Използването на рефрактометри във фармацевтиката

Рефрактометрия във фармацевтиката.

Процесът на измерване на концентрацията на различни вещества чрез измерване на рефракцията и определяне на индекса на пречупване е получил името си - рефрактометрия. Уредите, които използват в работата си принципа на рефрактометрията, се наричат рефрактометри. Рефрактометрите се използват широко в различни индустрии: за идентифициране на химични съединения, определяне на физико-химични параметри, за количествен и структурен анализ. В хранително-вкусовата промишленост - за измерване на алкохолното съдържание в алкохолните продукти, за контрол на съдържанието на захар в производството на захар - като цяло за установяване на качеството на хранителните продукти. Във фармакологията рефрактометрите се използват за определяне на количеството глюкоза в биологични течности и лекарства в разтвори. Предимствата на рефрактометричните методи за химичен количествен анализ са скоростта на измерване, ниската консумация на веществото и високата точност. Задача на работата: Рефрактометричен метод като метод за анализ на лекарствени вещества. Уместността на използването на рефрактометри и поляриметри ATAGO във фармацевтиката и, като частен въпрос, в аптеките.

Теоретична част.Коефициентът на пречупване (индекс на пречупване) е отношението на скоростта на светлината във вакуум към скоростта на светлината в тестваното вещество (абсолютен показател на пречупване). Коефициентът на пречупване зависи от температурата и дължината на вълната на светлината, при която се извършва определянето. В разтворите коефициентът на пречупване също зависи от концентрацията на веществото и естеството на разтворителя. В този случай на практика се определя така нареченият относителен показател на пречупване (n), който се изчислява като отношение на синуса на ъгъла на падане на лъча (α) към синуса на ъгъла на пречупване (β) за две съседни среди.Индикаторпречупването също е равно на съотношението на скоростите на разпространение на светлината в тези среди:

В лабораторни условия обикновено се определя така нареченият относителен индекс на пречупване (RI) на дадено вещество по отношение на въздуха. RI се измерва на рефрактометри от различни системи. Преди това измерването на RI най-често се извършваше с помощта на рефрактометри на Abbe, които работят на принципа на пълно вътрешно отражение, когато светлината преминава през интерфейса между две среди с различни индекси на пречупване. В наши дни автоматичните рефрактометри от серията ATAGO RX могат да бъдат намерени все по-често в лабораторията. Диапазонът на измерения RI при измерване в пропускаща светлина с помощта на рефрактометри Abbe е 1,3000 - 1,7000. При необходимост от разширяване на границите на диапазоните се използват специални модели с ниски или високи диапазони, както и многовълнови рефрактомери на Abbe. Диапазонът на измерения RI при измерване на автоматични рефрактометри от серията RX е 1,32500 - 1,70000. Точността на измерване на индекса на пречупване не трябва да бъде по-малка от ±2·10 -4 Стойността на индекса на пречупване зависи от естеството на веществото, дължината на вълната на светлината, температурата, при която се извършва измерването, и концентрацията на веществото в разтвора. Обикновено измерването на индекса на пречупване се извършва при дължина на светлинната вълна 589,3 nm (линия D на натриевия спектър). Но в някои случаи се използват различни дължини на вълните в диапазона от 450nm до 1550nm. Много важно условие за определяне на ПП е спазването на температурния режим. По правило определянето се извършва при 20 градуса по Целзий. При температури над 20 градуса - стойността на PP намалява, при температури под 20 градуса - стойността на PP се увеличава.

Температурната корекция се изчислява като:

Индекс на пречупване,измерено при 20 °C и дължина на светлинната вълна 589,3 nm, означено с индекс n20. Индексът на пречупване може да се използва като константа за определяне на идентичността и чистотата на тези лекарства, които са течни по природа. Рефрактометричният метод се използва широко във фармацевтичния анализ за количествено определяне на концентрацията на вещества в разтвор, която се намира от графика на индекса на пречупване на разтвора спрямо концентрацията. На графиката е избран интервал на концентрация, в който се наблюдава линейна връзка между индекса на пречупване и концентрацията. Този метод може да се използва в практиката на вътрешноаптечния контрол.Зависимостта на коефициента на пречупване от концентрацията на веществото в проценти се изразява с формулата:

където n и n0 са показателите на пречупване на разтвора и разтворителя; C е концентрацията на веществото в разтвора; F - коефициент на пречупване.

Коефициентът на пречупване на разтвора е сумата от индекса на пречупване на разтворителя и показателите на пречупване на разтворените вещества. Стойностите на индексите на пречупване и коефициентите за различни концентрации на разтвори на лекарствени вещества са дадени в рефрактометричните таблици, които са налични в ръководството за вътрешноаптечен контрол. Използването на таблици значително опростява изчисленията.

Зависимост на коефициента на пречупване на водни разтвори на някои вещества от концентрацията:

Определяне на концентрацията на вещество в разтвор. В рефрактометрията се използват два метода за изчисляване на концентрацията на вещество в разтвор от измерения индекс на пречупване.

Изчисляване на концентрацията по формула:

Стойността на фактора на индекса на пречупване се взема от таблиците на индекса на пречупване.

Изчисляване на концентрацията по рефрактометрични таблици.

Чрез измерване на индекса на пречупване, съответната стойност на концентрацията се намира в таблицата. Ако измереният индекс на пречупване не е даден в таблицата, се извършва интерполация. Рефрактометричният метод се използва за количествено определяне на концентрирани разтвори. Концентрираните разтвори са работни разтвори на лекарствени вещества (ЛВ) с определена, по-висока концентрация, отколкото тези разтвори се предписват в аптеките. При приготвянето на концентрирани разтвори трябва да се избягват концентрации, близки до наситените, т.к когато температурата на разтвора се понижи, е възможна кристализация на разтвореното вещество. В концентратите се допускат отклонения: с лекарствено съдържание до 20% - не повече от ± 2% от посочения процент; с лекарствено съдържание над 20% - не повече от ± 1% от посочения процент (Разпореждане на МЗ на РБ от 16.10.97 г.). Изчислителни формули за коригиране на концентрацията на разтвори, направени по метода маса-обем. 1) Концентрацията на разтвора е по-висока от необходимата.Обемът вода, необходим за разреждане на получения разтвор, се изчислява по формулата:

където X е количеството вода, необходимо за разреждане на приготвения разтвор (ml); A - обемът на приготвения разтвор (ml); B - необходимата концентрация на разтвора (%); С - действителна концентрация на разтвора (%). 2) Концентрацията на разтвора е по-ниска от необходимата.Масата на лекарството за укрепване на получения разтвор се изчислява по формулата:

където X е масата на веществото, което трябва да се добави към разтвора (g); A - обемът на приготвения разтвор (ml); B - необходимата концентрация на разтвора (%); С - действителна концентрация на разтвора (%); ρ 20 - плътност на разтворапри 20 °C (g/ml, g/cm3)

Рефрактометри, най-подходящи за аптеки: рефрактомери тип Abbe, серия NAR/DR-A1, ATAGO.

Рефрактометрите от серията NAR или DR-A1 са предназначени за измерване на индекса на пречупване и средната дисперсия на некорозивни течности. Това са устройства с много високо качество. Лесен за поддръжка. Минимално съдържание. Всъщност консумативът за тези рефрактомери е електрическа крушка (източник на светлина). Използват се рефрактометри от серия ATAGO NAR или DR-A1: 1. В лечебни заведения за определяне на протеин в урината, кръвен серум, плътност на урината, анализ на мозъчна и ставна течност, плътност на субретинални и други течности на окото. Използването на рефрактометър може значително да намали времето, изразходвано за масови прегледи на пациенти. 2. Във фармацевтичната индустрия рефрактометрите ATAGO могат да се използват за изследване на водни разтвори на различни лекарства: калциев хлорид (0% и 20%); новокаин (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); ефедрин (5%); глюкоза (5%, 25%, 40%); магнезиев сулфат (25%); натриев хлорид (10%); кордиамин и др. 3. В хранително-вкусовата промишленост рефрактометрите ATAGO се използват в захарни и хлебни фабрики, сладкарски фабрики за анализ на продукти и суровини, полуфабрикати, кулинарни и брашнени продукти, за определяне съдържанието на влага в меда (до 30%). Поляриметрите ATAGO се използват широко в производството на захар. Поляриметрите в захарна фабрика измерват концентрацията и чистотата на захарта в захарното цвекло или захарната тръстика на етапа на получаване на суровините. За определяне на съотношението на твърдите вещества в различни мъсти (GOST 5900-73), захарно-агаров сироп, сироп за мармалад, блатове, кремове и меденки. За определяне на масовата част на разтворимите твърди вещества в захароза (% Brix) впреработени плодове и зеленчуци, за определяне на процента мазнини в твърдите храни (меденки, вафли или хлебни изделия) концентрация на сол. 4.При сервизно обслужване на оборудването рефрактометрите ATAGO се използват за определяне с по-голяма точност на обемната концентрация на антикристализационната течност "IM", която се добавя към авиационното гориво в количество от 0,1 до 0,3%. По-нататъшната обработка на резултатите се извършва в съответствие с "Методически препоръки за анализ на качеството на горива и смазочни материали в гражданската авиация" Част II стр.159. Опитът от използването на рефрактометри показа, че тези устройства значително съкращават времето и повишават надеждността на получаването на анализи за процентното съдържание на течност "IM" в авиационното гориво.

Микропроцесорно контролирани автоматични лабораторни рефрактометри от серията RX са проектирани да изследват концентрацията на широк спектър от течни среди, както с нисък, така и с висок вискозитет, независимо от прозрачността и цвета. Серията RX осигурява висока точност на измерване, точен контрол на температурата. Целият процес на измерване (отопление/охлаждане) се извършва автоматично. Просто натиснете бутона Старт. Устройството автоматично измерва индекса на пречупване на пробата от разтвора, изчислява концентрацията му и показва резултата на цифров LCD екран. Серията RX-I е оборудвана с екран, който е направен по технологията "Touch Screen" - сензорен екран, цялото управление на устройството се извършва от екрана. Автоматичните рефрактомери от серията RX могат както да загряват/охлаждат пробата благодарение на вградените елементи на Пелтие, така и да използват функцията за автоматична температурна компенсация по време на измерването. Идеалният инструмент за фармацевти от тази серия е автоматичният рефрактометър RX-9000-i и RX-5000-i Plus.

Практическа част.Нека разгледаме използването на рефрактометри при производството и анализа на 10% глицеринов разтвор за инжектиране: Глицеролов разтвор 10% глицерол (по отношение на безводен) 100 g 1. Натриев хлорид 9,0 гр. Вода до 1л.

Количествено определяне на глицерол в разтвор. Изчислете концентрацията на глицерол: Сglit = [n - (n0 + CNaCl* FNaCl)] / Fglit,

където n е индексът на пречупване на разтвора; n0 - индекс на пречупване на пречистена вода, измерен при същата температура; СNaCl - концентрация на натриев хлорид в разтвора, определена по метода на аргентометрията; FNaCl - коефициент на пречупване на разтвора на натриев хлорид за намерената концентрация; Fglyc - фактор на пречупване на 10% разтвор на глицерин (0,001156).

Във фармацевтичната индустрия рефрактометрите ATAGO могат да се използват за изследване на водни разтвори на различни лекарства: калциев хлорид (0% и 20%); новокаин (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); ефедрин (5%); глюкоза (5%, 25%, 40%); магнезиев сулфат (25%); натриев хлорид (10%); кордиамин и др.

Забележка: Ако за едно от веществата, включени в разтвора, коефициентът на индекс на пречупване е неизвестен или неговата незначителна концентрация не позволява получаване на точни данни, тогава се приготвя контролен разтвор, съдържащ това вещество в концентрацията, определена чрез титриметричния метод.Рефрактометрите и поляриметрите на японската компания ATAGO са намерили приложение във всички отрасли на Руската федерация. Рефрактометрите и поляриметрите ATAGO са включени в държавния регистър на измервателните уреди на Руската федерация. Това позволява използването на устройствата ATAGO в най-строго контролираните области на производство, като например фармацевтични продукти.