Общие методы анализа. Физические и физико-химические методы анализа ЛС

Как известно, проведение фармакопейного анализа ставит своей целью установление подлинности, определение чистоты и количественную оценку действующего вещества или ингредиентов сложной ЛФ. Несмотря на то, что каждый из этих этапов фармакопейного анализа решает свою конкретную задачу, их нельзя рассматривать изолированно. Так выполнение реакции подлинности иногда дает ответ на наличие или отсутствие той или иной примеси. В препарате ПАС-Nа проведение качественной реакции с раствором хлорида железа (III) (как производное салициловой кислоты образует фиолетово-красное окрашивание). А вот появление через три часа осадка в этом растворе свидетельствует о наличии примеси 5-аминосалициловой кислоты, фармакологически не активной. Однако такие примеры довольно редки.

Определение же некоторых констант – температуры плавления, плотности, удельного показателя поглощения, позволяет одновременно сделать вывод и о подлинности и о чистоте данного вещества. Так как методики определения тех или иных констант для различных препаратов идентичны, мы изучаем их в общих методах анализа. Знание теоретических основ и умение провести определение потребуется вам в последующем анализе различных групп препаратов.

Фармакопейный анализ является составной частью фармацевтического анализа и представляет собой совокупность способов исследования лекарственных средств и лекарственных форм, изложенных в Государственной фармакопее и другой НД (ФС, ФСП, ГОСТ) и используемых для определения подлинности, чистоты и количественного анализа.

В контроле качества лекарственных средств используют физические, физико-химические, химические и биологические методы анализа. Испытания по НД включают несколько основных стадий:

· описание;

· растворимость;

· подлинность;

· физические константы (температура плавления, кипения или перегонки, показатель преломления, удельное вращение, плотность, спектральные характеристики);

· прозрачность и цветность растворов;

· кислотность или щёлочность, рН раствора;

· определение примесей;

· потеря в массе при высушивании;

· сульфатная зола;

· количественное определение.

В зависимости от природы лекарственного средства некоторые из этих испытаний могут либо отсутствовать, либо включены другие, например, кислотное число, йодное число, число омыления и др.

Частная фармакопейная статья на любой препарат начинается разделом «Описание», в котором в основном приводится характеристика физических свойств вещества:

· агрегатного состояния (твердое вещество, жидкость, газ), если твердое вещество, то определяется степень его дисперсности (мелкокристаллический, крупнокристаллический), форма кристаллов (игольчатые, цилиндрические)

· цвет вещества – важный показатель подлинности и чистоты. Большинство ЛС не имеют окраски, то есть являются белыми. Окраску визуально при определении агрегатного состояния. Небольшое количество вещества помещают тонким слоем на чашку Петри или часовое стекло и рассматривают на белом фоне. В ГФ Х1 имеется статья «Определение степени белизны порошкообразных ЛС». Определение проводится инструментальным методом на специальных фотометрах «Specol-10». Оно основано на спектральной характеристике света, отраженного от образца ЛВ. Измеряют так называемый коэффициент отражения – отношение величины отраженного светового потока к величине падающего. Измеренные коэффициенты отражения позволяют определить наличие или отсутствие у веществ цветового или сероватого оттенка путем расчета степени белизны (α) и степени яркости (β). Так как появление оттенков или изменение цвета является, как правило, следствием химических процессов – окисления, восстановления, то уже этот начальный этап исследования веществ позволяет сделать выводы. Этот метод исключен из ГФ Х11 издания.

Запах определяют редко сразу после вскрытия упаковки на расстоянии 4-6 см. Отсутствие запаха после вскрытия упаковки сразу по методике: 1-2 г вещества равномерно распределяют на часовом стекле диаметром 6-8 см и через 2 мин определяют запах на расстоянии 4-6 см.

В разделе «Описание» могут быть указания на возможность изменения веществ в процессе хранения. Например, в препарате кальция хлорид указано, что он очень гигроскопичен и расплывается на воздухе, а натрия йодид – на воздухе сыреет и разлагается с выделением йода, кристаллогидраты, в случае выветривания или несоблюдения условий кристаллизации в производстве, уже не будут иметь нужный внешний вид ни по форме кристаллов, ни по цвету.

Таким образом исследование внешнего вида вещества является первым, но очень важным этапом в анализе веществ и необходимо уметь связать изменения внешнего вида с возможными химическими изменениями и сделать правильный вывод.

Растворимость (ГФ XI, вып. 1, с. 175, ГФ XII, вып. 1, с. 92)

Растворимость является важным показателем качества лекарственного вещества. Как правило, в НД приводится некоторый перечень растворителей, наиболее полно характеризующий это физическое свойство с тем, чтобы в дальнейшем оно могло быть использовано для оценки качества на том или ином этапе исследования этого лекарственного вещества. Так, растворимость в кислотах и щелочах характерна для амфотерных соединений (цинка оксид, сульфаниламиды), для органических кислот и оснований (кислоты глютаминовая, ацетилсалициловая, кодеин). Изменение растворимости указывает на присутствие или появление при хранении менее растворимых примесей, что характеризует изменение его качества.

В ГФ XI под растворимостью подразумевают не физическую константу, а свойство, выраженное приблизительными данными и служащее для ориентировочной характеристики препаратов.

Наряду с температурой плавления растворимость вещества при постоянной температуре и давлении является одним из параметров, по которому устанавливают подлинность и чистоту (доброкачественность) практически всех лекарственных средств.

Рекомендуется использовать растворители разной полярности (обычно три); не рекомендуется использование легкокипящих и легковоспламеняющихся (диэтиловый эфир) или очень токсичных (бензол, метиленхлорид) растворителей.

Фармакопеей XI изд. приняты два способа выражения растворимости:

1. В частях (соотношение вещества и растворителя). Например, для натрия хлорида по ФС растворимость в воде выражена в соотношении 1:3, это означает, что для растворения 1 г лекарственного вещества необходимо не более 3 мл воды.

2. В условных терминах (ГФ XI, с.176). Например, для натрия салицилата в ФС дана растворимость в условных терминах – «очень легко растворим в воде». Это означает, что для растворения 1 г вещества необходимо до 1 мл воды.

Фармакопеей XII изд.только в условных (в пересчете на 1 г)

Условные термины и их значения приведены в табл. 1. (ГФ XI, вып. 1, с. 176, ГФ XII, вып. 1, с. 92).

Таблица1

Условные термины растворимости

Условный термин соответствует определённому интервалу объёмов растворителя (мл), в пределах которого должно происходить полное растворение одного грамма лекарственного вещества.

Процесс растворения осуществляют в растворителях при температуре 20°С. С целью экономии лекарственного вещества и растворителя массу препарата отвешивают с таким расчётом (с точностью до 0,01 г), чтобы на установление растворимости воды расходовалось не более 100 мл, а органических растворителей - не более 10-20 мл.

Лекарственное вещество (субстанцию) считают растворимым, если в растворе при наблюдении в проходящем свете не обнаруживаются частицы вещества.

Методика. (1 способ). Отвешенную массу лекарственного средства, предварительно растёртого в тонкий порошок, вносят в отмеренный объём растворителя, соответствующий минимальному его объёму, встряхивают. Затем в соответствии с табл. 1 добавляют постепенно растворитель до максимального его объёма и непрерывно встряхивают в течение 10 мин. По истечений этого времени в растворе невооружённым глазом не должны обнаруживаться частицы вещества. Например, отвешивают 1 г натрия бензоата, помещают в пробирку с 1 мл воды, взбалтывают и постепенно приливают 9 мл воды, т.к. натрия бензоат легко растворим в воде (от 1 до 10 мл).

Для медленно растворимых лекарственных средств, требующих для полного растворения более 10 мин., допускается нагревание на водяной бане до 30°С. Наблюдение проводят после охлаждения раствора до 20°С и энергичного встряхивания в течение 1-2 мин. Например, кофеин медленно растворим в воде (1:60), кодеин медленно и мало растворим в воде (100-1000), кальция глюконат медленно растворим в 50 ч. воды, кальция лактат медленно растворим в воде, кислота борная медленно растворима в 7 ч. глицерина.

2 способ. Растворимость, выраженная в частях, показывает объём растворителя в мл, необходимого для растворения 1 г вещества.

Методика. (2 способ) Взвешенную на ручных весах массу лекарственного средства растворяют в указанном НД объёме растворителя. В растворе не должны обнаруживаться частицы не растворившегося вещества.

Растворимость в частях указывается в фармакопейных статьях для следующих препаратов: кислота борная (растворим в 25 ч. воды, в 25 ч. спирта, в 4 ч. кипящей воды); калия иодид (растворим в 0,75 ч. воды, в 12 ч. спирта и в 2,5 ч. глицерина); натрия бромид (растворим в 1,5 ч. воды, в 10 ч. спирта); калия бромид (растворим в 1,7 ч. воды и м.р. спирте); калия хлорид и натрия хлорид (р. в 3 ч. воды).

В случае испытания, например, натрия бромида поступают так: отвешивают на ручных весочках 1 г натрия бромида, добавляют 1,5 мл воды и взбалтывают до полного растворения.

Общая фармакопейная статья «Растворимость» ГФ XII изд.дополнена описанием методик определения растворимости веществ с неизвестной и известной растворимостью.

Температура плавления (Т ° пл)

Температура плавления является константой, характеризующей чистоту вещества и одновременно его подлинность. Из физики известно, что температура плавления – это температура, при которой твердая фаза вещества находится в равновесии с расплавом. Чистое вещество имеет четкую температуру плавления. Поскольку ЛВ могут иметь незначительное количество примесей, такой четкой картины мы уже не увидим. В этом случае определяется интервал, при котором плавится вещество. Обычно этот интервал лежит в пределах 2^◦С. Более растянутый интервал свидетельствует о наличии примесей в недопустимых пределах.

Согласно формулировке ГФ Х1 под температурой плавления вещества понимают интервал температуры между началом плавления (появлением первой капли жидкости) и концом плавления (полным переходом вещества в жидкое состояние).

Если вещество имеет нечеткое начало или конец плавления, определяют температуру только начала или конца плавления. Иногда вещество плавится с разложением, в этом случае определяют температуру разложения, то есть температуру, при которой происходит резкое изменение вещества (например, вспенивание).

Методы определения температуры плавления

Выбор метода диктуется двумя моментами:

ü устойчивостью вещества при нагревании и

ü способностью растираться в порошок.

Согласно ГФ Х1 издания, существует 4 способа определения Т ° пл: