Тема. Загальні відомості про лікарські засоби і вимоги Державної Фармакопеї України та іншої МКЯ щодо їх доброякісності. Організація контролю якості лікарських препаратів в Україні. Походження і характер домішок у лікарських засобах. Еталонні розчини та їх приготування.
Предмет і зміст фармацевтичної хімії, її взаємозв’язок з хімічними, медико-біологічними і фармацевтичними дисциплінами
Фармацевтична хімія – це наука, що вивчає методи одержання, структуру, фізичні і хімічні властивості лікарських препаратів, взаємозв’язок між їх хімічною структурою і дією на організм, методи контролю якості і зміни, що відбуваються при їх зберіганні, а також застосування у медичній практиці.
Назва ”фармацевтична хімія” бере свій початок від двох давньоєгипетських слів ”фармаки” і ”хеми”. Слово ”фармаки” уперше було виявлено під зображенням давньоєгипетського Бога лікувального мистецтва Тота і це слово характеризувало людину, що дарує зцілення. Пізніше в древній Греції слово ”фармаки” трансформувалося в слово ”фармакон”, що мало значення ”лікарство”. Слово ”хеми” означає чорну наднільську врожайну землю. Науку про склад ґрунту і мінералів знаходять і в інших мовах під назвою ”хімія”.
Таким чином, фармацевтична хімія – це хімія лікарських препаратів. Щоб пізнати фармацевтичну хімію, майбутній провізор повинен мати глибокі теоретичні знання в області хімічних і медико-біологічних наук, фізики, математики.
До початку XVI ст. хімію, у тому числі й фармацевтичну, розглядали разом з іншими природничими науками, фізикою і математикою.
Фармацевтична хімія як окрема наука виникла у XVI ст. в епоху Відродження під впливом практичних вимог, висунутих життям. Засновником її вважається швейцарський лікар Теофраст Парацельс (1493-1541), який називав її ятрохімією (ятрос – по-грецьки лікар). Суть його вчення полягає у тому, що життєдіяльність організму, на думку вченого, не прояв надприродних сил, не результат дії «ентелехії» – таємничої життєвої сили, а просто ланцюг хімічних процесів, аналогічних тим, що відбуваються в колбі. Отже, хвороба – не кара, послана богом, а порушення хімізму внутрішніх процесів організму, тому й лікувати її належить хімічним шляхом. Він оголошує союз медицини з хімією. «Ятрохімік єсмь, – пише він, – бо рівно відаю хімію і медицину». «Призначення хімії не у виготовленні золота, а вдобуванні й виготовленні ліків» – цей вислів Парацельса заклав основи сучасної фармацевтичної хімії. Він перший сформулював поняття дози. «Усе є отрута й ніщо не позбавлено отруйності» з цим афоризмом великого вченого згодна й сучасна медицина. До Парацельса у медичній практиці застосовували лише препарати рослинного походження. Всі без винятку «мертві» мінеральні речовини вважалися отрутами. Парацельс, не нехтуючи лікувальними травами, особливу увагу звернув на метали та їхні сполуки. Він ввів поняття про фізіологічно діючі речовини як про хімічні сполуки і вчив, що організм людини являє собою сукупність хімічних речовин. Цей дослідник проводив перевірку фармакологічної дії різних хімічних препаратів, описав вперше металічний цинк та виділення газів при взаємодії кислот з металами. Парацельс ввів у медичну практику препарати міді, свинцю, срібла, сурми.
Проте прогресивні ідеї Парацельса не могли не йти врозріз з пануючими тоді поглядами. Проти нього об’єдналися міські лікарі та аптекарі, які побачили у ньому грізного конкурента, незадоволена також церква. Він змушений тікати з міста. Ні Нюрнберг, ні Лейпціг не давали притулку вигнанцю. Тому він був змушений майже до самої смерті жити в хатині пастуха біля підніжжя Альп. За роки його блукань були перервані дослідження, пропали рукописи. Не зважаючи на це, справа Парацельса все ж не загинула, після його смерті її продовжили учні великого лікаря.
Фармацевтична хімія займає центральне місце серед інших спеціальних фармацевтичних наук – фармакогнозії, технології ліків, фармакології, організації й економіки фармації, токсикологічної хімії і є своєрідною сполучною ланкою між ними.
Приміром, фармакогнозія – наука, що вивчає лікарську рослинну сировину, створює основу для створення нових лікарських препаратів. У тісному зв’язку знаходиться фармацевтична хімія з технологією ліків, що вивчає методи готування ліків. Ці ліки є об’єктами для розробки методів їх аналізу. Токсикологічна хімія використовує цілий ряд методів дослідження, як і фармацевтична хімія. У вивченні питань відпуску і зберігання медикаментів, а також організації служби контролю якості лікарських препаратів фармацевтична хімія тісно пов’язана з організацією й економікою фармації.
В області дослідження взаємозв’язку ”структура-дія” лікарських препаратів на організм фармацевтична хімія зв’язана з фармакологією. Разом з тим, фармацевтична хімія займає проміжне положення між медико-біологічними і хімічними науками.
Об’єктами застосування лікарських препаратів є організм хворої людини. Дослідженням процесів, що відбуваються в організмі хворої людини і його лікуванням займаються лікарі. Різноманіття застосовуваних у медичній практиці лікарських препаратів вимагає спільної роботи лікаря і провізора при лікуванні хворого.
Фармацевтична хімія грунтується на теорії і законах таких хімічних наук, як неорганічна, органічна, аналітична, фізична і колоїдна хімія. У тісному зв’язку з неорганічною й органічною хімією фармацевтична хімія займається методами синтезу лікарських препаратів. Оскільки дія їх на організм людини залежить від хімічної структури, так і від фізико-хімічних властивостей, фармацевтична хімія користується законами фізичної хімії.
Фармацевтична хімія використовує знання законів фізики і математики, тому що без них не можна пізнати фізичні методи дослідження лікарських препаратів і методи розрахунків, застосовуваних у фармацевтичній хімії.
Основними проблемами фармацевтичної хімії є створення і дослідження нових лікарських препаратів.
Незважаючи на величезний арсенал наявних лікарських препаратів, проблема пошуку нових високоефективних лікарських препаратів залишається актуальною. Це зумовлено відсутністю чи недостатньою ефективністю лікарських препаратів для лікування деяких захворювань, наявністю побічної дії.
Основними напрямками розвитку фармацевтичної хімії є:
синтетичний – синтез ЛЗ або їх добування з природної сировини, пошук нових ЛЗ;
аналітичний – використання відомих і розроблення нових методів аналізу для контролю якості ЛЗ.
і розвитком медичної науки.
Одним із традиційних, але досі невичерпних джерел пошуку нових ЛЗ є рослинна сировина.
Пошук нових лікарських препаратів здійснюється різними шляхами. Один з них полягає у вивченні хімічної структури біологічно активних природних сполук і одержання на їхній основі лікарських препаратів-аналогів за біологічною активністю, а також синтез попереднього відібраних структур. На цій стадії здійснюється відбір, в результаті якого речовини, що відрізняються нестабільністю, трудомісткістю синтезу, дорожнечею вихідних речовин, не піддаються подальшому дослідженню. Іншими словами, здійснюється фармакологічний скринінг. На цьому етапі відсіваються безперспективні речовини. Потім біологічно активні речовини, що пройшли фармакологічний скринінг, піддаються клінічним випробуванням.
Велике значення надається синтезу лікарських препаратів на основі вивчення продуктів метаболізму. Метаболізм – це перетворення речовин в організмі в процесі обміну, здійснюваного під впливом різних ферментних і хімічних взаємодій.
Загальний процес пошуку і створення нових ЛЗ можна поділити на 4 фази:
1) планування дослідження, пошук і конструювання сполук-лідерів (базових сполук), їх оптимізація, синтез нових біологічних субстанцій;
2) доклінічні дослідження (фармакологічний та токсикологічний скринінг);
3) клінічні дослідження;
4) впровадження ЛЗ в мед. практику.
До зародження сучасної синтетичної органічної хімії, метою дослідників на першій стадії було створення окремих речовин максимально можливої чистоти. Зрозуміло, що такий процес був довготривалим і вимагав великих коштів Співвідношення між синтезом сполук в лабораторних умовах, для яких вивчено фармакологічні властивості, і сполук, що стають ЛЗ та потрапляють на фармацевтичний ринок становить 1:10000. для того, щоб синтезована сполука стала ЛЗ затрачається понад 600 млн. доларів США та 10-12 років клопіткої праці чисельної групи науковців.
Тому останнім часом впроваджено ряд новітніх технологій, які радикально змінили початковий етап створення ЛЗ. Серед них:
– комбінаторна хімія;
– тотальний високоефективний скринінг;
– віртуальний скринінг;
– моделювання молекул;
– автоматизація процесів синтезу, очистки та скринінгу.
Дані сучасні підходи використовуються на всіх рівнях процесу конструювання ЛЗ.
Важливою проблемою фармацевтичної хімії є розробка методів аналізу лікарських препаратів, а також дослідження процесів, що відбуваються при їх зберіганні. Пізнання цих процесів дає можливість вирішувати такі проблеми, як стабілізація лікарських препаратів і їх форм, розробка умов їх зберігання.
Лікарські засоби (ЛЗ) – це речовини, що використовуються в лікувальній практиці для лікування різних захворювань або із профілактичною метою.
Лікарські засоби класифікують, в залежності від кількості діючих речовин, на моно- та комбіновані препарати.
Усі лікарські препарати складаються з лікарської речовини і допоміжних речовин. Співвідношення між ними, вид допоміжних речовин і спосіб виробництва готового ЛЗ мають бути обрані на підставі складу, фіз.-хім. і об’ємних властивостей ЛЗ, а також його здатності до абсорбції. Правовим актом, що містить загальні вимоги до ЛЗ, фармакопейні статті, а також методики контролю якості ЛЗ, є ДФУ. Відомості про ЛЗ, дозволені для виробництва і застосування в медичній практиці в Україні, містить Державний реєстр ЛЗ України. Лікарські препарати допускаються до застосування в Україні після їх державної реєстрації. Порядок державної реєстрації (перереєстрації) визначаються Кабінетом Міністрів України.
Одним з показників якості лікарських засобів є розчинність. Для того, щоб субстанція лікарського засобу була біодоступна, вона повинна бути розчинною. Розчинність –здатність речовин утворювати з іншою речовиною (або речовинами) гомогенні суміші з дисперсним розподілом компонентів. Звичайно розчинником вважають ту речовину, яка у чистому вигляді існує в тому ж агрегатному стані, що й розчин, який утворився. Якщо речовини до розчинення знаходились в однаковому стані, розчинником вважають ту речовину, яка знаходиться у суміші в значно більшій кількості.
Розчинність – це властивість речовини розчинятися у різних розчинниках.
Показники розчинності, що використовуються для орієнтовної характеристики доброякісності лікарських препаратів, наведені у відповідних монографіях і таблиці 1.4.- 1. в Державній Фармакопеї України.
Таблиця. Поділ лікарських речовин за розчинністю (при температурі 15-25ºС) (ДФУ)
Визначення розчинності субстанцій лікарських речовин проводять відповідно до вимог наведених у розділі 5.11 «Властивості» у монографіях (доповнення 2 до ДФУ).
2. Загальні положення про організацію контролю якості лікарських засобів в Україні
Принципи і організаційна структура фармації, масштаби її централізації або децентралізації на рівні держави, адміністративно-територіальних одиниць формуються згідно з загальнодержавними моделями і системами управління фармацією.
Державне управління фармацією базується на формуванні державної політики, координації, контролі і нагляді за додержанням усіма фармацевтичними організаціями, як суб’єктами господарювання, так і контролюючими та місцевими органами влади, чинних нормативно-правових актів.
Засобами регуляторного впливу держави на діяльність суб’єктів господарювання у фармацевтичній галузі є державне замовлення та завдання, ліцензування, патентування, квотування, сертифікація та стандартизація, застосування нормативів та лімітів, регулювання цін і тарифів, надання інвестиційних, податкових та інших пільг, а також дотацій, компенсацій, цільових інновацій і субсидій. Суб’єкти господарювання мають право без обмежень, самостійно здійснювати господарську діяльність, яка не суперечить законодавству. Важливе місце в цьому процесі як координуючий і контролюючий орган центральної виконавчої влади та орган галузевого управління посідає МОЗ та його спеціалізовані структурні підрозділи.
Відмінними рисами хіміко-фармацевтичної промисловості є високі вимоги до чистоти продукції, що випускається, розмаїтість застосовуваної сировини, багатостадійність процесу. Усе це вимагає організації широкого і точного аналітичного контролю.
Критерії якості лікарських засобів встановлені Всесвітньою організацією охорони здоров’я (ВООЗ) і включають такі обов’язкові елементи: ефективність, безпеку застосування, відповідність вимогам специфікацій якості (фармакопейна стаття, технічні умови, технологічний регламент і ін.). Отже, якість лікарських засобів може забезпечуватися стандартизацією і твердою регламентацією усього виробничого процесу аж до їх реалізації.
Усі ці вимоги наведені в Державних Фармакопеях.
Верховна Рада України визначає державну політику і здійснює законодавче регулювання відносин у сфері створення, виробництва, контролю якості та реалізації лікарських засобів.
Кабінет міністрів через систему органів державної виконавчої влади приводить в життя державну політику у сфері створення, виробницта, контролю якості та реалізації лікарських засобів, організує розробку та здійснення відповідних загальнодержавних та інших програм у межах своїх повноважень, забезпечує контроль за виконанням законодавства про лікарські засоби.
Управління у сфері створення, виробницта, контролю якості та реалізації лікарських засобів у межах своєї компетенції здійснюють центральний оран виконавчої влади у галузі охорони здоров’я, центральний орган виконавчої влади з лікарських засобів та спеціально уповноважені ними державні органи.
Контроль якості ЛЗ, виготовлених в умовах аптеки чи заводах, фармацевтичних фабриках, регламентуються ДФУ, чинними наказами та інструкціями МОЗ України, згідно з якими всі ліки повинні підлягати ретельному контролю.
Державний контроль якості ЛЗ – це сукупність організаційних та правових заходів, спрямованих на додержання суб’єктами господарської діяльності незалежно від форм власності та підпорядкування вимог законодавства щодо забезпечення якост ЛЗ.
Державний контроль якості ЛЗ здійснюється органами державної виконавчої влади в межах повноважень, визначених законодавством України.
Контроль за якістю ЛЗ та умовами їх виробництва здійснюється центральним органом виконавчої влади з ЛЗ (Державної служби ЛЗ) та підпорядкованими йому територіальними органами виконавчої влади з ЛЗ відповідно до закону.
Центральний орган виконавчої влади з ЛЗ очолює керівник, який за посадою є Головним державним інспектором України з лікарських засобів. Керівник центрального органу виконавчої влади з ЛЗ має двох заступників, у тому числі одного першого, які за посадою є заступниками Головного державного інспектора України з лікарських засобів.
Керівники територіальних органів виконавчої влади з ЛЗ за посадою є головними державними інспекторами з лікарських засобів на відповідних територіях.
Інші спеціалісти центрального органу виконавчої влади з ЛЗ та спеціалісти його територіальних органів, на яких покладено здійснення державноо контролю за якістю лікарських засобів, є за посадою державними інспекторами з лікарських засобів.
Під час виробництва (виготовлення) ЛЗ можуть використовуватися лише зареєстровані в Україні чи дозволені до застосування МОЗ України субстанції та допоміжні речовини, матеріали первинної упаковки, які відповідають вимогам, визначеним нормативно-технічними документами.
Субстанції та допоміжні речовини (кожна серія, партія), які використовуються для виготовлення ЛЗ в умовах аптеки, мають супроводжуватися висновком щодо їх якості, виданим лабораторією, атестованою та/або акредитованою згідно з Порядком проведення атестації та акредитації лабораторій з контролю якості та безпеки ЛЗ, затвердженим відповідним наказом МОЗ України.
Виготовлення ЛЗ в умовах аптеки здійснюється за рецептами лікарів та на замовлення лікувально-профілактичних закладів за наявності відповідної ліцензії. Виготовлені в аптеках ЛЗ не підлягають державній реєстрації, а їх продаж іншим суб’єктам господарювання, які здійснюють реалізацію (торгівлю) ЛЗ, крім ЛПЗ, заборонено. Результати контролю мають бути зареєстровані в журналах за формами, що додаються до відповідного наказу. Сторінки в журналах мають бути пронумеровані, журнали повинні бути прошнуровані, скріплені печаткою суб’єкта господарювання і завірені підписом керівника/завідувача аптеки.
Препарати, що надходять в Україну з-за кордону, повинні пройти реєстрацію у Фармакологічному центрі. Такі препарати супроводжуються сертифікатами якості і їх застосовують без попередніх повторних доклінічних і клінічних досліджень.
На будь-який препарат, запропонований в Україні, розробляються методи контролю якості (МКЯ). Фармакопейні статті (ФС) розробляються замість тимчасових фармакопейних статей (ТФС) на лікарську сировину і ЛЗ серійного виробництва. Перегляд ФС повинен здійснюватися не менше одного разу протягом 5 років. Тільки після цього препарат проходить державну реєстрацію. Рішенням про державну реєстрацію затверджуються фармакопейна стаття або методи контролю якості лікарського засобу, здійснюється погодження технологічного регламенту або технології виробництва, а таож лікарському засобу присвоюється реєстраційний номер, який вноситься до Державноо реєстру лікарських засобів України.
Вітчизняна система контролю якості лікарських засобів (ЛЗ) має 3 рівні з адміністративною підпорядкованістю.
СХЕМА. Організаційна структура вітчизняної державної системи забезпечення якості лікарських засобів і виробів медичного призначення
(за А.С. Немченко)
I рівень (національний): Кабінет міністрів України→МОЗ→ Державна служба лікарських засобів; Державне підприємство «Державний фармакологічний центр» МОЗ України → Ряд лабораторій I рівня, акредитованих і уповноважених на проведення державного контролю якості ЛЗ і виробів мед. призначення.
II рівень (регіональний): Регіональні Держлікслужби в областях, а також в м. Києві, Севастополі, АРК→ Ряд лабораторій II рівня в обл. центрах, що акредитовані на проведення контролю якості ЛЗ і виробів мед. призначення.
III рівень (мікроекономічний – суб’єкти господарювання і підприємницької діяльності): Заводи та фармацевтичні фабрики→Відділи технічного контролю (ВТК); Оптові фірми, аптечні склади (бази)→Інститут «уповноваженої особи», що здійснює вхідний контроль; Аптеки→ Інститут «уповноваженої особи», що здійснює вхідний контроль; Кабінети, столи провізора-аналітика, який проводить внутрішньо аптечний контроль якості ліків, що виготовляються в умовах аптеки.
Критерії якості лікарських засобів встановлені Всесвітньою організацією охорони здоров’я (ВООЗ) і включають такі обов’язкові елементи: ефективність, безпеку застосування, відповідність вимогам специфікацій якості (фармакопейна стаття, технічні умови, технологічний регламент і ін.). Отже, якість лікарських засобів може забезпечуватися стандартизацією і твердою регламентацією усього виробничого процесу аж до їх реалізації.
Моніторинг безпечності та ефективності застосування ЛЗ у загальноукраїнському масштабі покладено на управління післяреєстраційного нагляду Державного фармакологічного центру (ДФЦ) МОЗ України, яке здійснює цю важливу функцію через розгалужену мережу регіональних відділень (РВ) ДФЦ, що існують в кожній з областей країни.
3. Державна Фармакопея України, Міжнародна Фармакопея й інша МКЯ, що регламентує доброякісність фармацевтичних препаратів
Фармакопеї мають законодавчий характер, тобто вимоги, що ставляться до лікарських засобів, є обов’язковими для всіх підприємств і установ даної країни (незалежно від форм власності), що виготовляють, зберігають, контролюють і застосовують ці засоби.
Завданням Міжнародної Фармакопеї (МФ) є уніфікація номенклатури і вимог до якості лікарських засобів у всіх країнах світу. Відмінність Міжнародної Фармакопеї від національних полягає в тому, що її вимоги мають не законодавчий, а рекомендаційний характер і вона є основою для розробки національних фармакопей. Вимогами МФ керуються країни, що не мають своїх фармакопей і отримують лікарські препарати з інших країн.
Основним документом, що регламентує стандарти якості лікарських засобів в кожній державі, є Державна фармакопея (національна)
Державна фармакопея України (ДФУ) – правовий акт, що містить загальні вимоги до лікарських засобів, фармакопейні статті (монографії), а також методики контролю якості ЛЗ.
Державні Фармакопея є конституцією якості ЛЗ, основою всієї системи державного контролю.
Державна Фармакопея України розроблена Державним підприємством «Науково-експертний фармакопейний центр» (тепер переіменовано в «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів», який на сьогоднішній час очолює проф. О.І. Гризодуб). Фармакопея має законодавчий характер, тобто вимоги, що ставляться до лікарських засобів, є обов’язковими для всіх підприємств і установ країни (незалежно від форм власності), що виготовляють, зберігають, контролюють і застосовують ці засоби.
ДФУ введена в дію 1 жовтня 2001 року наказом Міністра охорони здоров’я України від 12 березня 2001 року № 95. Від 2001 року Україна – єдина з країн колишнього СРСР – живе за Національною Фармакопеєю, яка розроблена на підставі Європейської Фармакопеї. ДФУ допомагає нам перейти на європейські стандарти якості ЛЗ.
Щоб відповідати вимогам сучасного фармацевтичного виробництва в Україні, що динамічно розвивається, ДФУ постійно розвивається і розширює сферу свого впровадження. Основне завдання ДФУ – сприяння встановленню в Україні європейських стандартів якості ЛЗ та інтеграції України до світового фармацевтичного ринку. Тому поряд із введенням та актуалізацією текстів Європейської Фармакопеї, передбачено введення національних монографій на готові лікарські засоби, що відсутні в Європейській Фармакопеї. ДФУ має бути гармонізована з Європейською Фармакопеєю, яка постійно підвищує рівень вимог до якості ЛЗ, видаючи свої доповнення. Тому, щоб зберегти гармонізацію з Європейською Фармакопеєю та ввести нові тексти, ДФУ має теж видавати Доповнення, які мають також узагальнювати досвід, що набувається в процесі використання ДФУ в повсякденній роботі. На сьогоднішній день уже вийшло чотири Доповнення до ДФУ: доповнення 1 (введено в дію з 1 квітня 2004 р. наказом МОЗ України від 31 грудня 2003 р. № 637); доповнення 2 (введено в дію з 1 лютого 2008 р. наказом МОЗ України від 29 січня 2008 р. № 33); доповнення 3 (введено в дію з 1 листопада 2009 р. наказом Державної інспекції з контролю якості ЛЗ від 16 жовтня 2009 р. № 455), доповнення 4 (введено в дію з 1 травня 2011 р. наказом Міністерства охорони здоров’я України від 23 березня 2011 р. № 162), . Усі ці доповнення до ДФУ розроблені Фармакопейним центром.
ДФУ гармонізована з Європейською Фармакопеєю, що передбачає обов’язкове виробництво лікарських засобів відповідно до вимог належної виробничої практики (GMP). Дотепер в Україні ще не створені умови для повного переходу виробництва на обов’язкове виконання цих вимог. Це доводиться якоюсь мірою компенсувати жорсткістю вимог до якості кінцевого продукту. Національна частина ДФУ не суперечить європейській, а містить додаткові вимоги (вже чинні в Україні) для ЛЗ, що випускаються в умовах, які не відповідають GMP. Це, насамперед, вимоги ДФ IX та міждержавних документів, підписаних у рамках Міждержавної комісії СНД, у тому разі, якщо вони доповнюють європейські. Відповідність ДФУ автоматично означає відповідність зазначеним документам. В той же час, відповідність міждержавним документам СНД не завжди може означати автоматичну відповідність ДФУ, оскільки вона включає в себе також і вимоги Європейської фармакопеї. Вимоги національної частини не застосовуються дл ЛЗ, що випускаються в умовах GMP, визнаних у Європейському співтоваристві.
ДФУ набуває міжнародного визнання. У 2004 р. ДФУ внесено до переліку Національних Фармакопей Всесвітньої організації охорони здоров’я.
Структура Державної фармакопеї України:
1. Вступ.
2. Загальні зауваження (загальні положення, інші положення; що поширюються на загальні статті й монографії; загальні статті; монографії; скорочення та позначення; одиниці міжнародної системи (СI), використовувані у Фармакопеї, і їхня відповідність іншим одиницям).
3. Методи аналізу (обладнання; фізичні та фізико-хімічні методи; ідентифікація; випробування на граничний вміст домішок; методи кількісного визначення; біологічні випробування; біологічні методи кількісного визначення; фармако-технологічні випробування).
4. Реактиви (реактиви, еталонні розчини, буферні розчини).
5. Загальні тексти (залишкові кількості органічних розчинників; монографії; загальні статті на лікарські форми та субстанції).
Структура загальних статей і монографій на окремі субстанції:
1. Назва препарату (українська, латинська, англійська).
2. Формула препарату (молекулярна для препаратів неорганічної природи і структурна для органічних препаратів; бутто-формула).
3. Молекулярна маса.
4. Відсотковий вміст діючої речовини у субстанції лікарського засобу.
5. Властивості (опис; розчинність).
6. Ідентифікація (методики виконання реакцій).
7. Випробування на чистоту (наприклад, методики приготування розчину S; методики визначення прозорості і кольоровості розчину; методики випробувань на наявність домішок (загальних, недопустимих, специфічних) тощо).
8. Кількісне визначення (методика проведення кількісного визначення, значення титру).
9. Зберігання.
4. Класифікація лікарських засобів
Для систематизації великого арсеналу лікарських препаратів найчастіше використовують дві класифікації: фармакологічну (за дією на організм) і хімічну (за хімічною будовою), проте за ними не можна провести чіткого поділу такого великого числа субстанцій.
Ми вивчатимемо лікарські засоби за хімічною класифікацією – спочатку речовини неорганічні (за розташуванням елементів у періодичній системі елементів), а потім органічні (за класами органічних сполук).
Випробування на граничний вміст домішок у лікарських засобах
Якість лікарських засобів у значній мірі залежить від ступеня їх чистоти. Тому дуже важливим завданням фармацевтичного аналізу є встановлення чистоти препарату, тому що наявність домішок впливає на його фізико-хімічні властивості, дозування, фармакологічний ефект, а у випадку забруднення отруйними домішками робить препарат небезпечним для здоров’я і життя людини. Тому згідно з Державною Фармакопеєю України (ДФУ) та методами контролю якості лікарських засобів (МКЯ), обов’язковим є проведення випробувань на наявність домішок і встановлення їх кількості.
Домішки – це сторонні речовини, які потрапляють у лікарський засіб і відрізняються від діючої субстанції як хімічним складом, так і відсутністю основної або наявності іншої фармакологічної дії. Як правило, майже усі лікарські речовини містять ті чи інші домішки, поява яких є зовсім закономірною. Одним із джерел забруднення є те, що при синтезі лікарських субстанцій можуть використовуватись недостатньо очищені вихідні речовини і реагенти. Крім того, у процесі виробництва використовується аппаратура, виготовлена з відповідного матеріалу, фільтри з певними фільтрувальними матеріалами, різні розчинники, кислоти, луги, залишки яких можуть потрапити в одержуваний продукт. Такі домішки називають загальними, тобто вони присутні практично в усіх лікарських субстанціях. До них належать домішки йонів амонію, Кальцію, Феруму, Арсену, Цинку, важких металів, хлоридів, сульфатів, фосфатів, залишкові кількості органічних розчинників, зольний залишок та ін. Наприклад, домішка солей амонію може потрапити у лікарський препарат із амоніаку повітря, у процесі синтезу як допоміжна речовина, при переосадженні речовин із лікарської сировини. Найбільш небезпечна домішка – домішка Арсену – найчастіше потрапляє із апаратури, із неорганічних мінералів.
Якою би досконалою не була технологія препарату чи багатократною не була очистка одержаних продуктів, вони можуть містити домішки вихідних речовин, продуктів напівсинтезу, продуктів проміжних і побічних реакцій. Не дотримання правильних умов зберігання препарату призводить до порушення його доброякісності за рахунок гідролітичного розкладання (у вологому повітрі), окиснення (на світлі) та ін. Такі домішки характерні для певної субстанції і їх називають специфічними. Крім того, при не правильному зберіганні і відпуску препаратів можуть з’явитися забруднення мікроорганізмами.
Граничні межі домішок регламентуються Фармакопеєю або методами контролю якості лікарських засобів (МКЯ). Якщо ж домішка може бути отруйною або в значній мірі змінювати фармакологічний ефект препарату, то її вважають недопустимою. При встановленні граничного вмісту певної домішки треба враховувати і шлях введення лікарського засобу в організм (для зовнішнього застосування, для перорального або парентерального введення).
Виконуючи аналіз на доброякісність лікарської субстанції, ми повинні встановити не тільки наявність тієї чи іншої домішки, а й визначити, чи не перевищує її кількість допустимий нормативними документами граничний вміст. Для приблизної оцінки кількісного вмісту домішок у лікарських засобах використовують еталонні розчини.
Еталонний розчин – це зразок, який містить точно відому кількість визначуваної домішки. Еталонні розчини готують із стандартних вихідних речовин, які відрізняються особливим ступенем чистоти, хімічною стійкістю, відносно великою молекулярною масою та іншими властивостями. Методики приготування еталонних розчинів на певні домішки наведені у Державній Фармакопеї України.
Найчастіше наявність домішки визначають колориметричним або нефелометричним методами, порівнюючи аналітичний сигнал (інтенсивність забарвлення або ступінь опалесценції) в еталонному розчині та випробовуваному розчині лікарської речовини після додавання до них однакової кількості реактивів згідно з методикою проведення випробування. Якщо випробовувана субстанція доброякісна, то інтенсивність забарвлення або помутніння випробовуваного розчину не повинна перевищувати інтенсивність забарвлення або помутніння розчину еталону.
Слід зауважити, що еталонні розчини використовують тільки тоді, коли досліджувана домішка є допустимою. В іншому випадку еталоном користуватися не можна.
З використанням еталонних розчинів визначають вміст домішок Амонію, Арсену, Кальцію, Магнію, Магнію та лужноземельних металів, важких металів, хлоридів, Феруму, фосфатів, фторидів, Цинку.
Визначення гранично допустимого вмісту багатьох домішок проводять за допомогою фізичних і фізико-хімічних методів. Зокрема, методом атомно-абсорбційної спектрометрії визначають домішки Плюмбуму в цукрах, Нікелю в поліолах і гомогенізованих рослинних оліях, Цинку в субстанції ацетилцистеїну, Купруму і Феруму в субстанції аскорбінової кислоти та ін.
Вміст вільного формальдегіду у вакцинах Державна Фармакопея України пропонує визначати методом спектрофотометрії у видимій ділянці спектра (метод В).
Методом тонкошарової хроматографії визначають домішки антиоксидантів, стеринів і сторонніх олій у жирних оліях та ін. Домішку оксалатів у субстанції кальцію глюконату для ін’єкцій визначають за допомогою методу високоефективної рідинної хроматографії, а залишкові кількості органічних речовин (етиленоксиду, діоксану, диметиланіліну та ін.) – газової хроматографії.
Кількісний вміст домішки у лікарському засобі найчастіше виражають у спеціальних одиницях – ppm. Рpm (part pro million) – одна частина на мільйон частин. Наприклад, 5 ppm Са означає, що 1 мл розчину містить 5×10–6 г (5 мкг) домішки Са.
Загальні зауваження при випробуваннях на граничний вміст домішок
1. Вода й усі реактиви не повинні містити йонів, на вміст яких проводять випробування.
2. Порівняльні випробування, якщо немає інших зазначень, проводять з використанням однакових пробірок із безбарвного прозорого нейтрального скла із плоскою основою і внутрішнім діаметром 16 мм, беручи для аналізу однакові об’єми рідин.
3. Наважки для приготування еталонних розчинів зважують з точністю до 0,001 г (заокруглюють до третьої значущої цифри після коми).
4. Еталонні розчини Б і В готують безпосередньо перед використанням.
5. Спостереження каламуті та опалесценції розчину здійснюють у світлі, яке проходить крізь розчин на темному фоні, а забарвлення розчину – у відбитому світлі на білому фоні.
6. Додавання реактивів до випробовуваного та еталонного розчинів проводять одночасно, в однакових кількостях і в однаковій послідовності.
7. У випадках, якщо у відповідній фармакопейній статті зазначено, що у розчині даної концентрації не повинно бути виявлено тієї чи іншої домішки, тобто вона є недопустимою, то випробування проводять таким чином. До 10 мл випробовуваного розчину додають усі наведені для кожної реакції реактиви згідно з методикою, крім основного реактиву, який відкриває дану домішку. (наприклад, при визначенні хлоридів додають нітратну кислоту). Потім одержаний розчин розділяють на дві однакові частини, і до однієї з них додають основний реактив (у даному випадку – розчин аргентум нітрату), а до другої частини – не додають його. Потім обидва розчини порівнюють між собою; між ними не повинно бути помітної різниці. Це підтверджує, що у випробовуваному розчині відсутня домішка хлоридів.
Випробування на граничний вміст домішок
1. Амонію солі
Для випробування на вміст домішки солей амонію Державна Фармакопея України пропонує 4 методи (А, В, С і D). Метод А застосовують, якщо немає інших зазначень в окремій статті.
Метод А
Методика. Кількість випробовуваної речовини, яка зазначена в окремій статті, поміщають у пробірку, розчиняють у 14 мл води Р, якщо необхідно, підлужують розчином натрій гідроксиду розведеним Р і доводять об’єм розчину водою Р до 15 мл. Додають 0,3 мл розчину калій тетрайодомеркурату лужного Р.
Як еталон використовують розчин, одержаний додаванням до 10 мл еталонного розчину амонію (1 ррm NH4+) Р 5 мл води Р і 0,3 мл розчину калій тетрайодомеркурату лужного Р. Пробірки закривають.
Через 5 хв. жовте забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Амонію еталонний розчин (1 ррm NH4+) (еталонний розчин Б) готують розведенням еталонного розчину амонію (2,5 ррm NH4+) (еталонний розчин А) безпосередньо перед використанням у 2,5 рази.
Амонію еталонний розчин (2,5 ррm NH4+).
Вихідною речовиною для приготування еталонного розчину є амоній хлорид NH4Cl (M = 53,491 г/моль), який попередньо висушений до постійної маси. М(NH4) = 18,0383 г/моль. Об’єм розчину – 1000 мл. Подальше розведення перед використанням у 100 разів.
а) Обчислення наважки амоній хлориду.
2,5×10–6 г NH4 – 1 мл розчину
х г – 1000 мл
х = 2,5×10–3 г NH4
53,491 г NH4Cl – 18,0383 г NH4
х г – 2,5×10–3 г
х =
Оскільки розчин потім розводять у 100 разів, то щоб вміст залишався 2,5 ppm, треба наважку збільшити у 100 разів. Тому маса наважки NH4Cl дорівнює 0,00741 г × 100 = 0,741 г.
б) Приготування розчину.
Наважку амоній хлориду Р, у перерахунку на NH4Cl, масою 0,741 г вносять у мірну колбу місткістю 1000,0 мл, розчиняють у воді Р і доводять об’єм розчину тим самим розчинником до мітки.
Безпосередньо перед використанням розчин розводять водою Р у 100 разів.
Пояснення умов проведення випробування і хімізму процесу.
Розчини солей амонію залежно від їх концентрації утворюють з розчином калій тетрайодомеркурату лужного Р (реактивом Несслера К2HgI4) жовто-бурий осад або виникає жовте забарвлення розчину згідно з рівнянням реакції.
NH4+ + 2[HgI4]2– + 2OH– ® [NH2Hg2I2]I¯ + 5I– + 2H2O
дийододимеркуроамоній йодид
Гранична чутливість реакції 0,003 мг (0,3 мкг) йона амонію в 1 мл розчину. 0,002 мг (2 мкг) йона амонію в 1 мл розчину дають при цій реакції жовте забарвлення.
Метод В
Методика. Кількість ретельно розтертої випробовуваної речовини, зазначеної в окремій статті, поміщають у посудину місткістю 25 мл, споряджену поліетиленовим корком, і розчиняють або суспендують в 1 мл води Р. Додають
Паралельно за цих самих умов готують еталон. До зазначеної в окремій кількості еталонного розчину амонію (1 ррm NH4+) Р додають 1 мл води Р, 0,30 г магній оксиду важкого Р і далі поступають так, як із випробовуваним розчином.
Сіре забарвлення аргентум-манганового паперу Р, одержане у досліді з випробовуваним розчином, має бути не інтенсивнішим за забарвлення аргентум-манганового паперу Р, одержане у досліді з еталоном.
Пояснення умов проведення експеримету і хімізму процесів.
1. Методику приготування амонію еталонного розчину (1 ррm NH4+) наведено у методі А.
2. Згідно з Державною Фармакопеєю України, магнію оксид важкий практично нерозчинний у воді Р, у якій виявляє лужну реакцію за фенолфталеїном (рН > 7).
MgO + H2O ® Mg(OH)2 ® Mg2+ + 2OH–
3. У лужному середовищі йони амонію виділяють амоніак NH3, який діє на реактивний аргентум-мангановий папір Р , що являє собою смужку повільно фільтруючого паперу, змочену розчином, що містить 8,5 г/л манган(ІІ) сульфату Р і 8,5 г/л аргентум нітрату Р і висушену над фосфор(V) оксидом Р.
NH4+ + ОН– ® NH3 + Н2О
2AgNO3 + MnSO4 + 4NH3×Н2О ® 2Ag¯ + MnO2 + (NH4)2SO4 + 2NH4NO3 + 2H2O
Ag+ + 1 e ® Ag
Mn2+ + 4OH– – 2e ® MnO2 + 2H2O
2Ag+ + Mn2+ + 4OH– ® 2Ag¯ + MnO2 + 2H2O
Виділення металічного срібла спричинює появу сірого забарвлення аргентум-манганового паперу Р.
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– N
Метод С
Застосовують для зразків, що містять лужноземельні та важкі метали.
Методика. Кількість випробовуваної речовини, зазначеної в окремій статті, поміщають у пробірку, розчиняють у мінімальному об’ємі води Р, додають при охолодженні 2 мл розчину натрій гідроксиду розведеного Р і 2 мл розчину натрій карбонату Р. Розчин розводять водою Р до зазначеної в окремій статті концентрації, струшують і фільтрують. 10 мл одержаного фільтрату поміщають у пробірку, доводять об’єм розчину водою Р до 15 мл і додають 0,3 мл розчину калій тетрайодомеркурату лужного Р.
Як еталон використовують суміш 10 мл еталонного розчину амонію (1 ррm NH4+) Р, 5 мл води Р і 0,3 мл розчину калій тетрайодомеркурату лужного Р. Пробірки закривають.
Через 5 хв. жовте забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Пояснення умов випробування і хімізму процесів.
1. Методику приготування амонію еталонного розчину (1 ррm NH4+) наведено у методі А.
2. Додаванням розчину натрій гідроксиду розведеного Р і розчину натрій карбонату Р попередньо усувають йони лужноземельних та важких металів:
Ме2+ + 2ОН– ® Ме(ОН)2¯
Ме2+ + СО32– ® МеСО3¯
3. Механізми інших реакцій – див. метод А.
Метод D
Застосовують для зразків, що містять більше 300 ppm домішки Феруму.
Методика. Кількість випробовуваної речовини, зазначену в окремій статті, поміщають у пробірку, розчиняють у 10 мл води Р, додають 2 краплі розчину натрій гідроксиду розведеного Р і 3 мл розчину калій-натрій тартрату Р. Ретально перемішують, доводять об’єм розчину водою Р до 15 мл і додають 0,3 мл розчину калій тетрайодомеркурату лужного Р. Пробірку закривають.
Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи замість 10 мл випробовуваного розчину 10 мл еталонного розчину амонію (1 ррm NH4+) Р.
Через 5 хв. жовте забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Пояснення умов проведення випробування і хімізму процесів.
1. Методику приготування амонію еталонного розчину (1 ррm NH4+) наведено у методі А.
2. Додаванням розчину натрій гідроксиду розведеного Р і розчину калій-натрій тартрату Р попередньо усувають йони Феруму, які зв’язуються у розчинні комплексні сполуки – ферум(ІІ) тартрат чи ферум(ІІІ) тартрат.
3. Механізми інших реакцій – див. метод А.
2. Кальцій
При приготуванні усіх розчинів, що застосовуються у даному випробуванні, повинна використовуватись вода дистильована Р.
Методика. До 0,2 мл еталонного розчину Кальцію спиртового (100 ppm) Са Р додають 1 мл розчину амоній оксалату Р. Через 1 хв. додають суміш 1 мл кислоти ацетатної розведеної Р і 15 мл розчину, що містить зазначену в окремій статті кількість випробовуваної речовини, і струшують.
Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи суміш 1 мл кислоти ацетатної розведеної Р, 10 мл еталонного розчину Кальцію водного (10 ррm Са) Р.і 5 мл води дистильованої Р.
Через 15 хв. опалесценція випробовуваного розчину не має перевищувати опалесценцію еталону.
Кальцію еталонний розчин водний (10 ррm Са).
Вихідною речовиною для приготування еталонного розчину є кальцій карбонат СаСО3 (M = 100,09 г/моль). М(Са) = 40,078 г/моль.
Методика приготування. 0,624 г кальцій карбонату Р, у перерахунку на СаСО3, вносять у мірну колбу місткістю 250,0 мл, розчиняють у 3 мл кислоти ацетатної Р і доводять об’єм розчину водою дистильованою Р до мітки. Безпосередньо перед використанням розчин розводять водою дистильованою Р у 100 разів.
Кальцію еталонний розчин спиртовий (100 ррm Са).
Вихідною речовиною для приготування еталонного розчину є кальцій карбонат СаСО3 (M = 100,09 г/моль). М(Са) = 40,078 г/моль.
Методика приготування. 2,50 г кальцій карбонату Р, у перерахунку на СаСО3, вносять у мірну колбу місткістю 1000,0 мл, розчиняють у 12 мл кислоти ацетатної Р і доводять об’єм розчину водою дистильованою Р до мітки. Безпосередньо перед використанням розчин розводять 96% спиртом Р у 10 разів.
Пояснення умов проведення, випробування і хімізму процесів.
1. Вода дистильована Р – це вода Р, додатково очищена шляхом дистиляції (перегонки) (див. домішку сульфатів).
2. Розчини солей Кальцію залежно від їх концентрації утворюють з розчином амоній оксалату білий дрібнокристалічний осад або білу каламуть, яка не зникає при додаванні ацетатної кислоти, але легко розчинна у хлоридній або нітратній кислотах.
Са2+ + С2О42– ® СаС2О4¯
Гранична чутливість реакції 0,0035 мг (3,5 мкг) Кальцій-іона в 1 мл розчину. 0,03 мг (30 мкг) Кальцій-іона в 1 мл розчину дають при цій реакції добре помітну каламуть.
3. Додавання етанолу С2Н5ОН – розчинника із меншою діелектричною проникністю (e =25,0) порівняно з водою (e =81,0), сприяє зниженню розчинності осадів, зокрема кращому утворенню кальцій оксалату.
3. Хлориди
Методика. До 15 мл розчину, зазначеного в окремій статті, додають 1 мл кислоти нітратної (азотної) розведеної Р і виливають суміш за один раз у пробірку, що містить 1 мл розчину аргентум нітрату Р2.
Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи замість 15 мл випробовуваного розчину 10 мл еталонного розчину хлориду (5 ррm Cl) Р і 5 мл води Р. Пробірки поміщають у захищене від світла місце.
Через 5 хв. пробірки проглядають на чорному фоні горизонтально (перпендикулярно до осі пробірок). Опалесценція випробовуваного розчину не має перевищувати опалесценцію еталону.
Еталонний розчин хлориду (5 ррm Cl)
Вихідною речовиною для приготування еталонного розчину є натрій хлорид Р NaCl (M = 58,443 г/моль). М(Cl) = 35,46 г/моль. Об’єм розчину – 1000 мл. Подальше розведення перед використанням у 100 разів.
а) Обчислення наважки натрій хлориду.
5×10–6 г Cl – 1 мл розчину
х г – 1000 мл х = 5×10–3 г Cl
58,443 г NaCl – 35,46 г Cl
х г – 5×10–3 г х = 0,00824 г NaCl
Маса наважки NaCl дорівнює 0,00824 г × 100 = 0,824 г.
б) Приготування розчину.
Наважку натрій хлориду Р, у перерахунку на NaCl, масою 0,824 г вносять у мірну колбу місткістю 1000,0 мл, розчиняють у воді Р і доводять об’єм розчину тим самим розчинником до мітки.
Безпосередньо перед використанням розчин розводять водою Р у 100 разів.
Пояснення умов проведення випробування і хімізму процесів.
1. Розчини хлоридів залежно від їх концентрації утворюють з розчином аргентум нітрату AgNO3 білий сирнистий осад AgCl, білу каламуть або дають опалесценцію, яка не зникає при додаванні нітратної кислоти і легко зникає при додаванні розчину амоніаку.
Cl– + Ag + ® AgCl¯
AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]+ + Cl– + 2H2O.
При додаванні до утвореного розчину комплексної солі аргентум амоніакату розчину нітратної кислоти знову спостерігається помутніння:
[Ag(NH3)2]+ + Cl– + 2H+ ® AgCl ¯ + 2NH4+.
Гранична чутливість реакції – 0,0001 мг (0,1 мкг) хлорид-іона в 1 мл розчину. 0,002 мг (2мкг) хлорид-іона в 1 мл розчину дають при цій реакції добре помітну опалесценцію.
2. Створення кислого середовища саме за допомогою HNO3 необхідне через те, що можлива присутність у воді вуглекислого газу спричинить утворення білого осаду аргентум карбонату Ag2СО3. Інші кислоти (H2SO4, H3PO4) також можуть утворювати нерозчинні солі Аргентуму (Ag2SO4, Ag3PO4), а підкислення хлоридною кислотою HCl призводило б до додаткової кількості йонів Хлору. У лужному середовищі може спостерігатись потемніння за рахунок утворення аргентум оксиду Ag2О:
2Ag+ + 2OH– ® 2AgOH ® Ag2О¯ + H2O.
4. Важкі метали
У Державній Фармакопеї України наведено 6 методів випробувань на вміст домішок важких металів.
Робота проводиться під тягою.
Метод А
Методика. До 12 мл водного розчину, зазначеного в окремій статті, додають 2 мл буферного розчину рН 3,5 Р і перемішують. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і негайно перемішують.
Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи замість 12 мл випробовуваного розчину cуміш 10 мл еталонного розчину Плюмбуму (1 ррm або 2 ppm Pb) Р, як зазначено в окремій статті, і 2 мл випробовуваного розчину.
Готують “сліпу” пробу, використовуючи cуміш 10 мл води Р і 2 мл випробовуваного розчину. Порівняно із “сліпою” пробою еталон повинен мати світло-коричневе забарвлення.
Через 2 хв. коричневе забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Еталонний розчин Плюмбуму (1 ppm або 2 ppm Pb) (еталонний розчин Г) готують розведенням еталонного розчину Плюмбуму (10 ppm Pb) (еталонний розчин В) відповідно в 10 або 5 разів безпосередньо перед використанням. Для приготування еталонного розчину Плюмбуму (10 ppm Pb) розводять водою Р у 10 разів еталонний розчин Плюмбуму (100 ppm Pb) (еталонний розчин Б), а останній – готують розведенням еталонного розчину Плюмбуму (0,1% Pb) (еталонний розчин А) водою Р у 10 разів безпосередньо перед використанням.
Плюмбуму еталонний розчин (0,1% Pb).
Вихідною речовиною для приготування еталонного розчину є плюмбум(ІІ) нітрат Pb(NO3)2 (M = 331,2 г/моль). М(Pb) = 207,2 г/моль.
Методика приготування. Наважку
Пояснення умов проведення випробування і хімізму процесу.
1. Приготування буферного розчину рН 3,5: 25,0 г амоній ацетату Р розчиняють у 25 мл води Р, додають 38,0 мл кислоти хлоридної Р1. Якщо потрібно встановлюють рН за допомогою кислоти хлоридної розведеної Р або розчину амоніаку розведеного Р і доводять об’єм розчину водою Р до 100,0 мл.
2. Тіоацетаміду реактив готують так. До 0,2 мл розчину 40 г/л тіоацетаміду Р додають 1 мл суміші 5 мл води Р, 15 мл 1 моль/л розчину натрій гідроксиду і 20 мл гліцерину (85%) Р, нагрівають на водяному нагрівнику протягом 20 с. Розчин готують безпосередньо перед використанням.
3. Солі важких металів, зокрема Плюмбуму, утворюють у кислому середовищі з тіоацетамідом світло-коричневий розчин або коричневий осад за рахунок реакції комплексоутворення з імідною формою реагенту згідно з рівнянням:
Метод B
Метод B використовують для визначення домішок важких металів у лікарських засобах, нерозчинних у воді і не здатних утворювати комплекси з металами. Тому випробовувану речовину розчиняють в органічному розчиннику з мінімальною кількістю води (наприклад, діоксан або ацетон з додаванням 15% води).
Методика. До 12 мл розчину, зазначеного в окремій статті, додають 2 мл буферного розчину рН 3,5 Р і перемішують. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і негайно перемішують.
Паралельно за тих самих умов готують еталон, використовуючи замість 12 мл випробовуваного розчину cуміш 10 мл еталонного розчину Плюмбуму (1 ррm або 2 ppm Pb) Р, як зазначено в окремій статті, і 2 мл випробовуваного розчину. Еталонний розчин Плюмбуму (1 ppm або 2 ppm Pb) готують шляхом розведення еталонного розчину Плюмбуму (100 ppm Pb) розчинником, який застосовується для розчинення випробовуваної речовини.
Готують “сліпу” пробу, використовуючи cуміш 10 мл розчинника, застосовуваного для розчинення випробовуваної речовини, і 2 мл випробовуваного розчину. Порівняно із “сліпою” пробою еталон повинен мати світло-коричневе забарвлення.
Через 2 хв. коричневе забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Метод С
Метод використовують при можливому утворенні металорганічних сполук і у випадку, коли неможливо перевести важкі метали у розчинний стан. Тому у цьому методі передбачається розкладання препарату шляхом мінералізації в присутності магній сульфату і розведеної сульфатної кислоти.
Методика. У фарфоровий або кварцовий тигель поміщають 4 мл розчину 250 г/л магній сульфату Р у кислоті сульфатній розведеній Р і додають кількість випробовуваної речовини, зазначену в окремій статті (не більше 2 г). Перемішують тонкою скляною паличкою і обережно нагрівають. Якщо суміш рідка, обережно випарюють на водяному нагрівнику до сушого залишку, потім поступово нагрівають до обвуглення і продовжують нагрівання до одержання майже білого або сіруватого залишку. Спалювання проводять за температури не більше 800 °С. Залишають до охолодження, потім залишок у тиглі змочують кількома краплями кислоти сульфатної розведеної Р. Випарюють до сухого залишку, знову спалюють і залишають до охолодження. Загальний час спалювання не має перевищувати 2 год. Залишок із тигля кількісно переносять у пробірку двома порціями кислоти хлоридної розведеної Р, по 5 мл кожна. Додають 0,1 мл розчину фенолфталеїну Р, потім підлужують розчином амоніаку концентрованим Р до появи рожевого забарвлення. Охолоджують, додають кислоту ацетатну льодяну Р до знебарвлення розчину і додають ще 0,5 мл кислоти ацетатної льодяної Р. Якщо необхідно, фільтрують і промивають фільтр водою Р. Доводять об’єм розчину водою Р до 20 мл і перемішують. 12 мл одержаного розчину поміщають у пробірку, додають 2 мл буферного розчину рН 3,5 Р і перемішують. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і негайно перемішують.
Паралельно готують еталон, використовуючи 4 мл розчину 250 г/л магній сульфату Р у кислоті сульфатній розведеній Р і зазначений об’єм еталонного розчину Плюмбуму (10 ррm Pb) Р. Спалюють за тих самих умов, що і випробовувану речовину, кількісно переносять кислотою хлоридною, додають розчин амоніаку і потім кислоту ацетатну. Доводять об’єм розчину до 20 мл водою Р і перемішують. До 10 мл одержаного розчину додають 2 мл розчину, одержаного при обробці випробовуваної речовини, і 2 мл буферного розчину рН 3,5 Р і перемішують. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і негайно перемішують.
Готують “сліпу” пробу, використовуючи cуміш 10 мл води Р і 2 мл розчину, одержаного при обробці випробовуваної речовини. Порівняно із “сліпою” пробою еталон повинен мати світло-коричневе забарвлення.
Через 2 хв. коричневе забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Пояснення умов проведення випробування і хімізму процесів.
1. Сульфати важких металів нерозчинні у воді. Додаючи до залишку після спалювання розчину амоніаку і ацетатної кислоти, одержують амоній ацетат, який переводить нерозчинні сульфати важких металів у розчинні ацетати, які згодом вступають в реакцію комплексоутворення з реактивом тіоацетаміду.
NH3 + CH3COOH ® CH3COONH4
Метод D
Метод використовують для лікарських засобів, які при спалюванні утворюють леткі амфотерні оксиди або отруйні йони. Тому визначення важких металів проводять після сухої мінералізації лікарського засобу при змішуванні його з магній оксидом.
Методика. Кількість випробовуваної речовини, зазначену в окремій статті, поміщають у фарфоровий або кварцовий тигель і старанно змішують із 0,5 г магній оксиду Р1. Спалюють при слабкому червоному жару (близько 600 °С) до утворення однорідного залишку білого або сірувато-білого кольору. Якщо після 30 хв спалювання суміш залишається забарвленою, тигель залишають до охолодження, вміст перемішують тонкою скляною паличкою і повторюють спалювання. Якщо необхідно, операцію повторюють. Нагрівають за температури 800 ° близько 1 год. Залишок із тигля кількісно переносять у пробірку двома порціями по 5 мл суміші однакових об’ємів розчину кислоти хлоридної Р1 і води Р. Додають 0,1 мл розчину фенолфталеїну Р, потім підлужують розчином амоніаку концентрованим Р до появи рожевого забарвлення. Охолоджують, підкислюють кислотою ацетатною льодяною Р до знебарвлення розчину і додають ще 0,5 мл кислоти ацетатної льодяної Р. Якщо необхідно, фільтрують і промивають фільтр водою Р. Доводять об’єм розчину водою Р до 20 мл і перемішують. 12 мл одержаного розчину поміщають у пробірку, додають 2 мл буферного розчину рН 3,5 Р і перемішують. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і негайно перемішують.
Паралельно готують еталон таким чином. До 0,5 г магній оксиду Р1. додають зазначений в окремій статті об’єм еталонного розчину Плюмбуму (10 ррm Pb) Р. Висушують у сушильній шафі за температури від 100 °С до 105 ° С, потім спалюють за тих самих умов, що й випробовувану речовину, кількісно переносять кислотою хлоридною, додають розчин амоніаку і потім кислоту ацетатну. Доводять об’єм розчину до 20 мл водою Р і перемішують. До 10 мл одержаного розчину додають 2 мл розчину, одержаного при обробці випробовуваної речовини, і 2 мл буферного розчину рН 3,5 Р і перемішують. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і негайно перемішують.
Готують “сліпу” пробу, використовуючи cуміш 10 мл води Р і 2 мл випробовуваного розчину. Порівняно із “сліпою” пробою еталон повинен мати світло-коричневе забарвлення.
Через 2 хв. коричневе забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Метод Е
Методика. Кількість випробовуваної речовини, зазначену в окремій статті, розчиняють у 30 мл або у зазначеній кількості води Р.
У тримач пристрою для стерильного фільтрування, на підкладку якого поміщено мембранний фільтр (розмір пор – 3 мкм) а поверх нього – передфільтр (див. рис. ) встановлюють шприц місткістю 50 мл без поршня.
Випробовуваний розчин поміщають у шприц і вводять поршень, розвиваючи такий тиск, щоб профільтрувався увесь розчин. Відкривають тримач і виймають передфільтр таким чином, щоб мембранний фільтр не забруднився домішками. У противному разі його заміняють іншим мембранним фільтром і операцію повторюють за тих самих умов.
До фільтрату або до зазначеного в окремій статті об’єму фільтрату додають 2 мл буферного розчину рН 3,5 Р і перемішують. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і перемішують, залишають на 10 хв і знову фільтрують, як описано вище, але розташування фільтрів змінюють таким чином, щоб рідина проходила спочатку крізь мембранний фільтр, а потім – крізь передфільтр (рис. ). Тиск поршня шприца має бути помірним і постійним для забезпечення повільного і рівномірного фільтрування. Після закінчення фільтрування тримач відкривають, мембранний фільтр виймають і висушують за допомогою фільтрувального паперу.
Еталон готують аналогічно, використовуючи зазначений в окремій статті об’єм еталонного розчину Плюмбуму (10 ррm Pb) Р.
Забарвлення мембранного фільтра, одержане в досліді з випробовуваним розчином, має бути не інтенсивнішим за забарвлення мембранного фільтра, одержане у досліді з еталоном.
Метод F
Попередньо проводять мінералізацію лікарського засобу сумішшю концентрованих сульфатної та нітратної кислот у колбі К’єльдаля. Цей метод використовують тоді, коли інші методи руйнування лікарського засобу не придатні.
Методика. Кількість випробовуваної речовини, зазначену в окремій статті, поміщають у чисту суху колбу К’єльдаля місткістю 100 мл (у разі інтенсивного піноутворення треба застосувати колбу місткістю 300 мл). Колбу закріплюють під кутом 45° і додають суміш 8 мл кислоти сульфатної Р і 10 мл кислоти нітратної Р у кількості, достатній для повного змочування випробовуваної речовини. Обережно нагрівають до початку реакції, потім дають реакції стихнути і додають додаткові порції тієї самої суміші кислот, нагріваючи після кожного додавання. Операцію повторюють, доки об’єм доданої суміші кислот не досягне 18 мл. Посилюють нагрівання і обережно кип’ятять до потемніння розчину. Охолоджують, додають 2 мл кислоти нітратної Р і знову нагрівають до потемніння розчину. Продовжують додавання кислоти нітратної Р з наступним нагріванням, доки розчин не перестане темніти, потім сильно нагрівають до появи густих білих випарів. Охолоджують, обережно додають 5 мл води Р, кип’ятять обережно до появи густих білих випарів і продовжують нагрівання до одержання залишку об’ємом від 2 мл до 3 мл. Охолоджують, обережно додають 5 мл води Р і визначають забарвлення розчину. Якщо розчин має жовте забарвлення, додають краплями 1 мл розчину гідроген пероксиду концентрованого Р і знову нагрівають до появи густих білих випарів і продовжують нагрівання до одержання залишку об’ємом від 2 мл до 3 мл. Якщо забарвлення розчину все ще залишається жовтим, повторюють додавання 5 мл води Р і 1 мл розчину гідроген пероксиду концентрованого Р до знебарвлення розчину. Охолоджують, обережно доводять об’єм розчину водою Р до 25 мл.
Доводять рН розчину до 3,0–4,0 розчином амоніаку концентрованим Р1 (при наближенні до зазначеного значення рН можна застосовувати розчин амоніаку розведений Р1), використовуючи як зовнішній індикатор індикаторний папір, що діє у вузькому інтервалі рН, потім доводять об’єм розчину водою Р до 40 мл, перемішують і додають 2 мл буферного розчину рН 3,5 Р. Одержану суміш додають до 1,2 мл реактиву тіоацетаміду і негайно перемішують. Доводять об’єм розчину водою Р до 50 мл і перемішують.
Паралельно за тих самих умов готують еталон, використовуючи замість випробовуваної речовини зазначений в окремій статті об’єм еталонного розчину Плюмбуму (10 ррm Pb) Р.
Через 2 хв. коричневе забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
5. Фториди
Методика. Кількість випробовуваної речовини, зазначену в окремій статті, 0,1 г піску Р, промитого кислотою, і 20 мл суміші однакових об’ємів кислоти сульфатної Р і води Р поміщають у внутрішню пробірку приладу, зображеного на рис. . Оболонку, заповнену тетрахлоретаном Р, нагрівають до температури кипіння тетрахлоретану (146 °С). Приєднують генератор водяної пари і відганяють вміст пробірки з перегрітою водяною парою, збираючи відгін у мірну колбу місткістю 100,0 мл, яка містить 0,3 мл 0,1 моль/л розчину натрій гідроксиду і 0,1 мл розчину фенолфталеїну Р. Об’єм розчину у пробірці під час відгону має бути постійним (20 мл). Підтримують лужну реакцію вмісту мірної колби, якщо необхідно, додаючи краплями 0,1 моль/л розчин натрій гідроксиду. Доводять об’єм розчину водою Р до мітки і перемішують (випробовуваний розчин).
Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи замість випробовуваної речовини 5 мл еталонного розчину фториду (10 ppm F) Р.
У циліндр із скляним притертим корком поміщають 20 мл випробовуваного розчину, в другий такий самий циліндр – 20 мл еталону, потім у кожний циліндр додають по 5 мл реактиву амінометилалізариндіацетатної кислоти Р.
Через 20 хв. синє забарвлення випробовуваного розчину, що з’явилося замість первісного червоного, має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Фториду еталонний розчин (10 ррm F).
Вихідною речовиною для приготування еталонного розчину є натрій фторид NaF (M = 41,988 г/моль). М(F) = 18,998 г/моль.
Методика приготування. Наважку 0,442 г натрій фториду Р, у перерахунку на NaF, попередньо висушеного за температури 300 °С протягом 12 год, вносять у мірну колбу місткістю 1000,0 мл, розчиняють у воді Р і доводять об’єм розчину тим самим розчинником до мітки (1 мл = 0,2 мг F).
Зберігають у поліетиленовому контейнері.
Безпосередньо перед використанням розчин розводять водою Р у 20 разів.
Пояснення умов проведення випробування і хімізму процесів.
1. Тетрахлоретан Р як теплоносій (tкип = 146 °С) забезпечує перегонку з перегрітою водяною парою і не допускає збільшення об’єму розчину у пробірці під час відгону.
2. Амінометилалізариндіацетатної кислоти реактив містить ряд розчинів:
Розчин І – водний розчин церій(ІІІ) нітрату Р Се(NO3)3;
Розчин ІІ – водну суспензію кислоти амінометилалізариндіацетатної Р додають до розчину амоніаку концентрованого, потім додають кислоту ацетатну льодяну Р і розводять одержаний розчин водою Р.
Розчин ІІІ – до водного розчину натрій ацетату Р додають кислоту ацетатну льодяну Р і розводять одержаний розчин водою Р.
До ацетону Р додають певні об’єми розчинів І, ІІ і ІІІ і води Р.
Реактив треба перевірити на чутливість до йонів Фтору.
Термін придатності розчину 5 діб.
3. У кислому середовищі домішка фторидів утворює газоподібний фтороводень HF:
F– + Н+ ® НF
4. Пісок SiO2, очевидно, додають для того, щоб утворений HF не реагував зі склом пробірки, а зв’язувався з піском:
4HF + SiO2 ® SiF4 + 2H2O
SiF4 + 2HF ® H2SiF6
HF, SiF4 і H2SiF6 становлять відгон.
5. У мірній колбі, яка містить розчин NaOH, утворюється натрій фторид згідно з рівнянням:
F– + Na+ ® NaF
HF + NaOH ® NaF + H2O
6. При взаємодії натрій фториду із амінометилалізариндіацетатної кислоти реактивом Р утворюється комплекс червоного забарвлення, який у лужному середовищі дає комплекс синього кольору.
6. Магній
Методика. До 10 мл розчину випробовуваної речовини, приготованого, як зазначеного в окремій статті, додають 0,1 г динатрію тетраборату Р Na2B4O7×10H2O. Визначають рН розчину і, якщо необхідно, доводять до рН 8,8–9,2, використовуючи кислоту хлоридну розведену Р або розчин натрій гідроксиду розведений Р. Розчин поміщають у ділильну лійку, струшують протягом 1 хв з двома порціями, по 5 мл кожна, розчину 2 г/л гідроксихіноліну Р у хлороформі Р, залишають до розшарування і відкидають органічний шар. До водного шару додають 0,4 мл бутиламіну Р і 0,1 мл триетаноламіну Р. Визначають рН розчину і, якщо необхідно, доводять до рН 10,5–11,5. Додають 4 мл розчину 1 г/л гідроксихіноліну Р у хлороформі Р, струшують протягом 1 хв, залишають до розшарування, нижній шар відбирають і використовують для випробування.
Паралельно за цих самих умов готують еталон, використовуючи замість 10 мл розчину випробовуваної речовини суміш 1 мл еталонного розчину Магнію (10 ррm Mg) Р і 9 мл води Р.
Забарвлення випробовуваного розчину має бути не інтенсивнішим за забарвлення еталону.
Магнію еталонний розчин (10 ррm Mg) Р (еталонний розчин Б) готують розведенням еталонного розчину Магнію (100 ррm Mg) Р (еталонний розчин А) безпосередньо перед використанням у 10 разів.
Магнію еталонний розчин (100 ррm Mg).
Вихідною речовиною для приготування еталонного розчину є магній сульфат гептагідрат MgSO4×7H2O (M = 246,47 г/моль). М(Mg) = 24,305 г/моль.
Приготування. Наважку
Пояснення умов проведення випробування і хімізму процесу.
1. Завдяки гідролізу бури створюється лужне середовище:
Na2B4O7 + 7HOH ® 2NaOH + 4H3BO3
2. У лужному середовищі домішка Магнію осаджується у вигляді гідроксиду:
Mg2+ + 2OH– ® 2Mg(OH)2¯
3. При додаванні розчину 8-гідроксихіноліну у хлороформі утворюються малорозчинні у воді, але розчинні в органічних розчинниках внутрішньокомплексні солі супутніх домішок металів складу:
Тому після струшування у ділильній лійці відкидають органічний шар із можливими домішками інших металів.
4. При додаванні амінів (бутиламіну і триетаноламіну) утворюються четвертинні амонієві солі, які переводять Магній у розчинний стан, адже магній гідроксид розчинний у солях амонію.
Mg(OH)2¯ + 2NH4+ ®Mg2+ + 2NH3 + 2H2O
5. При додаванні до водного розчину солей Mg2+ розчину 8-гідроксихіноліну у хлороформі утворюється комплекс магній оксихінолят жовтого забарвлення за рівнянням.
Для порівняння з еталоном беруть органічний (хлороформний) шар, оскільки утворений комплекс магній оксихінолят жовтого кольору екстрагується хлороформом у розчинний стан.
7. Магній і лужноземельні метали
Еталонний розчин відсутній.
Методика. До 200 мл води Р додають 0,1 г гідроксиламіну гідрохлориду Р, 10 мл амоніачного буферного розчину рН 10,0 Р, 1 мл 0,1 моль/л розчину цинк сульфату Р і близько 15 мг індикаторної суміші протравного чорного 11 Р. Нагрівають до температури близько 40 °С. Одержаний розчин титрують 0,01 моль/л розчином натрій едетату до переходу забарвлення розчину від фіолетового до синього. До одержаного розчину додають зазначену в окремій статті кількість випробовуваної речовини, розчинену в 100 мл води Р, або використовують зазначений в окремій статті розчин. Якщо забарвлення розчину стає фіолетовим, знову титрують до переходу забарвлення розчину до синього.
Об’єм 0,01 моль/л розчину натрій едетату, витрачений на друге титрування, не має перевищувати об’єм титранту, зазначений в окремій статті.
Можливе теоретичне пояснення умов проведення випробування.
1. Додавання гідроксиламіну гідрохлориду NH2OH×HCl як окисника або відновника дозволяє запобіганню побічних процесів з домішками, які є у взятих реактивах.
2. Додавання цинк сульфату ZnSO4 дозволяє: 1) побачити видимий ефект (фіолетове забарвлення) при взаємодії катіонів металу з індикатором; 2) чіткіше (за рахунок більшого об’єму титранту) зафіксувати зміну забарвлення у точці еквівалентності.
3. Подальше додавання випробовуваного розчину з можливою домішкою Магнію та лужноземельних металів дозволяє: 1) за зміною забарвлення на фіолетове встановити візуально їх наявність; 2) за допомогою титрування натрій едетатом встановити точний об’єм титранту, який витрачено на визначення даних домішок, якщо такі виявлено (якщо спостерігалось фіолетове забарвлення).
Хімізм процесів.
1. Індикатор протравний чорний (еріохром чорний Т, кислотний хром чорний) при рН 9,5–10, яке створюється за допомогою амоніачного буферного розчину, утворює з катіонами Магнію, Цинку, лужноземельних та інших металів комплекс MeInd синьо-фіолетового забарвлення.
H2Ind +Me2+ ® MeInd + 2H+
При титруванні розчином натрій едетату домішки Магнію і лужноземельних металів зв’язуються титрантом з утворенням дуже міцних безбарвних комплексів.
Зайва крапля титранту руйнує комплекс MeInd і при цьому звільняється вільний індикатор, який надає розчину синього забарвлення.
Прилад для визначення домішки фторидів.
