Рефрактометричний метод в експрес-аналізі лікарських форм

ГОУ ВПО Перший Московський державний медичний університет імені І.М. Сєченова

Кафедра фармацевтичної хімії з курсом токсикологічної хімії

Курсова робота на тему:

"Рефрактометричний метод в експрес-аналізі лікарських форм "

Підготував:

Студент 5 курсу 17 групи денного відділення Жуков А.М.

Перевірила:

Щепочкіна О.Ю.

Москва, 2011 рік

Введення

Рефрактометрія, що виконується за допомогою рефрактометрів, є одним з поширених методів ідентифікації хімічних сполук, кількісного і структурного аналізу, визначення фізико-хімічних параметрів речовин.

Області застосування цього методу: в харчовій промисловості для вимірювання вмісту спирту в алкогольних продуктах, встановлення якості харчових продуктів, в медицині і фармакології для визначення кількості глюкози в біологічних рідинах і лікарських засобів у розчинах. Газові інтерференційні рефрактометри застосовуються для визначення складу газів, зокрема, для визначення вмісту горючих газів у повітрі шахт, пошуку витоків у мережах газопостачання.

Мета даної роботи:

З'ясувати актуальність даного методу аналізу лікарських речовин для середньостатистичної аптеки.

Завдання:

Вивчити Рефрактометричний метод аналізу лікарських речовин;

З'ясувати, які на даний момент існують рефрактометри;

З'ясувати актуальність рефрактометричних методів аналізу для аптеки.

Теоретична частина

Рефрактометрія (від лат. refractus - Заломлений і грец. metreo - вимірюю) - метод аналізу, заснований на явищі заломлення світла при проходженні з одного середовища в іншу. Заломлення світла, то є зміна його первісного напрямку, обумовлено різною швидкістю розподілу світла в різних середовищах.

При цьому відношення синуса кута падіння променя (О±) до синуса кута заломлення (ОІ) для двох дотичних середовищ є величина постійна, звана показником заломлення (n).

Показник заломлення також дорівнює відношенню швидкостей поширення світла в цих середовищах:

У лабораторних умовах звичайно визначають так званий відносний показник заломлення речовини по відношенню до повітря приміщення, де ведеться вимір. Показник заломлення вимірюють на приладах рефрактометри різних систем. Зазвичай вимір показника переломлення на рефрактометри Аббе, в основу принципу, дії якого покладено явище повного внутрішнього відбиття при проходженні світлом границі розділу двох середовищ з різними показниками заломлення.

Діапазон вимірюваних показників заломлення при вимірюванні в минущому світі 1,3-1,7.

Точність вимірювання показника заломлення повинна бути не нижче +2 В· 10 -4 .

Величина показника заломлення залежить від природи речовини, довжини хвилі світла, температури, при якій проводиться вимір і концентрації речовини в розчині. Вимірювання показника заломлення проводиться при довжині хвилі світла 589,3 нм (лінія D спектра натрію). Обов'язковою умовою визначення показника заломлення є дотримання температурного режиму. Зазвичай визначення виконується при 20 В± 0,30 С. При підвищенні температури величина показника заломлення зменшується, при зниженні - збільшується. Поправку розраховують за такою формулою:

n1 = n 20 + (20-t) В· 0,0002

Показник заломлення, виміряний при 20 0 С і довжині хвилі світла 589,3 нм, позначається індексом n 20 .

Показник заломлення як константа може бути використаний для ідентифікації тих лікарських препаратів, які по своєю природою є рідинами. Згідно ФС визначають показник заломлення для ідентифікації галотану (фторотан), нікетамід (діетіламіда кислоти нікотинової), токоферолу ацетату, а також жирних і ефірних олій (персикового, касторової, евкаліптової та ін.) Рефрактометрія у фармацевтичному аналізі широко використовується для кількісного визначення речовин в розчині, особливо в практиці внутрішньоаптечного контролю. Примітка . При концентрації речовини менш 3 - 4% не рекомендується використовувати метод рефрактометрії .

Залежність показника заломлення від концентрації речовини у відсотках виражається формулою:

де n і n0 - показники заломлення розчину і розчинника; С - концентрація речовини в розчині; F - фактор показника заломлення. Показник заломлення розчину складається з показника заломлення розчинника і показників заломлення розчинених речовин.

Для розчинів, що містять два або більше речовин, формула буде мати наступний вигляд:

n = n0 + n1 + n2 + ...

Фактор показника заломлення (F) - це величина приросту показника я заломлення при збільшенні концентрації на кожен відсоток. Значення чинників показників заломлення встановлюють експериментально для кожної речовини і кожного відсотка концентрації. У деяких речовин (калію йодид, магнію сульфат, глюкоза безводна) величина фактора постійна і не залежить від концентрації розчину. Фактори більшості речовин в розчинах різних концентрацій дещо відрізняються один від одного.

Значення показників заломлення і факторів для різних концентрацій розчинів лікарських речовин наведені в рефрактометричних таблицях, які є в керівництві по внутрішньоаптечна контролю. Використання таблиць значно спрощує розрахунки.

Залежність показника заломлення водних розчинів деяких речовин від концентрації:

рефрактометрія лікарська форма аптека

Визначення концентрації речовини в розчині.

У рефрактометрії використовують два способи розрахунку концентрації речовини в розчині по виміряних показників заломлення.

1. Розрахунок концентрації за формулою:

Значення фактора показника заломлення береться з рефрактометричних таблиць.

Розрахунок концентрації по рефрактометричним таблицям. Вимірявши показник заломлення, в таблиці знаходять відповідне йому значення концентрації. Якщо виміряний показник заломлення в таблиці не наведено, проводиться інтерполювання.

Рефрактометричний метод використовується для кількісного визначення концентрованих розчинів.

Концентровані розчини - Це робочі розчини ЛВ певної, більш високої концентрації, ніж ці розчини прописуються в аптеках.

При приготуванні концентрованих розчинів слід уникати концентрацій близьких до насичених, тому що при пониженні температури розчину можлива кристалізація розчиненої речовини.

Відхилення, що допускаються в концентратах:

при вмісті ЛВ до 20% - не більше В± 2% від позначеного відсотка;

при вмісті ЛВ понад 20% - не більше В± 1% від позначеного відсотка (Пр. МОЗ РФ від 16.10.97).

Формули розрахунку для виправлення концентрації розчинів , виготовлених массооб'емним способом .

1) Концентрація розчину виявилася вище необхідної.

Обсяг води, необхідний для розведення отриманого розчину обчислюють за формулою:

де Х - кількість води, необхідне для розбавлення виготовленого розчину (мол.);

А - обсяг виготовленого розчину (Мол.);

В - необхідна концентрація розчину (%);

С - фактична концентрація розчину (%).

2) Концентрація розчину виявилася нижче необхідної.

Масу ЛВ для зміцнення отриманого розчину обчислюють за формулою:

де Х - маса речовини, яку слід додати до розчину (Г);

А - обсяг виготовленого розчину (Мол.);

В - необхідна концентрація розчину (%);

С - фактична концентрація розчину (%);

r20 - Щільність розчину при 200С (г/мл, г/см3)

Рефрактометри, найбільш відповідні для аптек.

Рефрактометр ІРФ-454 Б2М

Рефрактометр ІРФ-454Б2М призн...ачений для вимірювання показника заломлення і середньої дисперсії неагресивних рідин і твердих тіл.

Рефрактометр ІРФ-454 Б2М володіє рядом достоїнств:

швидкістю вимірювання;

простотою обслуговування;

мінімальною витратою досліджуваної речовини, що особливо важливо при роботі з дорогими матеріалами.

Рефрактометр ІРФ-454 Б2М застосовується:

1. У МЕДИЧНИХ УСТАНОВАХ для визначення білка в сечі, сироватці крові, густини сечі, аналіз мозкової і суглобної рідини, щільності субретинальной та інших рідин ока. Використання рефрактометра дозволяє значно скоротити витрати часу при масових обстеженнях пацієнтів.

2. У ФАРМАЦЕВТИЧНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ рефрактометр ІРФ-454б2м може застосовуватися для дослідження водяних розчинів різних лікарських препаратів: кальцію хлориду (0% і 20%); новокаїну (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); ефедрину (5%); глюкози (5%, 25%, 40%); магнію сульфату (25%); натрію хлориду (10%); кордіаміну і т.д.

3. У ХАРЧОВІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ:

на цукрових і хлібних заводах, кондитерських фабриках для аналізу продуктів і сировини, напівфабрикатів, кулінарних і борошняних виробів рефрактометр ІРФ-454 б2м визначає вологість меду (до 20%)

для визначення частки сухих речовин у різних суслах (ГОСТ 5900-73), "Промочкі", сахароаграровом сиропі, сиропі для мармеладу, зефіру, кремів і пряників, "тіражкі" для пряників;

для визначення масової частки розчинних сухих речовин по сахарозі (BRIX) у продуктах переробки плодів і овочів, для визначення процентного вмісту жиру у твердих продуктах харчування (пряники, вафлі чи хлібобулочних виробів) концентрації солей.

4. ПРИ ОБСЛУГОВУВАННІ ТЕХНІКИ рефрактометр ІРФ-454 Б2М застосовується для визначення з більшою точністю об'ємної концентрації протівокрісталлізаціонной рідини "ЇМ", що додається в авіаційне паливо в кількості від 0,1 до 0,3%. Подальша обробка результатів ведеться згідно "Методичним рекомендаціям з аналізу якості ГСМ у цивільній авіації "Ч. II стор.159. Досвід використання рефрактометрів показав, що ці прилади значно скорочуються час і підвищують вірогідність одержання аналізів по процентному вмісту рідини "ІМ" в авіаційному паливі.

Технічні характеристики:

Діапазон вимірювання показників заломлення від 1,2 до 1,7 Діапазон вимірювань масової частки сухих речовин (сахарози) у розчині від 0 до 100% Ціна поділки шкали показника заломлення

5х10 -4

Межа основної похибки по показнику заломлення nD

В± 1.10 -4

Габаритні розміри рефрактометра, мм, не більше 170 Г— 115 Г— 270 Маса рефрактометра, кг, не більше 3,5 Маса рефрактометра з приладдям і упаковкою, кг, не більше 4,5 Джерело живлення (220 В± 22) В, 50 або 60 Гц. Діапазон робочих температур +10. +40 В° С Рефрактометр АЛР-3

Автоматичний лабораторний рефрактометр АЛР-3 з мікропроцесорним керуванням призначений для дослідження концентрації широкого діапазону рідких середовищ як низької, так і високої в'язкості, незалежно від прозорості і кольору.

Прилад автоматично вимірює коефіцієнт заломлення зразка розчину, обчислює його концентрацію і представляє результат на цифровому РК-індикаторі. Рефрактометр має стандартну калібрування по концентрації цукру у воді (шкала Брікс), але може бути відкалібрований на концентрацію будь-яких розчинів за бажанням замовника із записом в пам'ять відповідних шкал.

Рефрактометр АЛР-3 вимірює температуру досліджуваного розчину і проводить автоматичну компенсацію її впливу на результат вимірювань.

Діапазон вимірювання показників заломлення 1,320 - 1,525 Робочий діапазон вимірювання концентрації розчинів 0 - 90% Похибка вимірювання концентрації, не гірше В± 0,1% Температурна компенсація автоматична Допустимі межі зміни робочої температури 0 - 50 В° С Габаритні розміри рефрактометра, мм, не більше 170 Г— 115 Г— 270 Похибка вимірювання робочої температури, не гірше В± 1 В° С Час виходу на робочий режим після включення, не більше 5 хв Час встановлення вихідного сигналу, не більше 1 хв Маса, не більше 3.0 кг Найбільші габаритні розміри 230х220х120 мм Харчування 220 В, 50 Гц

Рефрактометричний детектори На відміну від фотометричних детекторів, що реагують тільки на речовини, що поглинають світло в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній області спектру, Рефрактометричний детектори є універсальними. Вони особливо корисні, коли речовини не мають інтенсивного поглинання в УФ світлі, не флуоресціюють і не володіють електрохімічної активністю. Їх принцип дії заснований на диференціальному вимірі показника заломлення чистого розчинника і розчину аналізованого речовини в цьому розчиннику. Внесок розчиненої речовини в зміну показника заломлення розчинника пропорційний об'ємної концентрації цієї речовини, причому розчинник також є детектіруемого речовиною, так як має певний показник заломлення.

Дані детектори володіє середньою чутливістю, їх свідчення в сильному ступені залежать від коливань параметрів, які впливають на склад рухомий фази, таких як тиск, температура і концентрація аналізованого речовини. Тому Рефрактометричний детектор мало придатний для градієнтної хроматографії. Вимагається копіткий підбір системи розчинників, що мають близькі показники заломлення. Тільки при цьому стає можливим здійснити градієнтне елюювання в певних межах концентрації суміші розчинників. Чутливість детектора до змін температури становить для різних розчинників від 5.10 -4 до 5.10 -5 одиниць показника заломлення на 1 В° С. Що стосується чутливості до тиску, вона складає 1.10 -4 - 5.10 -4 одиниць показника заломлення на 1 МПа.

Чутливість детектора до температури обумовлює спеціальні заходи щодо стабілізації температури самого детектора і рухомої фази при вході в детектор. У цьому випадку застосування більш довгих з'єднувальних трубок на вході в детектор, діючих як теплообмінники, призводить до високого екстраколоночному розширенню піків і знижує досягнуту в колонці ефективність розділення. У хроматографі, оснащеному рефрактометричним детектором, з метою стабілізації потоку елюенту і параметрів утримування сорбат в колонці бажано застосовувати термостатування колонки і детектора. Для реалізації максима...льної чутливості детектора на рівні 10-8 одиниць показника заломлення точність термостатування повинна бути не більше В± 0.01 В° С. При хорошому термостатування детектор мало чутливий до змін витрати рухомої фази. Він простий конструктивно, зручний в роботі, недеструктівен і дає високу відтворюваність показань. Недоліком детектора є його нечутливість до речовин, що мають показник заломлення, однаковий з розчинником.

Робота більшості сучасних рефрактометричних детекторів заснована на трьох різних принципах вимірювання сигналу: відхиленні, відображенні і інтерференції. Нижче на малюнку представлена ​​оптична схема рефрактометра перший типу.

Світло від лампи (1), проходить через конденсорних лінз (2), растрову грати (3) і лінзу (4), що служить для утворення паралельних пучків світла, які потрапляють у кварцову кювету. Кювета являє собою дві суміжні призми a, b, розділені светопроницаемой перегородкою, що утворюють плоскопаралельну пластину. Призма a заповнюється рухомою фазою, тоді як через призму b протікає елюатів з хроматографічної колонки (стрілки вказують на напрямок потоку). За наявності різниці показників заломлення в призмах, світло, що падає на вхідну грань кювети заломлюється на межі розділу призм і відхиляється на певний кут. Відхилений світло розщеплюється призмою і падає на пару фотодіодів (8). Різницю сигналів обох фотодіодів пропорційна відхиленню променя світла, а, отже, і різниці коефіцієнтів заломлення. Установка нуля детектора здійснюється обертанням плоскопараллельной пластини (7), що зміщає промінь світла.

Інший метод виміру заснований на законі відбиття світла (закон Френеля), згідно з яким інтенсивність відбитого світла, що падає на поверхню межі розділу рідини і скла, пропорційна куту падіння і різниці показників заломлення двох середовищ. Перевагою детекторів, що працюють на цьому принципі, є менший обсяг осередків (<3 мкл), у зв'язку з чим вони можуть працювати при невеликих витратах елюента і з високоефективними колонками. Однак чутливість таких детекторів в 50-100 разів нижче чутливості інших типів рефрактометричних детекторів, що, до речі, робить їх більш придатними для градієнтного елюювання. Так як детектування відбувається на межі розділу рідини і скла, для одержання стабільної роботи детектора необхідно стежити за чистотою скла.

Детектор френелевского типу містить у собі джерело світла, конденсор, диференціальну осередок скляні стержні, лінзу і фотоприймач. До його складу входять також теплообмінники і діафрагма для регулювання сили світлового потоку. Джерело Скляні детекторів.

1. практиці. Широко застосування. Експериментально встановлено,

1. З цією метою застосовують

2.

Примітка:

В· Розрахунок

В· Розчин

Висновок.

В·

Висновок.

В·

розчинів.

кон, додали 2 краплі хромату калію, тітруем 0,1 М розчином нітрату срібла до фарбування осаду в оранжево-бурий колір.

Т = 0,01029

а = 0,5

VТ = 0,49

x = (0,01029 x 0,49 х 100%)/0,5 = 1,0%

Допустиме відхилення (пр. № 305) В± 5%

Кількісне визначення магнію сульфату:

Комлексонометрія.

Методика кількісного визначення:

0,5 мл випробуваного розчину помістили в пеніциліновий флакон, додали 1-2 краплі індикатора кислотний хром чорний. Тітруем розчину трилону Б до переходу забарвлення з фіолетового в блакитний. Додаємо аміачний буфер для підтримки pH середовища.

Т = 0,01232

а = 0,5

VТ = 0,4

x = (0,01232 x 1,0 х 100%)/0,5 = 2,46%

Допустиме відхилення (пр. № 305) В± 5%

Відносне відхилення: 2,46 - 2,5/2,5 * 100% = 1,44%

Кількісне визначення глюкози доцільно проводити Рефрактометричний.

С = (1, 3651 - (1.333 + 1 * 0.00131 +2,46 * 0,00095)/0,00142 = 19,8%

Допустиме відхилення: + - 5%

Відносне відхилення:

19,8 - 20/20 * 100% = 1%

Висновок.

Відповідно до наказу № 305 від 16.10.97 відхилення укладається в норму допустимих відхилень. Лікарська форма приготовлена ​​задовільно.

В· Кислоти аскорбінової 0,1

Глюкози 0,5

Справжність:

Кислота аскорбінова:

0,05 - 1 г суміші розчиняють в 1-2 мл води, додають 1-2 краплі аміачного розчину срібла нітрату. Випадає темний осад.

Глюкоза:

0,05-1 г суміші розчиняють в 1-2 мл води, додають по 2-3 краплі пергідролю і розчину аміаку і кип'ятять 2-3 хвилини. Після охолодження додають 1 мл реактиву Фелінга і знову нагрівають. Реактив Фелінга складається з 2 розчинів. Розчин № 1 являє собою водний розчин міді сульфату, підкислений сірчаною кислотою. Розчин № 2 - це лужний розчин калію-натрію тартрату. Реактивом служить суміш рівних об'ємів обох розчинів. Утворюється цегляно-червоний осад.

Схеми реакцій див. стор.15.

Кількісне визначення:

Кислота аскорбінова 0,05 г порошку розчиняють в 1-2 мл води і титрують 0,1 н розчином натрію гідроксиду до рожевого забарвлення (Індикатор - фенолфталеїн).

Глюкоза Розчиняють 0,3 г порошку в 1-1.5 мл води, об'єм доводять водою до 2 мл і визначають показники заломлення розчину і води.

Якщо на титрування кислоти аскорбінової в наважці масою 0,05 г (а1) (М = 176,13 г/моль) витрачено 4,25 мл 0,1 моль/л розчину натрію гідроксиду (К = 1,01), а показник заломлення розчину, отриманого розчиненням в 2,0 мл води навішування масою 0,3 г (а2) - 1,3544

Фактор показника заломлення розчину кислоти аскорбінової (F1) - 0,00160; безводної глюкози (F2) - 0,00142. Показник заломлення води - 1,333. За результатами титрування необхідно розрахувати вміст кислоти аскорбінової (M1) в перерахунку на масу порошку по прописи (Р).

Фактор еквівалентності кислоти аскорбінової в методі нейтралізації дорівнює 1.

Титр натрію гідроксиду по кислоті аскорбінової:

Потім розраховують концентрацію кислоти аскорбінової (С1) в приготованому для рефрактометрії розчині за формулою:

Вміст глюкози (m2), в перерахунку на масу порошку по прописи одно:

Висновок.

Відповідно до наказу № 305 від 16.10.97 відхилення укладається в норму допустимих відхилень. Лікарська форма приготовлена ​​задовільно.

Висновок:

Висновок із усього написаного вище випливає такий:

Рефрактометричний метод аналізу, простий, швидкий і зручний. Але найбільше значення він має все ж для харчової промисловості та медицини (наприклад, для визначення білка).

Список літератури

1. Рефрактометрія в аналізі лікарських засобів аптечного виготовлення. Контроль якості лікарських засобів, виготовлених в аптеках/ГОУ ВПО Нижегородська державна медична академія Російського федерального агентства та соціального розвитку. Кафедра фармацевтичної хімії і фармакогнозії - Нижній Новгород, 2008р., 19 с.

2. Компанія Євролаб [Сайт компанії]; .eurolab.ru/refraktometriya (Дата звернення 20.12.2023)

3. Компанія Євролаб [Сайт компанії]; .eurolab.ru/refraktometry (Дата звернення 20.12.2023)

4. Березина Е.С., Кисельова О.О., Філіппова Ю.В. /Вісник Пермської державної фармацевтичної академії № 2 - Перм, 2007 р., с.123-125

5. Компанія Аквілон хроматографія [Сайт компанії]; .prochrom.ru/ru/? idp = 127 (Дата звернення 20.12.2023)