Методы минерализации в фармацевтическом анализе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Физические методы минерализации

1.2 Химические методы минерализации

1.2.1 Сухое окисление

1.2.2 Мокрое окисление

2. Практическая часть

2.1 Минерализация в анализе азотсодержащих веществ

2.1.1 Метод Кьельдаля

2.1.2 Метод с реактивом Несслера

2.1.3 Метод Дюма

2.2 Минерализация в анализе тяжелых металлов

2.3 Минерализация в анализе серосодержащих веществ. Метод Шёнигера

2.4 Минерализация в анализе галогенов. Метод Кариуса

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

лекарственный биологический минерализация химический



Введение

Фармацевтический анализ -- это наука о химической характеристике и измерении биологически активных веществ на всех этапах производства: от контроля сырья до оценки качества полученного лекарственного вещества, изучения его стабильности, установления сроков годности и стандартизации лекарственных форм. Фармацевтический анализ имеет свои специфические особенности, отличающие его от других видов анализа. Способы фармацевтического анализа нуждаются в систематическом совершенствовании в связи с созданием новых лекарственных средств и непрерывным повышением требований к их качеству. Причем растут требования как к степени чистоты лекарственных веществ, так и к количественному содержанию К фармацевтическому анализу предъявляют высокие требования. Он должен быть достаточно специфичен и чувствителен, точен по отношению к нормативам, обусловленным Государственной фармакопеей, фармакопейными статьями и другой нормативной документацией, выполняться в короткие промежутки времени с использованием минимальных количеств испытуемых лекарственных средств и реактивов. Определение примесей тяжелых металлов является одним из наиболее распространенных фармакопейных тестов. Содержание указанных примесей фармакопеи Российской Федерации и других стран регламентируют как по причине высокой токсичности ряда металлов, так и в связи с их влиянием на стабильность химических структур лекарственных веществ. Большинство национальных фармакопей предписывают этот тест для субстанций лекарственных веществ, масел, экстрактов и некоторых инъекционных лекарственных форм. В последние годы в качестве объектов исследования на тяжелые металлы рассматриваются и лекарственные растения, в связи с обострением экологических проблем. Таким образом, совершенствование методик определения примесей с использованием современных инструментальных физических методов в составе лекарственных вспомогательных веществ, лекарственного растительного сырья и готовых лекарственных средств является актуальным.

Объектами фармацевтического анализа методом минерализации являются не только индивидуальные ЛВ (субстанции), но и смеси, содержащие различное число компонентов.

Целью данной работы явилось изучение методик определения примесей в лекарственных средствах и биологических объектах методом минерализации, а также методическое обеспечение проблемы контроля указанных примесей.



1. Теоретическая часть

Минерализация органических веществ - разложение органических веществ и материалов на их основе с целью выделения определяемых элементов в виде устойчивых неорганических соединений (так называемых аналитических форм), удобных для анализа подходящим методом. Минерализации подвергают индивидуальные органические соединения, природные объекты животного и растительного происхождения, сложные композиции с органическими и неорганическими составляющими, полимерные материалы.

Различают физические и химические способы минерализации. Первые основаны на воздействии высоких температур или на использовании электрических разрядов.

1.1 Физические методы минерализации

Термическая минерализация (в том числе в присутствии катализаторов). Осуществляется в фарфоровых или платиновых тиглях либо кварцевых чашках путем нагревания газовым пламенем или в электрических муфельных печах (рис. 1). Тщательно высушенное вещество нагревают сначала до полного обугливания и прекращения выделения дыма, затем температуру повышают до начала красного каления. Нагревание заканчивают после получения белой золы и исчезновения последних следов угля. Если в субстрате содержатся вещества, легко улетучивающиеся при нагревании (галогены, фосфор, сера), то их связывают в виде солей, прибавляя окисляющую щелочную смесь. Для этого субстрат сплавляют со смесью углекислого и азотнокислого натрия или калия, а также с гидратом окиси кальция. Чтобы облегчить сжигание, иногда добавляют хлорноватистокислый калий;

Лазерный пиролиз, разложение высокомолекулярных соединений искровым разрядом. Пиролиз проводят с помощью обычного термического нагрева, высокочастотного нагрева (до точки Кюри), с применением коренного разряда и лазерной техники. Устройство для пиролиза изготавливают в виде приставки к стандартным газовым хроматографом (рис. 2). В настоящее время многие универсальные хроматографы высокого класса снабжены пиролитическими приставками, которые включают непосредственно в газовую схему хроматографа вместо узла ввода пробы или же параллельно ему.

1.2 Химические методы минерализации

Наиболее широко применяют химические способы минерализации, которые основаны главным образом на окислительно- восстановительных реакциях. При этом реагентами служат окислители и восстановители в любом агрегатном состоянии. Обычно анализируемый объект подвергают "сухому" или "мокрому" окислению.

1.2.1 Сухое окисление

Сухое окисление можно осуществить, например, кислородом воздуха при нагревании в присутствии катализаторов или без них (в трубке, тигле, муфельной печи, калориметрической бомбе). Этот способ используют при анализе многих лекарственных веществ для определения в них таких элементов, как бор, углерод, азот, сера, фосфор, галогены. Одним из способов сухой окислительной минерализации является сплавление с окислителями (наиболее часто используют Na2O2). Однако из полученного продукта сложно выделить отдельные составляющие для последующего их анализа, что связано с мешающим взаимным влиянием содержащихся в нем веществ. Окислительную минерализацию применяют, в частности, для определения азота в органических соединениях по методу Дюма. В качестве окислителей используют оксиды меди (II), никеля, марганца, ванадия, свинца, кобальта (иногда с добавлением кислорода). В автоматических анализаторах сухую окислительную минерализацию осуществляют газообразным кислородом или твердыми окислителями в присутствии катализатора; элементы определяют хроматографически в виде оксида углерода, воды, азота, оксида серы.

Окислительную минерализацию применяют и в методах Шёнигера, в которых образец разлагают в замкнутом сосуде при высокой температуре. Известны многие модификации этого способа разложения. Так, иногда бумагу для навески пропитывают раствором нитрата калия, добавляют к навеске вещества с высоким содержанием кислорода или углерода (сахароза,додециловый спирт), вводят в поглотительнгый раствор перекиси водорода, тиосульфата натрия и другие вещества в зависимости от особенностей определяемого элемента и его аналитической формы.

Высокоэффективным способом окислительной минерализации является разложение образцов с помощью "возбужденного" кислорода (кислородной плазмы), который получают, пропуская газообразный О2 под давлением 133-665 Па через высокочастотное электрическое поле. Достоинства такого способа минерализации-быстрота разложения, отсутствие опасности загрязнения пробы материалом сосуда, селективность (органическую часть можно отделить от неорганической), что важно, в частности, при анализе медико-биологических образцов, объектов животного и растительного, происхождения, содержащих одновременно органические и неорганические составляющие. При минерализации возбужденным кислородом органическая часть и вода отгоняются (их можно анализировать отдельно), а многие элементы (серебро, мышьяк, бор, кобальт, хром, марганец, молибден, щелочные, щелочно-земельные металлы) образуют оксиды. Последние растворяют в кислотах и определяют различными аналитическими методами.



1.2.2 Мокрое окисление

Мокрым окислением (или мокрым сожжением) называют обработку образца кислотами (серной, азотной, хлорной, фосфорной, фтористоводородной или их смесями) в присутствии катализаторов и без них. Иногда к кислотам добавляют окислители: перманганаты, дихроматы, иодаты. Такой способ минерализации используют, например, в методах Кьельдаля и Кариуса, а также при анализе многоэлементных композиций и индивидуальных элементоорганических соединений, содержащих бор, кремний, хром и др. Недостаток его состоит в том, что получаемую после окисления смесь веществ трудно разделить.

Восстановительную минерализацию применяют значительно реже. В качестве восстановителей используют главным образом водород, щелочные металлы, углерод, аммиак, металлоорганические соединения. При нагрузке анализируемых соединения в токе водорода некоторые элементы ( ртуть, цинк, мышьяк) выделяются в свободном виде. Разработаны способы дистилляции(отгонки) током водорода цинка, кадмия, свинца с последующим осаждением их на охлажденной алюминиевой поверхности. При определении кислорода в органических веществах для восстановительной минерализации последних используют водород или аммиак и кислород выделяется в виде воды (аналитическая форма).

Полное восстановление водородом органических соединений, содержащих галогены, практически достигается только в присутствии небольших добавок аммиака, что приводит к образованию галогенидов аммония. Можно осуществлять восстановительную минерализация сплавлением органических веществ с металлами (в частности, с натрием, калием, магнием, кальцием) при 400-900 °С в запаянных трубках или автоклавах. Этот метод, эффективный при определении галогенов, серы, азота, фосфора, мышьяка широкого распространения не получил, однако некоторые его варианты используют в полевых условиях.

Для минерализации применяют также совместно окислительное и восстановительное разложение образца. Примером может служить метод, в котором объект подвергают действию кислородно-водородной смеси при высокой температуре (до 2000 °С). При этом минерализация образцов независимо от их массы и состава происходит достаточно полно и быстро. Таким способом можно минерализовать полифторированные термостойкие вещества, а также материалы, содержащие фосфор, мышьяк, селен,ртуть, свинец, медь, цинк и др.

Высокоэффективным и перспективным вариантом восстановительной минерализации является низкотемпературное плазменное разложение. Для получения низкотемпературной (100-300 °С) плазмы применяют генераторы с выходной частотой 5-100 МГц; давление в системе поддерживают в интервале 130-2000 Па. В качестве восстановителей используют прежде всего аммиак, а также водород и метан.



2. Практическая часть

2.1 Минерализация в анализе азотсодержащих веществ

Для определения азота в основном используют два химических метода. Один из них -- метод Дюма-Прегля . Определение азота методом Дюма--Прегля основано на сожжении органического вещества, смешанного с оксидом меди, в атмосфере углекислого газа. Углекислый газ пропускают через сожигательную трубку (из кварца) перед анализом (для вытеснения из нее воздуха) и после сожжения вещества -- для вытеснения из трубки продуктов сгорания азота, оксидов азота, воды и диоксида углерода. Источником углекислого газа может быть аппарат Киппа или газовый баллон (в любом случае газ должен быть лишен даже следов воздуха ). Часть сожигательной трубки имеет постоянное наполнение слой оксида меди, слой восстановленной меди (для восстановления оксидов азота в азот), затем опять слой ?оксида меди (рис.3).

Второй -- метод Кьельдаля, широко применяемый в фармацевтическом анализе азотсодержащих лекарственных веществ, основан на минерализации органического вещества серной кислотой с последующим титриметрическим ?определением продуктов реакции.

2.1.1 Метод Кьельдаля

Применяют метод Кьельдаля для количественного анализа азотсодержащих органических веществ, а также лекарственных препаратов, содержащих аминный, амидный и гетероциклический азот. Метод включает несколько последовательно ?выполняемых стадий. Метод основан на минерализации лекарственного средства под воздействием серной кислоты концентрированной при нагревании в присутствии катализаторов. При этом азот превращается в аммония сульфат. При добавлении натрия гидроксида выделяется аммиак, который перегоняют с паром в приемник, содержащий кислоту для его поглощения: борную - в методе прямого титрования (1 и 2); серную или хлористоводородную - в методе обратного титрования (3). В методах 1 и 2 поглощенный аммиак титруют раствором кислоты (хлористоводородной или серной), в методе 3 избыток кислоты оттитровывают раствором натрия гидроксида. По результатам титрования рассчитывают содержание азота.

Различают следующие варианты метода: 1 - метод Къельдаля, 2 - микрометод Къельдаля, 3 - метод Къельдаля (обратное титрование).

Прибор для определения азота состоит из парообразователя - круглодонной колбы вместимостью 3 л с предохранительной трубкой, сменных колб Къельдаля с длинным горлом для конденсации водяных паров и защиты от потери вещества, воронки с зажимом или краном для добавления щелочи, брызгоуловителя, прямого холодильника и сменных конических колб-приемников. Стеклянная посуда должна быть термостойкой. Прибор помещают в вытяжной шкаф.

Вместо описанного прибора могут быть использованы приборы для автоматического определения азота по Къельдалю ( рис.4, рис. 5). В таком случае определение проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

1. Метод Къельдаля

В колбу Къельдаля вместимостью 200-300 мл (другие объемы от 50 до 500 мл должны быть указаны в частной фармакопейной статье) помещают точную навеску или точный объем образца лекарственного средства (0,5-10,0 мл) с содержанием азота около 14-35 мг (если требуется пробоподготовка, она должна быть описана в частной фармакопейной статье), три стеклянных шарика для пенящихся веществ и 1 г растертой смеси калия сульфата и меди сульфата, взятых в соотношении 10:1 (другой состав смеси катализаторов должен быть указан в частной фармакопейной статье). Для трудно сжигаемых веществ дополнительно в колбу добавляют 0,05 г металлического селена и/или 1 мл водорода пероксида. Прибавляют 7 мл серной кислоты концентрированной и осторожно вращают колбу для стекания кислоты со стенок и ее перемешивания с содержимым колбы. Постепенно нагревают колбу, закрытую стеклянной воронкой, на асбестовой сетке над открытым пламенем газовой горелки или в электронагревательном приборе и далее кипятят содержимое в течение нескольких часов до получения раствора светло-зеленого цвета. На стенках колбы не должно оставаться обугленного вещества. Кипячение продолжают еще 30 мин. или более до просветления раствора. Если при кипячении происходит сильное пенообразование, то рекомендуется снять колбу Къельдаля с нагревательного прибора и дать пене осесть, затем снова продолжают нагревание, не допуская попадания пены в горло колбы. После охлаждения колбы Къельдаля в нее осторожно добавляют 20 мл воды, вращая колбу для перемешивания содержимого, вновь охлаждают и присоединяют колбу к собранному аппарату, заранее промытому путем пропускания через него пара. В парообразователь наливают воду не менее половины объема, подкисленную 0,5 М или 0,05 М раствором серной кислоты по индикатору метиловому красному (2-3 капли) до слабо-розового цвета, для связывания аммиака, который может попасть из воздуха. Для обеспечения равномерного кипения воды в парообразователь помещают стеклянные шарики. В приемник перед началом отгонки наливают 20 мл 4% раствора борной кислоты и прибавляют 0,25 мл (5 капель) смешанного индикатора. Нижний конец внутренней трубки холодильника должен быть опущен в раствор, находящийся в приемнике. После сборки прибора в холодильник пускают воду и доводят до кипения воду в парообразователе. Затем в колбу из воронки медленно по каплям прибавляют 40 мл 30% раствора натрия гидроксида, следя за тем, чтобы раствор в колбе энергично перемешивался поступающим паром. Для обеспечения большей герметичности прибора в воронке следует оставлять некоторый избыток 30% раствора натрия гидроксида. Собирают около 100 мл отгона (или количество, указанное в частной фармакопейной статье). Во время отгонки колбу Къельдаля нагревают так, чтобы объем жидкости в ней оставался постоянным. По окончании отгонки опускают приемник, трубку холодильника выводят из жидкости, промывают снаружи водой, продолжая подачу пара в колбу в течение 1-2 мин.; промывную воду собирают в тот же приемник. После этого прекращают нагревание парообразователя и немедленно отсоединяют колбу Къельдаля от прибора. По окончании отгонки дистиллят титруют 0,1 М раствором хлористоводородной кислоты или 0,05 М раствором серной кислоты (должно быть указано в частной фармакопейной статье) до перехода окраски смешанного индикатора из зеленой в красно-фиолетовую.

Проводят контрольный опыт таким же образом и с теми же реактивами, но без испытуемого образца; полученный результат используют для внесения поправки при расчете содержания азота.

1 мл 0,1 М раствора хлористоводородной или 0,05 М раствора серной кислоты соответствует 1,401 мг азота.

Органический N + H2SO4= (NH4)2SO4 + H2O + CO2 + и др.

(NH4)2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 NH4OH

NH3 + H3BO3 = NH4H2BO3

2 NH4H2BO3+ H2SO4= (NH4)2SO4 + 2H3BO3

2. Микрометод Къельдаля

В колбу Къельдаля вместимостью от 50 до 250 мл помещают точную навеску или указанный в частной фармакопейной статье объем образца лекарственного средства с содержанием азота 1,4-3,5 мг. Остальные операции проводят, как указано выше в методе 1, используя описанную ранее смесь катализаторов или (например, в лекарственных средствах, выделенных из природных источников или полученных биотехнологическими методами) 0,25 г смеси калия сульфата, меди сульфата и натрия селената в соотношении 20:5:8,5; в этом случае вместо 7 мл прибавляют 2 мл серной кислоты концентрированной.

В случае указанных лекарственных средств минерализацию проводят до тех пор, пока раствор не станет прозрачным. После этого нагревание продолжают еще 30 мин. В конце минерализации, когда вода испарится, прибавляют 1-3 капли водорода пероксида и продолжают нагревание в течение 10 мин. до обесцвечивания раствора.

Титрование выделенного аммиака проводят 0,01 М раствором хлористоводородной или 0,005 М раствором серной кислоты.

1 мл 0,01 М раствора хлористоводородной или 0,005 М раствора серной кислоты соответствует 0,1401 мг азота.

3. Метод Къельдаля (обратное титрование)

После разложения образца лекарственного средства в методах 1 или 2 в приемник помещают точно отмеренное количество (от 10,0 до 25,0 мл) взятой в избытке хлористоводородной или серной кислоты (объем и молярность раствора кислоты зависят от содержания азота в препарате; указывают в частной фармакопейной статье).

По окончании отгонки аммиака содержимое приемника титруют 0,1 М раствором натрия гидроксида (или 0,01 М, что должно быть указано в частной фармакопейной статье) в присутствии смешанного индикатора, если не указано иначе в частной фармакопейной статье, до перехода окраски из красно-фиолетовой в зеленую.

Проводят контрольный опыт таким же образом и с теми же реактивами, но без испытуемого образца или используя 0,050 г глюкозы, о чем указывают в частной фармакопейной статье.

Содержание азота в лекарственном средстве в процентах (X ) или в мг/мл

(X ) вычисляют по формулам:

X= (V0-V1)*K*1,401*10-3*100*/m

X=(V0-V1)*K*1,401/V



где: V0 - объем 0,1 М раствора натрия гидроксида, пошедший на титрование

контрольного раствора, мл;

V1 - объем 0,1 М раствора натрия гидроксида, пошедший на титрование

испытуемого раствора, мл;

K - поправочный коэффициент раствора натрия гидроксида;

1,401 - титр азота по соответствующей методике, мг/мл;

m - навеска образца лекарственного средства, г;

V - объем раствора, взятый для анализа, мл.

2.1.2 Метод с реактивом Несслера

Метод основан на цветной реакции ионов аммония с реактивом Несслера. Содержание азота в испытуемом растворе определяют по калибровочному графику, построенному с использованием в качестве стандартного образца аммония сульфата, высушенного до постоянной массы в эксикаторе над серной кислотой или кальция хлоридом.

Метод А. Точную навеску лекарственного средства, содержащую около 10 мг белка, минерализуют по способу, описанному в микрометоде Къельдаля. После минерализации пробу количественно переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят объем раствора водой до метки.

0,5-1,0 мл полученного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляют 10 мл воды, 2 мл реактива Несслера, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. Через 15 мин. измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 400-410 нм (указанной в частной фармакопейной статье) в кювете с толщиной слоя 10 мм.

В качестве раствора сравнения используют смесь этих же реактивов без испытуемого образца.

Калибровочный график строят в пределах содержания азота от 0,03 до 0,07 мг в 25 мл конечного раствора.

Метод Б (с использованием фосфорновольфрамовой кислоты). В центрифужную термостойкую пробирку вместимостью 10 мл вносят от 0,5 до 3 мл испытуемого раствора с содержанием белка от 0,07 до 3,0 мг, доводят при необходимости объем 0,9% раствором натрия хлорида до 3 мл, прибавляют 0,3 мл 20% раствора фосфорновольфрамовой кислоты и 0,3 мл серной кислоты концентрированной, тщательно перемешивают и оставляют на 18-20 ч при температуре 2-8 град. C. Осадок отделяют центрифугированием при скорости вращения 2000 об/мин. в течение 30 мин. при температуре 4-6 град. C. Осадок промывают смесью, состоящей из 1 мл воды, 0,1 мл серной кислоты концентрированной, 0,1 мл 20% раствора фосфорновольфрамовой кислоты, затем центрифугируют в тех же условиях. К осадку прибавляют 0,1 мл серной кислоты концентрированной. Пробирку закрывают стеклянным колпачком или стеклянной воронкой и минерализуют на песчаной бане. Одновременно минерализуют контрольную пробу, содержащую 0,1 мл серной кислоты концентрированной. Для ускорения минерализации используют водорода пероксид, который периодически прибавляют по 1-2 капли в предварительно охлажденную пробирку. Минерализацию продолжают до образования осадка желтого цвета (8-10 ч или указанного в частной фармакопейной статье времени), окраска которого не изменяется в течение последних 1-1,5 ч. Пробирку охлаждают, доводят объем минерализата водой до 10 мл и перемешивают. 0,5 мл полученного раствора переносят в мерную пробирку, доводят водой до объема 9,5 мл и перемешивают; прибавляют 0,5 мл реактива Несслера и вновь перемешивают. Через 15 мин. измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 400-410 нм (указанной в частной фармакопейной статье) в кювете с толщиной слоя 10 мм.

В качестве раствора сравнения используют контрольный раствор, приготовленный аналогичным образом из контрольной пробы.

Калибровочный график строят в пределах содержания азота от 0,005 до 0,025 мг в 10 мл и воспроизводят при каждом анализе.

2.1.3 Метод Дюма

Навеску анализируемого вещества сжигают в кварцевой трубке в атмосфере углекислого газа в присутствии оксида меди и металлической меди. Объем выделившегося азота измеряют в азотометре (градуированном сосуде), после чего рассчитывают содержание азота в анализируемом образце. Образующиеся наряду с азотом монооксид углерода, углекислый газ, кислород, вода, оксиды азота связываются в трубке (медью или ее оксидом) или поглощаются водным раствором щелочи, которым заполнен азотометр. Метод Дюма в описанном варианте применяется редко. Разработаны различные модификации этого метода. Например, анализируемое вещество сжигают в вакууме, продукты поступают в слой твердого перхлората магния, затем в раствор щелочи и измерительный сосуд (эвдиометр) для установления объема выделившегося азота. Иногда к навеске вещества добавляют различные окислители, которые способствуют более полному и быстрому разложению вещества.

2.2 Минерализация в анализе тяжелых металлов

Методы минерализации широко используются в определении содержания тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье, в частности при атомно- адсорбционной спектрометрии, являются важнейшим способом подготовки проб.

Пробоподготовка включает в себя предварительное измельчение объединенной пробы с целью приготовления однородного образца и взятия аналитической пробы (двух параллельных навесок), деструкцию органической матрицы для переведения ионов металлов в раствор.

Пробу сырья предварительно измельчают с помощью ножа или ножниц, затем в специальных лабораторных дробилках или мельницах-измельчителях и просеивают сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм (ОФС «Оборудование»). Лекарственные растительные препараты, расфасованные в пачки, дополнительно измельчают и просеивают сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм.

Лекарственные растительные препараты, расфасованные в фильтр-пакеты, дополнительно измельчают в кофемолке и просеивают сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм.

Метод 1а («сухая» минерализация)

Около 2,5 г (точная навеска) испытуемого лекарственного растительного сырья или препарата помещают в фарфоровый, стеклоуглеродный, кварцевый и др. тигель и ставят в холодную муфельную печь. Озоление образцов проводят постепенно, поднимая температуру печи на 50°С каждые 30 мин (во избежание воспламенения) до 480°С, выдерживают в печи до полного озоления образца. После охлаждения пробу переносят во фторопластовый стакан, прибавляют 5 мл азотной кислоты концентрированной, свободной от свинца и кадмия, и оставляют на ночь. Затем нагревают пробу на электрической плитке и выпаривают до сухого остатка, после чего добавляют 1 мл фтористоводородной кислоты концентрированной и при сильном нагреве выпаривают досуха. Остаток охлаждают и обрабатывают 10 мл хлористоводородной кислоты разведенной (1:1) и упаривают до «влажных солей». Остаток доводят 2,5 % раствором хлористоводородной кислоты до объема 10 мл.

Параллельно проводят холостой опыт.

Метод 1б («сухая» минерализация)

Около 0,5 г (точная навеска) испытуемого лекарственного растительного сырья или препарата помещают в тигель (из стеклоуглерода марки С-200, разрешается использование кварцевых и платиновых тиглей, фарфоровых с неповрежденной внутренней поверхностью) смачивают 0,5 мл серной кислотой концентрированной и осторожно нагревают на пламени газовой горелки, электрической плитке и др. до полного обугливания. Затем тигель охлаждают до комнатной температуры и добавляют к его содержимому 1 мл азотной кислоты концентрированной и 5 капель серной кислоты концентрированной. После этого осторожно нагревают на электрической плитке до исчезновения бурых паров, избегая разбрызгиваний, потом усиливают нагрев до исчезновения плотных белых паров. Закончив данные операции, тигель помещают в муфельную печь и прокаливают при температуре около 600°С до получения зольного остатка. Охладив тигель до комнатной температуры, к его содержимому добавляют 4 мл 6 М раствора хлористоводородной кислоты, закрывают крышкой и нагревают на кипящей водяной бане 15 мин. Затем крышку снимают и осторожно упаривают содержимое тигля до «влажных солей», после чего добавляют 1 каплю серной кислоты концентрированной и 5 мл горячей воды и нагревают в течение 2 мин. Полученный остаток количественно (трехкратно) переносят небольшими порциями при помощи воды для хроматографии в мерную колбу вместимостью 25 мл, фильтруя через беззольный фильтр «белая лента», и доводят водой для хроматографии до метки и перемешивают.

Метод 2a («мокрая» минерализация)

Около 1 г испытуемого лекарственного растительного сырья или препарата (точная навеска) помещают в колбу Кьельдаля вместимостью 100 мл, добавляют 7 мл азотной кислоты концентрированной, перемешивают до полного смачивания пробы. После этого к содержимому добавляют 4 мл хлорной кислоты концентрированной и перемешивают. Колбу закрепляют под углом 45° на песчаной бане, осторожно нагревают до появления бурых паров азота оксида и нагрев отключают. После полного прекращения выделения бурых паров температуру повышают до появления плотных белых паров и получения кислотного остатка 1-2 мл, колбу снимают с песчаной бани, охлаждают и количественно при помощи воды для хроматографии переносят ее содержимое в мерную колбу вместимостью 50 или 100 мл.

Метод 2б («мокрая» минерализация)

Около 0,5 г испытуемого лекарственного растительного сырья или препарата (точная навеска) помещают в стеклянный стакан, вместимостью 50 мл, смачивают водой, приливают 6 мл серной кислоты концентрированной и 3 мл азотной кислоты концентрированной. Перемешивают, стакан накрывают крышкой из стеклоуглерода и оставляют в водяной бане на сутки при температуре около 10 - 20 °C, затем переносят на водяную баню и нагревают при температуре 50 - 60 °С в течение 2 ч. После этого стакан охлаждают до комнатной температуры, снимают крышки из стеклоуглерода и добавляют 5 мл 5 % раствора аммония персульфата. Смесь перемешивают и оставляют стакан на ночь при комнатной температуре. На следующий день содержимое стакана переносят в колбу вместимостью 200 мл или 250 мл и проводят дальнейшее определение на наличие ртути.

Метод 2в («мокрая» минерализация)

Около 1 г лекарственного растительного сырья или препарата (точная навеска) помещают во фторопластовый стакан металлического тубуса, смачивают 6 мл смеси кислот серной концентрированной и азотной концентрированной в соотношении 1:5. Стакан, закрытый фторопластовой крышкой, помещают в металлический тубус. Металлический тубус закрывают, помещают в сушильный шкаф, нагревают до 100°С и выдерживают при этой температуре 4 ч. Далее автоклав вынимают, охлаждают, вскрывают и количественно переносят содержимое фторопластового стакана в колбу вместимостью 200 мл или 250 мл и проводят определение ртути. Кислотный остаток составляет 1-1,5 мл.

Допускается проведение пробоподготовки с использованием систем для минерализации проб (микроволновые, автоклавные и т.д.) с аттестацией по стандартным образцам. Измерения проводят различными вариантами метода атомно-абсорбционной спектрометрии с разными способами атомизации пробы (ОФС «Атомно-эмиссионная и атомно-абсорбционная спектрометрия»). Чувствительность измерения в атомно-абсорбционном анализе для пламенного метода составляет 0,01-10 мкг/мл, для непламенных 0,0001-0,1 мкг/мл. Ртуть определяют методом атомно-абсорбционной спектрометрии с применением техники «холодных паров». Анализ проб на содержание свинца и кадмия осуществляют пламенным вариантом, с использованием электротермического атомизатора; ртути на ртутном анализаторе или с использованием ртутно-гидридной приставки к атомно-абсорбционному спектрометру в соответствии с условиями анализа элементов.

2.3 Минерализация в анализе серосодержащих веществ. Метод Шёнигера

Определение серы методом сжигания в колбе с кислородом (метод Шёнигера). Метод основан на сжигании органического вещества в колбе, наполненной кислородом, в присутствии платинового катализатора. Продукты сгорания окисляются перекисью водорода, и образующийся сульфат-ион титруется азотнокислым барием со смешанным индикатором -- торон-метиленовым голубым.

Реакции протекают по следующим уравнениям:

H2S04 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H20

Na2SO+Ba(NО3)2=BaSО4+2NaNО3

Для определения необходимы:

барий азотнокислый 0,02 н. раствор;

калий сернокислый ;

кислород;

кислота уксусная ледяная, раствор 1:1;

метиленовый голубой, 0,0125% раствор;

натр едкий , 10% раствор;

перекись водорода, 3% раствор, готовится разбавлением пергидроля;

спирт этиловый, ректификат;

торон 0,2% раствор;

фенолфталеин, 1% спиртовый раствор;

ампулы и капилляры для взятия навесок жидкостей;

колба коническая для сжигания;

колба коническая из термостойкого стекла емкостью 150 мл;

колба мерная, емкостью 1 л;

микробюретка на 10 мл с ценой деления 0,02 мл;

пипетка на 2 мл;

трубка для взятия навесок твердых веществ;

фильтры обезволенные;

цилиндр мерный емкостью 20 мл.

Определение поправочного коэффициента 0,02 н. раствора Ba(NО3)2:

Поправочный коэффициент 0,02 н. раствора азотнокислого бария определяют по K2SО4. Для этого 3--5 мг K2SО4 растворяют в 5 мл дистиллированной воды, добавляют 2 мл раствора уксусной кислоты, 20 мл этилового спирта, 3 капли раствора торона и 3 капли метиленового голубого и титруют раствором Ba(NО3)2 до появления розового окрашивания..

Ход определения:

В колбу наливают 5 мл 2--3 % раствора перекиси водорода, наполняют кислородом и проводят сжигание. После сжигания содержимое колбы встряхивают в течение 5--10 мин до полного исчезновения тумана в колбе. Затем колбу открывают, пробку и платиновую сетку тщательно промывают дистиллированной водой над колбой, раствор переносят в коническую колбу емкостью 100--150 мл и упаривают до --5 мл. Содержимое колбы нейтрализуют по фенолфталеину 10 % раствором NaOH, охлаждают, добавляют 2 мл раствора уксусной кислоты, 20 мл этилового спирта, 3 капли раствора торона, 3 капли метиленового голубого и титруют раствором Ba(NО3)2 до появления розового окрашивания. В аналогичных условиях проводят контрольный опыт с применяемыми реактивами, сжигая фильтр без навески.

Содержание серы х (в %) вычисляют по формуле:

(а- b)*К* 0,32066 *100/ с

где а и b -- количества 0,02 н. раствора Ba(NО3)2, затраченные на титрование анализируемой и контрольной проб, мл

К -- поправочный коэффициент 0,02 Н раствора Ba(NО3)2;

0,32066 -- количество серы, соответствующее 1 мл точно 0,02 Н раствора Ba(NО3)2, мг;

с -- навеска анализируемого вещества, мг.

2.4 Минерализация в анализе галогенсодержащих веществ. Метод Кариуса

Метод Кариуса- определение содержания некоторых элементов, главным образом серы и галогенов в органических соединениях. Органическое вещество разлагают дымящей азотной кислотой в запаянной трубке при 250-300 °С (3-8 ч) в присутствии нитрата серебра (при определении галогенов) и хлорида бария (при определении серы). Элементы (за исключением фтора) чаще всего определяют гравиметрически: галогены - в виде галогенидов серебра, серу - в виде сульфата бария. Разработаны микро-, полумикро- и макроварианты. Метод Кариуса может использоваться для определения ртути, мышьяка, селена, железа, при анализе летучих металлоорганических соединений. Метод обладает высокой точностью, однако из-за длительности анализа, возможности взрыва и частого растрескивания трубок вытесняется другими методами.



Заключение

Мною была выполнена курсовая работа, целью которой было изучение области применения минерализации в фармацевтическом анализе. В ходе выполнения теоретической части работы установлено, что минерализация выполняется физическими способами, с применением современного оборудования, и химическими- с учетом окислительных и восстановительных свойств веществ.

В практической части работы представлены наиболее часто применяемые методы фармацевтического анализа, основанные на минерализации, важнейшими из которых являются: метод Кьельдаля в количественном анализе азотсодержащих веществ, метод Шёнигера в анализе серосодержащих веществ и метод Кариуса в анализе галогенидов. Важнейшей областью применения минерализации также является подготовка проб растительного лекарственного сырья для анализа инструментальными методами к определению тяжелых металлов. Этот процесс является самой трудоемкой и длительной частью химического анализа, требующей повышенной аккуратности и неослабного внимания оператора. В большинстве случаев именно эта стадия вносит наибольший вклад в погрешность результатов эксперимента и иногда сводит на нет усилия персонала химической лаборатории.



Список использованной литературы

1. Государственная Фармакопея ССР Одиннадцатое издание. Выпуск . Общие методы анализа- М.: Медицина, 1987

2. Государственный стандарт качества лекарстенного средства. Определение содержания тяжелых металлов и мышьяка в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах - М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации

3. Арзамасцев А.П. Фармакопейный анализ - М.: Медицина, 1971.

4. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 частях. Часть 1. Общая фармацевтическая химия: Учеб. для фармацевтических институтов и факультетов медицинских институтов. -- М.: Высш. шк., 1993. - 432 с.

5. Бок Р., Методы разложения в аналитической химии. М., 1984, с. 200-02

6. Глущенко Н. Н. Фармацевтическая химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / Н. Н. Глущенко, Т. В. Плетенева, В. А. Попков; Под ред. Т. В. Плетеневой. -- М.: Издательский центр "Академия", 2004. -- 384 с.

7. Губен-Вейль, Методы органической химии, т. 2, М., 1967, с. 28, 33, 144-56;

8. Драго Р. Физические методы в химии - М.: Мир, 1981

9. Кольтгоф И.М., Стенгер В.А. Объемный анализ В 2 томах - М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1950

10. Логинова Н. В., Полозов Г. И. Введение в фармацевтическую химию: Учеб. пособие - Мн.: БГУ, 2003.-250 с.

11. Мелентьева Г. А., Антонова Л. А. Фармацевтическая химия. -- М.: Медицина, 1985.-- 480 с.

12. Смирнов В. А. Анализ лекарственных средств. Часть II- Определение общих технологических примесей в лекарственных веществах.- Самара: Самарский государственный технический университет, 2008

13. Фармацевтическая химия: Учеб. пособие / Под ред. Л.П. Арзамасцева. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 640 с.

14. Фармацевтический анализ лекарственных средств / Под общей редакцией В.А. Шаповаловой - Харьков: ИМП "Рубикон", 1995

15. Петров Н. В. Разработка и совершенствование методик определения примесей тяжелых металлов в фармацевтической продукции и биообъектах: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук.- М.: ММА им. Сеченова, 1991



Приложение

Рис. 1 Муфельная печь ПМ-8

Рис.2 Пиролизер «Мета- Хром » совместно с хроматографом «Кристаллюкс-4000 М»



Рис. 3 Система для быстрого определения азота по методу Дюма Dumatherm

Минерализатор DKL 20 Рис. из ГОСТ 23327-98

Рис. 4 Минерализатор (Дигестор) серии DK для одновременной минерализации нескольких проб



Автоматический дистилляционный аппарат UDK 159

Рис. из ГОСТ 23327-98

Рис. 5 Дистилляционный аппарат Кьельдаля (UDK 149).

Размещено на Allbest.ru

...