Применение сорбента для твердофазной экстракции на основе гипромеллозы для количественного определения прокаина в комбинированных лекарственных препаратах

Полный текст

Список сокращений

ТФЭ – твердофазная экстракция.

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. [2–4].

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

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 °C) – 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).

 

Таблица 1 / Table 1

Комбинированные лекарственные препараты, содержащие прокаин и его соли

Combination drugs containing procaine and its salts

Лекарственный препарат	Лекарственная форма	Состав
		Действующие вещества	Вспомогательные вещества
«Меновазин» (ООО «Гиппократ», РФ)	раствор для наружного применения (100 мл)	левоментол – 2,5 г; прокаина гидрохлорид – 1,0 г; бензокаин – 1,0 г	спирт этиловый 70%
«Сульфокамфокаин» (ОАО Фармстандарт-УфаВИТА», РФ)	раствор для инъекций (2 мл)	прокаин – 108,2 мг; сульфокамфорная кислота (б/в) – 99,2 мг	вода очищенная, кислота хлористоводородная
«Отолорин» (ООО «Гротекс», РФ)	капли ушные (10 мл)	прокаина гидрохлорид – 0,2 г; борная кислота – 0,3 г	натрия гидроксид, спирт этиловый 70%

 

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; твердофазная экстракция 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, доводили водой очищенной до метки и перемешивали (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 периодида¹.

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 [7].

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 препаратов, 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.

 

Таблица 2 / Table 2

Селективность процедуры твердофазной экстракции комбинированных лекарственных препаратов, содержащих прокаин и его соли

The selectivity of the solid-phase extraction procedure for combination drugs containing procaine and its salts

Лекарственный препарат	Максимумы поглощения в элюате, нм
	Ступенчатое элюирование		Элюирование раствором кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л
	Вода очищенная	Раствор кислоты хлористоводородной 0,1 моль/л
Меновазин	222, 286 (бензокаин)	228, 292 (прокаин)	226, 290
Сульфокамфокаин	-	228, 292 (прокаин)	228, 292
Отолорин	-	228, 292 (прокаин)	228, 292

 

Рисунок 1. Хроматограммы лекарственных препаратов «Меновазин», «Сульфокамфокаин», «Отолорин» (ТФЭ с применением сорбента на основе гипромеллозы): ступенчатое элюирование последовательно водой очищенной и раствором кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л (А); элюирование только раствором кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л (Б).

Figure 1. Chromatograms of the pharmaceuticals "Menovasin", "Sulfocamphocaine", "Otolorin" (SPE using a hypromellose based sorbent): stepwise elution with purified water and a 0.1 M hydrochloric acid solution (A); elution with a 0.1 M hydrochloric acid solution alone (B).

 

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 (рисунок 1Б), однако процедура ступенчатого элюирования последовательно водой очищенной и раствором кислоты хлористоводородной концентрации 0,1 моль/л (рисунок 1А) 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 гипромеллозным 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%.

 

Таблица 3 / Table 3

Метрологические характеристики методики спектрофотометрического определения прокаина в комбинированных лекарственных препаратах

Metrological characteristics of the spectrophotometric determination of procaine in the combination drugs

Лекарственный препарат	f	X-, %	S2	S	P,%	t(P,f)	ΔX-, %
с применением ТФЭ (сорбент на основе гипромеллозы)
Меновазин	10	99,3	15,6	3,95	95	2,23	4,69	4,68
Сульфокамфокаин	10	98,8	13,6	3,68	95	2,23	4,51	4,51
Отолорин	10	99,0	19,8	4,45	95	2,23	4,62	4,62
без этапа ТФЭ (с предварительным осаждением прокаина в виде периодида)
Меновазин	10	105,1	41,1	5,58	95	2,23	5,65	5,67
Сульфокамфокаин	10	101,1	24,4	4,94	95	2,23	4,29	4,29
Отолорин	10	100,2	26,4	5,13	95	2,23	4,45	4,45

Примечания: f – число степеней свободы; X- – среднее относительное содержание прокаина в препарате (от регламентируемого содержания), %; S² – дисперсия; S – стандартное отклонение; P – доверительная вероятность, %; t (P, f) – критерий Стьюдента; ΔX- – полуширина доверительного интервала среднего результата, %; ε- – относительная ошибка среднего результата, %.

 

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).

 

Таблица 4 / Table 4

Систематическая погрешность методики спектрофотометрического определения прокаина в комбинированных лекарственных препаратах (в пересчете на основание прокаина)

Systematic error of the spectrophotometric determination of procaine in the combination drugs (in terms of procaine)

Лекарственные препараты	Регламентируемое содержание, г	Добавлено прокаина, г	Содержание прокаина, г		δ,%
			расчетное	найденное
с применением ТФЭ (сорбент на основе гипромеллозы)
Меновазин	0,8663	0,1730	1,039	1,010	2,79
Сульфо-камфокаин	0,1080	0,0220	0,1300	0,1260	3,08
Отолорин	0,1733	0,0347	0,2080	0,2010	3,37
без этапа ТФЭ (с предварительным осаждением прокаина в виде периодида)
Меновазин	0,8663	0,1730	1,039	0,9960	4,13
Сульфо-камфокаин	0,1080	0,0220	0,1300	0,1260	3,08
Отолорин	0,1733	0,0347	0,2080	0,2008	3,46

 

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.

 

¹ Патент РФ на изобретение RU 2765188 C1/ 26.01.2022. Бюллетень №3. Качалкин М.Н. Способ получения селективного сорбента для твердофазной экстракции. Доступно по: https://elibrary.ru/download/elibrary_47796037_29577309.PDF Ссылка активна на 20.09.2023.

Об авторах

Максим Н. Качалкин

ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет»

Email: m.n.kachalkin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4356-9435

аспирант кафедры химии Института фармации

Россия, Самара

Александр В. Воронин

ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.v.voronin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8472-3796

д-р фарм. наук, доцент, директор Института фармации

Россия, Самара

Список литературы

Дополнительные файлы