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.

RwWdWf3VoD5g1
Rycina 5. Metody analizy ilościowej leków
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej i Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, licencja: CC BY-SA 3.0.

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.

RfLBVB7YoObSi
Rycina 6. Etapy miareczkowania
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej i Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, licencja: CC BY-SA 3.0.

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.

R19d7owrDeWvs
Rycina 7. Oznaczanie kwasu salicylowego – miareczkowanie bezpośrednie
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej i Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, licencja: CC BY-SA 3.0.

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.

Rl6UqLs7qktdi
Rycina 8. Oznaczanie kwasu acetylosalicylowego – miareczkowanie odwrotne
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej i Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, licencja: CC BY-SA 3.0.

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).

R17IYF6zd45g5
Rycina 9. Reakcja azotanu srebra z rodankiem amonu
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej i Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, licencja: CC BY-SA 3.0.

Po strąceniu całej ilości srebra pierwsza kropla rodanku tworzy z jonami żelaza(III) czerwony kompleks Fe(SCN)2+. 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.
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”DCruHhO92gry edukacyjnej „Od leku do wyniku”.

Powrót do spisu treściDcoLyFBv4Powrót do spisu treści