Размещено на http://allbest.ru

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет технологии органических веществ

Кафедра физико-химические методы сертификации продукции

Специальность 1-54 01 03 Физико-химические методы и приборы контроля качества продукции

Специализация 1-54 01 03 03 Сертификация фармацевтических товаров

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Хроматографический анализ и электрофорез»

Тема: «Разработка методики выполнения измерения содержания мятного масла в геле»

Исполнитель

студентка 4 курса 14 группы Нетецкая М.В.

Руководитель

ассистент кафедры ФХМСП Волкович А.Н.

Минск 2014



Содержание

Введение

1. Аналитический обзор литературы

1.1 Характеристика эфирного масла мяты перечной

1.2 Методы измерения содержания мятного масла

1.3 Характеристика выбранного метода измерения

2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты и методы исследований

2.2 Результаты исследований и их обсуждение

2.3 Выводы по полученным результатам

3. Разработка проекта документа на МВИ

Заключение

Список использованных источников



Введение

Основное отличие лекарственных препаратов от любого другого товара состоит в том, что потребитель самостоятельно не может определить качество той или иной таблетки, мази, содержимого капсулы, за исключением отдельных случаев явного несоответствия.

Так как в Республике Беларусь число зарегистрированных лекарственных средств увеличивается, то вопросы стандартизации и контроля качества лекарственных средств усиливают свою актуальность в настоящее время.

Таким образом, выявлена основная задача фармацевтической промышленности - создание качественных, эффективных и безопасных лекарственных средств.

Одним из направлений решения указанной задачи является разработка проекта документа на методику выполнения измерений.

Операции и правила, изложенные в методике выполнения измерений, обеспечивают, при их соблюдении, получение результатов измерений с установленной погрешностью, благодаря чему можно с большой долей уверенности говорить о качестве характеристик подвергаемых измерениям, а, следовательно, и о качестве лекарственных препаратов в целом. В соответствии с ГОСТ 8.010-99 [1] методика выполнения измерений (МВИ) -- это нормативный документ, который регламентирует методы, технические средства, теоретические зависимости и алгоритм выполнения измерений и вычислений.

Получение результатов измерений с известной точностью, не превышающей допускаемых пределов, является важнейшим условием обеспечения единства измерений. Таким образом, МВИ, отвечающие современным требованиям, играют решающую роль в обеспечении единства измерений. МВИ определяют качество измерений, разрабатываются и применяются с целью обеспечения измерений физических величин с точностью, правильностью и достоверностью, удовлетворяющих регламентированных для них норм.

Таким образом, грамотно составленные методики выполнения измерений способствуют выпуску качественной продукции, а, следовательно, созданию условий для выхода производителя на белорусский и международный рынок с конкурентоспособной продукцией, что в свою очередь определяет не только коммерческий успех отдельных предприятий, но и экономический рост государства.

Современный уровень развития технологии, биологии, медицины, охраны окружающей среды и других областей науки и техники выдвигает задачу определения малых количеств веществ во все более сложных объектах; поэтому требования, предъявляемые к методам анализа, становятся более строгими.

В связи с этим приобретает актуальность разработка новых методик с улучшенными показателями в сравнении с уже существующими методиками выполнения измерений.

Таким образом, целью данной работы является разработка проекта документа на методику выполнения измерения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия газохроматографическим методом. Реализация выдвинутой цели предопределила решение ряда частных задач:

? изучение и критический анализ отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы, нормативных правовых и технических нормативных правовых актов в рассматриваемой области;

? разработка методики выполнения измерений;

? расчет метрологических характеристик описанной МВИ;

? анализ полученных данных.

Настоящий документ устанавливает методику определения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия газохроматографическим методом.

При хранении данного лекарственного препарата содержание летучих веществ может несколько уменьшаться в сравнении с количеством мятного масла в образцах в момент их приготовления.

Установление степени убыли и есть конечной целью определений. Разработанная методика рекомендована для использования при разработке фармакопейной статьи предприятия на соответствующий препарат.



1. Аналитический обзор литературы

1.1 Характеристика эфирного масла мяты перечной

Мята перечная - многолетнее травянистое растение. Мятное масло получают методом перегонки с паром из сухого листа или целых подвяленных растений, убранных в период 50 %-го цветения с выходом 1,5-2 %, считая на сухой вес.

Мятное масло составляет до 13 % в мировой структуре производства эфирных масел. Мятное масло можно назвать хитом среди эфирных масел. Основным производителем эфирного масла мяты перечной являются США, в Европе его производят в Англии, Франции, Италии, Венгрии, Украине, Молдове, России и Беларуси. Эфирное масло мяты перечной широко используется в пищевой промышленности, медицине, в производстве зубных паст. мята хроматограф эфирный

Мятное масло - это светло-жёлтая, застывающая при охлаждении жидкость, с запахом мяты и характерным холодящим вкусом.

Показатели качества мятного масла в соответствии с Государственной Фармакопеей Республики Беларусь [2]:

- относительная плотность от 0,900 до 0,916 г/см². Высокая плотность говорит о том, что масло обогащено кислородсодержащими соединениями, т.е. терпеноидами. При длительном или неправильном хранении происходит окисление, осмоление компонентов масла, идёт накопление продуктов полимеризации, в результате чего плотность увеличивается, и, если показатель плотности превышает верхний предел, такое масло следует признать испорченным;

- коэффициент преломления от 1,457 до 1,467. Повышение рефракции (так же, как и плотности) в процессе хранения масла является неблагоприятным показателем и свидетельствует о его порче;

- угол вращения плоскости поляризации от -10^о до -30^о;

- кислотное число не более 1,4. При хранении масла кислотное число увеличивается в связи с окислением монотерпенов, а также разложением эфиров в процессе кислотного гидролиза.

Состав масла довольно сложен: не считая микрокомпонентов, оно содержит около 30 соединений терпеноидного характера, в том числе левовращающий ментол, ментилацетат, изомеры ментона, а также карвон, пулегон, типеритон, цинеол и др.

Основными компонентами масла мяты перечной являются ментол и ментилацетат, которые во многом определяют терапевтические свойства этого масла. Важным компонентом является ментофуран, который в других мятных маслах отсутствует. Структурные формулы основных компонентов эфирного масла мяты перечной представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Структурные формулы основных компонентов эфирного масла мяты перечной

Ментол и ментиацетат, содержащиеся в мятном масле, попадая на кожу или слизистые оболочки, раздражают нервные окончания, вызывают ощущения холода.

При этом суживаются сосуды и рефлекторно расширяются сосуды внутренних органов. Ментол обеспечиваёт лёгкую местную анестезию.

Физиологическое действие: оптимизирует мозговое кровообращение и артериальное давление; обладает желчегонным действием, устраняет общие мышечные боли при артритах, невралгии, ревматизме; обладает противовирусной активностью, эффективно при бронхитах, гриппе, простуде; снимает воспаление дёсен, устраняет неприятный запах изо рта.

Эмоциональное воздействие: устраняет умственную усталость, стимулирует сознание, способствует концентрации внимания, повышает умственную работоспособность.

Дерматологическое воздействие: снимает воспаления и раздражения кожи, улучшает её цвет; способствует устранению капиллярного рисунка кожи; эффективно при экземах и грибковых поражениях [3].

1.2 Методы измерения содержания мятного масла

Существуют следующие методы определения содержания мятного масла в лекарственных средствах:

- перегонка с паром;

- экстракция летучими растворителями;

- газохроматографический анализ с применением метода стандартной добавки.

Перегонка с паром. По ГФ РБ т.1 определение содержания эфирного масла в лекарственном сырье и лекарственных препаратах проводят путем его перегонки (гидродистилляции) с водяным паром.

Массу навески, время перегонки и процентное содержание масла в сырье регламентирует частная нормативная документация на конкретные лекарственные препараты.

Метод количественного определения содержания эфирного масла основан:

- на физических свойствах эфирного масла - летучести и практической нерастворимости в воде;

- на отсутствии химического взаимодействия эфирного масла и воды;

- на законе Дальтона о парциальных давлениях. Согласно закону, смесь жидкостей закипает тогда, когда сумма их парциальных давлений достигает атмосферного давления. Следовательно, давление паров смеси жидкостей (вода с эфирным маслом) достигнет атмосферного давления еще до кипения воды.

В соответствии с ГФ РБ т.1 определение проводят одним из 4 методов в зависимости от количества в сырье или препарате эфирного масла, его состава, плотности и термолабильности.

Так как мятное масло мяты перечной имеет плотность меньше 1 и не растворяется в воде, то для определения его содержания применяются следующие методы:

- метод 1 - метод Гинзберга;

- метод 2 - метод Клавенджера.

Метод 1. Используют прибор, изображённый на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Прибор для определения мятного масла по методу 1



Навеску испытуемого образца помещают в широкогорлую плоскодонную колбу A вместимостью 1000 см³, приливают 300 см³ воды (или иное количество, указанное в частной статье) и закрывают резиновой пробкой B с обратным шариковым холодильником C.

В пробке снизу укрепляют металлические крючки, на которые при помощи тонкой проволоки подвешивают градуированный приёмник D так, чтобы конец холодильника находился над воронкообразным расширением приёмника, не касаясь его.

Колбу с содержимым нагревают и кипятят в течение времени, указанного в частной статье на лекарственное растительное средство. Объём масла в градуированной части приёмника D замеряют после окончания перегонки и охлаждения прибора до комнатной температуры.

Объём эфирного масла в 100 г лекарственного препарата в пересчёте на абсолютно сухое лекарственное средство рассчитывают по формуле:

(1.1)

где V - объём эфирного масла в миллилитрах;

м - масса сырья в граммах;

W - потеря в массе при высушивании сырья в процентах.

Метод 2. Используют прибор, изображённый на рисунке 1.3.

Навеску сырья помещают в колбу, приливают 300 см³ воды, колбу соединяют с паропроводной трубкой и заполняют водой градуированную и сливную трубки через кран при помощи резиновой трубки, оканчивающейся воронкой. Затем через боковую трубку при помощи пипетки вливают в приёмник около 0,5 см³ декалина и точно замеряют его объём, опуская для этого уровень жидкости в градуированную часть трубки. Далее поступают, как описано в методе 1.



Рисунок 1.3 - Прибор для определения мятного масло по методу 2

Объём эфирного масла в 100 г лекарственного препарата в пересчёте на абсолютно сухое лекарственное средство рассчитывают по формуле:

(1.2)

где V₁ - объём раствора масла в декалине в миллилитрах;

V₂ - объём декалина в миллилитрах;

м - масса сырья в граммах;

W - потеря в массе при высушивании сырья в процентах [2].

Вышеизложенные методы обладают следующими достоинствами: большая скорость и степень извлечения масла, улучшенное качество эфирного масла, отсутствие пригорания лекарственных средств и экстрагируемых водой веществ, простота регулировки скорости гонки, повышенная удельная производительность перегонных аппаратов, дешевизна. Несмотря на все достоинства присутствует ошибка определения содержания эфирного масла в лекарственных средствах и растительном сырье. Когда эта величина имеет важное значение, то необходимо определять ее как можно более точно, а этого можно достичь только если брать навески больших масс. При малых величинах навески ошибка в определении выхода эфирного масла может достигать 20-30 % за счет потерь в самой насадке и холодильнике, что недопустимо в количественном химическом анализе.

Экстракция летучими растворителями. Сущность метода заключается в обработке эфирномасличного сырья или растительного лекарственного препарата растворителем погружением в него или орошением. При этом экстрагируемые вещества переходят в растворитель, из образовавшегося раствора (мисцеллы) отгоняют растворитель и получают экстракт-конкрет.

Процесс экстракции чаще всего осуществляется петролейным эфиром или экстракционным бензином при температуре окружающей среды, в отдельных случаях - при 40-50°С. Сырье загружают в аппарат (экстрактор), в который подают растворитель. Образовавшийся раствор конкрета (мисцеллу) концентрацией 0,1-0,3 % подвергают двухступенчатой дистилляции: на первой ступени под атмосферным давлением укрепляют до концентрации 8-30 %, на второй - под вакуумом отгоняют оставшийся растворитель.

Конкреты в целом виде не используют ввиду того, что они содержат воскообразные вещества, нерастворимые в этиловом спирте. Поэтому из них выделяют спирторастворимую часть, известную под названием абсолютного масла, методом экстракции, который основан на различной растворимости в этиловом спирте компонентов абсолютного масла и восков при пониженной температуре.

Выделение абсолютного масла производят следующим образом: экстракты растворяют в этиловом спирте при температуре окружающей среды или при подогреве. Полученный раствор охлаждают и выдерживают для кристаллизации восков. Затем массу фильтруют под вакуумом. Фильтрат, представляющий собой спиртовой раствор абсолютного масла, направляют на вакуум-дистилляцию. После отгонки этилового спирта получают абсолютное масло.

Повышенный выход, высокое качество экстрактовых масел, высокие экономические показатели производства составляют главные достоинства метода.

Основными недостатками данного метода являются низкая скорость извлечения экстрагируемых веществ, трудоёмкость анализа и малая точность.

Газохроматографический анализ: Для определения содержания эфирного масла используется газохроматографический анализ с применением метода стандартной добавки. Описание метода: точные навески образцов геля растворяют в гексане, а полученные растворы разделяются приблизительно на 2 равные части и помещаются в герметичные флаконы. Во вторую из проб вводят точную навеску мятного масла (добавка), после чего к обеим пробам добавляют одинаковое количество ацетонитрила и оставляют для расслаивания.

После чего дозируют в хроматограф пробы верхних (гексановых) слоёв гетерофазных систем и регистрируют суммарные площади всех пиков, элюируемых после растворителя. Далее проводится количественное определение содержания мятного масла в этой системе [4].

Преимуществами газовой хроматографии как метода анализа являются универсальность; определение состава сложных смесей, в том числе с количеством компонентов более 100; быстрота; высокая чувствительность и способность преобразования хроматографических данных в электрические или пневматические сигналы, необходимые для систем автоматического контроля и регулирования технологических процессов.

Кроме того, благодаря возможности изменения большого числа параметров (длины колонки, носителя, неподвижной фазы, скорости газа-носителя, температуры и др.) газохроматографический метод отличается большой гибкостью, позволяющей использовать его для решения самых разнообразных задач анализа. Поэтому газовая хроматография получила широкое распространение в фармацевтической промышленности и применяется для:

- определения антидепрессантов;

- определения амфетаминов;

- определения алкалоидных препаратов (прокаин, метадон, кокаин, морфин, кодеин, хинин и др.);

- определения диуретиков (кофеин, теобромин, теофилин);

- определения антиконвульсантов;

- определения остаточных растворителей в таблетках (трихлорэтилен, хлороформ, метилен хлорид и др.);

- определения этилового эфира бромоизовалериановой кислоты в корвалоле;

- определения этилового спирта в растворе доксициклина гидрохлорида;

- определения диметилформамида в нафтизине;

- определения линкомицина в готовой лекарственной форме;

- определения камфоры в мази;

- определения димстиланилина, триэтила;

- определения остаточных количеств этиленоксида и диоксана и др.

1.3 Характеристика выбранного метода измерения

Хроматография ? это физико-химический метод анализа и исследования веществ и их смесей, основанный на разделении компонентов за счет различия в параметрах распределения их между фазами при перемещении через слой неподвижной фазы потоком подвижной фазы.

В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы выделяют следующие хроматографические методы:

1) газовая хроматография;

2) жидкостная хроматография;

3) флюидная хроматография.

Отличительной особенностью газовой хроматографии от других методов хроматографических разделений является то, что используемая подвижная фаза должна обязательно находится в газообразном состоянии и выполнять роль газа-носителя, перемещающего разделяемые соединения по колонке. В качестве газов-носителей могут быть использованы индивидуальные газы, газообразные соединения или смеси газов и газообразных соединений.

1.3.1 Установка для газовой хроматографии

Принципиальная схема установки для газовой хроматографии приведена на рисунке 1.4

Рисунок 1.4 - Принципиальная схема газового хроматографа

1 ? источник газа-носителя; 2 ? вентиль тонкой регулировки скорости потока газа-носителя; 3 ? устройство для ввода пробы; 4 ? хроматографическая колонка; 5 ? детектор; 6 ? термостат колонки и термостат детектора; 7 ? регистратор; 8 ? измеритель скорости потока газа-носителя.

Источник газа-носителя представляет собой баллон со сжатым или сжиженным газом, который обычно находится под большим давлением (до 120 атм).

Регулятор расхода газа предназначен для контроля расхода газа в системе, а также для поддержки необходимого давления газа на входе в систему.

Устройство для ввода пробы состоит из эластичной мембраны и нагревательного элемента.

Предназначено для подачи пробы анализируемой смеси в хроматографическую колонку.

Ввод в устройство ввода определенного количества анализируемой смеси позволяет выполнить дозирующее устройство, в качестве которого чаще всего применяются микрошприц. В устройстве ввода жидкие пробы испаряются и поступают в хроматографическую колонку.

В хроматографической колонке осуществляется разделение смеси на отдельные компоненты.

При разделении одновременно протекают процессы сорбции-десорбции веществ между неподвижной и подвижной фазами. При этом вещества, слабо сорбируемые неподвижной фазой, будут продвигаться по колонке с большей скоростью и наоборот.

Из колонки разделенные компоненты смеси вместе с газом-носителем попадают в детектор, который регистрирует вещества, отличающиеся по физическим или физико-химическим свойствам от газа-носителя, и преобразует их в электрический сигнал.

Далее происходит усиление или преобразование сигнала в аналоговое напряжение, с последующим преобразованием его в цифровую форму.

Регистрирующее устройство (персональный компьютер) строит график зависимости сигнала детектора от времени (хроматограмма) [5].

1.3.2 Условия проведения анализа

Данный газохроматографический анализ проводится на хроматографе Цвет-500М с пламенно-ионизационным детектором и стеклянной насадочной колонкой размерами 3 м Ч 2 мм с 15 % полиэтиленгликоля Карбовакс 20М на Хроматоне N AW DMCS (0,16-0,20 мм) в изотермических условиях при температуре 120 ^оС. Температура термостата детекторов 150 ^оС, испарителя 200 ^оС-250 ^оС. Газ-носитель азот, объёмная скорость 30 мл\мин. Объём дозируемых проб 0,3-1,2 мкл (микрошприцы МШ-1 И МШ-10). Обработку хроматограмм проводили с использованием программного обеспечения МультиХром (версия 1.52) [4].

Пламенно-ионизационный детектор (ПИД) является одним из наиболее распространенных и популярных детекторов в газовой хроматографии. Схема устройства пламенно-ионизаионного детектора приведена на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 - Схема устройства пламенно-ионизационного детектора



Принцип работы детектора заключается в том, что при обычных условиях газы не проводят электрический ток, но если в результате какого-либо воздействия в газе образуются ионы, радикалы или свободные электроны, то даже при очень небольшой концентрации этих частиц газы становятся проводниками электрического тока.

К потенциальному электроду прилагается напряжение для сбора ионов, а с коллекторного электрода снимается сигнал детектора.

Преимущества ПИД:

- высокая чувствительность;

- линейный диапазон детектирования 10⁷;

- высокое быстродействие;

- небольшой объем рабочей камеры;

- диапазон рабочих температур до 400 ^оС;

- возможность использования дешевого газа-носителя (азот);

- сравнительно низкая стоимость детектора.

В качестве газ-носителя выбран азот, обладающий следующими преимуществами:

- высокая вязкость, обуславливающая низкие коэффициенты диффузии веществ в газовой фазе и, как следствие, малое размывание пиков;

- простота очистки;

- низкая стоимость;

- безопасность в работе [6].

1.3.3 Методы количественного газохроматографического анализа

Используемые в хроматографии методы количественного анализа традиционно принято подразделять на несколько основных типов в зависимости от характера операций подготовки проб и алгоритмов обработки полученных данных. К ним относятся метод абсолютной калибровки, метод внешнего стандарта, внутреннего стандарта, стандартной добавки и внутренней нормализации.

Все методы количественного хроматографического анализа рекомендовано применять для анализа гомогенных образцов, но один из них - метод стандартной добавки - применим для определения суммарного содержания компонентов гетерофазных систем.

Для получения результата измерения этим методом необходимо записать хроматограммы двух проб: исходной и исходной с добавкой известного количества определяемого компонента.

Для вычисления концентраций определяемых компонентов в образцах (с_х) этим методом используют следующую формулу:

(1.3)

где m_доб - масса стандартной добавки;

М_обр - масса образца;

P_x(1) и P_x(2) - параметры хроматографических пиков (площади или высоты) определяемого соединения до и после добавки;

P_i(1) и Р_i(2) - параметры хроматографических пиков любого другого компонен та смеси (присутствующего в образце или добавленного в него искусственно) до и после добавки, соответственно.

Действительно, необходимость учёта параметров P_i(1) и Р_i(2) возникает только в тех частных случаях, когда объёмы растворов добавки сравнимы с объектами растворов исходных образцов и их смешивание приводит к существенному разбавлению анализируемых проб.

На практике удобнее использовать метод стандартной добавки для определения суммарного количества подлежащего определению вещества в пробе, когда препарат сравнения практически не изменяет объём образца, который при этом может даже оставаться неизвестным. Основное расчётное соотношение следует из пропорции:

Р_х/Р_х+доб = m_х/(m_х + m_доб), (1.4)

Получаем формулу:

m_x = , (1.5)

где Р_х и Р_х+доб - параметры хроматографических пиков определяемого соединения до и после добавки.

В анализируемой статье [4] приведён более эффективный вариант, предполагающий незначительную модификацию процедуры подготовки проб. При наличии сорбентов в составе сложных образцов более рациональным представляется введение стандартной добавки до их преобразования в гетерофазные системы, а не после, когда сорбент локализован в одной из фаз.

Реализация этого несложного условия означает необходимость разделения исходной пробы (m_х) на две приблизительно равные части, одну из которых (m_х1) анализируют непосредственно, а в другую (m_х2) добавляют образец сравнения (m_доб) и только после этого проводят расслаивание обеих проб добавками второго растворителя.

Тогда, учитывая, что в общем случае m_х2 ? m_х1, для коррекции результатов следует использовать несколько модифицированное общее соотношение:

m_x = . (1.6)



1.3.4 Основные этапы количественного газохроматографического анализа

Перечень основных этапов анализа:

1) подготовка проб;

2) запуск хроматографа;

3) задание параметров хроматографического разделения;

4) ввод пробы;

5) получение хроматограммы;

6) обработка хроматограммы (определение характеристик пиков);

7) определение содержания анализируемого компонента в пробе методом стандартной добавки.

На сегодняшниий день метод газовой хроматографии является одним из самых востребованных методов многокомпонентного анализа, поскольку его отличают такие характерные особенности как:

1) универсальность (разделение и анализ самых различных смесей - от низкокипящих газов до смесей жидких и твердых веществ с температурой кипения до 500 ^оС и выше);

2) высокая чувствительность (высокая чувствительность метода обусловлена тем, что применяемые детектирующие системы позволяют надежно определять концентрации 10^-8 - 10^-9 мг/мл);

3) экспрессность (экспрессность газовой хроматографии подчеркивается тем, что продолжительность разделения в большинстве случаев составляет 10?15 минут, иногда при разделении многокомпонентных смесей 1?1,5 часа. Однако за это время анализируется несколько десятков или сотен компонентов. В некоторых специальных случаях время разделения может быть меньше одной минуты);

4) легкость аппаратурного оформления (газовые хроматографы относительно дешевы, достаточно надежны, имеется возможность полной автоматизации процесса анализа);

5) малый размер пробы (газовая хроматография по существу метод микроанализа, поскольку для анализа достаточно пробы в десятые доли мг);

6) высокая точность анализа (погрешность измерений ± 5 % относительных

легко достигается практически на любой газохроматографической аппаратуре. В специальных условиях достигается погрешность ±0,001?0,002 % относительных).

Метод применяется для решения многих аналитических проблем. Самостоятельным аналитическим методом, используемым при работе с хроматографом, можно считать количественный газохроматографический анализ. Данный метод нашел широкое применение в нефтехимии, он незаменим при определении пестицидов, удобрений, лекарственных препаратов, витаминов, наркотиков и др [5].

В данном разделе была рассмотрена характеристика эфирного масла мяты перечной, дано краткое описание методов определения содержания мятного масла в фармацевтическом препарате - геле антиконгестивного действия и приведены их характеристики, а также приведено краткое описание теоретических основ выбранного метода - газовой хроматографии, условия проведения измерений, перечень основных этапов анализа и характерные особенности газохроматографического метода.



2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты и методы исследований

Методика предназначена для определения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия газохроматографическим методом. Интервал определяемых концентраций составляет от 0 до 2 %.

Объектами исследований являются результаты определения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия, которые приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Данные для оценки точности

Лаборатория, i	Гель антиконгестивного действия
	1	2	3
1	1,70	1,00	0,45
	1,70	1,07	0,48
	1,65	1,02	0,40
	1,68	1,03	0,42
	1,71	1,05	0,43
	1,72	1,06	0,47
2	1,65	1,00	0,46
	1,66	1,02	0,46
	1,70	1,07	0,44
	1,69	1,03	0,43
	1,69	1,05	0,45
	1,71	1,06	0,44

Предметом исследования были показатели точности (рассчитанные параметры) в соответствии с СТБ ИСО 5725-2 [7], СТБ ИСО 5725-4 [8]: стандартное отклонение воспроизводимости, стандартное отклонение повторяемости.

Оценка показателей точности проводилась по следующей схеме:

1) Расчет средних значений ячеек (), который осуществляли по формуле 2.1:

,(2.1)

где i - идентификатор лаборатории;

j - идентификатор уровня;

k - идентификатор для конкретного результата испытаний в лаборатории i на уровне j;

n_ij - количество результатов испытаний, полученных в одной лаборатории на одном уровне;

- k результат измерений в i-й лаборатории для уровня j.

2) Определение мер рассеяния в ячейках.

Для оценки мер рассеяния использовали внутриячейковое стандартное отклонение (S_ij), используя формулу 2.2:

.(2.2)

3) Анализ результатов на наличие выбросов по критерию Кохрена.

Рассчитанные данные для каждого диапазона подвергли предварительной обработке, с целью обнаружения выбросов. Для чего использовали числовой метод - критерий Кохрена.

Критерий Кохрена использовали для проверки однородности дисперсий данных, полученных в каждой лаборатории () по формулам 2.3 и 2.4, перед тем как рассчитывать внутрилабораторную дисперсию:

;(2.3)

,(2.4)

где - наибольшее стандартное отклонение в совокупности;

- сумма стандартных отклонений уровня.

Рассчитанные значения критерия Кохрена сравнивали с критическими значениями при уровне значимости б=1% и б=5%. Дисперсии считаются однородными, если рассчитанные значения не превосходят критические.

4) Расчет межлабораторной дисперсии, дисперсии повторяемости и воспроизводимости.

Для каждого уровня вычисляли дисперсию повторяемости , межлабораторную дисперсию , дисперсию воспроизводимости и общее среднее по формулам 2.8 ? 2.16:

(2.8)

; (2.9)

; (2.10)

; (2.11)

; (2.12)

; (2.13)

;(2.14)

;(2.15)

. (2.16)

По полученным значениям дисперсий рассчитывали стандартные отклонения повторяемости S_rj и воспроизводимости S_Rj, как корень квадратный из соответствующих дисперсий.



2.2 Результаты исследований и их обсуждение

1) Исходные данные для оценки точности приведены в таблице 2.1.

2) Средние значения ячейки, вычисленные по формуле 2.1, а также внутриячейковые стандартные отклонения, вычисленные по формуле 2.2, представлены в таблице 2.2. и 2.3 соответственно.

Таблица 2.2 - Средние значения ячеек

Лаборатория, i	Гель антиконгестивного действия
	Уровень (j)
	1	2	3
1	1,693	1,038	0,442
2	1,683	1,038	0,447

Таблица 2.3 - Внутриячейковые стандартные отклонения

Лаборатория, i	Гель антиконгестивного действия
	Уровень (j)
	1	2	3
1	0,025	0,108	0,031
2	0,023	0,108	0,012

3) Анализ результатов на наличие выбросов по критериям Кохрена.

Используя рассчитанные данные провели проверку однородности дисперсий по критерию Кохрена, применив формулы 2.3 и 2.4. и сравнили с критическими значениями при уровне значимости б=1% и б=5%. Результаты данного расчета приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Результаты проверки однородности дисперсий данных

Значения	Уровень 1	Уровень 2	Уровень 3
	0,625•10-3	0,012	0,961•10-3
	1,154•10-3	0,024	1,105•10-3
Cj	0,542	0,500	0,870
Cтабл, (б=1%)	0,937
Cтабл, (б=5%)	0,877

Из приведенной выше таблицы 2.4 следует, что рассчитанные дисперсии являются однородными.

4) Расчет межлабораторной дисперсии, дисперсии повторяемости и воспроизводимости.

Для каждого диапазона вычислили дисперсию повторяемости , межлабораторную дисперсию , дисперсию воспроизводимости и общее среднее по формулам 2.8 - 2.16.

Рассмотрим подробно расчет выше приведенных показателей для уровня 1:

;

;

;

;

1,69.

По полученным значениям дисперсий рассчитывали стандартные отклонения повторяемости S_rj и воспроизводимости S_Rj, как корень квадратный из соответствующих дисперсий:

Расчеты для остальных диапазонов выполняли аналогично. Полученные результаты приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Рассчитанные значения показателей для всех диапазонов

Значения	Уровень 1	Уровень 2	Уровень 3
	0,58•10-3	1,17•10-2	0,55•10-3
	-0,55•10-4	-0,23•10-4	-0,98•10-4
	0,52•10-3	1,16•10-2	3,14•10-3
mj	1,69	1,04	0,44
	0,024	0,11	0,024
	0,023	0,11	0,056

2.3 Выводы по полученным результатам

Произведены расчеты показателей точности: стандартное отклонение воспроизводимости, стандартное отклонение повторяемости для каждого из уровней, которые представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Результаты расчета показателей точности

Значения	Уровень 1	Уровень 2	Уровень 3
	0,024	0,11	0,024
	0,023	0,11	0,056

Из расчетных показателей точности вытекает, что данную методику определения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия можно использовать как для практических целей: в испытательных лабораториях для проверки содержания данного компонентва в лекарственном средстве, так и для научной деятельности, естественно, в области возможного применения. Предлагаемая методика рекомендована для использования при разработке фармакопейной статьи предприятия на соответствующий препарат.



3. Разработка проекта документа на МВИ

Методика выполнения измерений (МВИ) - совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленной точностью.

Разработка МВИ, как правило, включает:

- формулирование измерительной задачи и описание измеряемой величины;

- предварительный отбор возможных методов решения измерительной задачи;

- выбор метода и средств измерений (в том числе стандартных образцов, аттестованных смесей), вспомогательных и других технических средств;

- установление последовательности и содержания операций при подготовке и выполнении измерений, обработке промежуточных результатов и вычислении окончательных результатов измерений;

- экспериментальную апробацию установленного алгоритма выполнения измерений;

- выбор показателей точности (правильность, прецизионность) по СТБ ИСО 5725-1[9];

- организацию и проведение межлабораторного и/или внутрилабораторного экспериментов по оценке выбранных показателей точности в соответствии с СТБ ИСО 5725-1 - СТБ ИСО 5725-5 [7-11];

- установление приписанной характеристики погрешности измерения, характеристик составляющих погрешности с учетом требований, содержащихся в исходных данных на разработку МВИ;

- разработку алгоритма оценивания неопределенности, составление бюджета неопределенности и ее оценивание с учетом требований, содержащихся в исходных данных на разработку МВИ, и требований СТБ ИСО/МЭК 17025 [12] при использовании МВИ в аккредитованных лабораториях;

- разработку процедур оценки стабильности получаемых результатов измерений с учетом требований СТБ ИСО 5725-6 (раздел 6) [13] и СТБ ИСО/МЭК 17025 (пункт 5.9) [12] при использовании МВИ в аккредитованных лабораториях;

- разработку проекта документа на МВИ;

- метрологическую экспертизу проекта документа на МВИ;

- аттестацию МВИ;

- утверждение проекта документа на МВИ в установленном порядке.

Документ на МВИ согласно ГОСТ 8.010-99 [1] должен содержать вводную часть и следующие разделы:

- метод измерений;

- показатели точности МВИ;

- требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам, растворам;

- условия выполнения измерений;

- требования к обеспечению безопасности выполняемых работ;

- требования к обеспечению экологической безопасности ;

- требования к квалификации операторов ;

- операции при подготовке к выполнению измерений;

- операции при выполнении измерений;

- операции обработки и вычислений результатов измерений;

- алгоритм оценивания неопределенности измерения;

- контроль приемлемости результатов, полученных в условиях воспроизводимости ;

- контроль лабораторного смещения;

- контроль стабильности результатов измерений в лаборатории;

- требования к оформлению результатов измерений;

- приложение.

Вводная часть устанавливает назначение и область применения документа на МВИ и в ней приводится характеристика определяемого параметра, перечень анализируемых объектов, на которые распространяется методика, а также интервал определяемых концентраций. Например, в разработанной методике определяемым параметром является содержание мятного масла в фармацевтическом препарате - геле антиконгестивного действия. Интервал определяемых концентраций составляет от 0 до 2,0 %.

В разделе «Метод измерений» приводиться характеристика и сущность метода с указанием особенностей его реализации. Например, в разработанной методике сущность метода состоит в превращении анализируемых образцов в гетерофазные системы с последующим хроматографическим анализом верхних (гексановых слоёв).

В разделе «Показатели точности МВИ» указываются конкретные значения показателей точности, установленные для данной методики экспериментально-расчетным путем.

Раздел «Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам, растворам» содержит перечень необходимых для реализации методики средств измерений и других технических средств, материалов и растворов. В перечне этих средств наряду с наименованием указывают обозначения государственных стандартов (стандартов других категорий) или технических условий, обозначения типов (моделей) средств измерений, их метрологические характеристики (класс точности, пределы допускаемых погрешностей, пределы измерений и др.), числовые значения свойств и обозначения степени чистоты для химических реактивов.

Полный перечень используемых средств измерений, вспомогательных устройств, материалов и реактивов приведен в разработанной методике.

В разделе «Условия выполнения измерений» указываются условия, которые должны поддерживаться при выполнении измерений по данной методике.

Раздел «Требования к обеспечению безопасности выполняемых работ» содержит ссылки на инструкции и ТНПА, выполнение которых обязательно для соблюдения требований безопасности при реализации разрабатываемой методики. В методике приведены ТНПА, требования которых подлежат обязательному соблюдению.

В разделе «Требования к обеспечению экологической безопасности» приводится характеристика вредных для окружающей среды факторов, которые могут возникнуть при реализации методики. В разработанной методике рассмотрены аспекты обеспечения экологической безопасности.

Раздел «Требования к квалификации операторов» содержит требования к образованию и специальной подготовки операторов.

В разделе «Операции при подготовке к выполнению измерений» описывается порядок и сущность операций, выполняемых при подготовке к выполнению измерений по данной методике.

Типовой перечень подготовительных операций:

подготовка пробы;

запуск хроматографа;

задание параметров хроматографического разделения.

В разлеле «Операции при выполнении измерений» описывается порядок и сущность всех операций в процессе измерений. Подробное описание приведено в методике.

В разделе «Операции обработки и вычислений результатов измерений» приводится последовательное изложение порядка всех расчетов, в том числе промежуточных. В методике приводится способ определения содержания исследуемого элемента.

В разделе «Алгоритм оценивания неопределенности измерения» содержится ссылка на приложение к документу, где приведена методика оценивания неопределенности результатов измерения.

В разделе «Контроль лабораторного смещения» приводится описание порядка оценки лабораторного смещения и интерпретации полученных данных или ссылка на соответствующие документы.

Обязательно указываются требования к образцу, используемому в качестве эталонного материала.

В разделе «Контроль стабильности результатов измерений в лаборатории» приводится описание процедур контроля стабильности повседневных результатов измерений в лаборатории и стабильности результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости, а также используемые для этих целей методы.

В методике даются ссылки на соответствующие пункты ТНПА, в которых контролируются показатели точности.

В разделе «Требования к оформлению результатов измерений» указывается форма представления результатов количественного химического анализа по данной методике.

В приложениях приводятся дополнительные данные и процедуры, использование и выполнение которых необходимо для реализации методики. В разрабатываемой методике в приложение вынесена методика расчёта неопределённости.

В разделе приведены этапы разработки и краткая характеристика каждого структурного элемента документа на МВИ. При изложении этапов разработки приведены ссылки на нормативные и технические нормативные правовые акты, в соответствии с которыми проводилась разработка документа. Разработанный и оформленный документ на МВИ содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия газохроматографическим методом приводится в приложении 1 данной курсовой работы.



Заключение

В ходе проделанной курсовой работы была проанализирована научно- техническая литература о таком показателе качества, как количественное содержание мятного масла в геле антиконгестивного действия, а также были рассмотрены различные методы определения содержания эфирных масел в лекарственных средствах, кратко представлено описание этих методов, описаны их достоинства и недостатки.

Был выбран наиболее предпочтительный метод и на его основе была разработана методика определения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия газохроматографическим методом, что и является результатом данной курсовой работы.

В данной курсовой работе на создание проекта методики выполнения измерений подробно представлены правила и порядок разработки данного документа. В самой методике подробно описано необходимое аппаратурное оснащение, требуемые вспомогательные устройства, материалы и реактивы, а также приведены на них действующие ТНПА. Также описан принцип определения содержания мятного масла в данном лекарственном препарате, на котором и основывается сама методика. Для обеспечения безопасности работ даны ссылки на ТНПА, которые следует соблюдать, описаны требования к квалификации оператора и условиям проведения измерений. Также в методике присутствует информация о записи результатов измерения.

Разработанная методика выполнения измерений может быть использована как основополагающий документ при исследовании лекарственных средств, имеющих в своем составе мятное масло, на количественное содержание данного компонента в препарате. А также разработанная методика рекомендована для использования при разработке фармакопейной статьи предприятия на соответствующий препарат.



Список использованных источников

1 Государственная система обеспечения единства измерений. Методика выполнения измерений. Основные положения: ГОСТ 8.010-99. - Введ. 01.06.2001. - М.: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 1999. - 23 с.

2 Государственная Фармакопея Республики Беларусь: Т. 1, Общие методы контроля качества лекарственных средств / Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении; под общ. ред. Г.В. Годовальникова - Минск: Минский государственный ПТК полиграфии, 2006.

3 Гуринович, Л.К. Эфирные масла: химия, технология, анализ и применение / Л.К. Гуринович, Т.В. Пучкова. - М.: Школа Косметических Химиков, 2005. - 192 с.

4 Зенкевич, И.Г. Применение метода стандартной добавки для количественного хроматографического анализа / И.Г. Зенкевич, И.О. Климова // Журнал аналитической химии. Том 61. - 2006. - № 10. - С. 1048-1054.

5 Винарский, В.А. Хроматография. Курс лекций в двух частях. Часть 1. Газовая хроматография / В.А. Винарский // Научно-методический центр “Электронная книга БГУ” [Электронный ресурс]. - 2003. - Режим доступа: http://anubis.bsu.by/publications/elresources/Chemistry/vinarski.pdf. - Дата доступа: 16.03.2014.

6 Глоба, И. И. Хроматографические и спектральные методы анализа: учеб. пособие / И. И. Глоба, С. А. Ламоткин. - Минск: БГТУ, 2008. - 352 с.

7 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений: СТБ ИСО 5725-2-2002. - Введ. 01.07.2003. - Минск: Госстандарт: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2000. - 54 с.

8 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 4. Основные методы определения правильности стандартного метода измерений: СТБ ИСО 5725-4-2002. - Введ. 01.07.2003. - Минск: Госстандарт: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2000. -31 с.

9 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Общие принципы и определения: СТБ ИСО 5725-1-2002. - Введ. 01.07.2003. - Минск: Госстандарт: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2000. - 26 с.

10 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 3. Промежуточные показатели прецизионности стандартного метода измерений: СТБ ИСО 5725-3-2002. - Введ. 01.07.2003. - Минск: Госстандарт: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2000. - 36 с.

11 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 5. Альтернативные методы определения прецизионности стандартного метода измерений: СТБ ИСО 5725-5-2002. - Введ. 01.07.2003. - Минск: Госстандарт: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2000. - 57 с.

12 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий: ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009. - Введ. 11.06.09. - М.: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации: Стандартинформ, 2010. - 70 с.

13 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике: СТБ ИСО 5725-6-2002. - Введ. 01.07.2003. - Минск: Госстандарт: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2000. - 50 с.

14 Весы лабораторные. Общие технические требования: ГОСТ 24104-2001. - Введ. 01.07.2002. - Минск: Межгосударственный совет по метрологии, стандартизации и сертификации, 2002. - 8 с.

15 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования: ГОСТ 29227-91. Введ. 01.01.94. - Москва: Стандартинформ, 2008. -11 с.

16 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия: ГОСТ 1770-74. Введ. 01.01.76. - Москва: Стандартинформ, 2006. - 20 с.

17 Часы электронно-механические. Общие технические условия: ГОСТ 27752-84. Введ. 01.01.86. - Москва: Стандартинформ, 1986. - 11 с.

18 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры: ГОСТ 25336-82. Введ. 01.01.84. - Москва: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 106 с.

19 Гексан чистый. Технические условия: ТУ 6-09-3375-78. - Введ. 01.05.78. - Москва: Государственный комитет СССР по стандартам, 1978. - 31 с.

20 Азот газообразный и жидкий. Технические условия: ГОСТ 9293-74. Введ. 01.01.76. - Москва: Издательство стандартов, 1977. - 16 с.

21 Водород технический. Технические условия: ГОСТ 3022-80. - Введ. 01.01.81. - Москва: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1982. - 25 с.

22 Реактивы. Ацетон. Технические условия: ГОСТ 2603-79. - Введ. 01.07.80. - Москва: Государственный комитет СССР по стандартам, 1981. - 21 с.

23 Вода дистиллированная. Технические условия: ГОСТ 6709-72. Введ. 01.01.74. - Москва: Стандартинформ, 2007. - 11с.

24 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны: ГОСТ 12.1.005-89. - Введ. 01.01.89. - Москва: Стандартинформ, 2006. - 48 с.

25 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования: ГОСТ 12.1.004-91. - Введ. 01.07.92. - Москва: Стандартинформ, 2006. - 68 с.

26 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание: ГОСТ 12.4.009-83. - Введ. 01.01.85. - Москва: Стандартинформ, 1989. - 12 с.

27 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты: ГОСТ 12.1.019-79. - Введ. 01.07.80. - Москва: ИПК Издательство стандартов, 2000. - 8 с.

28 Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности: ГОСТ 12.3.019-80. - Введ. 01.07.81. - Москва: ИПК Издательство стандартов, 2000. - 10 с.



Приложение

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе БГТУ

________________С. А. Касперович

«___»____________________2014г

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЯТНОГО МАСЛА В ГЕЛЕ АНТИКОНГЕСТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ (МВИ хххх - 2014)

РАЗРАБОТАНО:

Кафедра ФХМСП

Заведующий

_________________С. С. Ветохин

«___»_________________2014 г.

студентка 4 курса 14 гр. ф-та ТОВ

________________ М.В.Нетецкая

«___»_________________2014 г.

Минск 2014



1. Назначение МВИ

Настоящий документ устанавливает методику определения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия газохроматографическим методом с применением метода стандартной добавки.

Интервал определяемых концентраций составляет от 0 до 2,0 %.

2. Метод измерения

Метод основан на количественном определении мятного масла методом газовой хроматографии при разделении на хроматографической колонке в газовой фазе с применением пламенно-ионизационного детектора.

Измерение концентраций мятного масла в геле антиконгестивного действия основано на приготовлении из анализируемых образцов двух параллельных проб, в одну из которых вводят добавку образца сравнения и только после этого обе пробы преобразуют в гетерофазные системы с последующим хроматографическим анализом слоя, содержащего наименьшее количество мешающих компонентов.

...