областях претерпевают батохромный сдвиг. Поскольку ауксохромы сами являются хромофорами, поглощающими обычно в далекой ультрафиолетовой области, иногда бывает трудно решить, какая группа в молекуле ауксохромная, а какая—хромофорная. Например, что служит хромофором в молекуле ацетофенона (PhCOMe), группа Ph или С=0? В подобных случаях отнесение к той или иной группе становится бессмысленным.

Фотохимически возбужденная молекула не может пребывать в этом состоянии долгое время. Обычно происходят переходы из состояния So в состояние Si. Могут происходить переходы в S2 и более высокие синглетные состояния, однако в жидкостях и твердых телах молекулы обычно быстро возвращаются из этих высоковозбужденных состояний в состояние S1 за время порядка 10−13—10−11с. Выделяющаяся при этом энергия малыми порциями передается в окружающее пространство при соударении с соседними молекулами. Такой процесс называют энергетическим каскадом. Аналогичным образом при возбуждении до более высоких синглетных состояний и спаде до состояния S, сначала заселяется множество колебательных подуровней S|, но все они, также каскадно, переходят к самому низкому колебательному уровню — Si, который в большинстве случаев оказывается единственным важным возбужденным синглетным состоянием. Молекула в таком состоянии может подвергаться различным физическим и химическим превращениям. Физические пути превращения молекул в состоянии S| и в возбужденных триплетных состояниях показаны на модифицированной диаграмме Яблонского (рис. 1).

Рисунок. 1. Модифицированная диаграмма Яблонского, показывающая переходы из основного состояния в возбужденные.

Прямыми линиями показаны излучательные переходы, волнистыми линиями — безизлучательные переходы. 1С — внутренняя конверсия. ISC — интеркомбинационная конверсия, hvf— флуоресценция, hv_p — фосфоресценция.

1. Молекула в состоянии Si может отдавать свою энергию небольшими порциями, переходя с более высоких колебательных уровней на более низкие и в конце концов возвращаясь в основное состояние. Поскольку в исходном состоянии молекула обладает большим запасом энергии, этот процесс, называемый внутренней конверсией (1С), происходит довольно медленно, и большая часть молекул в состоянии Si претерпевает другие превращения.

2. Молекулы в состоянии Si могут сразу перейти на один из низких колебательных уровней состояния S₀, отдав всю избыточную энергию в форме света. Этот процесс, происходящий обычно за время порядка 10−9с, называется флуоресценцией.

Этот относительно медленный процесс характерен главным образом для малых молекул, например двухатомных, и молекул с жесткой конфигурацией, например ароматических. Для большинства других соединений флуоресценция очень слабая, и часто ее невозможно детектировать.

Физические процессы, которым подвергаются возбужденные молекулы

* - Надстрочный значок v указывает на колебательно-возбужденное состояние; возбужденные состояния выше Si или Ti опущены.

Спектры флуоресцентного излучения обычно представляют собой зеркальное отображение спектров поглощения. Однако это отображение не точное, а приблизительное, поскольку флуоресцирующие молекулы переходят с самого низкого колебательного уровня состояния Si на различные колебательные подуровни состояния S₀, тогда как при возбуждении молекулы переходят с самого низкого колебательного уровня S₀ на различные колебательные подуровни Si. Единственным общим пиком является пик, соответствующий переходам между самыми низкими колебательными уровнями двух состояний, т. е. между уровнем v₀ одного состояния и уровнем v₀ другого состояния; этот общий пик обозначают обычно 0—0. В растворах даже пики 0—0 могут не совпадать, так как два состояния сольватируются по-разному. Флуоресценция почти всегда бывает вызвана переходом Si —" S₀.

Любые химические реакции в состоянии S| должны происходить очень быстро, иначе их опередит процесс флуоресценции.

3. Большинство молекул в состоянии Si (хотя, конечно, далеко не все) могут претерпевать интеркомбинационную конверсию (ISC), переходя в самое низкое триплетное состояние Т). Показательным примером служит бензофенон, в котором почти 100% молекул, возбужденных до состояния S_b переходят в состояние Т,. Интеркомбинационная конверсия из синглетного состояния в триплетное относится к разряду спин-запрещенных, так как она связана с изменением угловых моментов, но она часто происходит за счет компенсации внутри системы без потери энергии. Синглетное состояние обычно имеет более высокую энергию, чем соответствующее ему триплетное состояние; один из путей высвобождения избыточной энергии состоит в переходе молекулы из состояния S, на высокий колебательный уровень состояния Т], а затем в переходе по колебательным уровням состояния Ti к самому низкому уровню. Этот каскадный переход происходит очень быстро, за 10−12 с. Если заселены состояния Т₂ и другие, более высокие, они также быстро каскадируют к самому низкому колебательному уровню состояния Т,.

4. Молекула в состоянии Т1 может вернуться в основное состояние So путем выделения энергии в виде тепла (интеркомбинационная конверсия) или света (фосфоресценция). Конечно, и здесь существуют препятствия, связанные с угловыми моментами, так что оба процесса, и интеркомбинационная конверсия, и фосфоресценция, очень медленные (10−3 -10−1 с). Это означает, что состояния Т1 имеют намного большие времена жизни, чем состояния Si. Если оба процесса происходят в одной и той же молекуле, фосфоресценция наблюдается при более низких частотах, чем флуоресценция (поскольку разность энергии между состояниями S, h S₀ больше, чем между состояниями T1 и So), и в течение более длительного времени (благодаря большему времени жизни состояния Т1).

5. Если ни один из описанных выше процессов не успевает произойти, молекула в возбужденном состоянии (S| или ТО может передать всю избыточную энергию соседней молекуле; этот процесс носит название фотосенсибилизации. При этом возбужденная молекула [донор (D)] переходит в состояние S₀, тогда как другая молекула [акцептор (А)] становится возбужденной: D* + А — А* + D.

Таким образом, молекула может достичь возбужденного состояния двумя путями — поглотив квант света или получив энергию от другой возбужденной молекулы. Молекулу-донор в этих случаях называют также фотосенсибилизатором. Перенос энергии от возбужденной молекулы подчиняется правилу сохранения спина Вигнера; это правило является частным случаем закона сохранения момента. 5,6,10,14,27,50]

1.1 Физико-химические свойства и применение, А цетилсалициловой кислоты

Ацетилсалициловая кислота широко применяется в качестве противовоспалительного жаропонижающего и анальгезирующего средства по данным литературы на сегодняшний день в продаже на фармацевтическом рынке имеется более 150 аналогов ацетилсалициловой кислоты.

Ацетилсалициловая кислота

Acidum acetylsalicylicum

Aspirinum

Салициловый эфир уксусной кислоты Бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, слабокислого вкуса. Препарат устойчив в сухом воздухе, во влажном постепенно гидролизуется с образованием уксусной и салициловой кислот. Мало растворим в воде, легко растворим в спирте, растворим в хлороформе, эфире, в растворах едких и углекислых щелочей. 17] Ацетилсалициловая кислота обладает слабой антикоагулянтной активностью, вместе с тем оказывает выраженное ингибирующее влияние на спонтанную и индуцированную агрегацию тромбоцитов, на освобождение и активацию тромбоцитарного фактора 3 и 4, ингибирует синтез тромбоксана, способствующего агрегации тромбоцитов и образованию тромбов.

Применяется для предупреждения образования послеоперационных тромбов, при тромбофлебитах, тромбозах сосудов сетчатки, нарушениях мозгового кровообращения. Широко применяется в качестве противовоспалительного средства, т.к. уменьшает проницаемость капилляров, уменьшает активность гиалуронидазы, ограничивает энергетическое обеспечение воспалительного процесса путем торможения образования АТФ, ингибирует простагландинсинтетазу. Также применяется в качестве жаропонижающего и анальгезирующего средства за счет влияния на гипоталамические центры терморегуляции и болевой чувствительности. 15,38,46,90]

По ГФ X в препарате определяют примеси хлоридов, сульфатов, органические примеси, сульфатную золу, тяжелые металлы и свободную салициловую кислоту. 17]

1.2 Физико-химические свойства и применение Фолиевой кислоты

Фолиевая кислота

Acidum folicum

Желтый или желто-оранжевый кристаллический порошок без запаха и вкуса. На свету разлагается, гигроскопичен.

Определяют сульфатную золу и тяжелые металлы. Однако при хранении в результате окисления образуется примесь 2-амино-4-окси-6- птеридинкарбоновая кислота, которая существенно меняет качественный и количественный состав препарата. [17]

Витамин группы В. В организме восстанавливается до тетрагидрофолиевой кислоты, является коферментом, участвует в различных метаболических процессах, необходима для нормального созревания мегалобластов и нормобластов. Стимулирует эритроиоэз, участвует в синтезе аминокислот (в том числе метионина, серина), нуклеиновых кислот, пуринов, л^чжщда^ в обмене холина. При беременности защищает организм от действия тератогенных факторов. Применяется при макроцитарнои гиперхромной анемии, вызванной дефицитом фолиевой кислоты, также применяется в комплексной терапии анемий и лейкопений, вызванных лекарственными средствами и ионизирующей радиацией; хронических гастроэнтеритов; туберкулёза кишечника. 15,38,46,90]

1.3 Физико-химические свойства и применение

Рутина

Рутин

Rutinum

З-Рутинозид кверцетина Зеленовато-желтый мелкокристаллический порошок без запаха и вкуса. Практически не растворим в воде, мало растворим в 95% спирте, трудно растворим в кипящем спирте, практически не растворим в растворах кислот, в эфире, хлороформе, ацетоне и бензоле, растворим в разбавленных растворах едких щелочей. 17]

Рутин уменьшает проницаемость капилляров. отечность и воспаление, укрепляет сосудистую стенку. Тормозит агрегацию и увеличивает степень деформации эритроцитов. Применяется при фоновой ретинопатии и ретинальных сосудистых изменениях, при диабетической ретинопатии, флебите и тромбофлебите, варикозном расширении вен нижних конечностей, периферической венозной недостаточности. 15,38,46,90]

Определяют примеси алкалоидов, хлорофилл, пигменты и свободный кверцетин.

Определяют примесь кверцетина по отношению оптических плотностей испытуемого раствора. Содержание кверцетина в пересчете на сухое вещество должно быть не более 5,0%. 17]

1.4 Методы определения салициловой кислоты

Салициловая кислота белые мелкие игольчатые кристаллы или легкий кристаллический порошок без запаха. Летуч с водяным паром. При осторожном нагревании возгоняется. 17]

Салицилаты, как известно, обладают анальгезирующим, жаропонижающим, противовоспалительным действием. Они быстро проникают через мембраны клеток при любых путях введения. При пероральном введении салицилатов их наличие в крови можно обнаружить через 30 мин, а максимальная концентрация достигается спустя 2 часа. Терапевтический эффект наблюдается при концентрации лекарственных веществ в плазме 0,01−0,15 мг/мл. Скорость резорбции салицилатов увеличивается при опорожнении желудка, снижение кислотности желудочного сока и прием антацидных лекарственных препаратов уменьшает всасываемость. Процесс продолжается и в начальном отделе тонкого кишечника.

В крови салицилат-ион находится в свободном состоянии (20−50%) и связанном с альбуминами для салициловой кислоты — 78%, ацетилсалициловой — 61%, п-аминосалициловой — 47%. Комплексы салицилатов с альбуминами достаточно прочные и конкурируют с другими лекарственными средствами при совместном приеме. Салицилаты способны вытеснять их в свободную фракцию с усилением терапевтического и токсического эффектов (фенитоин, сульфаниламиды, барбитураты, антикоагулянты кумарина, гипогликемические препараты сульфанилмочевины). После поступления в организм салицилаты быстро распределяются по всем тканям и жидкостям организма. Высокая концентрация отмечена в почках, печени, сердечной мышце, легких, несколько ниже в нервной системе.

Преобразование производных салициловой кислоты осуществляется преимущественно в печени. Завышение дозы может приводить к пресыщению механизма конъюгации и достижению токсического уровня концентрации салицилатов.

Летальная доза салицилата натрия составляет 0,2−0,5 г/кг. В течении первых 6 часов после отравления наблюдается развитие симптоматики в соответствии с приростом концентрации лекарственного препарата в плазме крови: 0,45−0,65 г/л — слабовыраженная интоксикация, 0,65−0,9 г/л — интоксикация средней степени, 0,9−1,2 г/л выраженная интоксикация с возможным летальным исходом.

Выделение салицилатов из организма осуществляется в основном почками и в малой мере — со слюной, желчью и фекалиями. Выделение с мочой начинается уже через 15 минут после приема препарата. В удаляемой массе метаболитов неизмененная салициловая кислота составляет 10%, салицилмочевая — 69%, глюкурониды — 20%, гентизиновая кислота — 1%. В течение первых суток удаляется 50% первоначальной дозы. Выделение осуществляется путем клубочковой фильтрации, повторного канальцевого поглощения салицилат-иона и канальцевым выделением салицилсопряженных элементов. Снижение рН мочи, например, в результате приема аскорбиновой кислоты, вызывает усиление реабсорбции салицилата из мочи. Увеличение рН мочи после введения гидрокарбоната натрия приводит к значительному снижению салицилатов в крови в связи с сокращением канальцевой реабсорбции. У взрослых при рН мочи, равном 8, клиренс салицилатов в 4 раза больше, чем при рН 7. 15,38,46,90]

Токсичность салицилатов

Салицилаты препятствуют образованию макроэргических связей (синтез АТФ), нарушают углеводный обмен. Они оказывают стимулирующее действие на гипофиз и кору надпочечников, вызывая повышение уровня кортикостероидов в крови. Под влиянием салицилатов понижается активность гиалуронидазы и, соответственно проницаемость стенок капилляров. Воздействие салицилатов приводит к уменьшению содержания протромбина в крови, чем могут способствовать кровотечениям. Большие дозы вызывают тошноту и рвоту вследствие непосредственного воздействия на рвотный центр. Токсическое действие на дыхательный центр выражается в стимуляции, но при достижении токсического порога — в угнетении его, что порождает гиповентиляцию легких. 15]

Качественный анализ:

Широкое распространение и массовое использование салицилатов в качестве реактивов, консервантов, лекарственных средств, а так же проявляемые ими токсические свойства требуют постоянного контроля за содержанием этих соединений в объектах окружающей среды, в лекарственных формах, в жидкостях организма. При этом весьма важны как универсальные, позволяющие определять суммарное количество близких по строению фенолов, так и селективные методики для раздельного их обнаружения.

Существующие методы анализа подразделяют на физические, физико-химические и химические. К физическим относятся методы определения температуры плавления, затвердевания, температурных пределов перегонки, плотности растворов, показателя преломления, оптического вращения, электрических дипольных моментов, спектральных характеристик поглощения и испускания электромагнитного излучения в различных диапазонах длин волн и т. д. Химическими являются объемные методы (волюмометрия) и собственно химические реакции качественного анализа. Физико-химические методы основаны на использовании как химических, так и физических свойств веществ. К ним относится все многообразие фотометрических, хроматографических, электрохимических методов.

Реакции салицилатов, наиболее часто используемые в качественном анализе.

Количественный анализ:

В количественном анализе более приемлемо разделение методов на весовые (гравиметрия), объемные (титриметрия или волюмометрия) и инструментальные методы. В группу инструментальных входят методы физического и физико-химического анализа, В основе большинства методик лежат химические свойства определяемых соединений. 1,17,18,24,25]

1.5 Методы определения кверцетина

Применяется в качестве ангиопротектора, уменьшает проницаемость и ломкость капилляров. Участвует в окислительно-восстановительных процессах, тормозит действие гиалуронидазы, предотвращает распад аскорбиновой кислоты и эпинефрина. Показан при гиповитаминозах Р (профилактика и лечение), при повышенной проницаемости сосудов, геморрагических диатезах, кровоизлияниях в сетчатку глаза, септическом эндокардите, ревматизме, гломерулонефрите, артериальной гипертензии, кори, скарлатине, тромбоцитопенической пурпуре, сыпном тифе. На данное вещество разработаны спектрофотометрические методики и тонкослойная хроматография. 17,22]

1.6 Методы определения 2- амино-4-океи-вптеридинкарбоновой кислоты

В процессе производства и при нарушении правил хранения фолиевая кислота окисляется до 2-амино-4-окси-6-птеридинкарбоновой кислоты, которая существенно изменяет качественный и количественный состав препарата. По данным литературы на 2-амино-4-окси-6-птеридинкарбоновую кислоту разработаны только фотометрические методики определения и тонкослойная хроматография, которые на данный момент морально и технологически устарели, что обуславливает необходимость разработки новых высокочувствительных и селективных методик. 17,38]

1.7 Лекарственное растительное сырьё, содержащее кверцетин

Арония черноплодная

Aronia melanocarpa

Rosaceae

Fructus Aroniae melanocarpae recentes

Ботаиическое онисанue

Арония черноплодная — листопадный кустарник высотой до 2,5 м. Побеги многочисленные с простыми цельными листьями, обратнояйцевидной формы и пильчатым краем, зеленые осенью краснеющие. Цветки правильные, пятичленные, белые или розовые, собраны в щитковидные, густоволосистые по веточкам соцветия. Плод яблокообразный, черного цвета, с сизоватым налетом. Цветет в конце мая — начале июня, плоды созревают в конце августа — начале сентября.

Химический состав

В плодах Аронии содержатся P-витаминный комплекс, состоящий из флавоноидов (рутин, кверцетрин, гесперидин, кверцетин), катехинов, антоцианов, а также значительное количество кислоты аскорбиновой, дубильные вещества, органические кислоты и др.

Лекарственное сырьё

Собирают зрелые плоды в сентябре — первой половине октября. Отдельные плоды или щитки с плодами срезают секатором или срывают руками, собранные плоды складывают в корзины или ящики. Шаровидные, сочные, яблокообразные плоды, 10−15 мм в поперечнике. На верхушке видны остатки околоцветника; цвет черный, пурпурно-черный, с сизым налетом, поверхность блестящая, иногда матовая; мякоть фиолетово-красная, семена мелкие, коричневые. Вкус плодов кисловато-сладкий, вяжущий.

Применение

Свежие плоды или сок используют при гипо — и авитаминозе Р, а также для лечения гипертонической болезни 1 и 2 степени. После отжатия сока жом плодов используется для приготовления таблеток, применяемых в качестве Р — витаминного средства. [49]

Лабазник обнаженный

Filipendula ulmaria

Rosaceae

Flores Filipendulae ulmariae

Ботаническое описание

Многолетнее дикорастущее травянистое растение до 1,5 м высотой. Корневая система мочковатая. Листья прерывисто перисто-рассеченные с 2- 3(5) парами боковых сегментов, сверху зеленые, снизу часто беловатые от войлочного опушения. Цветки желтовато-белые, душистые собранные в метельчатое соцветие (антела). Плод — многолистовка из 6−10 невскрывающихся спирально закрученных листовок. Растет на пойменных лугах, по сырым местам, болотам, берегам рек и ручьев, сырым лесам.

Химический состав

Дубильные вещества 10,5 — 14,4% флавоноиды (кверцетин, рутин) 0,9% салициловая кислота, салициловый альдегид, ванилин, гелиотропин, этилбензоат.

Лекарственное сырье

Соцветия без листьев срезают ножом, рыхло складывают в корзины. Сушат на чердаках с хорошей вентиляцией, под навесами, раскладывая тонким слоем. Смесь цветков, их частей, бутонов, недоразвитых плодиков, цветоножек и тонких (до1 мм) веточек соцветий. Цветки правильные, пятичленные, диаметром 6−8 мм. Чашечка пятилопастная, с отогнутыми вниз треугольно-яйцевидными долями, снаружи слабо-войлочная. Венчик раздельнолепестной, в 2−2,5 раза длиннее чашечки. Тычинки многочисленные, длиннее лепестков. Цвет лепестков желтовато-белый, бутонов — зеленовато-желтый; чашечек, цветоножек и веточек — темнозеленый, плодиков — буровато-зеленый. Запах медовый. Вкус горьковатый, слабовяжущий.

Применение

Цветки Лабазника применяют в форме отваров и горячих настоев. Они оказывают противовоспалительное, вяжущее и ранозаживляющее действие в виде полосканий, ванночек, влажновысыхающих повязок. Рекомендуют при заболеваниях полости рта, при экземах конечностей, трофических язвах, зудящих дерматозах, пролежнях, потертости, опрелости. При геморрое — в виде клизм. 49]

Выводы

Проанализировав, изученные литературные данные мы пришли к выводу, что существующие методы исследования примесей и продуктов полураспада в выбранных лекарственных средствах разработаны недостаточно. Для количественного определения салициловой кислоты, 2- амино-4-окси-6-птеридинкарбоновой кислоты и кверцетина используются методы, основанные на измерении светопоглощения, при описании которых приводятся разноречивые данные о значении максимумов светопоглощения на спектральных кривых, не всегда указываются числовые значения молярных и удельных коэффициентов светопоглощения и т. д.

В связи с указанным выше разработка и совершенствование методик определения примесей в лекарственных препаратах является одной из актуальных задач фармацевтического анализа.

Глава 2 Экспериментальная часть

За последние годы практическая медицина обогатилась большим количеством новых эффективных лекарственных средств. Увеличение арсенала лекарственных препаратов сопровождается одновременным развитием новых методов их качественного и количественного анализа. Методы, эффективность которых всеми признана, вносятся в Государственную Фармакопею и становятся официальными. Одним из таких методов является флуориметрия (люминесцентный анализ).

Метод люминесцентного анализа, характеризуется исключительно высокой чувствительностью, дает возможность определить сотые, тысячные и десятитысячные доли микрограмма вещества.

Практически все органические соединения способны не только избирательно поглощать, но и излучать полученную энергию. Флуориметрия, как наиболее простой из эмиссионных методов используется незаслуженно ограниченно. Далеко не все лекарственные соединения обладают собственной флуоресценцией в видимой области спектра, на наблюдении которой чаще всего и основываются методики. Как и фотометрический анализ, флуориметрия должна быть иметь набор реакций групповых и специфичных, методики обнаружения и количественного определения в различных объектах. Поэтому, в целях развития и совершенствования метода, необходим поиск химических реакций, приводящих к образованию флуоресцирующих в видимой области производных.

Возможности флуоресцентного метода

Флуориметрия — один из эмиссионных аналитических методов и относится к фотометрическим методам. Позволяет обнаруживать микрои нанограммовые количества анализируемых веществ с достаточной точностью, что используется в анализе примесей. Наличие двух характерных максимумов (в спектре возбуждения и в спектре излучения флуоресценции) увеличивает избирательность определения. Изменение цвета и выхода флуоресценции при смене растворителя и рН используется для идентификации и исследования структурных особенностей молекул.

Во флуоресцентном анализе растворов обычно используются следующие свойства:

а) способность к флуоресценции самого соединения в зависимости от свойств растворителя (рН, диэлектрическая проницаемость);

б) возникновение или изменение флуоресцентных свойств в присутствии катионов металлов (хелатообразование);

в) образование флуоресцирующих ассоциатов;

г) возникновение или изменении флуоресценции флуорогенного метчика при присоединении к нему определяемого соединения;

д) возникновение флуоресценции в процессе взаимодействия исследуемого соединения и реагента в результате образования нового соединения с высоко поглощающей устойчивой структурой;

е) возникновение флуоресценции в результате присоединения к исследуемому соединению «флуорофора» — группировки, повышающей поглощающую и излучающую способность;

ж) возникновение флуоресценции в результате электронных перегруппировок внутри молекулы без изменения ее формулы (окислительно-восстановительные процессы);

з) «тушение» собственной флуоресценции одного вещества в присутствии другого.

Современная аналитическая химия располагает широким выбором методик проведения флуоресцентного анализа, применяемых в различных областях медицинской науки для контроля содержания лекарственных веществ в различных объектах. Тем не менее, флуоресцентный метод имеет ряд недостатков, основными из которых можно считать низкий порог концентрационного тушения и необходимость использования стандартных образцов при проведении анализа флуоресцирующих соединений. Эти недостатки существенно ограничивают использование флуориметрии в фармацевтической и биофармацевтической практике, не позволяя проводить флуоресцентные определения в растворах веществ, имеющих концентрацию более 15−20 мкг/мл. Необходимость разбавления анализируемых проб приводит к увеличению систематических ошибок анализа и заметно снижает экспрессность методик. 16,51,54,55,59]

В работах, посвященных проблеме возникновения тушения при флуоресцентных исследованиях, как правило, приводится классификация различных видов тушения, их механизмы и условия проведения флуориметрических определений, которые позволяют избежать процесса тушения. Наиболее приемлемы две основных теории возникновения концентрационного тушения.

Первая теория показывает, что при увеличении количества частиц анализируемого вещества происходит увеличение взаимодействия между этими частицами и, соответственно, вероятность безизлучательных энергетических переходов. Такое изменение в энергетике молекул уменьшает квантовый выход флуоресценции.

В основу второй теории положен миграционный механизм концентрационного тушения, весьма важным условием, которого является значительное перекрывание спектров поглощения и излучения анализируемого вещества. Согласно этой теории возможна индукционно резонансная передача энергии, т. е. процесс безизлучательной передачи энергии облегчается тем, что строение высшего Ьо энергетического уровня возбужденной молекулы, близко к строению низшего Si уровня излучающей молекулы. [54,55,57,58]

Хотя явление концентрационного тушения основательно изучено и описано различными исследователями, подходы и направления к преодолению порога концентрационного тушения сводятся, как правило, к разбавлению растворов или измерению флуоресценции с поверхности анализируемой пробы. Новый подход к решению этой проблемы состоит в контролируемом изменении интенсивности возбуждающего светового потока или изменении толщины поглощающего/излучающего слоя жидкости. 56,63]

Поглощение света, безусловно, является необходимым условием флуоресценции, но в тех случаях, когда поглощение раствора слишком высоко, световой поток не проходит через него и не может служить источником возбуждения. Как известно, при высоких концентрациях участки раствора, расположенные ближе к источнику возбуждения, поглощают большее количество света, чем дальше расположенные. Интенсивность освещения раствора и, соответственно, излучение прогрессивно убывают по мере удаления от источника (внутреннее экранирование).

Процесс флуоресценции веществ подчиняется законам светопоглощения, как и все оптические методы анализа: интенсивность проходящего через раствор вещества светового потока уменьшается согласно закону Бера — Ламберта: I = I₀ -kcl (1),

где: I — интенсивность светового потока, проходящего через раствор;

Iоинтенсивность падающего света;

К — коэффициент поглощения раствора;

С — концентрация вещества;

I — длина пути светового потока в поглощающем растворе вещества.

Интенсивность флуоресценции (испускаемой во всех направлениях) зависит от количества поглощаемого флуоресцирующим объектом света и квантового выхода флуоресценции :

F = I₀ (1 — 10^-D) (2),

где: F — общая интенсивность флуоресценции;

D — оптическая плотность раствора.

При малых величинах D" 0,1 формула (2) имеет следующий вид:

F = 1₀ ф (1 — (1 — D + D²/2' - D³/3' In), (3) или F = I₀ D (4). Таким образом, зависимость F от D (с учетом значения квантового выхода и интенсивности возбуждающего света) является линейной, что более удобно для экспериментальных исследований. Переход к линейной зависимости позволяет рассчитывать концентрацию флуорофоров по законам светопоглощения.

Однако необходимо вычислить минимальное значения оптической плотности раствора D₀, при которых ошибка измерения интенсивности флуоресценции не превышает некоторой заданной величины.

Как правило, линейная зависимость флуоресценции от концентрации раствора наблюдается до тех пор, пока количество флуоресцирующего вещества не становится настолько большим, что раствор начинает поглощать значительное количество возбуждающего света. Боуен и Уокс показали, что для получения линейной зависимости раствор должен поглощать менее 5% возбуждающего света. Поэтому D_n = 2,0×0,05 = 0,1, то есть предел линейной зависимости флуоресценции от концентрации определяется достижением оптической плотности D = 0,1.

Поскольку D = KCL, то одной и той же оптической плотности могут соответствовать различные концентрации в зависимости от толщины поглощающего слоя. Следовательно, использование кювет с различной толщиной рабочего слоя позволяет применять флуориметрию для измерения высоких концентраций без предварительного разбавления проб. При практическом использовании этого приема выявлена закономерность, связывающая изменения толщины рабочего слоя кюветы и предела обнаружения методики: при уменьшении рабочего слоя в 2 раза верхний пределе линейности калибровочного графика увеличивается в среднем в 1,4 раза.