ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОПРИМЕСЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТАХ МЕТОДОМ АТОМНОЙ АБСОРБЦИИ
|
Реферат 3
Abstract 4
Перечень условных обозначений и сокращений 6
Введение 7
1. Литературный обзор 9
1.1. Контроль микропримесей тяжелых металлов в фармацевтических препаратах 9
1.2. Методы пробоподготовки субстанций лекарственных средств и лекарственных
препаратов на их основе 13
1.3. Атомно-абсорбционная спектрометрия 16
1.4. Статистическая обработка данных в фармакопейном анализе 23
1.5. Выводы 26
2. Технологическая часть 28
2.1. Объекты исследования 28
2.2. Реактивы, химическая посуда и материалы 29
2.3. Оборудование и средства измерений 30
2.4. Методика экспериментов 31
3. Экспериментальная часть 33
3.1. Определение микропримесей тяжелых металлов (Cu, Pb, Zn) в фармацевтических препаратах активированного угля 33
3.2. Определение микропримесей меди в фармацевтических препаратах аскорбиновой
кислоты 48
З.З. Определение микропримесей цинка в фармацевтических препаратах инсулина .54
3.4. Определение микропримесей цинка в фармацевтических препаратах
ацетилцистеина 57
3.5. Определение микропримесей никеля в полиолах 60
Заключение 63
Библиографический список 65
Abstract 4
Перечень условных обозначений и сокращений 6
Введение 7
1. Литературный обзор 9
1.1. Контроль микропримесей тяжелых металлов в фармацевтических препаратах 9
1.2. Методы пробоподготовки субстанций лекарственных средств и лекарственных
препаратов на их основе 13
1.3. Атомно-абсорбционная спектрометрия 16
1.4. Статистическая обработка данных в фармакопейном анализе 23
1.5. Выводы 26
2. Технологическая часть 28
2.1. Объекты исследования 28
2.2. Реактивы, химическая посуда и материалы 29
2.3. Оборудование и средства измерений 30
2.4. Методика экспериментов 31
3. Экспериментальная часть 33
3.1. Определение микропримесей тяжелых металлов (Cu, Pb, Zn) в фармацевтических препаратах активированного угля 33
3.2. Определение микропримесей меди в фармацевтических препаратах аскорбиновой
кислоты 48
З.З. Определение микропримесей цинка в фармацевтических препаратах инсулина .54
3.4. Определение микропримесей цинка в фармацевтических препаратах
ацетилцистеина 57
3.5. Определение микропримесей никеля в полиолах 60
Заключение 63
Библиографический список 65
Тяжелые металлы являются одними из самых вредных для биосферы Земли, которые несут для здоровья человека разнообразные негативные последствия. Эти последствия оборачиваются ростом генетических мутаций, раковых, сердечно-сосудистых и профессиональных заболеваний, отравлений, дерматозов, снижением иммунитета и связанных с этим болезней. В подавляющем большинстве случаев первоисточником загрязнений является экологическая деятельность человека. Среди опасных для здоровья веществ тяжелые металлы и их соединения занимают особое место, так как являются постоянными спутниками в жизни человека [1].
Так, например, хроническое отравление свинцом постепенно приводит к нарушениям функций почек, нервной системы, анемии. Токсичность свинца увеличивается при недостатке в организме кальция и железа. Свинец блокирует ЗН-группы белков, образуя комплексы с фосфатными группами рибозы у нуклеотидов, особенно у цитидина, и тем самым быстро разрушает РНК, ингибирует ферменты, в частности карбоксипептидазу [1, 2].
Цинк входит в состав свыше 20 ферментов, включая участвующие в обмене нуклеиновых кислот. В крови он присутствует в эритроцитах как кофактор в карбоангидразе. Избыток цинка может разбалансировать метаболические равновесия других металлов. Разбалансировка отношения цинк/медь является главным причинным фактором в развитии ишемической болезни сердца. Избыточное потребление солей цинка может приводить к острым кишечным отравлениям с тошнотой [ 1].
Медь является необходимым кофактором для нескольких важнейших ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные реакции, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. Медь входит в качестве необходимого элемента в состав цитохромоксидазы, тироназы и других белков. Их биологическая роль связана с процессами гидроксилирования, переноса кислорода, электронов и окислительного катализа. Хронический избыток меди в тканях вызывают токсикоз: ведет к остановке роста, гемолизу, снижению содержания гемоглобина, к деградации тканей печени, почек, мозга [1].
Большие дозы никеля способны негативно влиять на состояние организма в целом. Его токсическое действие обусловлено ингибированием ферментов, вследствие перемен-ной степени окисления [1].
Поэтому контроль тяжелых металлов при производстве лекарственных препаратов особенно важен во избежание негативных последствий на организм человека.
Вследствие загрязнения лекарственных средств тяжелыми металлами при производстве и хранении повышается интерес к методам обнаружения их следовых количеств в препаратах минерального, растительного и синтетического происхождения [2].
На сегодняшний день в Государственной фармакопее (ГФ) РФ не описаны способы контроля тяжелых металлов в готовых лекарственных препаратах. Но, исходя из фармакопейных статей на субстанции фармацевтических препаратов, основным методом контроля тяжелых металлов является метод атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС). Современные спектроскопические методы являются универсальными, надежными и чувствительными лабораторными аналитическими инструментами.
Атомно-абсорбционная спектрометрия - высокочувствительный аналитический метод, основанный на поглощении атомами в основном состоянии излучения, испускаемого первичным источником [3].
Большим преимуществом ААС является его универсальность в отношении разнообразных объектов анализа, а также возможность применения его как для определения следов, так и надёжного и точного определения основных компонентов в образцах сложного состава [4].
Целью магистерской диссертации является разработка методик определения микропримесей тяжелых металлов в готовых фармацевтических препаратах методом атомной абсорбции.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
- апробировать методики определения микропримесей тяжелых металлов методом ААС, представленных в Государственной Фармакопее (ГФ) для лекарственных субстанций, на готовых лекарственных препаратах;
- в случае необходимости внести коррективы в прописанную, в ГФ, процедуру анализа готовых лекарственных форм с учетом особенностей состава присутствующих добавок;
- провести количественное определение тяжелых металлов в различных лекарственных препаратах и сравнить с ПДК фармакопейной статьи (ФС);
- оценить правильность полученных результатов определения тяжелых металлов в образцах методом ААС путем сравнения с независимым методом инверсионной вольтамперометрии.
Так, например, хроническое отравление свинцом постепенно приводит к нарушениям функций почек, нервной системы, анемии. Токсичность свинца увеличивается при недостатке в организме кальция и железа. Свинец блокирует ЗН-группы белков, образуя комплексы с фосфатными группами рибозы у нуклеотидов, особенно у цитидина, и тем самым быстро разрушает РНК, ингибирует ферменты, в частности карбоксипептидазу [1, 2].
Цинк входит в состав свыше 20 ферментов, включая участвующие в обмене нуклеиновых кислот. В крови он присутствует в эритроцитах как кофактор в карбоангидразе. Избыток цинка может разбалансировать метаболические равновесия других металлов. Разбалансировка отношения цинк/медь является главным причинным фактором в развитии ишемической болезни сердца. Избыточное потребление солей цинка может приводить к острым кишечным отравлениям с тошнотой [ 1].
Медь является необходимым кофактором для нескольких важнейших ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные реакции, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. Медь входит в качестве необходимого элемента в состав цитохромоксидазы, тироназы и других белков. Их биологическая роль связана с процессами гидроксилирования, переноса кислорода, электронов и окислительного катализа. Хронический избыток меди в тканях вызывают токсикоз: ведет к остановке роста, гемолизу, снижению содержания гемоглобина, к деградации тканей печени, почек, мозга [1].
Большие дозы никеля способны негативно влиять на состояние организма в целом. Его токсическое действие обусловлено ингибированием ферментов, вследствие перемен-ной степени окисления [1].
Поэтому контроль тяжелых металлов при производстве лекарственных препаратов особенно важен во избежание негативных последствий на организм человека.
Вследствие загрязнения лекарственных средств тяжелыми металлами при производстве и хранении повышается интерес к методам обнаружения их следовых количеств в препаратах минерального, растительного и синтетического происхождения [2].
На сегодняшний день в Государственной фармакопее (ГФ) РФ не описаны способы контроля тяжелых металлов в готовых лекарственных препаратах. Но, исходя из фармакопейных статей на субстанции фармацевтических препаратов, основным методом контроля тяжелых металлов является метод атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС). Современные спектроскопические методы являются универсальными, надежными и чувствительными лабораторными аналитическими инструментами.
Атомно-абсорбционная спектрометрия - высокочувствительный аналитический метод, основанный на поглощении атомами в основном состоянии излучения, испускаемого первичным источником [3].
Большим преимуществом ААС является его универсальность в отношении разнообразных объектов анализа, а также возможность применения его как для определения следов, так и надёжного и точного определения основных компонентов в образцах сложного состава [4].
Целью магистерской диссертации является разработка методик определения микропримесей тяжелых металлов в готовых фармацевтических препаратах методом атомной абсорбции.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
- апробировать методики определения микропримесей тяжелых металлов методом ААС, представленных в Государственной Фармакопее (ГФ) для лекарственных субстанций, на готовых лекарственных препаратах;
- в случае необходимости внести коррективы в прописанную, в ГФ, процедуру анализа готовых лекарственных форм с учетом особенностей состава присутствующих добавок;
- провести количественное определение тяжелых металлов в различных лекарственных препаратах и сравнить с ПДК фармакопейной статьи (ФС);
- оценить правильность полученных результатов определения тяжелых металлов в образцах методом ААС путем сравнения с независимым методом инверсионной вольтамперометрии.
В ходе работы над магистерской диссертацией были апробированы и разработаны методики определения микропримесей тяжелых металлов в готовых фармацевтических препаратах методом атомной абсорбции и было сделано следующее заключение:
1. Для таблеток активированного угля применим метод определения микропримесей тяжелых металлов, описанный для субстанции в ФС 2.1.0097.18 «Активированный уголь» ГФ XIV т. 3 с дополнительной стадией фильтрации раствора от не растворившегося полностью карамелизованного осадка.
При сравнении результатов анализа, проведенных методами ААС и ИВ при определении меди, свинца и цинка значимых расхождений и систематических ошибок нет.
По результатам исследований применительно к конкретному объекту, к недостаткам данного метода следует отнести необходимость перевода проб активированного угля в раствор, что занимает значительное количество времени при пробоподготовке.
2. Для таблеток аскорбиновой кислоты метод определения микропримесей меди, описанный для субстанции в ФС 2.1.0058.18 «Аскорбиновая кислота» ГФ XIV т. 3 невозможно технически осуществить методом ААС, т.к. ИР имеет высокую вязкость из-за высокого содержания глюкозы.
Для порошка аскорбиновой кислоты «Аскопром» этот метод применим, но во избежание мешающего влияния глюкозы на определение меди рекомендуется использовать электротермический метод атомизации, а не пламенный, с объемом вводимой пробы 10,0 мкл.
3. Метод определения микропримесей цинка, описанный в ОФС 1.2.3.0018.15 «Определение цинка в препаратах инсулина» ГФ XIV т. 1 апробирован на растворе и суспензии инсулина и позволяет получить воспроизводимые результаты. Изменений и модификаций метода не требуется.
4. Метод определения микропримесей цинка в субстанции ацетилцистеина, описанный в ФС 2.1.0061.18 «Ацетилцистеин» ГФ XIV т. 1 апробирован на лекарственных препаратах раствора и таблеток ацетилцистеина и позволяет получить воспроизводимые результаты. Содержание ацетилцистеина в растворе необходимо пересчитать на сухое вещество. Изменений и модификаций метода не требуется.
5. Метод пробоподготовки для определения микропримесей никеля в полиолах, предложенный в ОФС 1.2.3.0027.18 «Никель в полиолах» ГФ XIV т. 1 является недоступным для студенческой химической лаборатории. Органические реактивы относятся к 3 классу опасности. В качестве альтернативного способа пробоподготовки, предложены условия микроволнового разложения пробы с последующим анализом методом ААС с электро-термической атомизацией. Полученные результаты воспроизводимы.
В целом, метод ААС дает возможность проводить универсальными приемами с высокой производительностью, правильностью, сходимостью и повторяемостью массовое определение широкого круга элементов в большом диапазоне концентраций. Решающим фактором, определяющим эти параметры, в данном методе исследования является стабильность свойств поглощающего слоя атомных паров. Основным ограничением метода ААС является необходимость иметь на каждый определяемый элемент отдельный источник линейчатого излучения.
1. Для таблеток активированного угля применим метод определения микропримесей тяжелых металлов, описанный для субстанции в ФС 2.1.0097.18 «Активированный уголь» ГФ XIV т. 3 с дополнительной стадией фильтрации раствора от не растворившегося полностью карамелизованного осадка.
При сравнении результатов анализа, проведенных методами ААС и ИВ при определении меди, свинца и цинка значимых расхождений и систематических ошибок нет.
По результатам исследований применительно к конкретному объекту, к недостаткам данного метода следует отнести необходимость перевода проб активированного угля в раствор, что занимает значительное количество времени при пробоподготовке.
2. Для таблеток аскорбиновой кислоты метод определения микропримесей меди, описанный для субстанции в ФС 2.1.0058.18 «Аскорбиновая кислота» ГФ XIV т. 3 невозможно технически осуществить методом ААС, т.к. ИР имеет высокую вязкость из-за высокого содержания глюкозы.
Для порошка аскорбиновой кислоты «Аскопром» этот метод применим, но во избежание мешающего влияния глюкозы на определение меди рекомендуется использовать электротермический метод атомизации, а не пламенный, с объемом вводимой пробы 10,0 мкл.
3. Метод определения микропримесей цинка, описанный в ОФС 1.2.3.0018.15 «Определение цинка в препаратах инсулина» ГФ XIV т. 1 апробирован на растворе и суспензии инсулина и позволяет получить воспроизводимые результаты. Изменений и модификаций метода не требуется.
4. Метод определения микропримесей цинка в субстанции ацетилцистеина, описанный в ФС 2.1.0061.18 «Ацетилцистеин» ГФ XIV т. 1 апробирован на лекарственных препаратах раствора и таблеток ацетилцистеина и позволяет получить воспроизводимые результаты. Содержание ацетилцистеина в растворе необходимо пересчитать на сухое вещество. Изменений и модификаций метода не требуется.
5. Метод пробоподготовки для определения микропримесей никеля в полиолах, предложенный в ОФС 1.2.3.0027.18 «Никель в полиолах» ГФ XIV т. 1 является недоступным для студенческой химической лаборатории. Органические реактивы относятся к 3 классу опасности. В качестве альтернативного способа пробоподготовки, предложены условия микроволнового разложения пробы с последующим анализом методом ААС с электро-термической атомизацией. Полученные результаты воспроизводимы.
В целом, метод ААС дает возможность проводить универсальными приемами с высокой производительностью, правильностью, сходимостью и повторяемостью массовое определение широкого круга элементов в большом диапазоне концентраций. Решающим фактором, определяющим эти параметры, в данном методе исследования является стабильность свойств поглощающего слоя атомных паров. Основным ограничением метода ААС является необходимость иметь на каждый определяемый элемент отдельный источник линейчатого излучения.