Application of a sorbent based on hypromellose for the quantitative determination of procaine in pharmaceutical formulation

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В контроле качества комбинированных лекарственных средств существуют методические подходы, основанные на предварительном разделении компонентов пробы и подходы без предварительного разделения. К первой группе относятся хроматографические методы анализа, капиллярный электрофорез, а ко второй – электрохимические методы анализа, спектрофотометрия многокомпонентных систем с последующим применением математического аппарата для расчета содержания каждого компонента [1].  Применение твердофазной экстракции (ТФЭ) позволяет разделять анализируемые компоненты на этапе пробоподготовки, при этом селективность разделения определяет селективность аналитической методики в целом. В настоящее время интерес представляют сорбенты, обеспечивающие избирательность взаимодействия с анализирующим веществом, в основе которых лежат различные типы взаимодействий «сорбент-сорбат»: гидрофобные, ионные, ван-дер-ваальсовы и др.. Для получения селективных сорбентов используются различные производные целлюлозы: этилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза (гипромеллоза), карбокcиметилцеллюлоза и др. [2, 3, 4].

На фармацевтическом рынке РФ представлен ряд комбинированных лекарственных препаратов, содержащих в качестве действующего вещества прокаин и его соли [5]. В связи с этим применение селективной ТФЭ для вышеуказанной группы препаратов является перспективным направлением исследований в фармацевтическом анализе.

 

ЦЕЛЬ

Цель настоящего исследования – оценка селективности и метрологических характеристик методики спектрофотометрического определения прокаина в некоторых комбинированных лекарственных препаратах с использованием сорбента для твердофазной экстракции на основе гипромеллозы.

 

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Для получения сорбента для ТФЭ были использованы: гипромеллоза (ФС.2.1.0085.18 «Гипромеллоза», тип замещения – 2208, вязкость 2% раствора в воде (20 ^oC) – 100 мПа·с, средняя молекулярная масса – 26000 Да, HPMC-Methocel K100-LV Premium USP/EP, Германия),  этилцианакрилат (99%, Haihang Industry Co., Китай); для формирования активных центров был использован  прокаина гидрохлорид (квалификация «чда», АО «Вектон», РФ), натрия гидроксид (квалификация «хч.», АО «Вектон», РФ). Сорбент получали по известной методике [6]. Сорбционная емкость полученных образцов сорбентов по прокаину составила 10,2 ± 1,0 мкг/г.

Для исследования были выбраны комбинированные лекарственные препараты, содержащие прокаин и его соли (таблица 1).

Подготовка проб для спектрофотометрического определения прокаина в комбинированных лекарственных препаратах

Пробоподготовку комбинированных лекарственных препаратов, содержащих прокаин, осуществляли в два этапа:

• приготовление раствора для нанесения на микроколонку;
• этап твердофазной экстракции на сорбенте.

МЕНОВАЗИН. 1 мл препарата переносили в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводили спиртом этиловым 70% до метки и перемешивали (раствор А).

СУЛЬФОКАМФОКАИН. 1 мл препарата переносили в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводили водой очищенной до метки и перемешивали (раствор А).

ОТОЛОРИН. 1 мл препарата переносили в мерную колбу вместимостью 1000 мл, доводили водой очищенной до метки и перемешивали (раствор А).

5 мл полученного раствора А переносили в мерную колбу вместимостью 500 мл, доводиливодой очищенной до метки и перемешивают (раствор Б).

Для оценки эффективности применения методики с этапом ТФЭ для комбинированных лекарственных препаратов, содержащих прокаин, был реализован вариант методики без применения этапа ТФЭ, заключающийся в разделении компонентов посредством предварительного осаждения прокаина в виде периодида [7].

В колонку высотой 10 см и диаметром 1 см помещали 1 г (точная навеска) сорбента, кондиционировали 5 мл воды очищенной в течение 5 мин, помещали 5 мл раствора Б, полученного для каждого анализируемого препарата, элюировали последовательно 20 мл воды очищенной и 20 мл раствором кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л со скоростью 1 мл/мин (ступенчатое элюирование) или 40 мл раствора кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л со скоростью 1 мл/мин.

Спектрофотометрический анализ. Регистрацию оптической плотности элюатов проводили на спектрофотометре СФ-56 (ООО «ОКБ СПЕКТР») при аналитической длине волны 292 нм в кювете с толщиной оптического слоя 1 см, раствор сравнения – раствор кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л.

Для расчета содержания прокаина в элюатах строили градуировочный график (зависимости оптической плотности элюата от концентрации прокаина) в диапазоне концентраций 1-20 мкг/мл.

Для оценки селективности (специфичности) пробоподготовки при хроматографическом разделении комбинированных лекарственных препаратов регистрировали спектр поглощения в диапазоне длин волн 200-400 нм для элюатов, полученных с использованием воды очищенной и раствора кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л. Идентификацию прокаина и бензокаина в элюате проводили по наличию максимумов поглощения при длинах волн 222 и 286 нм для бензокаина и 228 и 292 нм для прокаина соответственно  [1].

Статистическая обработка результатов эксперимента и определение метрологических характеристик методики анализа проводили в соответствии с ОФС.1.1.0013 «Статистическая обработка результатов физических, физико-химических и химических испытаний» [8].

Результаты и их обсуждение

Оценка селективности полученного сорбента для целей анализа выбранных комбинированных лекарственных препаратах, содержащих прокаин и его соли, является одним из ключевых этапов исследования.

Основным фактором выбора элюента были физико-химические свойства сорбента и стабильность сорбента в его присутствии: применение органических растворителей недопустимо по причине частичной растворимости полиэтилцианакрилатной матрицы в алифатических спиртах, ацетоне, эфире, хлороформе. Прокаин является двукислотным слабым основанием, в щелочной среде (pH>8) присутствует в молекулярной форме, в кислой среде (pH<3) третичная алифатическая аминогруппа и первичная ароматическая аминогруппа способны к ионизации. Это является определяющим условием удерживания прокаина на поверхности сорбента в щелочной и нейтральных средах; в сильнокислой среде происходит дезактивация активных центров в порах сорбента.  

В таблице 2 представлены результаты исследования селективности процедуры ТФЭ анализируемых препаратов. На рисунке 1 приведены хроматограммы разделения на гипромеллозном сорбенте лекарственных препаратов «МЕНОВАЗИН», «СУЛЬФОКАМФОКАИН» и «ОТОЛОРИН». При анализе препарата «МЕНОВАЗИН» без предварительного разделения, бензокаин оказывает мешающий эффект при количественном спектрофотометрическом определении прокаина за счет наложения максимумов поглощения.

Наличие активных центров связывания в сорбенте и ступенчатое элюирование последовательно водой очищенной и раствором кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л в ходе ТФЭ позволяет устранить мешающий эффект большинства компонентов лекарственных препаратов при УФ-спектрофотометрии прокаина. На примере разделения препарата «МЕНОВАЗИН» при использовании в качестве элюента только раствора кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л, прокаин не удерживается на сорбенте (рис. 1, Б), однако процедура ступенчатого элюирования последовательно водой очищенной и раствором кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л (рис. 1, А) позволяет добиться разделения компонентов (бензокаин и прокаин). 

Результаты оценки метрологических характеристик методики анализа с применением сорбента для ТФЭ на основе гипромеллозы при анализе 11 проб каждого лекарственного препарата свидетельствуют об удовлетворительной воспроизводимости результатов анализа (таблица 3). При использовании этапа ТФЭ с гипромелозным сорбентом относительная ошибка определения среднего содержания прокаина в препаратах с доверительной вероятностью 95% находится в диапазоне значений от ±4,51% до ±4,68%. Для варианта методики без этапа ТФЭ в случае препарата «МЕНОВАЗИН» наблюдается завышение содержания прокаина (за счет неконтролируемого вклада в оптическую плотность других компонентов лекарственных препаратов, главным образом, бензокаина) и увеличение относительной ошибки определения с ±4,68% до ±5,67%.

Правильность методики спектрофотометрического определения прокаина в лекарственных препаратах определялась методом «введено-найдено», стандартный образец прокаина в виде гидрохлорида в анализируемые препараты добавляли в количестве 20,0% от регламентируемого содержания в пересчете на основание прокаина. В варианте спектрофотометрии с предварительным осаждением прокаина в виде периодида систематическая погрешность для исследуемого ряда препаратов была на 14,4 % больше по сравнению с аналогичными характеристиками методики с использованием гипромеллозного сорбента (таблица 4).

Показана селективность методики спектрофотометрического определения прокаина в некоторых комбинированных лекарственных препаратах с использованием сорбента для ТФЭ на основе гипромеллозы. Селективное связывание анализируемого вещества с активными центрами в сорбенте и ступенчатое элюирование последовательно водой очищенной и раствором кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л в ходе ТФЭ устраняет мешающий эффект компонентов лекарственных препаратов при УФ-спектрофотометрии прокаина. Применение сорбента на основе гипромеллозы приводит к улучшению метрологических характеристик и снижению систематической погрешности методики количественного определения в среднем на 14,4%.

Таким образом, предложенный методический подход с использованием селективного сорбента можно рекомендовать к применению для контроля качества комбинированных лекарственных препаратов, содержащих прокаин и его соли.

About the authors

Maksim Nikolaevich Kachalkin

Author for correspondence.
Email: m.n.kachalkin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4356-9435
Russian Federation

Aleksander Vasilievich Voronin

Samara State Medical University

Email: a.v.voronin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8472-3796

Doctor of Pharmaceuticals Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Chemistry, Institute of Pharmacy

Russian Federation, Samara

References

Supplementary files