Analiza ilościowa produktów leczniczych
Do metod klasycznych stosowanych w analizie leków należy analiza wagowa i analiza objętościowa, czyli miareczkowa. Instrumentalna analiza ilościowa opiera się na metodach spektrofotometrycznych i chromatograficznych, rzadziej wykorzystywane są metody elektroanalityczne. Podział metod analizy ilościowej leków przedstawiono na rycinie 5.
Metoda wagowa (grawimetryczna) polega na określeniu masy oznaczanej substancji (analitu) przeprowadzanej w trudno rozpuszczalny związek za pomocą odpowiedniego odczynnika strącającego. Wydzielony z roztworu osad powinien być praktycznie nierozpuszczany w danym środowisku. Osad jest ważony po wysuszaniu lub prażeniu.
Analiza miareczkowa polega na oznaczaniu składnika w badanym roztworze za pomocą odczynnika miareczkującego (titranta) o znanym stężeniu (mianie), który odmierzany jest dokładnie za pomocą biurety. Punkt końcowy miareczkowania określa się wizualnie, wykorzystując barwne wskaźniki, które zmieniają barwę w punkcie równoważnikowym reakcji. Zmiana zabarwienia może odbywać się pod wpływem zmiany pH miareczkowanego roztworu, zmiany potencjału redoks lub poprzez reakcję chemiczną samego wskaźnika z nadmiarem titranta.
Metody miareczkowe można podzielić ze względu na typ miareczkowania na miareczkowanie bezpośrednie, miareczkowania odwrotne i miareczkowanie pośrednie. Gdy reakcja chemiczna między analitem a titrantem zachodzi szybko i można łatwo określić punkt końcowy miareczkowania, stosuje się miareczkowanie bezpośrednie. Przykładem takiego miareczkowania jest alkalimetryczne oznaczanie kwasu salicylowego w roztworze etanolowym wobec fenoloftaleiny, która w punkcie końcowym miareczkowania zabarwia bezbarwny roztwór na różowo.
Gdy titrant reaguje z analitem powoli lub reakcja zachodzi po ogrzaniu, a także w sytuacji gdy odczynnik miareczkujący został dodany w nadmiarze, można zastosować miareczkowanie odwrotne. Wtedy do roztworu analitu dodaje się znaną ilość titranta w nadmiarze, czeka się lub podgrzewa roztwór, aby reakcja osiągnęła równowagę, następnie odmiareczkowuje nadmiar odczynnika odpowiednim, pomocniczym mianowanym roztworem, który reaguje szybko, stechiometrycznie z titrantem wobec odpowiedniego wskaźnika. Przykładem miareczkowania odwrotnego jest alkacymetryczne oznaczanie kwasu acetylosalicylowego przebiegające tak, jak przedstawiono na rycinie 8.
Nadmiar NaOH można odmiareczkować mianowanym roztworem kwasu siarkowego wobec fenoloftaleiny.
Ilościowe oznaczenia leczniczych substancji czynnych o charakterze kwasowym lub zasadowym wykonuje się często przez miareczkowanie alkacymetryczne, tzn. przez miareczkowanie mianowanymi roztworami kwasów (acydymetria) lub zasad (alkalimetria). Titrantami są roztwory silnych zasad lub kwasów, a oznaczanie przeprowadzane jest w środowisku wodnym lub niewodnym.
Za pomocą alkalimetrii w środowisku wodnym (lub etanolowym) oznaczane są leki o charakterze kwasów, np. kwas mlekowy, kwas salicylowy, kwas acetylosalicylowy, kwas p‑aminobenzoesowy, kwas mefenamowy, ibuprofen, indometacyna. Acydymetrycznie w środowisku niewodnym oznaczane są sole, np. pantotenian wapnia, diklofenak sodowy, benzoesan sodowy, chlorowodorek tiaminy, chlorowodorek ksylometazoliny. Miareczkowanie kwasem nadchlorowym prowadzi się w środowisku bezwodnego kwasu octowego. Punkt końcowy miareczkowania wyznacza się, używając naftolenobenzoiny, fioletu krystalicznego albo potencjometrycznie.
Metody redoksymetryczne oparte są na reakcji redoks. Można je podzielić na metody reduktometryczne, w których miareczkuje się odczynnikiem redukującym, i metody oksydymetryczne, gdy titrant ma właściwości utleniające. W analizie leków stosowane są zarówno metody oksydymetryczne, do których należą:
jodometria (np. jodometryczne oznaczanie kwasu askorbowego),
bromianometria (np. bromianometryczne oznaczanie izoniazydu),
ceromertia (np. cerometryczne oznaczanie paracetamolu),
jak i metody reduktometryczne, np. jodometria odwrotna, gdy nadmiar jodu odmiareczkowywany jest mianowanym roztworem tiosiarczanu sodu.
Przykładem miareczkowania strąceniowego jest argentometryczne oznaczanie leków o charakterze chlorowodorków i bromowodorków metodą Volharda. W badanym roztworze, w środowisku rozcieńczonego kwasu azotowego, strąca się chlorki przez dodanie mianowanego roztworu azotanu srebra w nadmiarze. Nadmiar azotanu srebra odmiareczkowuje się mianowanym roztworem rodanku amonu wobec soli żelaza(III).
Po strąceniu całej ilości srebra pierwsza kropla rodanku tworzy z jonami żelaza(III) czerwony kompleks . Metodę tę można stosować do oznaczania np. bromowodorku fenoterolu, chlorowodorku prokainy, chlorowodorku lidokainy.
Metoda oparta na reakcji tworzenia kompleksów z jonami metali to kompleksometia, titrantem w tej metodzie jest mianowany roztwór edetynianu sodowego (EDTA). Kompleksometrycznie oznacza się sole magnezu, manganu i wapnia (np. glukonian wapnia, mleczan wapnia, siarczan magnezu, cytrynian magnezu). Miareczkowanie prowadzi się w środowisku zasadowym, stosując jako wskaźniki czerń eriochromową (sole magnezu i manganu) oraz sól sodową kwasu kalkonokarboksylowego (sole wapnia).
Metody instrumentalne wymagają odpowiedniej aparatury: spektrofotometru, chromatografu ze stosownym detektorem, aparatu do miareczkowania potencjometrycznego. Odczynniki i wzorce muszą być odpowiedniej czystości i przygotowanie próbek musi być zgodne z zaleceniami producentów aparatury.
Do pomiarów absorpcji promieniowania nadfioletowego i widzialnego (UV‑Vis) służą wyposażone w odpowiednie kuwety spektrofotometry. Pozwalają one na pomiar absorpcji promieniowania w zakresie 200–800 nm. Każdy związek leczniczy, który ma układ chromoforowy, czyli układ wiązań wielokrotnych (np. pierścień aromatyczny), może być oznaczany metodą spektrofotometrii w nadfiolecie.
Metodą spektrofotometryczną w zakresie widzialnym oznaczane są związki, które tworzą barwne kompleksy w reakcji o znanym przebiegu (kompleksy muszą być trwałe, a w reakcji nie może się tworzyć osad), np. salicylan sodu po reakcji chlorkiem żelaza(III) lub barbiturany po reakcji Parriego. Zasadą tej metody jest porównanie absorpcji barwnego roztworu powstałego w wyniku reakcji z substancją badaną z absorpcją barwnego roztworu powstałego w wyniku reakcji z substancją odniesienia, czyli roztworem badanej substancji o znanym stężeniu (przy określonej długości fali).
Absorpcyjna spektroskopia atomowa jest metodą używaną do oznaczania pierwiastków, więc zastosowanie ma w analizie ilościowej preparatów leczniczych zawierających związki cynku, miedzi, manganu, żelaza, magnezu, wapnia, a także w oznaczaniu zanieczyszczeń produktów leczniczych, zwłaszcza pochodzenia roślinnego, metalami ciężkimi: ołowiem i kadmem.
O metodach emisyjnych mówimy, gdy analizowane jest promieniowanie nie absorbowane, lecz emitowane przez próbkę. Do takich metod analizy należą metody radiometryczne, za pomocą których określa się aktywność radiofarmaceutyków.
Najważniejszą metodą w ilościowej analizie leków jest chromatografia. Ponieważ zasadą metody jest podział analitu między fazę ruchomą i stacjonarną, może być wykorzystywana do oznaczeń leków zarówno jednoskładnikowych, jak i wieloskładnikowych, a także jest bardzo ważnym narzędziem w określaniu czystości substancji leczniczej. Najczęściej stosowaną metodą jest wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) lub wysokosprawna/wysokociśnieniowa chromatografia cieczowa (UHPLC), a do oznaczania związków lotnych – chromatografia gazowa (GC).
Przykładem wykorzystywania metod elektroanalitycznych w analizie leków jest miareczkowanie potencjometryczne, w którym punkt końcowy miareczkowania wyznacza się przez pomiar zmian napięcia generowanego przez ogniwo, a nie za pomocą wskaźnika barwnego. Przykładem miareczkowania potencjometrycznego jest azotynometryczne oznaczanie leków zawierających I‑rzędową grupę aromatyczną (benzokaina, kwas 4‑aminibenzoesowy, ambroksol, prokaina).
W celu pogłębienia i ugruntowania tematu analizy jakościowej, można przejść do gry edukacyjnej „Od leku do wyniku”gry edukacyjnej „Od leku do wyniku”.
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści