Общие физико химические методы анализа препаратов. Исследование качества лекарственных средств. Какие методы анализа лекарственных средств используют в лабораториях

Фармацевтический анализ (ФА). Он является основой фармацевтической химии и имеет свои особенности, отличающие его от других видов анализа. Они заключаются в том, что анализу подвергаются вещества различной химической природы: неорганические, элементоорганические, радиоактивные, органические соединения от простых алифатических до сложных природных БАВ. Чрезвычайно широк диапазон концентраций анализируемых веществ. Объектами фармацевтического анализа являются не только индивидуальные лекарственные вещества, но и смеси, содержащие различное число компонентов.

Ежегодное пополнение арсенала лекарственных средств вызывает необходимость разработки новых способов их анализа. Способы фармацевтического анализа нуждаются в систематическом совершенствовании в связи с непрерывным повышением требований как к качеству лекарственных средств, так и к количественному содержанию в них БАВ. Вот почему к фармацевтическому анализу предъявляют высокие требования. Он должен быть достаточно специфичен и чувствителен, точен по отношению к нормативным требованиям Государственной фармакопеи X и XI и другой НТД (ФС, ГОСТ), выполняться в короткие промежутки времени с использованием минимальных количеств испытуемых препаратов и реактивов.

В зависимости от поставленных задач фармацевтический анализ включает различные формы контроля качества лекарственных средств: фармакопейный анализ; постадийный контроль производства лекарств; анализ лекарственных форм индивидуального изготовления; экспресс-анализ в условиях аптеки и биофармацевтический анализ. Составной его частью является фармакопейный анализ, который представляет собой совокупность способов исследований лекарственных препаратов и лекарственных форм, изложенных в Государственной фармакопее или другой НТД (ФС, ФСП, ГОСТ). На основании результатов, полученных при выполнении фармакопейного анализа, делается заключение о соответствии лекарственного средства требованиям Государственной фармакопеи или другой НТД. При отклонении от этих требований лекарство не допускается к применению.

Химический анализ растительного сырья. По технике выполнения и характеру получаемых результатов химические реакции делят на несколько групп: качественные, микрохимические и гистохимические, микросублимация.

Для установления подлинности лекарственного растительного сырья используют простейшие качественные реакции и хроматографические пробы на действующие и сопутствующие вещества. Методика изложена в соответствующей нормативной документации на исследуемый вид сырья в разделе «Качественные реакции».

Качественные реакции выполняют на сухом сырье с такими видами сырья: кора дуба, калины, крушины, корневища бадана, корневища и корни девясила, корни одуванчика, алтея, женьшеня, барбариса, цветки липы, семена льна, склероции спорыньи (всего для 12 видов сырья).

В основном качественные реакции проводят с извлечением (вытяжкой) из лекарственного растительного сырья.

Исходя из свойств биологически активных веществ, их извлекают из сырья водой, спиртом различной концентрации или органическим растворителем, реже с добавлением щелочи или кислоты.

Водное извлечение готовят из сырья, содержащего гликозиды, полисахариды, сапонины, фенологликозиды, антрагликозиды, дубильные вещества. Подкисленной водой извлекают из сырья алкалоиды в виде солей.

Большую группу биологически активных веществ (сердечные гликозиды, кумарины, лигнаны, флавоноиды) извлекают этиловым и метиловым спиртом различной концентрации.

Если реакция достаточно специфична и чувствительна, то ее проводят с неочищенным экстрактом из сырья.

К таким реакциям относятся:

общеалкалоидные осадочные реакции;

реакции с раствором хлорида алюминия на флавоноиды (трава зверобоя, горца птичьего, горца перечного и др.);

проба Синода на флавоноиды в цветках бессмертника;

реакция с раствором щелочи на антраценпроизводные (кора крушины, корни ревеня и др.);

реакция с раствором железоаммонийных квасцов на дубильные веществ (кора дуба, корневища змеевика, бадана и др.).

Часто проведению реакции мешают сопутствующие вещества (белки, амины, стерины, хлорофилл). В этом случае используют очищенное извлечение (например, из сырья, содержащего сердечные гликозиды, кумарины, алкалоиды, фенологликозиды, лигнаны).

Очищают извлечение осаждением сопутствующих веществ раствором ацетата свинца и сульфата натрия или используют прием смены растворителей либо метод распределительной хроматографии.

Микрохимические реакции проводят обычно одновременно с микроскопическим анализом, наблюдая результаты под микроскопом:

на эфирное и жирное масло с раствором Судан III;

на одревесневшие лигнифицированные элементы с раствором флороглюцина и 25%-ным раствором серной кислоты или концентрированной хлороводородной кислоты.

На кору дуба (порошок) проводят реакцию с железоаммонийными квасцами и результат реакции изучают под микроскопом.

Гистохимические реакции - это такие реакции, с помощью которых можно выявить те или иные соединения непосредственно в клетках или структурах, где они локализуются.

По Государственной фармакопее XI, гистохимические реакции проводят на слизь с раствором туши в корнях алтея и семенах льна.

Микросублимация - непосредственное выделение из сухого растительного материала веществ, которые легко возгоняются при нагревании. Полученный сублимат исследуют под микроскопом, затем проводят микрохимическую реакцию с соответствующим реактивом.

Методы определения подлинности лекарственного растительного сырья. Подлинность сырья определяется макроскопическим, микроскопическим, химическим и люминесцентным анализами.

Макроскопический анализ. Для его проведения следует знать морфологию растений. Изучают внешний вид сырья невооруженным глазом или с помощью лупы, измеряют размеры частиц с помощью миллиметровой линейки. При дневном освещении определяют цвет сырья с поверхности, на изломе и на разрезе. Запах устанавливают при растирании или разломе растений, а вкус - только у неядовитых растений. При изучении внешнего вида обращают внимание на морфологические признаки частей сырья.

Микроскопический анализ. Используют для определения подлинности измельченного лекарственного растительного сырья. Для этого нужно знать анатомическую структуру растений в целом и характерные для конкретного растения признаки, отличающие его от других растений.

Химический анализ. Предусматривает проведение качественных, микрохимических, гистохимических реакций и сублимации для определения в сырье действующих или сопутствующих веществ. Микрохимические реакции целесообразно проводить параллельно с микроскопическим анализом. Гистохимические реакции проводят для выявления конкретных соединений в местах их локализации в растении. Под сублимацией понимают получение из растительного сырья легко возгоняемых при нагревании веществ с последующей качественной реакцией с сублиматом.

Люминесцентный анализ. Это метод исследования различных объектов (в том числе и биологических), основанный на наблюдении их люминесценции. Люминесценция - свечение газа, жидкости или твердого тела, обусловленное не нагревом тела, а нетепловым возбуждением его атомов и молекул. Люминесцентный анализ проводят для определения в лекарственном сырье веществ, обладающих люминесценцией.

Контроль качества органотерапевтических препаратов. Для проверки соответствия качества желез требованиям стандарта от каждой партии отбирают 5 % ящиков или пакетов, но не менее пяти таких упаковок. Если в одном из вскрытых ящиков или пакетов железы не соответствуют требованиям соответствующего стандарта хотя бы по одному из показателей, то проверяют всю партию.

Для единичных видов сырья имеются объективные (лабораторные) методы оценки его качества.

Объективно качество поджелудочной железы, предназначенной для производства инсулина, согласно ГОСТу, определяют по показателям массовой доли жира и массовой доли инсулина с помощью соответствующих лабораторных методов.

Массовую долю жира определяют жиромером. Массовую долю инсулина проверяют по требованию потребителя иммунореактивным методом с помощью антисыворотки, иммуноглобулинов в гомогенизированной железе.

Качество слизистой оболочки (эпителия) языков крупного рогатого скота проверяют путем определения величины pH консервирующей среды с эпителием и ее бактериальной обсемененности. Сущность метода заключается в определении общего количества микробов в 1 мл консервирующей среды с эпителием.

Качество стекловидного тела глаз крупного рогатого скота, свиней, овец и коз замороженного определяют по количественному содержанию гиалуроновой кислоты (по глюкозамину) в стекловидном теле. Принцип метода основан на определении глюкоза-мина в продуктах гидролиза гиалуроновой кислоты, который является составной частью молекулы гиалуроновой кислоты и находится в прямой зависимости от содержания его в стекловидном теле.

Биологическую активность гипофизов определяют в единицах действия АКТГ, содержащегося в 1 мг кислого ацетонированного порошка (КАП), полученного из гипофизов.

Определение активности АКТГ основано на его способности вызывать редукцию лимфоидной ткани, в частности зобной железы крысят. За единицу действия препарата принимают ту ежедневную дозу препарата, которая при введении в течение пяти суток вызывает уменьшение массы железы на 50±5 %.

Качество паращитовидных желез определяют гистологическим методом. На срезах паращитовидных желез просматриваются скопления эпителиальных клеток с выраженной базофильной зернистостью. На срезах лимфатических желез просматривается ретикулярная ткань (в виде однородной массы), окруженная плотной соединительной оболочкой (капсулой), от которой внутрь отходят ясно видимые соединительные тяжи. Государственным стандартом предусмотрено, что в пробе из 40 желез может содержаться не более одного лимфатического узла.

Методы определения качества сухих биологических препаратов. Сухие биологические препараты имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными жидкими биопрепаратами благодаря лучшему качеству, меньшей массе, возросшему сроку хранения, удобству транспортирования.

Физические методы. 1.Метод определения вакуума. Сущность метода заключается в способности высокочастотного электрического тока при большом напряжении вызывать в газах свечение, характер которого изменяется в зависимости от степени разреженности воздуха в ампуле (флаконе).

Отбор проб. Отбор проб проводят в соответствии с правилами, установленными в государственных стандартах на сухие биологические препараты.

Аппаратура и оборудование. При проведении испытания используют: аппарат типа «Д’Арсеналь» или «Тесла», штатив для ампул, стол металлический.

Проведение испытания. Подготовка к испытанию:

перед испытанием проверяют внешний вид, плотность укупоривания флаконов, наличие трещин, запайку ампул.

Аппарат выдерживают в течение 10 мин после включения. Испытуемые ампулы устанавливают в штативе, затем к ним подводят электрод на расстояние 1 см. При определении вакуума с помощью аппарата «Тесла» один металлический электрод аппарата заземляют через металлический стол, на котором разложены ампулы, а другой подводят к проверяемым ампулам. Экспозиция не более 1 с.

Обработка результатов. Появление свечения внутри ампул с характерным потрескиванием указывает на наличие в них вакуума.

Степень разрежения воздуха в проверяемых ампулах определяют по характеру свечения газов в проверяемых ампулах в соответствии с нижеследующими данными.

Определение степени разрежения воздуха в проверяемых ампулах

2. Метод определения в л а ж н о с т и. Сущность метода заключается в определении уменьшения массы пробы препарата после ее высушивания в течение 1 ч при температуре 105 °С.

Отбор проб. Для испытания из разных мест упаковки отбирают необходимое количество ампул (флаконов) с учетом требований к массе проб (в соответствии со стандартом).

При отборе проб проверяют герметичность ампул. У флаконов с лиофилизированным препаратом проверяют стенку и дно на целостность, а также полноту прилегания закатанного колпачка и резиновой пробки. При наличии дефектов флакон заменяют другим. Каждую ампулу, запаянную под вакуумом, перед извлечением из нее препарата проверяют на герметичность.

Аппаратура, материалы и реактивы. При проведении испытания используют: весы лабораторные, шкаф сушильный лабораторный, термометры ртутные, эксикатор, бюксы стеклянные, вазелин технический, кальций хлористый безводный или гипс обезвоженный, или силикагель прокаленный.

Подготовка к испытанию. Сушильный шкаф проверяют максимальными термометрами на равномерность нагрева.

При высушивании проб в бюксах нижняя часть контрольного термометра должна находиться на уровне бюкс. Показания контрольного термометра являются определяющими для настройки температуры в шкафу.

Весы должны быть установлены на прочном столе без вибрации. Результаты всех взвешиваний регистрируют в граммах с точностью до четвертого десятичного знака.

Нижняя часть эксикатора должна быть заполнена обезвоженным хлористым кальцием или гипсом, или силикагелем. Пришлифованные края сосуда слегка смазывают техническим вазелином.

Для каждого анализа должны быть подготовлены три бюксы одинаковых диаметров и высоты.

Проведение испытания. Для определения влажности используют три ампулы, если в каждой из них масса пробы не менее 0,1 г. Если ампула содержит менее 0,1 г биологического препарата, то можно использовать две и более ампул.

Отобранную пробу, растолченную до порошкообразного состояния, помещают ровным слоем в предварительно взвешенную бюксу.

Бюксы устанавливают в сушильный шкаф на полку. Началом сушки следует считать время достижения температуры 105 °С по контрольному термометру. Продолжительность сушки 60 мин.

После окончания сушки бюксы быстро закрывают крышками и переносят в эксикатор для охлаждения до комнатной температуры, после чего бюксы взвешивают с точностью до четвертого знака и регистрируют по форме.

3. Метод определения количества кислорода. Отбор проб. Отбор проб проводят в соответствии с правилами, установленными в государственных стандартах на сухие биологические препараты.

Аппаратура, материалы и реактивы. При проведении испытания используют: хроматограф газовый марки ЛXM-8МД или других аналогичных марок с детектором по теплопроводимости и газохромографической колонкой диаметром 3 мм и длиной 1000 мм, печь муфельную с температурой нагрева до 1000 °С, измеритель расхода газа с бюреткой, секундомер, шприц медицинский вместимостью 1 см 3 , сетки проволочные тканые, лупу измерительную, эксикатор, ступку фарфоровую, линейку металлическую длиной 30 см, сита молекулярные - цеолит синтетический марки СаА, иглу медицинскую, трубку медицинскую резиновую внутренним диаметром 4,2 мм, длиной 10 м, бутыль вместимостью 3000 см 3 , пробку резиновую, масло силиконовое, гелий, азот газообразный, воду дистиллированную.

Подготовка к испытанию. Подготовка колонки. Синтетический цеолит измельчают в фарфоровой ступке, отсеивают на ситах, промывают дистиллированной водой, высушивают и прокаливают в муфельной печи при температуре 450...500 °С в течение 2 ч, затем охлаждают в эксикаторе на сетках до комнатной температуры.

Хроматографическую колонку устанавливают вертикально и засыпают синтетическим цеолитом. Колонку не досыпают на 1 см и закупоривают сеткой. Заполненную колонку устанавливают в термостате хроматографа и, не присоединяя к детектору, пропускают через нее поток гелия или азота в течение 3 ч при температуре 160... 180 °С. Затем колонку присоединяют к детектору и продолжают через нее пропускать гелий или азот, пока не прекратится дрейф нулевой линии при максимальной чувствительности детектора.

Подготовку хроматографа к работе и включение выполняют в соответствии с заводской инструкцией.

Подготовка флакона с препаратом к испытанию. Для отбора пробы из флакона с препаратом выравнивают давление газа во флаконе с атмосферным давлением.

Подготовка медицинского шприца. Предварительно устанавливают на штоке шприца металлическую трубку и проверяют шприц на герметичность. Проверенным и подготовленным к отбору газа медицинским шприцем с иглой прокалывают резиновую трубку, по которой выходит гелий из колонки сравнения хроматографа, и дважды медленно шприцем набирают и выпускают гелий. В третий раз, набрав гелий в шприц и расположив его иглой вниз, отбирают пробы газа из флакона с препаратом.

Проведение испытания. Из каждого флакона отбирают две пробы газа и последовательно одну за другой с интервалом 3...4 мин вводят в испаритель хроматографа. Пробу в испаритель вводят плавным нажатием пальца на шток. Через 110... 120 с после ввода пробы на хроматограмме самописец вычерчивает пик кислорода, а затем пик азота.

Обработка результатов. Рассчитывают площадь пиков кислорода и азота. Для этого на хроматографе измеряют высоту и ширину пиков кислорода и азота с помощью металлической линейки длиной 30 см, увеличительной лупы и остро заточенного карандаша. Высоту пиков измеряют от базовой линии до вершины пика, ширину пика - на половине его высоты. При измерениях берут расстояние от внутренней толщины линии пика до наружной.

Площадь пиков кислорода (SО 2 , мм 2) и азота (5N 2 , мм 2) вычисляют по формулам

SО 2 = h 1 *b 1 ; SN = h 2 *b 2 ,

где h 1 h 2 ~ высота пиков кислорода и азота, мм; b 1 , b 2 - ширина пиков кислорода и азота, мм.

Объемную долю кислорода (X, %) в каждой пробе газа вычисляют по формуле

X=SO 2 /(SO 2 +SN 2)

где SO 2 , SN 2 - площади пиков кислорода и азота, мм 2 .

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов определений в трех флаконах препарата.

Относительная приведенная погрешность метода при доверительной вероятности Р- 0,95 не должна превышать 10 %.

Бактериологический метод. Контроль стерильности. Сущность метода заключается в микробиологической оценке отсутствия роста бактерий и грибов в высевах препаратов на питательные среды.

Отбор проб. От каждой серии препаратов отбирают пробы в количестве 0,15 % флаконов, но не менее пяти для жидких и 10 ампул для сухих препаратов.

Подготовка к испытанию. Лабораторную посуду кипятят в течение 15 мин в дистиллированной воде, подкисленной раствором соляной кислоты, а затем промывают водопроводной водой и моют ершом в растворе, содержащем на 1000 см 3 дистиллированной воды 30 г стирального порошка и 50 см 3 водного аммиака. После этого посуду тщательно промывают сначала водопроводной водой, а затем три раза дистиллированной водой, высушивают и стерилизуют.

Перед стерилизацией посуду укладывают в металлические пеналы. Стерилизуют посуду в автоклаве при 0,15 МПа в течение 60 минут.

Готовые питательные среды, проверенные на ростовые свойства, разливают по 6...8 см 3 (для определения анаэробов по 10...12 см 3) в пробирки, по 50...60 см 3 во флаконы вместимостью 100 см 3 .

Пробы сухих биологических препаратов предварительно растворяют стерильным растворителем (изотонический раствор хлорида натрия, дистиллированная вода и т. д.).

Проведение испытания. 1. Проведение испытания на стерильность с использованием тиогликолевой среды.

Из каждого флакона препарата производят посев по 1 см 3 в три пробирки, содержащие тиогликолевую среду.

Две засеянные пробирки выдерживают в термостате в течение 14сут: одну -при температуре 21 °С, другую -при температуре 37 °С.

Третью пробирку выдерживают в течение 7 сут при температуре 37 °С и затем делают из нее пересевы по 0,5 см 3 по одной пробирке на скошенный казеиновый агар, казеиновый питательный бульон, среду Сабуро и по 1 см 3 на казеиновый питательный бульон под вазелиновым маслом с кусочками мяса или печени.

Пересевы на казеиновый агар, мясопептонный бульон выдерживают еще в течение 7 сут при температуре 37 °С, а пересев на среду Сабуро - при температуре 21 °С.

При испытании проб препаратов проводят контроль стерильности сред: три пробирки с каждой средой выдерживают в термостате в течение 14 сут при 37 °С, со средой Сабуро - при температуре 21 °С.

2. Проведение испытания на стерильность без тиогликолевой среды.

Из каждой пробы препарата производят посев на жидкую среду Сабуро, мясопептонный агар и мясопептонный бульон - по три пробирки; на среду Тароцци - по две пробирки и два флакона.

Для выявления аэробов высевают 0,5 см 3 посевного материала в одну пробирку и 1...2 см 3 в один флакон, а для выявления анаэробов - соответственно по 1 и 5 см 3 . Посевы помещают в термостат (при температуре 37 °С; для Сабуро - при температуре 21 °С) на 7 сут (15 сут для анаэробов). Затем делают пересев (кроме посевов на мясопептонном агаре). Пересевают на те же среды. Выдерживают 7 сут (15 сут для анаэробов). Проводят контроль стерильности.

Оценка результатов. Учитывают результаты первичного и повторного посевов путем макроскопического, а в случае роста микроорганизмов - микроскопического исследования всех посевов, учитывают через 14 сут после первичного посева на тиогликолевой среде и через 7 сут после первичного посева без тиогликолевой среды. Среду считают стерильной, если ни в одной из засеянных пробирок не наблюдается рост.

В случаях роста хотя бы в одной из засеянных пробирок контроль стерильности повторяют на том же количестве проб и проводят микроскопию выросших микробов. Мазки окрашивают по Граму, отмечая морфологию.

При отсутствии роста в повторном контроле препарат считают стерильным. При наличии роста хотя бы в одной из пробирок и идентичности микрофлоры при первичном и повторном посевах препарат считают нестерильным.

Если при первичном и повторном посевах выявлена различная микрофлора, а также выявлен рост лишь в отдельных пробирках, проводят посев образцов в третий раз.

При отсутствии роста препарат считают стерильным. При обнаружении роста хотя бы в одной пробирке независимо от характера микрофлоры препарат считают нестерильным.

Нормативные требования к качеству готовых лекарственных форм. Лекарственные формы изготовляют на заводах, фармацевтических фабриках (официальные лекарственные средства) и в аптеках (магистральные лекарственные средства). Контроль готовых лекарственных форм на фармацевтических предприятиях осуществляют в соответствии с требованиями НТД (Государственной фармакопеи, ФС, ФСП, ГОСТов). В соответствии с требованиями этих документов лекарственные формы должны подвергаться проверке (В. Д. Соколов, 2003).

Таблетки испытывают на распадаемость. Если нет других указаний в частной статье, то таблетки должны распадаться в течение 15 мин, а покрытые оболочкой не более 30 мин. Кишечнорастворимые таблетки не должны распадаться в течение 1 ч в растворе соляной кислоты, но должны распадаться в течение 1 ч в растворе натрия гидрокарбоната. Прочность таблеток на истирание должна быть не менее 75 %. Лекарственное средство, содержащееся в таблетке, должно растворяться в воде за 45 мин не менее чем на 75 %. Среднюю массу определяют взвешиванием 20 таблеток с точностью до 0,001 г. Допускаются отклонения от средней массы: ±7,5%-для таблеток массой 0,1...0,3 г и ±5%-для таблеток массой 0,5 г и более. В таблетках также контролируют содержание талька.

Гранулы - определяют размер с помощью ситового анализа. Диаметр ячейки должен быть 0,2...3 мм, а число более мелких и более крупных гранул не должно превышать 5 %. Испытание распадаемости гранул из навески 0,5 г такое же, как и у таблеток. Время распадаемости не должно превышать 15 мин. Определяют влагу. Для выявления содержания лекарственного вещества берут навеску не менее чем из 10 растертых гранул.

Капсулы - контролируют среднюю массу. Отклонение от нее каждой капсулы не должно превышать ±10 %. Подобно тому как это проводят с таблетками, контролируют распадаемость и растворимость, а также определяют однородность дозирования для капсул, содержащих 0,05 г и менее лекарственного вещества. Количественное определение лекарственных веществ выполняют по специальным методикам, используя для этих целей содержимое от 20 до 60 капсул.

Порошки - устанавливают отклонения в массе дозированных порошков. Они могут быть ±15% при массе порошка до 0,1 г; ±10 % - от 0,1 до 0,3 г; ±5 % - от 0,3 до 1; ±3 % - свыше 1 г.

Суппозитории - визуально определяют однородность на продольном разрезе. Среднюю массу устанавливают взвешиванием с точностью до 0,01 г, отклонения не должны превышать ± 5 %. Суппозитории, изготовленные на липофильных основаниях, контролируют по температуре плавления. Она не должна превышать

37 °С. Если эту температуру установить невозможно, то определяют время полной деформации, которое должно быть не более 15 мин. Суппозитории, изготовленные на гидрофильной основе, испытывают на растворимость (показатель «растворение»). Определяют время растворения при температуре (37±1) °С, которое не должно превышать 1 ч. Количественное определение лекарственных веществ проводят по специальным методикам.

Настойки - определяют содержание спирта или плотность. Содержание действующих веществ устанавливают с помощью специальных методик. Кроме того, определяют сухой остаток после выпаривания в бюксе 5 мл настойки досуха и высушивания его в течение 2 ч при температуре (102,5±2,5) °С. В таком же объеме настойки после сжигания и прокаливания ее смеси с 1 мл концентрированной серной кислоты определяют содержание тяжелых металлов.

Экстракты - как и в настойках, определяют плотность или содержание спирта, действующих веществ, тяжелых металлов. Устанавливают также сухую массу остатка, а в густых и сухих экстрактах - содержание влаги [высушиванием в сушильном шкафу при температуре (102,5±2,5) °С).

Аэрозоли - измеряют давление внутри баллона с помощью манометра при комнатной температуре (если пропеллентом служит сжатый газ). Проверяют упаковку на герметичность. В дозированных упаковках определяют среднюю массу препарата в одной дозе, отклонение в которой допускается не более +20 %. Устанавливают процент выхода содержимого путем удаления его из баллона с последующим взвешиванием. Количественное определение вещества проводят в соответствии с требованиями частных статей Государственной фармакопеи. Отклонения от изложенных количеств не должно превышать ±15 %.

Мази - общим испытанием является метод определения размера частиц лекарственного вещества в мазях. Используют микроскоп с окулярным микрометром МОВ-1.

Пластыри. Состав, показатели качества, методики испытаний бывают разные и изложены в нормативной документации на конкретную продукцию.

Капли глазные испытывают на стерильность и наличие механических включений.

Инъекционные лекарственные формы. Особого внимания требуют инъекционные лекарственные растворы, вводимые внутривенно в больших количествах. Используют такие характеристики, как внешний вид, в том числе окраска и прозрачность растворов, отсутствие механических примесей, апирогенность, стерильность, объем раствора, количество в нем действующего вещества, pH и изотоничность плазмы крови, упаковка, маркировка, объем наполнения ампул. Нормы допустимых отклонений указаны в Государственной фармакопее XI. Кроме того, определяют содержание вспомогательных веществ; для некоторых из них (фенол, крезол, сульфиты, хлорбутанол) предусмотрены допустимые количества (от 0,2 до 0,5 %). Требования к pH зависят от препарата, обычно его показатель может находиться в пределах от 3,0 до 8,0. На каждой ампуле (флаконе) указывают название лекарственного средства, его содержание (в процентах) или активность (в единицах действия, ЕД), объем или его массу, номер серии, срок годности. Проведение всех испытаний инъекционных лекарственных форм регламентировано НТД.

Анализ гомеопатических лекарственных средств весьма труден из-за высоких разведений лекарственных веществ. Если БАВ содержатся в настойках, эссенциях, мазях и других формах в разведениях до 2 С (С - сотенное) или 0,0001, то их анализ и стандартизация практически не отличаются от контроля качества лекарственных форм, используемых в аллопатической медицине. Лекарственные средства в разведении 2...3 С (10 -4 ...10 -6) анализируют после проведения специальных приемов концентрации с помощью упаривания, сжигания веществ с последующим определением одним из физико-химических методов, исходя из его разрешающей способности. При более чем 3 С разведении (10 -6) достаточно установить подлинность лекарственного средства, содержащегося в одной разовой или суточной дозе. При очень высоких разведениях (до 50 С или 10 -10 ...10 -100) контроль качества гомеопатических средств существующими методами выполнить невозможно. Для таких лекарств контроль качества осуществляют на стадии получения, строго контролируя технологический процесс. Качество контролируют при закладке ингредиентов и фиксируют в акте загрузки. Каждый ингредиент подвергают предварительному анализу. Во всех перечисленных случаях для анализа и стандартизации гомеопатических лекарственных средств используют хроматографические, фотометрические, флуоресцентные и другие методы.

УДК 615.015:615.07:53

АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ПРИ ФАРМАКОКИНЕТИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЯХ

Дмитрий Владимирович Рейхарт1, Виктор Владимирович Чистяков2

Кафедра организации и управления в сфере обращения лекарственных средств (зав. - чл.-корр. РАМН, проф. Р.У. Хабриев) Московской государственной медицинской академии им. И.М. Сеченова,

2 Центр по химии лекарственных средств - ВНИХФИ (ген. директор - К.В. Шилин), г. Москва

Проведен обзор чувствительных и специфичных аналитических методов, применяемых при изучении фармакокинетики лекарственных препаратов. Показаны достоинства и ограничения применения имму-ноферментного анализа, метода высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентной и масс-спектрометрической детекцией. Применение того или иного метода при оценке фармакокинетики лекарственных препаратов в каждом конкретном случае определяется структурой исследуемого соединения и оснащенностью лаборатории.

Ключевые слова: жидкостная хроматография, флюоресцентная и масс-спектрометрическая детекция, иммуноферментный анализ, фармакокинетика.

Изучение фармакокинетики основано главным образом на оценке концентрации в организме пациента лекарственного вещества (ЛВ) в определенные моменты времени после приема препарата. Объектом исследования служат кровь (цельная, сыворотка, плазма), моча, слюна, кал, желчь, амниотическая жидкость и др. Наиболее доступны и чаще исследуются образцы крови и мочи.

Измерение концентрации ЛВ можно разделить на два этапа: 1 - выделение конкретного лекарственного вещества из биологического объекта, концентрирование исследуемого соединения, отделение его от основных эндогенных компонентов; 2 - разделение смеси соединений, идентификация ЛВ и количественный анализ.

Изучение концентрации препарата в крови дает информацию о продолжительности циркуляции лекарства в организме, биодоступности препарата, влиянии концентрации на фармакологический эффект, терапевтической и летальной дозах, динамике образования активных или токсичных метаболитов.

Изучение концентрации препарата в моче позволяет оценить скорость элиминации ЛВ и функцию почек. Концентрация метаболитов в моче - косвенный показатель активности метаболизирующих ферментов.

Исследование биологического материала включает измерение массы (объема) пробы, высвобождение препарата (метаболитов) из 532

клеток пробы, отделение целых клеток (например, при анализе крови) или частей клеток (при анализе гомогенатов тканей), добавление внутреннего стандарта, отделение белков, очистку пробы (центрифугирование, фильтрация), процедуры экстракции, реэкстракции, концентрирования и превращения исследуемых веществ в удобные для анализа производные, основные процедуры обработки проб крови и мочи соответственно (рис. 1).

«Идеальный» аналитический метод измерения концентрации ЛВ должен обладать высокой чувствительностью, специфичностью и воспроизводимостью, возможностью работы с малыми объемами, простотой подготовки материала, дешевизной и легкостью обслуживания оборудования, надежностью и возможностью автоматизации, простотой работы персонала и универсальностью (возможность анализа различных классов ЛВ).

Для получения достоверных данных необходимо делать поправку на стабильность действующего вещества и/или продукта (продуктов), а также степень его биотрансформации в анализируемых биологических средах .

Валидация метода должна проводиться c учетом его предполагаемого применения, при калибровке следует учитывать диапазон концентраций исследуемого образца. Категорически не рекомендуется применять два или более метода анализа проб в одном и том же материале со сходным диапазоном калибровочных значений.

Существует большое число методов определения концентрации ЛВ в биологических жидкостях: xроматографические, микробиологические, спектрофотометрические, полярографические, иммунологические (радиоим-мунные, иммуноэнзимные), радиоизотопные и другие методы.

Критическими параметрами метода являются чувствительность, скорость, точность, возможность работы с малым объемом биоматериала и стоимость.

В табл. 1 сравниваются аналитические методы анализа ЛВ .

Наиболее широко (до 95% исследований) на практике применяется метод высокоэффектив-

Рис. 1. Основные процедуры обработки проб крови и мочи.

ной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с различными видами детекции.

Преимуществами ВЭЖХ по сравнению, например, с методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) являются отсутствие ограничений по термостабильности анализируемых препаратов, возможность работы с водными растворами и летучими соединениями, использования вариантов «нормальнофазной» и «обращеннофазной» хроматографии. Многие из видов детекции являются неразрушающи-

иммуноферментный, ВЭЖХ с флуоресцентной детекцией, ВЭЖХ с масс-спектрометрической детекцией, которые в настоящее время активно применяются в фармакокинетических исследованиях.

Иммуноферментный метод

Метод иммуноферментного анализа (ИФА) предложен в начале 70-х годов прошлого столетия. Принцип ИФА заключается во взаимодействии специфических белковых ан-

Сравнительная характеристика методов анализа лекарственных средств

Методы Абсолютная чувствительность, г Чувст- витель- ность, баллы Слож- ность, баллы Избира- тельность, баллы Универ- сальность Сум- марная оценка, баллы

Жидкостная хроматография:

УФ-детектор 10-7 3 -3 4 4 8

флуоресцентный детектор 10-8 - 10-9 4 -3 5 2 8

масс-спектрометрический детектор 10-11 - 10-12 5 -5 5 4 9

Иммунологические 10-10 - 10-11 5 -1 4 1 9

Газовая хроматография:

электронозахватный детектор 10-10 5 -4 4 2 7

пламенно-ионизационный детектор 10-8 - 10-9 4 -3 2 4 7

ми; методы детекции, используемые в ВЭЖХ, обладают более высокой специфичностью.

Рассмотрим особенности высокочувствительных методов, позволяющих анализировать нанограммовые количества ЛВ (табл.1):

тител с анализируемым веществом, выступающим в роли антигена. Чем выше концентрация вещества-антигена, тем больше образуется комплексов антиген-антитело. Для количественного анализа комплексообразования при-

меняют два подхода - с предварительным отделением комплекса (гетерогенные методы) или без его отделения (гомогенные методы). В том и другом случае пробу с неизвестной концентрацией анализируемого вещества добавляют к сыворотке, в которой антитело связано в комплекс с меченным аналогом исследуемого вещества, и вещество из анализируемой пробы вытесняется из комплекса. Количество вытесненного меченного аналога пропорционально концентрации вещества в пробе. Определив, сколько меченного аналога оказалось вытеснено из комплекса (или, напротив, осталось связанным), можно рассчитать искомый уровень вещества в пробе. Предварительно проводится калибровка с использованием стандартных растворов (со стандартными концентрациями тестируемого вещества).

Выпускаются наборы реактивов - так называемые диагностикумы (антисыворотка, соединенный с препаратом фермент, субстрат, кофактор, стандартные растворы для калибровки), рассчитанные на 50-200 анализов. Для анализа обычно достаточно 0,05-0,2 мл сыворотки крови больного.

Иммуноэнзимные методы обладают высокой чувствительностью и специфичностью. Диагностикумы сравнительно дешевые и имеют более продолжительные сроки годности, чем наборы для радиоиммунных методов. При использовании ИФА устраняется необходимость отделения комплекса антиген-антитело - достаточно сложной процедуры, с относительно высоким риском ошибки. Им-муноэнзимный метод может выполняться в любой больничной или поликлинической лаборатории; разработаны приборы, обеспечивающие полную автоматизацию анализа.

Простота анализа, высокая чувствительность, точность, воспроизводимость,

умеренная цена аппаратуры и реактивов - все это создает перспективу для широкого внедрения иммунологических методов в медицинскую практику.

Высокоэффективная жидкостная хромотография с флуоресцентной детекцией

При ВЭЖХ детектор генерирует электрический сигнал, сила которого пропорциональна концентрации анализируемого вещества, растворенного в подвижной фазе. В первых жидкостных хроматографах (ионообменных) прошедшая через колонку подвижная фаза с компонентами пробы собиралась в небольшие сосуды, а затем при помощи титрометрии, колориметрии, полярографии и т.д. определялось содержание компонента в этой порции. Иными словами, процессы разделения пробы

и определения ее количественного состава были разделены во времени и пространстве. В современном жидкостном хроматографе эти процессы обеспечиваются одним прибором.

Для детекции компонентов пробы может быть использовано любое физико-химическое свойство подвижной фазы (поглощение или излучение света, электропроводность, показатель преломления и т.д.), которое изменяется при наличии в ней молекул разделяемых соединений. Из существующих 50 физико-химических методов детекции в настоящее время активно используется 5-6.

Чувствительность-важнейшая характеристика детектора. Если определять чувствительность через двойную амплитуду шума нулевой линии, а шум выражать в физических единицах, то чувствительность фотометрического детектора будет выражаться в единицах оптической плотности, рефрактометрического - в единицах показателя преломления, вольтам-перометрического - в амперах, кондуктомет-рического - в сименсах. В фармацевтическом анализе чувствительность выражают в минимальном количестве определяемого вещества. Степень чувствительности различных типов детекторов приведена в табл. 1.

Несмотря на то что в настоящее время 80% хроматографов оснащено в базовой комплектации спектрофотометрическими детекторами, всё большее распространение получает флуоресцентная детекция, особенно при определении концентрации соединений, способных «светиться» под действием возбуждающего излучения. Интенсивность люминесценции пропорциональна интенсивности возбуждающего света. Исследование спектров испускания (флуоресценции и фосфоресценции) - более чувствительный и специфичный метод, чем исследование спектров поглощения.

Спектр флуоресценции вещества во многих случаях представляет собой зеркальное отражение полосы поглощения с наименьшей энергией и обычно располагается рядом с этой полосой с её длинноволновой стороны. Данный метод наиболее удобно применять при исследовании лекарственных препаратов, обладающих собственной флуоресценцией (хлорохин, доксорубицин, доксазо-зин, атенолол, индометацин, пропранолол, тетрациклины, хинидин и др.). Некоторые ЛВ можно сравнительно легко превратить во флуоресцирующие соединения (процесс дериватизации), например гидрокортизон (обработка серной кислотой), меперидин (конденсация с формальдегидом), 6-меркап-топурин и метотрексат (окисление перманганатом калия). Другие препараты с активными функциональными группами можно конденсировать с флуоресцирующими реа-

гентами - флуорескамином (хлордеазепок-сид, новокаинамид, сульфаниламиды и др.), 7-нитробензо-2,1,3-оксадиазолом (пропокси-фен и др.) и т.д. Вместе с тем необходимо отметить, что при высокой чувствительности и селективности флуоресцентные методы детектирования ограничены кругом ЛВ, имеющих естественную флуоресценцию, а процесс дериватизации при количественном анализе требует больших затрат.

Высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-спектрометрической детекцией

Высокочувствительным вариантом современного детектора для ВЭЖХ, применяемого для фармакокинетических исследований, является масс-спектрометрометр. Масс-спектрометрический детектор позволяет значительно сократить время анализа, в частности за счет исключения подготовительной стадии (экстракции). Данный метод дает возможность одновременно идентифицировать несколько веществ, и это исключает ошибки, связанные с наличием неразделяемых компонентов.

Масс-спектрометрия - один из наиболее перспективных методов физико-химического анализа лекарственных средств. Традиционно органическая масс-спектрометрия используется для решения двух основных проблем: идентификации веществ и изучения фрагментации ионизированных молекул в газовой фазе. Соединение масс-спектрометра с жидкостным хроматографом значительно расширило возможности классического метода. С появлением новых методов ионизации, таких как «электроспрей» (ESI - англ. electrospray ionization) - ионизация в электрическом поле при атмосферном давлении) и «МАЛДИ» - ионизация лазерной десорбцией, список молекул, которые могут быть изучены данным методом, значительно расширился.

В настоящее время комбинация ВЭЖХ и масс-спектрометрического детектора с «электроспреем» нашла широкое распространение в исследовании фармакокинетики и биоэквивалентности лекарственных препаратов . Первоначально метод ESI был разработан под руководством Л.Н. Галль , а в 2002 г. Д. Фен-ну и К. Танаке была присуждена Нобелевская премия за разработку методов индентифика-ции и структурного анализа биологических макромолекул и, в частности, методов масс-спектрометрического анализа биологических макромолекул. В механизме образования ионизированных частиц выделяют три стадии. Первая - образование заряженных капель на срезе капилляра. Посредством приложенного напряжения происходит перераспределение заряда в растворе, положительные ионы скап-

ливаются у выхода. При сильном приложенном поле (3-5 кВ) образуется струя из вершины конуса, которая далее разлетается на мелкие капли. Вторая стадия - постепенное сокращение размеров заряженных капель за счет испарения растворителя и последующего распада капель вплоть до получения истинных ионов. Заряженные капли движутся сквозь атмосферу по направлению к противоположному электроду. Третья стадия - повторяющиеся циклы разделения и уменьшения объема капель до полного испарения растворителя и образования ионов в газовой фазе.

Современные ЖХ-МС системы (LC/MS - англ. liquid chromatography/mass-spectrometry) позволяют регистрировать полный ионный ток (TIC - англ. total ion current), проводить контроль заданных ионов (SIM - англ. selected ion monitoring) и контроль заданных реакций селективное мониторирование реакции (SRM - англ. selected reaction monitoring).

При анализе полного ионного тока (TIC) получают данные обо всех соединениях, последовательно выходящих из хроматографической колонки. Масс-хроматограммы напоминают хроматограммы с УФ-детекцией, при этом площадь под пиком соответствует количеству вещества. При определении заданных ионов (SIM) оператор может ограничить диапазон детекции необходимых соединений выделив, например, минорные вещества. Наибольшей чувствительностью и специфичностью обладает SRM-метод, когда регистрация ионного тока идет по одному выбранному иону, характерному для исследуемого соединения (при ESI-ионизации и регистрации положительных ионов это, как правило, - молекулярный ион МН+).

В недавно опубликованных работах обсуждается возможность количественного анализа органических веществ в биологических объектах без хроматографического разделения с помощью мультионной детекции и внутреннего контроля в виде меченного дейтерием аналога . В частности, для молекул липидной природы определен диапазон концентраций (от пико- до наномолей), при котором авторы наблюдали линейную зависимость интенсивности ионного тока от концентрации вещества. Увеличение концентрации соединений в растворе приводило к ион-молекулярным взаимодействиям в процессе ионизации и нарушению линейности.

Описан метод количественного определения простагландинов и полиненасыщен-ных жирных кислот с использованием электроспрей-ионизации - масс-спектрометрии без хроматографического разделения с применением внутреннего стандарта и регистрации отрицательных ионов . В работе

Ю.О. Каратассо и И. В. Логуновой чувствительность масс-спектрометрии при исследовании потенциального антиаритмического средства составила 3 нг/0,5 мл плазмы крови.

При выборе аналитического метода необходимо иметь в виду, что использование ИФА лимитируется наличием обязательных реактивов, флуоресцентной детекции, необходимостью собственной флуоресценции у исследуемого соединения. Хотя при масс-спектрометрической детекции вышеуказанные ограничения несущественны, однако стоимость оборудования на сегодняшний день остается достаточно высокой, и данный вид анализа требует специальных навыков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Александров М.Л., Галль Л.Н., Краснов Н.В. и др. Экстракция ионов из растворов при атмосферном давлении - новый метод масс-спектрометрического анализа // Докл. Акад. наук СССР. - 1984. - Т.277. - № 2. -

2. Каратассо Ю.О, Логунова И. В., Сергеева М. Г. и др. Количественный анализ лекарственных препаратов в плазме крови с использованием электроспрей ионизации - масс-спектрометрии без хроматографического разделения // Хим. фарм. журн. - 2007. - № 4. - С. 161-166.

3. Каратассо Ю.О, Алёшин С.Е., Попова Н.В. и др. Количественный анализ простагландинов и полине-насыщенных жирных кислот методом масс-спектро-метрии с ионизацией электрораспылением // Масс-спектрометрия. -2007. - Т.4. - В.3. - С. 173-178.

4. Холодов Л.Е, Яковлев В.П. Клиническая фармакокинетика. - М.:Медицина, 1985. - 463 с.

5. Covey T.R., Lee E.D., Henion J.D. High-speed liquid chromatography/tandem mass spectrometry for the determination of drugs in biological samples // Anal. Chem. - 1986. - Vol. 58 (12). - P. 2453-2460.

6. Conference report on analytical methods validation: bioavailability, bioequivalence and pharmacokinetic studies // J. Pharmac. sci. - 1992. - Vol.81. - P. 309-312.

7. De Long C.J., Baker P.R.S., SamuelM. et al. Molecular species composition of rat liver phospholipids by ESI-MS/ MS: The effect of chromatography//J. Lipid Res. - 2001. - Vol. 42. - P. 1959-1968.

8. Electrospray Ionization Mass Spectrometry. Ed. R.B.Cole // Wiley. - New York, 1997.

9. Han X., Yang K., Yang J. et al. Factors influencing the electrospray intrasource separation and selective ionization of glycerophospholipids // Am. Soc. Mass Spectrom. - 2006. - Vol. 17(2). - P. 264-274.

10. Koivusalo M., Haimi P., Heikinheimo L. et al. Quantitative determination of phospholipids compositions by ESI-MS: Effects of acyl chain length, unsaturation, and lipid concentration on instrument response // J. Lipid Res. - 2001. - Vol. 42. - P. 663-672.

11. Lee M.S., Kerns E.H. LC/MS applications in drug discovery//Mass Spectrom. Rev. - 1999. - Vol. 18 (3-4). - P. 187-279.

Поступила 28.05.10.

ANALYSIS OF DRUGS IN PHARMACOKINETIC STUDIES

D.V. Reikhart, V.V. Chistyakov

Conducted was a review of sensitive and specific analytical methods for studying the pharmacokinetics of drugs. Shown were the advantages and limitations of immune-enzyme analysis, of high performance liquid chromatography with fluorescence and mass spectrometric detection. The usage of a method in the evaluation of the pharmacokinetics of drugs in each case should be determined by the structure of the compound and the laboratory equipment.

Key words: liquid chromatography, fluorescence and mass spectrometric detection, immune-enzyme analysis, pharmacokinetics.

Одна из наиболее важных задач фармацевтической химии - это разработка и совершенствование методов оценки качества лекарственных средств.

Для установления чистоты лекарственных веществ используют различные физические, физико-химические, химические методы анализа или их сочетание.

ГФ предлагает следующие методы контроля качества ЛС.

Физические и физико-химические методы. К ним относятся: определение температур плавления и затвердевания, а также температурных пределов перегонки; определение плотности, показателей преломления (рефрактометрия), оптического вращения (поляриметрия); спектрофотометрия - ультрафиолетовая, инфракрасная; фотоколориметрия, эмиссионная и атомно-абсорбционная спектрометрия, флуориметрия, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, масс-спектрометрия; хроматография - адсорбционная, распределительная, ионообменная, газовая, высокоэффективная жидкостная; электрофорез (фронтальный, зональный, капиллярный); электрометрические методы (потенциометрическое определение pH, потенциометрическое титрование, амперометрическое титрование, вольтамперометрия).

Кроме того, возможно применение методов, альтернативных фармакопейным, которые иногда имеют более совершенные аналитические характеристики (скорость, точность анализа, автоматизация). В некоторых случаях фармацевтическое предприятие приобретает прибор, в основе использования которого лежит метод, еще не включенный в Фармакопею (например, метод рама- новской спектроскопии - оптический дихроизм). Иногда целесообразно при определении подлинности или испытании на чистоту заменить хроматографическую методику на спектрофотометрическую. Фармакопейный метод определения примесей тяжелых металлов осаждением их в виде сульфидов или тио- ацетамидов обладает рядом недостатков. Для определения примесей тяжелых металлов многие производители внедряют такие физико-химические методы анализа, как атомно-абсорбционная спектрометрия и атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой.

Важной физической константой, характеризующей подлинность и степень чистоты ЛС, является температура плавления. Чистое вещество имеет четкую температуру плавления, которая изменяется в присутствии примесей. Для лекарственных веществ, содержащих некоторое количество допустимых примесей, ГФ регламентирует интервал температуры плавления в пределах 2 °С. Но в соответствии с законом Рауля (АТ = iK3C, где АТ - понижение температуры кристаллизации; К3 - криоскопическая постоянная; С - концентрация) при і = 1 (неэлектролит) значение А Г не может быть одинаковым для всех веществ. Это связано не только с содержанием примесей, но и с природой самого ЛВ, т. е. с величиной криоскопической постоянной К3, отражающей молярное понижение температуры плавления ЛВ. Таким образом, при одинаковом АТ = = 2 °С для камфоры (К3 = 40) и фенола (К3 = 7,3) массовые доли примесей не равны и составляют соответственно 0,76 и 2,5 %.

Для веществ, которые плавятся с разложением, обычно указывается температура, при которой вещество разлагается и происходит резкое изменение его вида.

В некоторых частных статьях ГФ X рекомендуется определять температуру затвердевания или температуру кипения (по ГФ XI - «температурные пределы перегонки») для ряда жидких ЛС. Температура кипения должна укладываться в интервал, приведенный в частной статье.

Более широкий интервал свидетельствует о присутствии примесей.

Во многих частных статьях ГФ X приведены допустимые значения плотности, реже вязкости, подтверждающие подлинность и доброкачественность ЛС.

Практически все частные статьи ГФ X нормируют такой показатель качества ЛС, как растворимость в различных растворителях. Присутствие примесей в ЛВ может повлиять на его растворимость, снижая или повышая ее в зависимости от природы примеси.

Критериями чистоты являются также цвет ЛВ и/или прозрачность жидких лекарственных форм.

Определенным критерием чистоты ЛС могут служить такие физические константы, как показатель преломления луча света в растворе испытуемого вещества (рефрактометрия) и удельное вращение, обусловленное способностью ряда веществ или их растворов вращать плоскость поляризации при прохождении через них плоскополяризованного света (поляриметрия). Методы определения этих констант относятся к оптическим методам анализа и применяются также для установления подлинности и количественного анализа ЛС и их лекарственных форм.

Важным критерием доброкачественности целого ряда ЛС является содержание в них воды. Изменение этого показателя (особенно при хранении) может изменить концентрацию действующего вещества, а, следовательно, и фармакологическую активность и сделать ЛС не пригодным к применению.

Химические методы. К ним относятся: качественные реакции на подлинность, растворимость, определение летучих веществ и воды, определение содержания азота в органических соединениях, титриметрические методы (кислотно-основное титрование, титрование в неводных растворителях, комплек- сонометрия), нитритометрия, кислотное число, число омыления, эфирное число, йодное число и др.

Биологические методы. Биологические методы контроля качества ЛС весьма разнообразны. Среди них испытания на токсичность, стерильность, микробиологическую чистоту.

Для проведения физико-химического анализа полупродуктов, субстанций лекарственных средств и готовых лекарственных форм при проверке их качества на соответствие требованиям ФС контрольно-аналитическая лаборатория должна быть оснащена следующим минимальным набором оборудования и приборов:

ИК-спектрофотометр (для определения подлинности);

спектрофотометр для спектрометрии в видимой и УФ-области (определение подлинности, количественное определение, однородность дозирования, растворимость);

оборудование для тонкослойной хроматографии (ТСХ) (определение подлинности, родственных примесей);

хроматограф для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) (определение подлинности, количественное определение, определение родственных примесей, однородности дозирования, растворимости);

газожидкостной хроматограф (ГЖХ) (содержание примесей, определение однородности дозирования);

поляриметр (определение подлинности, количественное определение);

потенциометр (измерение pH, количественное определение);

атомно-абсорбционный спектрофотометр (элементный анализ тяжелых металлов и неметаллов);

титратор К. Фишера (определение содержания воды);

дериватограф (определение потери массы при высушивании).

Лекция №2
по курсу «Анализ и контроль
качества лекарственных средств»
1

Краткий план лекции

1. Классификация ЛВ. Общая характеристика
фармакопейного анализа ЛВ. Реактивы, используемые в
фармакопейном анализе.
2. Физико-химические свойства лекарственных веществ
(агрегатное состояние, внешний вид, окраска, кристалличность,
полиморфизм и методы его исследования. Растворимость.
Кислотно-основные свойства лекарственных веществ).
3. Физические константы лекарственных средств и методы
их определения.
4. Методы идентификации лекарственных средств
5. Примеси в лекарственных средствах, классификация,
методы идентификации и анализа. Понятие о стрессовых
испытаниях
6. Методы количественного анализа лекарственных
средств
2

Классификация ЛВ

1. Неорганические вещества (производные s-, p- и dэлементов).
2. Органические вещества
2.1. Алифатические соединения (алканы,
галогеналканы, спирты, альдегиды, простые эфиры,
углеводы, аминокислоты, карбоновые кислоты)
2.2. Ароматические соединения (фенолы,
ароматические карбоновые кислоты, ароматические
аминокислоты, фенилалкиламины,
сульфаниламиды);
2.3. Стероидные соединения, простагландины
3

Классификация ЛВ (продолжение)

2.3. Гетероциклические соединения
2.3.1. Соединения, содержащие один гетероатом
(производные фурана, бензофурана, пиридина,
хинолина, изохинолина и др.);
2.3.2. Соединения содержащие два и более
одинаковых гетероатома (производные пиразола,
имидазола, бензимидазола, пурина, птеридина и
др.).
2.3.3. Соединения содержащие два и более разных
гетероатомов (производные тиазола, бензотиазола,
оксазолидины и др.).
2.4. Элементорганические вещества.
3. Радиофармацевтические препараты.
4. Биотехнологические (высокомолекулярные)
лекарственные вещества
4

Фармацевтический анализ (анализ ЛВ и ЛС)

Фармацевтический анализ – это раздел науки о
химической характеристике и измерении БАВ на всех
этапах производства – от контроля сырья до оценки
качества полученного ЛВ, изучения его стабильности
(установления сроков годности) и стандартизации ЛФ и
ЛС.
Особенности:
1. Проводится анализ совершенно различных по
природе, структуре и свойствам веществ
2. Измеряемые концентрации (содержания) находятся в
диапазоне от 10-9 (1 ppb) до 100%.
3. Анализируются не только индивидуальные ЛВ, но и их
5
смеси.

Фармацевтический анализ (классификации)

В зависимости от поставленных задач:
1. Фармакопейный анализ
2. Постадийный контроль производства ЛВ и ЛС
3. Анализ индивидуальных ЛС
4. Аптечный экспресс-анализ
5. Биофармацевтический анализ
В зависимости от результата:
1. Качественный
2. Количественный
3. Полуколичественный (предельные испытания)
6

Критерии фармацевтического анализа

1. Избирательность (специфичность, селективность) –
способность однозначно оценивать определяемый
компонент выбранным методом независимо от других
присутствующих веществ (примесей, продуктов распада и
др.) в испытуемом образце в пределах заданного
диапазона применения.
2. Чувствительность
2.1. Предел обнаружения
2.2. Предел определения
3. Правильность – отражение разницы между истинным
содержанием определяемого компонента и
экспериментальным результатом анализа.
4. Воспроизводимость (прецизионность) –
характеристика «рассеивания» результатов возле
среднего значения определяемой величины.
5. Робастность – характеристика устойчивость методики
во времени.
Эти критерии устанавливаются в процессе валидации 7
методов (методик)

Фармакопейный анализ ЛВ (общая структура)

агрегатное состояние,
внешний вид,
окраска, кристалличность,
полиморфизм
Подлинность
Первая идентификация
(специфичный метод)
Вторая идентификация
(потверждение)
Определение
физических
констант,
ф/х свойств
Фармакопейный
анализ ЛВ
(общая структура)
температура плавления, температура
затвердевания, температура каплепадения,
температурные пределы перегонки
температура кипения,
плотность и вязкость жидкостей, удельное
вращение и показатель преломления
растворимость, pH
Определение
примесей
Количественное
определение
Показатели микробной чистоты,
стерильность, апирогенность, отсутствие вирусных тел
8

Химическое название

Используется номенклатура IUPAC
(International Union Pure Applied Chemistry) – Международный союз
чистой и прикладной химии)
(гораздо реже – тривиальные названия)
1) определяют тип номенклатуры (заместительная, радикальнофункциональная);
2) определяют тип характеристической группы, которую следует принять
за главную;
3) определяют родоначальную структуру (главную цепь, старшую
циклическую систему);
4) дают название исходной структуре и основным группам;
5) дают название префиксам;
6) проводят нумерацию;
7) объединяют частичные названия в общее полное название,
придерживаясь алфавитного порядка для всех определяемых префиксов.
Помимо названия указывают структурную химическую формулу
и брутто-формулу.
9

10. Пример оформления

2-(нафтален-1-илметил)-4,5-дигидро-1Н-имидазола
гидрохлорид
10

11. Пример построения химического названия органического ЛВ

Выбор нумерации: от атома азота,
ближайшего к старшему заместителю
(С=О-группе).
Установление родоначальной
структуры: 1,4-бензодиазепин;
Название с учетом заместителей: 2,3дигидро-2Н-1,4-бензодиазепин-2-он;
Перечисление заместителей: по
алфавиту – 7-Cl-1-Me-5-Ph
Итого:
7-хлор-1-метил-5-фенил-2,3дигидро-2Н-1,4-бензодиазепин-2-он
H3C
O
N
Cl
N
11

12. Пример построения химического названия органического ЛВ (2)

2-метил-3-гидрокси4,5-ди
(гидроксиметил)пиридин
HO
OH
4
3
5
2
HO
6
N
1
12

13. Описание ЛВ

1. Агрегатное состояние (жидкость, газ, твердое
вещество, кристалличность), цвет, запах, особые
свойства (гигроскопичность, легкая окисляемость на
воздухе и др.), размер частиц (для тв. веществ).
2. Полиморфизм – явление, характерное для
твердых веществ – способность вещества в твердом
состоянии существовать в различных
кристаллических формах при одном и том же
химическом составе.
При описании сольватов (гидратов) используется
термин «псевдополиморфизм» (изменчивость
состава сольвата или гидрата).
13

14. Описание ЛВ - полиморфизм

Полиморфные формы проявляют
одинаковые химические свойства
в растворах и расплавах, но в
твердом состоянии их физические
(плотность, Т плавл, сжимаемость)
и физико-химические свойства
(растворимость и как следствие
биодоступность) могут
существенно различаться.
Та из полиморфных форм,
которая имеет меньшее значение
свободной энтальпии, является
наиболее термодинамически
стабильной, а остальные формы
могут находиться в т.н.
«метастабильном» состоянии. 14

15. Полиморфизм (примеры)

Аллотропные формы углерода: a) лонсдейлит; б) алмаз;
в) графит; г) аморфный углерод; д) C60 (фуллерен);
е) графен; ж) однослойная нанотрубка
15

16. Полиморфизм (примеры)

Нимесулид (на формуле показаны торсионные вращения и
упаковка, соответствующая полиморфной форме I)
16

17. Полиморфизм (примеры)

Нимесулид (на формуле показаны суммарные торсионные
вращения и упаковка, соответствующая полиморфной форме II)
17

18. Полиморфизм (примеры)

Данные
рентгеновской
дифракции для
форм I и II
нимесулида
18

19. Полиморфизм (примеры)

Дифференциальная сканирующая калориметрия
(DSC) полиморфных форм нимесулида
19

20. Полиморфизм и биодоступность

Кинетика растворения двух полиморфных
форм нимесулида (37С, рН 7,5)
20

21. Методы исследования полиморфных форм

1. Рентгеновская дифракция (порошок и
кристаллы)
2. Дифференциальная сканирующая
калориметрия, микрокалориметрия
3. Термогравиметрия
4. Анализ поглощения влаги
5. ИК-Фурье-спектроскопия
6. Рамановская спектроскопия
7. Изучение растворимости (кинетики
растворения)
21

22. Размер частиц (порошки, пеллеты)

Для определения размера
частиц использую наборы
сит с квадратными
отверстиями,
изготовленные из инертных
материалов. Степень
измельчения указывается с
использованием номера
сита (размер стороны
отверстия в мкм).
Современные методы – методы
лазерного сканирования
22

23. Растворимость

Данные о растворимости вещества означают
приблизительную растворимость при температуре
20°С, если нет других указаний. Выражение
«растворим в стольких-то частях» следует понимать
как указание на число миллилитров растворителя
(представленное указанным числом частей), в
которых растворим 1 г твердого вещества.
Иногда для обозначения растворимости вещества
используются описательные термины (легко, плохо,
трудно и т.д.).
Классическое описание растворимости (справочники)
– 1 г вещества растворяется в Х г растворителя при
температуре Т.
23

24. Растворимость

24

25. Кислотно-основные свойства

Не приводятся в нормативных документах по
контролю качества ЛВ, но имеют решающее
значение при проведении испытаний,
растворимости в водных средах, выборе
методик и методов анализа, а также
всасыванию, распределению,
биодоступности ЛВ.
По кислотно-основным свойствам все
вещества делятся на неионогенные (не
кислота/не основание) и ионогенные –
кислоты (проявляющие в основном
кислотные свойства), основания, амфолиты.
25

26. Методы определения физических констант

1. Гравиметрия
2. Рефрактометрия
3. Поляриметрия
4. Вискозиметрия (капиллярная,
ротационная)
5. Термометрия
26

27. Относительная плотность (d20)

Относительная плотность d представляет собой отношение
массы определенного объема вещества к массе равного его
объема воды при температуре 20оС.
Относительную плотность d определяют с помощью
пикнометра, плотномера, гигростатических весов или ареометра
с точностью до десятичных знаков, обозначенных в частной
статье. Атмосферное давление при взвешивании не учитывают,
так как связанная с ним ошибка не превышает единицы в
третьем десятичном знаке.
Кроме того, обычно используют два других определения.
Относительная плотность вещества представляет собой
отношение массы определенного объема вещества при
температуре 20оС к массе равному ему объема воды при
температуре 4оС.
Плотность ρ20 - это отношение массы вещества к его объему
при температуре 20оС. Плотность выражают в килограммах на
кубический метр (1 кг/м3 = 10 –3 г/см3). Чаще всего измерение
плотности выражается в граммах на кубический сантиметр
27
(г/см3).

28. Относительная плотность

28

29.

29

30. Показатель преломления

30

31. Рефрактометры

31

32.

32

33. Оптическое вращение

33

34. Оптическое вращение

34

35.

35

36. Поляриметрия (оборудование)

36

37. Вязкость

Вязкость (внутреннее трение) – свойство текучих тел оказывать
сопротивление передвижению одной их части относительно
другой.
Текучие тела могут иметь ньютоновский тип течения.
Ньютоновскими жидкостями называют системы, вязкость которых
не зависит от напряжения сдвига и является постоянной
величиной в соответствии с законом Ньютона.
Для ньютоновских жидкостей различают динамическую,
кинематическую, относительную, удельную, приведенную и
характеристическую вязкости. Для неньютоновских жидкостей
характерна, главным образом, структурная вязкость.
Динамическая вязкость или коэффициент вязкости η – это
тангенциальная сила, приходящаяся на единицу поверхности,
которая также называется напряжением сдвига t , выраженная в
паскалях (Па), которую необходимо приложить для того, чтобы
переместить слой жидкости площадью 1 м2 со скоростью (v) 1
метр в секунду (м.с-1), находящийся на расстоянии (х) 1 метр
относительно другого слоя, параллельно площади скольжения.
37

38. Вязкость (капиллярный метод)

Методика. Испытуемую жидкость,
имеющую температуру 20оС, если в
частной статье не обозначена другая
температура, заливают в вискозиметр
через трубку (L) в таком количестве, чтобы
заполнить расширение (А), но при этом
уровень жидкости в расширении (В) должен
остаться ниже выхода к вентиляционной
трубке (М). Вискозиметр в вертикальном
положении погружают в водяную баню при
температуре (20+/-0,1)оС, если в частной
статье не указана другая температура,
удерживая его в этом положении не менее
30 минут для установления температурного
равновесия. Трубку (М) закрывают и
повышают уровень жидкости в трубке (N)
таким образом, чтобы она находилась
примерно на 8 мм выше метки (Е).
Удерживают жидкость на этом уровне,
закрыв трубку (N) и открыв трубку (М).
Затем открывают трубку (N) и измеряют
время, за которое уровень жидкости
снизится от метки (Е) до метки (F),
секундомером с точностью до одной пятой
секунды.
38

39. Температурные пределы перегонки

39

40. Температура плавления

1. Капиллярный метод определения температуры
плавления. Температура плавления, определенная
капиллярным методом, представляет собой температуру, при
которой последняя твердая частичка уплотненного столбика
вещества в капиллярной трубке переходит в жидкую фазу.
2. Открытый капиллярный метод - применяют для
веществ, имеющих аморфную структуру, не растирающихся в
порошок и плавящихся ниже температуры кипения воды,
таких как жиры, воск, парафин, вазелин, смолы.
3. Метод мгновенного плавления - применяют для твердых
веществ, легко превращаемых в порошок.
4. Температура каплепадения - температура, при которой в
условиях, приведенных ниже, первая капля расплавленного
испытуемого вещества падает из чашечки (жиры, воски,
масла).
5. Температура затвердевания – максимальная температура,
при которой происходит затвердевание переохлажденной жидкости.
40

41. Определение температуры плавления (инструментальное)

Видео процесса плавления
Цветное видео высокого разрешения позволяет изучать
вещества, которые плавятся с разложением или имеют
окраску. С помощью приборов можно также изучать явления
41
термохромизма.

42. Подлинность (методы)

1. Химические реакции подлинности:
А. Общие реакции на подлинность по
функциональным группам (первичные
ароматические амины, алкалоиды,
сложные эфиры и др.)
Б. Специфичные реакции на ионы
В. Специфичные реакции на
органические вещества
42

43. Примеры реакций идентификации по функциональным группам

Реакция на первичную ароматическую аминогруппу:
43

44. Примеры реакций идентификации по функциональным группам

Реакция на первичную аминогруппу
(нингидриновая реакция):
44

45. Специфические реакции на ионы

45

46. Специфические реакции на ионы

46

47. Специфические реакции на ионы

Специфические реакции на ионы
подразделяются:
1. Реакции осаждения
2. ОВ реакции
3. Реакции разложения
4. Реакции комплексообразования
47

48. Специфические реакции подлинности

48

49.

49

50.

50

51.

51

52.

52

53.

53

54.

54

55.

55

56.

56

57. Подлинность (методы)

2. Инструментальные методы
2.1. ИК-спектроскопия (ИК-Фурье)
2.2. Абсорционная спектрофотометрия
в УФ и/или видимой области спектра
2.3. Хроматографические методы (ТСХ,
ГХ, ЖХ)
2.4. Электрофорез, капиллярный
электрофорез (включая пептидное
картирование)
57

58. Подлинность (методы)

3. Физические методы (определение
физических констант):
3.1. Температура плавления, кипения,
температурные пределы перегонки.
3.2. Относительная плотность.
3.3. Показатель преломления.
3.4. Угол оптического вращения.
3.5. Определение вязкости.
58

59. Подлинность (доказательство)

Установление подлинности ЛВ проводится
как минимум 2 методами!
Первая идентификация – специфичный
инструментальный метод (как правило ИКспектрометрия) + дополнительныйметод
(например, хроматографический или
химический метод)
Вторая идентификация – подтверждение
подлинности (используются определение
физических констант, дополнительных
химических методов, абсорбционная
спектрофотометрия и др.).
59

60. Примеси (классификация)

1. Общие технологические примеси – попадающие в процессе
производства.
1.1. Реагентные примеси (SO42-,Cl-, сульфатная зола и др.)
1.2. Примеси от контакта с технологическим оборудованием (HM,
As, Pb, Cd, Fe и др.)
1.3. Остаточные органические растворители
1.4. Вода, влага
2. Специфические примеси – характерны для конкретного ЛВ и
включают:
2.1. Полупродукты синтеза и специфические реагенты
2.2. Побочные продукты синтеза
2.3. Сопутствующие примеси (химически родственные аналоги и
остаточные кол-ва пестицидов и супертоксикантов – для ЛВ
природного происхождения)
2.4. Стереоизомеры-примеси (примеси энантиомеров)
2.5. Продукты разложения и взаимодействия с технологическими
примесями, влагой, кислородом воздуха, органическими
растворителями и др.
3. Механические примеси
60

61. Примеси

1. Летучие (характеризуются потерей в массе при
высушивании).
2. Неорганические (устанавливаются при определении
сульфатной золы, тяжелых металлов и т.д.).
3. Родственные по структуре примеси (определяются
хроматографическими методами или электрофорезом).
Отдельно классифицируют токсичные
(оказывают влияние на фармакологический
эффект – т.е. являются недопустимыми) и
нетоксичные (указывают на степень очистки
ЛВ) примеси.
61

62. Потеря в массе при высушивании (метод гравиметрии)

Является суммарным неспецифичным показателем,
характеризующим наличие воды (влаги), остаточных 62
органических растворителей в ЛВ

63. Определение воды

1. Дистилляция (отгонка) – для жидкостей
2. Титриметрический метод (метод К.
Фишера, микрометод) – для твердых веществ
63

64. Физические и химические свойства, характеризующие чистоту

Прозрачность и степень мутности. Прозрачные растворы –
при освещении их электролампой на черном фоне не
наблюдается присутствие нерастворенных частиц. Степень
мутности устанавливают путем сравнения испытуемого
вещества с эталоном (или с растворителем).
Окраску жидкостей устанавливают путем сравнения
испытуемых растворов с равным объем одного из эталонов при
дневном освещении на матово-белом фоне.
Адсорбционная способность – устанавливается по
обесцвечиванию красителя (метиленовый синий) в растворе ЛВ
определенной концентрации.
Примеси окрашенных веществ (светопоглощающие примеси)
– для неокрашенных веществ определяется абсорбция
раствора ЛВ в воде или органическом растворителе в видимой
области спектра.
64

65. Определение золы

Метод гравиметрии
1. Общая зола (ЛРС, ряд органических
ЛВ) – сжигание навески (1.0000 г)
испытуемого образца в тигле при Т
около 500оС (30 мин), после
охлаждения определяют массу остатка.
2. Сульфатная зола - навеску
смачивают 1 мл Н2SO4 и далее
поступают как при определении общей
золы.
65

66. Определение «тяжелых» металлов

А. Стадия пробоподготовки:
1. Растворение в воде (для ЛВ, хорошо растворимых в воде) или
в смеси с органическими растворителями (ацетон, диоксан);
2. «Мокрая» минерализация (для органических веществ) –
2.1. сжигание ЛВ со смесью MgSO4 и H2SO4 (Т=800оС).
2.2. минерализация смесью H2SO4 и HNO3 (нагревание до
200оC).
2.3. минерализация с использованием СВЧ-нагревания
(тефлоновые сосуды, 2,5 ГГц).
3. «Сухая» минерализация – сплавление с MgO (Т=600оС).
Б. Качественный и/или полуколичественный анализ
(химическая реакция с сульфид-ионом):
1. Качественный – безэталонный (отсутствие окраски с
реагентом)
2. Полуколичественный анализ – сравнение окраски с эталоном,
содержащим предельное количество ионов свинца (эталона).
66
В. Количественный анализ – метод ААС или АЭС.

67. Остаточные органические растворители (классификация)

В основе классификации лежит потенциальная
опасность растворителей для организма человека и
окружающей среды.
Класс 1. Растворители, использования которых
следует избегать (канцерогенные вещества и
супертоксиканты окружающей среды – бензол, ТХУ,
1,2-дихлорэтан, 1,1-дихлорэтен, 1,1,1-трихлорэтан).
Класс 2. Растворители, использование которых
следует ограничивать (негенотоксичные
канцерогены, вещества с существенной
токсичностью) – ацетонитрил, гексан, диоксан,
ксилол, метанол, нитрометан, пиридин, хлороформ,
толуол, этилеггликоль и др.
67

68. Остаточные органические растворители (классификация, продолжение)

Класс 3. Малотоксичные растворители (с
низким потенциалом токсичности у человека,
не требуют установления предельных
содержаний – менее 5000 ppm (мкг/г) или
0,5%) – ацетон, бутанол-1, бутанол-2, гептан,
ДМСО, пентан, уксусная кислота, пропанол-1,
пропанол-2, этанол, ТГФ, пентан и др.
Класс 4. Растворители, для которых
отсутствуют необходимые данные о
токсичности (изооктан, петролейный эфир,
трифторуксусная кислота и др.).
68

69. Остаточные органические растворители

Метод газовой хроматографии (ГХскрининг)
А. Подготовка образца и раствора
сравнения
1. Растворение навески испытуемого образца
в воде (для ЛВ, растворимых в воде).
2. Растворение навески испытуемого образца
в диметилформамиде (ДМФА).
3. Растворение навески испытуемого образца
в 1,3-диметил-2-имидазолидиноне.
Поскольку большинство органических растворителей
«включены» в кристаллическую решетку (или в
структуру в виде сольватов) ЛВ, пробоподготовка
должна включать полное растворение образца с
«разрушением» решетки и возможных сольватов.
CH3
H
N
CH3
O
CH3
N
O
N
CH3
69

70. Остаточные органические растворители (анализ)

Б. Парофазовая пробоподготовка –
проводится для перевода ООР из раствора в
парогазовую фазу (нагревание в герметично
укупоренном сосуде).
В. Газохроматографический анализ парогазовой фазы (полуколичественный анализ с
разделением на капиллярной колонке средней
полярности).
70

71. Специфические примеси

1. Полупродукты синтеза и специфические реагенты
(включая катализаторы)
1.1. Неорганические вещества – катионы, анионы,
комплексные соединения
1.2. Органические вещества
1.3. Генетически-модифицированные микроорганизмы,
вирусы и др.
O
N
N
HN
N
N
N
CH3
Ирбесартан (примесь азид-иона)
71

72. Специфические примеси

Наибольшая группа примесей в органических ЛВ –
родственные по химической структуре химические
вещества (число их ограничено пока только
возможностями методов разделения и детекции). Чем
сложнее хим. структура – тем большее количество
примесей необходимо нормировать.
O
H3C
H3C
CH3
O
H
H
CH3
H
O
H
H3C
O
O
CH3
O
H
H
S
O
H
O
S
H
H
Br
O
H
CH3
O
CH3
H
O
S
H
O
O
H3C
CH3
CH3
Спиронолактон
H3C
O
H
H
O
CH3
H3C
O
CH3
H
H
H
O
O
H
H
H
H
O
72
O

73. Специфические примеси

OH
OH
O
Парацетамол
O2N
H3C
N
H
OH
HO
H2N
O
Побочные
продукты
синтеза
Cl
H3C
O
N
H
OH
O
H3C
H3C
N
H
Промежуточные
продукты
синтеза
N
H
Cl
OH
O
H3C
N
H
73

74. Специфические примеси

Сопутствующие примеси в ЛВ природного
происхождения:
А. химически родственные аналоги
(обладают биологической (фармакологической)
активностью, могут быть потенциально опасны
для организма)
Б. остаточные кол-ва пестицидов и
супертоксикантов (полихлордиоксины,
полихлорбифенилы), продукты
жизнедеятельности микроорганизмов
(афлатоксины) – безусловные токсические
вещества, жестко нормируемые на уровне ppm и
ppb (мкг/г или нг/г)
74

75. Сопутствующие примеси в ЛВ природного происхождения (пример)

OH
O
OH
OH
O
H
H
H
HO
H
OH
H
OH
cholic acid
H
HO
O
H
OH
ursodeoxycholic acid
H
Урсодезоксихолевая кислота
(выделяется из медвежьей желчи)
H
H
OH
OH
chenodeoxycholic acid
75

76. Специфические примеси

Продукты разложения и взаимодействия:
1. с технологическими примесями (тяжелыми металлами
(d-элементы являются катализаторами многих ОВреакций, в том числе с участием O2), ионами железа,
остатками реагентов с реакционоспособными
функциональными группами),
2. с влагой (возможны реакции гидролиза (сложные
эфиры, амиды, карбаматы и др.), поглощение влаги
всегда связано с уменьшением содержания активного
вещества),
3. с кислородом воздуха (кислородочувстивительные
вещества, например, полиненасыщенные жирные
кислоты, сильные восстановители),
4. с остаточными органическими растворителями (ряд
органических растворителей – этиленоксид, дихлорметан,
дихлорэтан, уксусная кислота и др. – достаточно
реакционоспособны и реагируют с ЛВ при хранении).
76

77. Стрессовые испытания -

Стрессовые испытания Испытания устойчивости ЛВ под
воздействием ряда факторов
(температура, реагенты, освещение) с
целью доказательства селективности
методов оценки примесей, изучения
образования и идентификации
примесей, дополнительного изучения
стабильности ЛВ при хранении.
77

78. Стрессовые испытания (условия)

1. Температура – последовательное
повышение температуры при хранении
образца ЛВ на 10оС (50, 60 и т.д.);
2. Влажность (повышение отн. влажности
воздуха при хранении образца ЛВ до 75% и
выше).
3. Реагенты – растворы кислот (1М HCl),
щелочей (1М или 0,1М NaOH), H2O2 (3-30%)
при нагревании.
4. Воздействие света (УФ-свет,
интенсивность - не менее 200 Вт.ч/м2)
78

79. Количественное определение

Методы анализа (классификация,
краткая характеристика, применение
для анализа ЛВ и ЛС, сравнительная
оценка) – это тема следующих как
минимум 3 лекций!
Благодарю за внимание!

Биологическую оценку качества лекарственных препаратов обычно проводят по силе фармакологического эффекта или по токсичности. Применяют биологические методы, когда с помощью физических, химических или физико-химических методов не удается сделать заключение о чистоте или токсичности лекарственного препарата или когда способ получения препарата не гарантирует постоянства активности (например, антибиотики).

Проводят биологические испытания на животных (кошки, собаки, кролики, лягушки и др.), отдельных изолированных органах (рог матки, часть кожи), отдельных группах клеток (форменные элементы крови), а также на определенных штаммах микроорганизмов. Активность препаратов выражают в единицах действия (ЕД).

Биологический контроль лекарств, содержащих сердечные гликози- ды. По ГФ XI проводят биологическую оценку активности лекарственного растительного сырья и полученных из него препаратов, содержащих сердечные гликозиды, в частности наперстянки (пурпурной, крупноцветковой и шерстистой), горицвета, ландыша, строфанта, желтушника серого. Испытания проводят на лягушках, кошках и голубях, устанавливая соответственно лягушачьи (ЛЕД), кошачьи (КЕД) и голубиные (ГЕД) единицы действия. Одна ЛЕД соответствует дозе стандартного образца, вызывающего в условиях опыта систолическую остановку сердца у большинства подопытных стандартных лягушек (самцы массой 28--33 г). Одна КЕД или ГЕД соответствует дозе стандартного образца или испытуемого препарата из расчета на 1 кг массы животного или птицы, вызывающего систолическую остановку сердца кошки или голубя. Содержание ЕД рассчитывают в 1,0 г исследуемого лекарственного средства, если испытывают растительное сырье или сухие концентраты; в одной таблетке или в 1 мл, если испытывают жидкие лекарственные формы.

Испытание на токсичность. В этот раздел ГФ XI, вып. 2 (с. 182) по сравнению с ГФ X внесен ряд дополнений и изменений, отражающих возрастающие требования к качеству лекарственных средств и необходимость унификации условий их испытаний. В статью введен раздел, в котором описан порядок отбора проб. Увеличена масса животных, на которых проводят испытание, указаны условия их содержания и срок наблюдения за ними. Для выполнения испытания отбирают по два флакона или ампулы от каждой серии, содержащей не более 10000 флаконов или ампул. Из партий с большим количеством отбирают по три ампулы (флакона) от каждой серии. Содержимое проб одной серии смешивают и испытывают на здоровых белых мышах обоего пола массой 19--21 г. Испытуемый раствор вводят в хвостовую вену пяти мышей и ведут наблюдение за животными 48 ч. Препарат считается выдержавшим испытание, если ни одна из подопытных мышей не погибнет в течение указанного срока. В случае гибели даже одной мыши испытание повторяют по определенной схеме. В частных статьях может быть указан и другой порядок проведения испытания на токсичность.

Испытания на пирогенность. Бактериальные пирогены представляют собой вещества микробного происхождения, способные вызвать у человека и теплокровных животных при попадании в кровяное русло повышение температуры тела, лейкопению, падение кровяного давления и другие изменения в различных органах и системах организма. Пирогенную реакцию вызывают грамотрицательные живые и мертвые микроорганизмы, а также продукты их распада. Допустимо содержание, например, в изотоническом растворе натрия хлорида 10 микроорганизмов в 1 мл, а при введении не более 100 мл допускается 100 на 1 мл. Испытанию на пирогенность подвергают воду для инъекций, инъекционные растворы, иммунобиологические лекарственные средства, растворители, используемые для приготовления инъекционных растворов, а также лекарственные формы, вызывающие, по сведениям клиник, пирогенную реакцию.

В ГФ XI, как и в фармакопеи других стран мира, включен биологический метод испытания пирогенности, основанный на измерении температуры тела кроликов после введения в ушную вену испытуемых стерильных жидкостей. Отбор проб проводится так же, как при испытании на токсичность. В общей статье (ГФ XI, вып. 2, с. 183--185) указаны требования к подопытным животным и порядок их подготовки к проведению испытаний. Испытуемый раствор проверяют на трех кроликах (не альбиносах), масса тела которых отличается не более чем на 0,5 кг. Температуру тела измеряют, вводя термометр в прямую кишку на глубину 5--7 см. Испытуемые жидкости считают непирогенными, если сумма повышенной температуры у трех кроликов равна или меньше 1,4°С. Если эта сумма превышает 2,2°С, то воду для инъекций или инъекционный раствор считают пирогенными. Если сумма повышения температуры у трех кроликов находится в пределах от 1,5 до 2,2° С, испытание повторяют дополнительно на пяти кроликах. Испытуемые жидкости считают непирогенными, если сумма повышений температуры у всех восьми кроликов не превышает 3,7°С. В частных ФС могут быть указаны другие пределы отклонений температуры. Кроликов, бывших в опыте, можно использовать для этой цели повторно не ранее чем через 3 сут., если введенный им раствор был непирогенным. Если же введенный раствор оказался пирогенным, то кроликов повторно можно использовать только через 2--3 недели. В ГФ XI по сравнению с ГФ X введена проверка на реактивность кроликов, впервые используемых для испытаний, и уточнен раздел о возможности их использования для повторных испытаний.

Рекомендуемый ГФ XI биологический метод отличается специфичностью, но не дает количественной оценки содержания пирогенных веществ. К существенным его недостаткам следует отнести трудоемкость и продолжительность испытаний, необходимость содержания животных, ухода за ними, сложность подготовки к проведению испытаний, зависимость результатов от индивидуальных особенностей каждого животного и т.д. Поэтому предпринимались попытки разработки других методов определения пирогенности.

Наряду с определением пирогенности на кроликах за рубежом используют микробиологический метод, основанный на подсчете общего числа микроорганизмов в исследуемой лекарственной форме до ее стерилизации. В нашей стране предложена простая и доступная методика обнаружения пирогенов, основанная На избирательной идентификации грамотрицательных микроорганизмов по реакции образования геля с применением 3%-ного раствора гидроксида калия. Методика может быть использована на химико-фармацевтических предприятиях.

Предпринята попытка заменить биологический метод определения пирогенности химическим. Растворы, содержащие пирогены, после обработки хиноном показывали отрицательную реакцию с тетрабромфенолфталеином. Пирогенал с триптофаном в присутствии серной кислоты образует буро-малиновое окрашивание при содержании пирогенала 1 мкг и более.

Исследовалась возможность спектрофотометрического определения пирогенных веществ в УФ-области спектра. Растворы фильтрата пирогенсодержащих культур микроорганизмов обнаруживают слабовыраженный максимум поглощения при 260 нм. По чувствительности спектрофотометрический метод определения пирогенов в 7-8 раз уступает биологическому испытанию на кроликах. Однако если перед спектрофотометрированием провести ультрафильтрование, то вследствие концентрирования пирогенов можно достигнуть сопоставимых результатов определения биологическим и спектрофотометрическим методами.

После обработки хиноном растворы пирогенов приобретают красную окраску и появляется максимум светопоглощения при 390 нм. Это позволило разработать фотоколориметрический способ определения пирогенов.

Высокая чувствительность люминесцентного метода создала предпосылки использования его для определения пирогенных веществ в концентрации до 1*10 -11 г/мл. Разработаны методики люминесцентного обнаружения пирогенов в воде для инъекций и в некоторых инъекционных растворах с применением красителей родамина 6Ж и 1-анилино-нафталин-8-сульфоната. Методики основаны на способности пирогенов увеличивать интенсивность люминесценции указанных красителей. Они позволяют получать результаты, сопоставимые с биологическим методом.

Относительная ошибка спектрофотометрического и люминесцентного определения не превышает ±3%. Для определения пирогенности воды для инъекций используют также хемилюминесцентный метод.

Перспективным методом является полярография. Установлено, что фильтраты пирогенных культур даже в очень разбавленном состоянии оказывают сильное подавляющее действие на полярографический максимум кислорода. На этой основе разработан способ полярографической оценки качества воды для инъекций и некоторых инъекционных растворов.

Испытание на содержание веществ гистаминоподобного действия.

Данному испытанию подвергают парентеральные лекарственные средства. Выполняют его на кошках обоего пола массой не менее 2 кг под уретановым наркозом. Вначале животному, находящемуся под наркозом, вводят гистамин, проверяя его чувствительность к этому веществу. Затем с интервалом 5 мин продолжают повторные введения (0,1 мкг/кг) стандартного раствора гистамина до тех пор, пока при двух последовательных введениях не будет получено одинаковое снижение артериального давления, которое принимается за стандартное. После этого с интервалом 5 мин животному вводят испытуемый раствор с той же скоростью, с которой вводили гистамин. Препарат считают выдержавшим испытание, если снижение артериального давления после введения тест-дозы не превышает реакции на введение 0,1 мкг/кг в стандартном растворе.

← Вернуться