Загальна теорія поглинання світла молекулами

Близько 0,1 г препарату (точна наважка) розчиняють у 4 мл 5% розчину гідрокарбонату натрію, розводять водою до 500 мл і визначають оптичну щільність (D) при довжині хвилі 268 нм і при довжині хвилі 274 нм в кюветі з товщиною шару 1 см . Контрольним розчином служать 4 мл 5% розчину гідрокарбонату натрію , розведені водою до 500 мл.

Відношення D при довжині хвилі 268 нм до D при довжині хвилі 274 їм повинно бути не менше 1,21 і не більше 1,24.

У разі стандарту ідентифікація речовин зводиться до порівняння двох спектрів поглинання, отриманих при одних і тих же умовах.

Ультрафіолетовий спектр 0,0005% розчину у спирті має максимуми і мінімуми яри тих же довжинах хвиль, що н розчин стандарту, однакової концентрації і одночасно виміряний; відповідні величини поглинання, розраховані на суху речовину, при максимумі поглинання близько 281 нм не відрізняються більш ніж на 3% (Егінілестрадіол, Фармакопея США XVII).

Останній метод забезпечує найбільш достовірні результати і має бути рекомендований для фармакопейних випробувань на справжність.

 

 

Метод спектрофотометрії в ультрафіолетовій області успішно використовується як для ідентифікації та кількісного визначення, так і у випробуваннях на чистоту.

Застосування ультрафіолетової спектрофотометрії для перевірки доброякісності фармакопейних препаратів є найбільш цінним у випадках, коли домішки або продукти розкладання поглинають в області, відмінній від досліджуваного речовини. Таким чином визначають зміст адреналона, що має максимум при 310 нм, в адреналіні, максимум поглинання при 278 нм.

Вказуються у фармакопейних статтях величини поглинання, що визначають граничний вміст домішки , встановлюються емпіричним шляхом.

3-оксіфенілтріметіламмоній бромід, супутній неостігміну броміду, має максимум при 294 нм.

Поглинання 0,05% розчину в 0,1 М карбонат натрію при 294 нм не більш 0,03 - межа вмісту 3 мг на 1 г (Неостнгмнн бромід, Скандинавська фармакопея).

Аналогічно визначається зміст гітоксін в дигітоксин з Міжнародної фармакопеї Другого видання.

Розчиняють близько 5 мг препарату (точна наважка) в 1 мл метилового спирту і доводять гліцерином або концентрованою соляною кислотою до обсягу 25 мл. Поглинання цього розчину після години стояння при 352 нм близько 0,28 (не більше 5%).

Межа змісту поглинаючих домішок може бути встановлена за величиною відносин абсорбції при різних максимумах. При аналізі ціаіокобаламіна по Державній фармакопеї X видання визначають оптичну щільність (D) розчину, приготованого для кількісного визначення в кюветі з товщиною шару 1 см при довжинах хвиль 278, 361 і 548 нм.

Відношення D при 361 нм до D при 548 нм повинно бути від 3,0 до 3,4.

Відношення D при 361 нм до D при 278 нм повинно бути від 1,7 до 1,88.

Вивчення ультрафіолетових спектрів є цінним при випробуваннях на чистоту і при дослідженнях стабільності лікарських засобів, якщо зміни в характері спектра дозволяють судити про зміни і перетвореннях речовини.

 

Інфрачервоні спектри поглинання та їх застосування для ідентифікації лікарських речовин.

Оцінення інфрачервоних спектрів поглинання є більш складною, ніж ультрафіолетових, внаслідок великої кількості смуг, що в той же час складає основу ідентифікації речовини (рис. 8).

 

рис.8 ІЧ –спектр метилтестостерона ,дисперсія в броміде.

Для інтерпретації спектрів зазвичай використовують наявні дані про зв'язок між інфрачервоними смугами поглинання і структурними елементами молекул. Такі дані зводяться, як правило, у вигляді кореляційних таблиць-діаграм.

В області від 2,5 до 6,5 мкм за допомогою таблиць по сильному та середньому поглинанню можна з певною точністю ідентифікувати певну функціональну групу. Інфрачервоні смуги поглинання, що відповідають валентним коливанням С-Н, знаходяться в області 3,3 мкм, для аліфатичних сполук характерні смуги лежать від 3,3 до 3,7 мкм; для ароматичних речовин - від 3,2 до 3,3 мкм. Вільна гідроксильна група матиме слабку, але чітко виражену смугу при 2,75 мкм, водневий зв'язок значно збільшить її інтенсивність і викличе зміщення порожнини до 2,85 або до 3,0 мкм.

Наявність смуг валентних коливань = С - Н при 3,3 мкм і коливань в області від 6,1 до 6,25 мкм вказує на присутність речовини, що має структуру ароматичного типу. Положення смуг поглинання певної функціональної групи не є постійним в застосуванні до різних молекул внаслідок впливу сусідніх атомів і груп. Наприклад, положення карбоніла, С = 0, при 5,75-5,8 мкм, характерно для альдегідів і кетонів; при 6,0 - 6,1 мкм - для кислот; при 5,75 - 5,85 мкм - для ефірів ; ангідриди мають дві смуги поглинання: при 4,9 - 5,05 мкм і при 5,60 - 5,75 мкм.

Нижче 6,25 мкм, проте, співвідношення між характерними частотами діаграми і спостережуваними при досвіді частотами не дотримується, тому що в цій області проявляються характеристики не окремих функціональних груп, а всієї молекули. Це явище пояснюється частково тим, що тут існує багато смуг для більшості молекул і що немає простого способу встановлення відповідності смуг поглинання певним коливанням і положення смуг в більшій мірі піддається непередбачуваних змін. Насамперед залежність характеру спектра поглинання від будови певної молекули може бути пов'язана з фактом, що існують багато коливаннь, що мають приблизно однакову частоту, і що ці коливання взаємодіють один з одним.

Область від 8 до 15 мкм носить іноді назва області «відбитків пальців» (finger print), так як саме ця частина спектру обумовлює унікальність спектру окремої  речовини.

Існує кілька можливостей опису фармакопейних випробувань на справжність з допомогою інфрачервоних спектрофотометричних вимірювань.

Насамперед це видання збірників інфрачервоних спектрів для речовин, включених до фармакопею, з тим, щоб згодом ці спектри використовувалися для порівняння з відповідним спектром досліджуваної речовини. Колекції інфрачервоних спектрів постійно публікуються і розширюються. Описано спектри стандартних речовин, включених до Фармакопею США XVI.

Інша можливість представляє вказівка довжин хвиль, при яких спостерігаються смуги поглинання, і вираз їх інтенсивності як сильної, середньої, слабкої і змінної.

Інфрачервоні спектри, будучи унікальним засобом ідентифікації речовини, в той же час, як було показано вище, схильні до впливу багатьох чинників. Спектри можуть бути різними в двох різних спектроскопів. Якість розчинників, умови приготування зразка для аналізу, кристалічні форми речовини складають короткий перелік факторів, що впливають на спектр. У зв'язку з цим у фармакопейному  аналізі основним правилом для інфрачервоної ідентифікації є отримання спектра стандартної речовини в той же час і за тих же умов, що і спектр зразка, з подальшим порівнянням двох спектрів.

Британська фармакопея 1968 р. і Міжнародна фармакопея Другого видання описують визначення інфрачервоного поглинання для встановлення автентичності стероїдів, глікозидів і напівсинтетичних пеніцилінів. У розділі загальних методів аналізу викладаються методики вимірювань у вигляді суспензії і у вигляді дисперсії з лужним галоїдів.

До Державної фармакопеї X видання вперше включена інфрачервона спектрофотометрія для аналізу натрієвих солей метициліну та оксациліну і фторотан (галотан).

Інфрачервоний спектр препарату має ті ж максимуми поглинання, що і стандартний зразок натрієвої солі метициліну (метициліну натрієва сіль, ГФХ).

Розчиняють 50 мг речовини в 25 мл води або збовтують еквівалентну кількість порошку таблеток або вмісту капсул з 25 мл 0,01 Н соляної кислоти протягом 10 хвилин. Переносять рідину в ділильну воронку, фільтруючи, якщо необхідно, і промиваючи фільтр і залишок невеликими порціями води. У другій ділильної воронки розчиняють 50 мг стандарту в 25 мл води. Потім кожен розчин обробляють таким чином: додають 2 мл 10% розчину їдкого натра і 4 мл сірковуглецю і струшують протягом 2 хвилин. Центрифугують, якщо необхідно зробити прозорою нижню фазу, і фільтрують її через сухий фільтр, збираючи фільтрат в невелику колбу з притертою пробкою. Визначають спектри поглинання обох відфільтрованих розчинів без затримки, в кюветі 1 мм в області від 7 до 15 мкм у відповідному спектрофотометрі, застосовуючи в якості контрольного розчину сірковуглець. Спектр розчину, отриманий з зразка, має всі найважливіші смуги поглинання, що й розчин стандарту. Якщо спектр зразка має смуги, що відрізняються від стандарту, зразок може бути підданий очищенню і досвід повторений.

Для інших речовин в Фармакопеї США XVII описується визначення з дисперсією препарату в броміді калію.

 

 

Спектрофотометрія - оптичний метод дослідження газоподібних, рідких і твердих речовин, заснований на визначенні інтенсивності поглинання світла речовиною (абсорбційна спектрофотометрія) або інтенсивності випромінювання їм світла (емісійна спектрофотометрія) залежно від довжини хвилі.

Отримані при цьому (за допомогою спеціальних приладів - спектрофотометрів) абсорбційні та емісійні спектри є характерними для кожного даної речовини.

Розрізняють спектрофотометрію в ультрафіолетовій (УФ), видимій та інфрачервоній (ІЧ) областях спектру.

Спектрофотометрія широко застосовується в клінічних, біохімічних, санітарно-гігієнічних, судово-медичних і фармацевтичних лабораторіях для якісного та кількісного аналізу різного роду об'єктів біологічного походження (сироватка крові, спинномозкова рідина, сеча та ін), лікарських засобів, продуктів харчування і т. д .

Спектрофотометрія в ультрафіолетовій області є одним з основних загальних методів аналізу лікарських речовин та їх препаратів, включених в будь-яку сучасну фармакопею.

Для ідентифікації невідомої речовини в органічній аналітичної хімії спектр досліджуваного речовини зазвичай порівнюють з отриманим при тих же умовах спектром речовини, будова якого відомо.

Встановлення автентичності речовини по ультрафіолетового спектру є цінним доповненням до хімічних і фізико-хімічних методів фармакопейного аналізу.

Метод спектрофотометрії в ультрафіолетовій області успішно використовується як для ідентифікації та кількісного визначення, так і у випробуваннях на чистоту.

 

1. Сенов П.Л. Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии.
2. Фрайфелдер Физическая биохимия .м.: «Мир»
3. Максютина Н.П., Каган Ф.Е., Митченко Ф.А. и др. Методы идентификации
4. лекарственных препаратов.
5. Крючкова Г.М., Любина А.Я., М.Э. Полеес. Руководство у практическим
6. занятиям по технике лабораторных работ.        
7. Державна Фармакопея України .-1-е вид.-Харків :РІРЕГ,2001.-с.58-68.
8. Булатов М.И. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа  - 5-е изд. / Булатов М.И. ,Калинкин И.П. – Л.: Химия ,1986. -432 с.