Spectrophotometric analysis of carvedilol in a medication based on aquacomplex of titanium glycerosolvate

Full Text

Список сокращений

ПКО – предел количественного определения.

ВВЕДЕНИЕ

Карведилол – неселективный блокатор адренорецепторов α1, β1 и β2 типа, помимо вазодилатирующего, антиангинального и антиаритмического эффектов, проявляет антиангиогенное действие, которое является одним из ключевых в лечении младенческих гемангиом [1–4]. Предложенная нами мазь «Карведилозоль», приготовленная на основе гидрогеля «Тизоль», может быть рекомендована в терапии доброкачественных сосудистых опухолей врожденного генеза. Аквакомплекс глицеросольвата титана обеспечивает целенаправленную доставку лекарственных средств, оказывая при этом дополнительно противовоспалительное, местное анальгезирующее, противоотечное, антисептическое и противозудное действие [5, 6]. Выбранная нами мазевая основа безопасна, не вызывает побочных реакций, что подтверждено результатами фармакологических и клинических исследований. Для нового лекарственного препарата, внедряемого в медицинскую практику, должна разрабатываться нормативная документация, включающая в себя методики по установлению качества лекарственной формы как на стадии изготовления, так и в процессе хранения [7].

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Разработка методики количественного анализа карведилола спектрофотометрическим методом в исследуемом лекарственном препарате «Карведилозоль», приготовленном на аквакомплексе глицеросольвата титана.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В анализе использовали фармацевтическую субстанцию карведилола, гель «Тизоль», мазь «Карведилозоль», содержащую 0,05 г субстанции неселективного бета-блокатора в 10,0 г титансодержащего аквагеля. Экспериментальную работу выполняли с применением спектрофотометра СФ-2000. Статистическую обработку результатов эксперимента осуществляли методами вариационной статистики, регрессионного анализа в компьютерной программе Microsoft Office Excel 2016 [8].

Для разработки методики спектрофотометрического количественного определения карведилола в мягкой лекарственной форме изготавливали искусственную смесь с точной концентрацией ингредиентов прописи, заменяя основу гель «Тизоль» на 95% этиловый спирт. При анализе бета-блокатора в искусственной лекарственной форме (0,05 г карведилола в 10 мл этилового спирта) в мерную колбу на 50 мл (V_общ) вносили 0,4 мл этанольного раствора карведилола (V) и доводили объем жидкости в колбе до метки этанолом. Затем к 1 мл полученной смеси (V_п) прибавляли этиловый спирт до общего объема 10 мл (V₁) и с помощью спектрофотометра измеряли по отношению к этанолу оптическую плотность раствора при длине волны (λ) 243 нм в кювете с толщиной слоя (l) 10 мм. Концентрацию карведилола в пробе (Скарв, мкг/мл) находили по уравнению градуировочного графика (А = 0,1124 • С), а содержание его в искусственной лекарственной форме рассчитывали по формуле 1:

$m_{карв}=\frac{{С}_{карв}·V_{общ}·V_1·10}{{10}^6·V·V_{п}}$ (1)

Проведенные исследования по анализу искусственной смеси позволили разработать методику спектрофотометрического количественного определения карведилола в мази, изготовленной на основе геля «Тизоль». В ходе количественного определения карведилола в лекарственном препарате «Карведилозоль» к 0,1 г мази (точная навеска) прибавляли 25 мл этанола, смесь фильтровали, используя бумажный фильтр «синяя лента». К 1,0 мл фильтрата приливали 4,0 мл этилового спирта и при λ = 243 нм с помощью СФ-2000 измеряли оптическую плотность раствора по отношению к этанольной вытяжке из мазевой основы, приготовленной аналогично методике количественного анализа карведилола. Содержание лекарственного средства в пробе (мкг/мл) находили по уравнению градуировочной зависимости, а массу его в мази рассчитывали по формуле 2:

$m_{карв}=\frac{{С}_{карв}·V_{общ}·V_2·P}{{10}^6·a_{мази}·V_1}$ (2)

где, а_мази – навеска мази, взятая на анализ, г; Р – масса мягкой лекарственной формы, г; V₁, V₂ – фактор разбавления (1 мл и 5 мл соответственно); V_общ – объем спирта этилового, в котором растворена навеска мази (25 мл).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Для разработки методики количественного анализа карведилола спектрофотометрическим методом в новом лекарственном препарате «Карведилозоль» изучили ультрафиолетовые спектры поглощения карведилола в этаноле (рисунок 1, кривая 4). Наблюдали две резко выраженные экстремальные полосы с максимумами поглощения при λ = 241-243 нм и λ = 286 нм. Кроме того, на спектре наблюдаются два менее выраженных максимума при длинах волн 325-326 нм и 332-333 нм. На кривой имеются два минимума поглощения при λ = 269-270 нм и λ = 297-298 нм.

Для количественного анализа карведилола использовали этанольную вытяжку из мягкой лекарственной формы и дальнейшие исследования проводили при максимуме поглощения (λ = 243 нм) – гель «Тизоль» и этиловый спирт практически не поглощают электромагнитное излучение в данной области.

Провели валидацию методики количественного определения карведилола по показателям специфичности, линейности, правильности и прецизионности [9].

Специфичность. Анализ специфичности проводили с использованием растворов «плацебо» (спирт этиловый 95% и раствор геля «Тизоль» в этаноле) в соответствии с приведенной выше методикой. Полученные электронные спектры «плацебо» не включали в себя пики, характерные для растворов бета-блокатора (рисунок 1, кривые 1 и 2). При изучении этанольного раствора карведилола из мази установлено, что УФ-спектр поглощения его аналогичен спектру чистого лекарственного средства в данной среде.

 

Рисунок 1. Спектры поглощения геля «Тизоль», этанола и карведилола: 1 – этанольный раствор геля «Тизоль» 4,0∙10^-5 моль/л; 2 – этанол; 3 – этанольный экстракт карведилола 4∙10^-5 моль/л из мази; 4 – этанольный раствор карведилола 6,0∙10^-5 моль/л; 5 – этанольный раствор карведилола 8,0∙10^-5 моль/л и геля «Тизоль» 2,0∙10^-5 моль/л; 6 – этанольный раствор карведилола 1,0∙10^-4 моль/л и геля «Тизоль» 2,0∙10^-5 моль/л.

Figure 1. Absorption spectra of Tizol gel, ethanol and carvedilol: 1 – ethanol solution of Tizol gel 4.0∙10^-5 mol/l; 2 – ethanol; 3 – ethanol extract of carvedilol 4.0∙10^-5 mol/l from ointment; 4 – ethanol solution of carvedilol 6.0∙10^-5 mol/l; 5 – ethanol solution of carvedilol 8.0∙10^-5 mol/l and Tizol gel 2.0∙10^-5 mol/l; 6 – ethanol solution of carvedilol 1.0∙10^-4 mol/l and Tizol gel 2.0∙10^-5 mol/l.

 

Линейность. Для оценки линейности методики экспериментально определяли оптические плотности растворов карведилола в пределах от 0,8 мкг/мл до 4,8 мкг/мл. Проводили не менее пяти серий параллельных определений, на основании данных которых осуществили регрессионный анализ. Установлено, что аналитическая область методики входит в пределы линейной зависимости, которая описывается уравнением регрессии y = 0,1224x + 0,0033. Оценили, что свободный член линейного уравнения статистически незначим (|a| ≤ t(P; ƒ) • Sa при P = 95%, то есть 0,0033 < 0,024). Линейность считали оптимальной при показателях коэффициента корреляционной зависимости |r| ≥ 0,99 (r = 0,9994).

Предел количественного определения (ПКО) методики рассчитывали по формуле:

$ПКО=\frac{(10·Sа)}{b}$ (3)

В процессе проведения эксперимента установили, что предел количественного определения карведилола равен 0,761 мкг/мл, значение коэффициента корреляции соответствует требованию |r| ≥ 0,99. Величина свободного члена линейной функции меньше его доверительного интервала. Экспериментально полученные данные дают основание перейти к уравнению вида y = bx (y = 0,1224x).

Для построения градуировочного графика использовали растворы субстанции карведилола с концентрациями 0,8; 1,6; 2,4; 3,2; 4,0; 4,8; 5,6; 6,4 мкг/мл. На графике, представленном на рисунке 2, отмечается линейная зависимость между концентрацией карведилола и оптической плотностью. Это свидетельствует о подчинении основному закону светопоглощения в пределах концентраций карведилола 0,8-4,8 мкг/мл, что позволяет проводить количественный анализ его в исследуемом лекарственном препарате методом спектрофотометрии.

 

Рисунок 2. Зависимость оптической плотности от концентрации карведилола в растворе.

Figure 2. Dependence of optical density on concentration of carvedilol in solution.

 

Правильность и прецизионность. Повторяемость (сходимость) валидируемой методики оценивали в короткий промежуток времени в одинаковых регламентированных условиях одной химической лаборатории, используя искусственные смеси карведилола, в соответствии с приведенной выше методикой, по данным восьми параллельных опытов. Внутрилабораторную прецизионность определяли с участием двух провизоров-аналитиков в разные дни. Критерий Фишера F < F(95;7;7) (1,29 < 3,79), различие дисперсий S21 и S22 не может быть признано значимым с вероятностью P = 95, что позволяет сделать заключение о воспроизводимости результатов анализа обоих аналитиков.

Правильность методики оценивали, используя средние значения, представленные в таблице 1. Установлено, что относительная ошибка анализа не превышает ± 1,80 %. Полученные результаты открываемости находятся в пределах 100±2,0 % и подтверждают достаточную степень близости и, следовательно, правильность методики. Цифровые данные таблицы свидетельствуют о соответствии методики оцениваемым параметрам.

 

Таблица 1. Результаты оценки правильности и прецизионности методики спектрофотометрического анализа карведилола

Table 1. The results of the evaluation of the correctness and precision of the spectrophotometric analysis technique for carvedilol

Первый день			Второй день			Метрологические характеристики
А	Найдено		А	Найдено
	С, мкг/мл	хі (W), %		С, мкг/мл	хі (W), %
0,491	4,01	100,29	0,478	3,91	97,63	Первый исследователь $\overline{x}$ = 99,98 % S = 2,742; Sr = 2,74 %; S$\overline{x}$ = 0,742; εα = 1,76; A = ± 1,76 %; ∆ = 99,98 ± 1,76 %
0,476	3,89	97,22	0,503	4,11	102,74
0,491	4,01	100,29	0,486	3,97	99,26
0,476	3,89	97,22	0,497	4,06	101,51
0,488	3,99	99,67	0,491	4,01	100,29
0,503	4,11	102,74	0,476	3,89	97,22
0,488	3,99	99,67	0,503	4,11	102,74
0,503	4,11	102,74	0,486	3,97	99,26	Второй исследователь $\overline{x}$= 100,08 % S = 2,130; Sr = 2,13 %; S$\overline{x}$ = 0,753; εα = 1,78; A = ± 1,78 %; ∆ = 100,08 ± 1,78 %

Примечание. А – оптическая плотность; С – концентрация карведилола, рассчитанная по уравнению градуировочного графика; x_i(W) – массовая доля ЛС, $\overline{x}$ – средняя арифметическая, S – стандартное отклонение, S_r – относительное стандартное отклонение, S_{$\overline{x}$} – стандартная ошибка средней арифметической, ε_α – доверительный интервал, А – относительная ошибка, ∆ – интервальные значения измеряемой величины.

 

Таким образом, метрологические характеристики, полученные в результате статистической обработки данных количественного определения карведилола методом УФ-спектрофотометрии в искусственной смеси, подтверждают обоснованность предлагаемой методики анализа.

Аналитическая область. Диапазон концентраций карведилола в растворе фармацевтической субстанции, в пределах которого доказаны приемлемые линейность, прецизионность, правильность методики, составляет 0,8-4,8 мкг/мл.

В процессе анализа апробировали методику определения содержания карведилола в искусственной смеси (0,05 г карведилола в 10 мл спирта этилового) и лекарственном препарате «Карведилозоль» (0,05 г карведилола в 10 г геля «Тизоль»). Результаты эксперимента отражены в таблицах 2 и 3.

 

Таблица 2. Результаты анализа карведилола в искусственной лекарственной форме

Table 2. Results of the carvedilol analysis in the model mixture

№ п/п	Оптическая плотность	Масса, мкг/мл	Найдено		Допустимые нормы
			%	г	%	г
1	0,471	3,85	0,48	0,0481	± 20,0	0,040-0,060
2	0,459	3,75	0,47	0,0469
3	0,482	3,94	0,49	0,0493
4	0,476	3,89	0,49	0,0486
5	0,486	3,97	0,50	0,0496
6	0,460	3,76	0,47	0,0470
7	0,514	4,20	0,53	0,0525
8	0,479	3,91	0,49	0,0489

 

Таблица 3. Содержание карведилола в мягких лекарственных формах с гелем «Тизоль»

Table 3. The content of carvedilol in ointments with "Tizol" gel

№ п/п	Взято, г		Результаты опытов				Нормы отклонений
	мази	тизоля	А	С, мкг/мл	m, г	W, %	г	%
Мазь «Карведилозоль»							0,040-0,060	± 20,0
1	0,1089	0,1050	0,500	4,08	0,0469	0,47
2	0,1089	0,1050	0,584	4,77	0,0548	0,55
3	0,1089	0,1050	0,431	3,52	0,0404	0,40
4	0,1089	0,1050	0,438	3,58	0,0411	0,41
Мазь из таблеток карведилола ООО «Озон»
5	0,1067	0,1050	0,473	3,86	0,0453	0,45
6	0,1067	0,1050	0,532	4,35	0,0509	0,51
7	0,1067	0,1050	0,524	4,28	0,0502	0,50
8	0,1067	0,1050	0,475	3,88	0,0455	0,46

 

В результате проведенных опытов установлено, что содержание карведилола в искусственной смеси имеет значения в диапазоне от 0,0469 г до 0,0525 г.

Согласно экспериментальным данным (таблица 3), масса лекарственного средства в мази «Карведилозоль», изготовленной из субстанции карведилола, находится в пределах 0,0404-0,0548 г, допустимых по нормативной документации для мягких лекарственных форм (приказ Минздрава России от 26.10.2015 г. № 751н).

Нами проведен количественный анализ бета-адреноблокатора в мази, приготовленной из таблеток карведилола производства ООО «Озон» (таблица 3). Вспомогательные вещества в таблетках (лактозы моногидрат, целлюлоза микрокристаллическая, магния стеарат, крахмал кукурузный, повидон К-25, кросповидон), частично перешедшие в этанольную вытяжку, не оказывают существенного влияния на результаты количественного определения карведилола [10].

ОБСУЖДЕНИЕ

Лекарственные композиции бета-блокаторов в смеси с аквакомплексом глицеросольвата титана были разработаны учеными Уральского государственного медицинского университета, а на клинической базе кафедры детской хирургии – метод локальной терапии инфантильных гемангиом [10]. Глицериновый гель является активным носителем (проводником) лекарственных средств, тем самым повышая эффективность местного лечения вследствие увеличения глубины проникновения доставляемого препарата в очаг патологического поражения [5]. Он оказывает дополнительное антифлогистическое, местное обезболивающее, антимикробное и протекторное действие [11]. Это объясняет востребованность в мягких лекарственных формах на тизольной основе и анализе входящих в их состав компонентов.

C целью разработки способа анализа карведилола в сочетанной комбинации с гелем «Тизоль» нами был применен фармакопейный метод – спектрофотометрия в УФ-области, поскольку он является универсальным, быстрым, высокочувствительным и простым в выполнении (ОФС.1.2.1.1.0003.15 Спектрофотометрия в ультрафиолетовой и видимой областях) [12], который используется в количественном определении карведилола и гидрохлортиазида в твердой лекарственной форме [13]. При этом спектрофотометрия является альтернативой методу высокоэффективной жидкостной хроматографии, которая рекомендована Европейской фармакопеей для анализа фармацевтической субстанции карведилола [14].

В результате проведенных нами опытов при анализе карведилола установлено отсутствие «матричного» эффекта (рисунок 1, кривые 5 и 6). Спектр поглощения этанольного экстракта лекарственного средства из мази (рисунок 1, кривая 3) имеет одинаковую форму со значениями положений максимумов и минимумов, аналогичными спектральной кривой фармацевтической субстанции. Исследования подтверждают, что незначительная концентрация геля «Тизоль» в исследуемом растворе практически не влияет на погрешность количественного анализа карведилола в препарате «Карведилозоль».

Разработанную методику количественного спектрофотометрического определения неселективного бета-адреноблокатора в новом лекарственном препарате «Карведилозоль» можно рекомендовать для включения в нормативно-техническую документацию в раздел количественного определения компонентов мази, что позволит устанавливать качество его приготовления.

ВЫВОДЫ

1. Установлены максимумы поглощения фармацевтической субстанции карведилола в спирте этиловом и в смеси с раствором геля «Тизоль». Отмечено, что анализ лекарственного препарата методом спектрофотометрии рационально проводить при длине волны 243 нм.
2. Экспериментально установлен предел количественного определения, и разработаны методики спектрофотометрического анализа лекарственного средства в искусственной смеси и мази «Карведилозоль» с относительной ошибкой, не превышающей ±1,80 %.
3. Проведена валидация методики анализа содержания карведилола, которая отвечает установленным показателям специфичности, линейности, прецизионности и правильности.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

About the authors

Marina I. Popova

Tyumen State Medical University

Email: Igorpopow2013@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3690-2685

Postgraduate Student of the Department of Chemistry

Russian Federation, Tyumen

Tatyana A. Kobeleva

Tyumen State Medical University

Author for correspondence.
Email: kobeleva@tyumsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1004-8721

PhD, Professor, the Head of the Department of Chemistry

Russian Federation, Tyumen

Alik I. Sichko

Tyumen State Medical University

Email: sichko@tyumsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-2200-7807

PhD, Professor, Department of Chemistry

Russian Federation, Tyumen

References

Supplementary files