Начало >> Статьи >> Архивы >> Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация

Газовая хроматография - Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация

Оглавление
Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация
Введение
Фармакологическая активность и применение в медицинской практике
Лекарственное растительное сырье, используемое для приготовления
Теоретические основы процесса экстрагирования
Факторы, влияющие на процесс экстрагирования
Приготовление экстрагентов
Технологические свойства измельченного растительного материала
Методы экстрагирования и используемое оборудование
Непрерывные метопы экстракции
Интенсивные методы экстракции
Очистка извлечений
Общая характеристика современных физико-химических методов анализа и стандартизации
Спектроскопия в УФ и видимой областях спектра
Планарная хроматография
Газовая хроматография
Хромато-масс-спектрометрия
Высокоэффективная жидкостная хроматография
Капиллярный электрофорез
Физико-химические методы стандартизации
Методы стандартизации жидких спиртосодержащих фитопрепаратов
Характеристика разделов Подлинность и Количественное определение» нормативной документации
Развитие методов стандартизации эликсиров и бальзамов
Способы подготовки проб
Техника выполнения аналитических определении и способы интерпретации результатов
Газовая хроматография и хромато-масс-спектрометрия
Проекты общих фармакопейных статей
Проект общей фармакопейной статьи Эликсиры
Стандартные образцы и их применение для оценки качества лекарственных средств
Применение стандартных образцов при оценке качества
Анализ производства настоек, экстрактов, эликсиров
Слисок литературы

В газовой хроматографии разделение компонентов образцов осуществляют в потоке инертного газа-носителя (гелий, азот, аргон, водород) за счет их неодинакового взаимодействия с неподвижной фазой (газожидкостная, или распределительная, хроматография) либо сорбентом хроматографической колонки (газо-адсорбционный вариант разделения) при температурах от комнатной до 300-350 оС.
К основным параметрам, необходимым для задания режима, в газовой хроматографии относят:

  1. тип колонки (насадочная или капиллярная), определяющий ее эффективность (по аналогии с ректификацией измеряется числом теоретических тарелок);
  2. характер неподвижной жидкой фазы (адсорбционные варианты разделения в практике фармацевтического анализа используют редко):
  3. температурный режим анализа (изотермический или программирование температуры).

Тип колонок выбирают в зависимости от характера аналитической задачи, прежде всего сложности анализируемых образцов. Типичный интервал эффективности насадочных колонок — 2-6 х 103 т. т., капиллярных— 2-6 х 103 т. т./м, что при их длине 25-50 м составляет 5 х 104 — 3 х 105 т. т. Соответственно, если колонки первого типа можно использовать при разделении смесей, содержащих не более 10-20 компонентов, то во втором случае их число может достигать нескольких сотен. Сложностью образцов определяется и температурный режим хроматографического процесса: оптимальные условия разделения многокомпонентных смесей требуют программирования температуры.
Число рекомендуемых в ГЖХ неподвижных фаз достаточно велико (в 70-е годы превышало тысячу), что несколько затрудняет выбор необходимых для решения конкретных задач. В настоящее время их число существенно сократилось, а по критериям наибольшей частоты применения из общего числа отчетливо выделяются стандартные фазы двух типов:
а)   неполярные полидиметилсилоксаны (-Si(CH3)2-O-)n;
б)   полярные полиэтипенгпиколи (-СН2СН2-O-)n.

Каждый из них объединяет несколько однотипных фаз, выпускаемых под разными торговыми названиями и различающихся средними молекулярными массами, молекулярно-массовым распределением, вязкостью, термостабильностью и т. д., но практически одинаковых по своим хроматографическим свойствам.
Важнейшим типом применяемых в газовой хроматографии детекторов являются неселективные ионизационно-пламенные детекторы (FID, ДИП, ПИД, ИПД), обеспечивающие пределы обнаружения до 10-10-10 12 г/с (в зависимости от эффективности применяемых колонок). Другие типы современных детекторов (фотоионизационный, катарометр) в фармацевтическом анализе применяют редко. Одним из принципиальных преимуществ ДИП оказываются относительно небольшие различия в относительной чувствительности к различным соединениям, что во многих случаях позволяет проводить количественный анализ методами внутреннего стандарта или внутренней нормализации (см. далее) без предварительного определения коэффициентов чувствительности.
Любой дифференциальный хроматографический сигнал характеризуется двумя важнейшими аналитическими параметрами — абсолютным временем удерживания (измеряют по положению максимума пика от момента ввода пробы) и площадью. Каждый из этих параметров имеет набор эквивалентов и пропорциональных величин, используемых как взаимозаменяемые.

Площади пиков при работе в диапазонах линейности хроматографических детекторов прямо пропорциональны количеству вещества в пробе, и на их измерение основаны все известные методы количественного хроматографического анализа. Времена удерживания характеризуют взаимодействия сорбатов с неподвижными фазами хроматографических колонок и являются основой всех методов хроматографической идентификации.
Непосредственно измеряемые времена удерживания могут быть использованы для идентификации (подтверждения подлинности) толь ко в строго фиксированных условиях, набор которых включает тип и параметры колонки, температурный режим и расход газа-носителя, Подразумевается, что достижение этого возможно только на одном и том же приборе и в одной лаборатории (те же принципы идентификации, что и в планарной хроматографии). Проверка совпадения абсолютных времен удерживания может быть реализована в двух вариантах: сравнением этих параметров компонента исследуемого образца и заведомого препарата на разных хроматограммах и введением стандарта в характеризуемую смесь (метод добавки). В последнем случае регистрируют увеличение относительной площади пика предполагаемого компонента смеси. Однако при использовании этого приема необходимо учитывать одно из важнейших правил идентификации: если времена удерживания характеризуемого компонента и стандарта не совпадают, то это означает однозначный отрицательный результат. Совпадение же параметров удерживания еще не может быть интерпретировано как окончательный довод в пользу идентичности веществ, и идентификация должна быть подтверждена любыми другими независимыми аналитическими данными (химическими, спектральными, сведениями о происхождении образцов и др.). В газовой хроматографии таким дополнительным подтверждением может служить совпадение параметров удерживания на колонках с фазами иной полярности.
Более независимыми от конкретных условий анализа являются относительные времена удерживания, рассчитываемые с использованием данных для предварительно выбранных стандартных веществ (могут присутствовать в исследуемых образцах или вводиться в них искусственно):

где: tp' = tn— tQ. tD— время удерживания теоретически несорбируемого компонента.
Эти величины обладают значительно большей воспроизводимостью в стационарных условиях разделения (изотермические условия), вследствие чего их уже можно использовать для сравнения данных, полученных в разных стационарных режимах, на разных приборах и в разных лабораториях.
Ряд важнейших характеристик хроматографического процесса (тип неподвижной фазы) при этом должен оставаться фиксированным. Однако относительные параметры удерживания теряют свойство инвариантности в нестационарных режимах разделения с изменяющимися в ходе процесса условиями, т. е. при программировании температуры. В таких случаях нужны еще более воспроизводимые формы представления времен удерживания, расчет которых основывается на данных не для одного, а для нескольких (минимум двух) реперных соединений. Подобные характеристики известны под названием индексы удерживания (retention indices) (используемая далее аббревиатура — VY, в формулах — RI). Для задания системы индексов необходимо выбрать набор реперных компонентов (чаще всего используют ряд нормальных линейных гомологов, отличающихся по составу на гомологическую разность СН2 — н-алканов, которым присвоены стандартные значения 1/1V, равные 100 пС).
Суть расчета индексов удерживания состоит в использовании простейших линейных интерполяционных соотношений для оценки Неизвестных значений функции Rix = f(tR.x) по значениям аргумента tR1 (репер 1) < tR х < tR2 (репер 2). Даже если вид функциональной зависимости Rlx=f(tHx) неизвестен, линейные интерполяционные соотношения можно рассматривать как первое приближение для оценки значений Rlx, из чего следует выражение для расчета линейных (иногда называемых арифметическими) индексов удерживания:

где: tRх— время удерживания характеризуемого компонента, tR и tR2 — времена удерживания двух реперных гомологов с индексами удерживания R/R1 и R/R2 соответственно; условие tR1<tRx<tR2 отвечает требованию линейной интерполяции данных, но не их экстраполяции за пределы «области» времен удерживания, ограниченной реперными компонентами.
Последнее соотношение для линейных ИУ может быть несколько упрощено и переписано в различных формах с учетом того факта, что (по определению) RlR1 = 100nR1, а при использовании «соседних» гомологов (число атомов углерода в молекулах различается на единицу) R/R2- R/R1 = 100. Тогда получаем:

В изотермических (ГЖХ) режимах элюирования большая точность и воспроизводимость достигаются при использовании не линейных, а логарифмических индексов удерживания:
Если же рассматривать нестационарные режимы анализа (программирование температуры), для которых характер функциональной зависимости Rlx-f(tR.x) оказывается наиболее сложным (не соответствует ни линейному, ни логарифмическому виду), то в этом случае предпочтительной оказывается наиболее универсальная система линейно-логарифмических индексов удерживания, применимая без исключений в любых температурных режимах хроматографических процессов.

Из-за очевидного усложнения расчетных соотношений вычисление таких ИУ уже нерационально производить вручную даже с применением калькуляторов и удобнее использовать простейшие программы для ЭВМ (Столяров Б. В. и др., 1998; Зенкевич И. Г., Косман В. М., 1999).
В настоящее время газохроматографические ИУ на стандартных неполярных полидиметилсилокеановых неподвижных фазах определены для сотен лекарственных препаратов (Clarke’s, 1988; Gas Chromatographic..., 1992), для большинства компонентов эфирных масел растений (Зенкевич И. Г, 1996, 1997, 1999) и эффективно применяются для их идентификации. В качестве примера в таблице 8 приведены подобные хроматографические справочные данные для нескольких кислородсодержащих производных монотерпеновых углеводородов.

Таблица 6
Газохроматографические индексы удерживания некоторых кислородсодержащих производных монотерпеновых углеводородов для их хроматографической идентификации (фрагмент базы данных)


Примечание. *—в скобках указано число усредняемых значений индексов. Жирным шрифтом здесь и далее набраны названия соединений, индексы удерживания которых усреднены по данным более 10 независимых источников информации и наиболее надежны.

Выбор методов количественного анализа имеет важнейшее значение для любых количественных хроматографических определений. Однако в общем виде эти вопросы не рассматриваются в фармако- геях зарубежных стран (так же как и в отечественной ГФ XI). Обычной практикой является включение конкретных рекомендаций по их выполнению непосредственно в частные фармакопейные статьи. Такое положение вещей вряд ли следует признать удачным, так как свободное владение всеми известными методами количественного анализе является необходимым элементом подготовки не только специалистов по анализу лекарственных средств, но и любых химиков-аналитиков. К сожалению, объем настоящей главы не позволяет дать подробную характеристику существующих подходов к методологии количественных определений, и ниже (таблица 9) приведено только краткое перечисление их возможностей. Для получения более подробной информации о таких методах необходимо обратиться к специальной литературе (Руководство по газовой..., 1988: Столяров Б. В. и др., 1998, Зенкевич И. Г., Косман В. М., 1999).

Таблица 9
Сравнительная характеристика важнейших методов количественного хроматографического анализа


Примечание. Обозначения в столбце 3 таблицы: М— масса. С- концентрация, S — площадь хроматографического пика; подстрочный символ «х» относится к определяемому соединению, а «ст» — к стандарту.
Подобная классификация методов количественного анализа, конечно же, является весьма грубой и не учитывает более тонких их разновидностей, возникающих в реальной аналитической практике. Так, например, метод внутреннего стандарта допускает введение в образцы не одного, а двух и более таких стандартов. Математическая обработка результатов (расчет параметров регрессионных уравнений) может проводиться разными способами. О важности этой стадии обработки данных можно судить, например, по наличию обширного раздела «Статистический анализ» в Европейской фармакопее (ЕР, 1997, р. 229). Метод стандартной добавки оказывается применимым не только к гомогенным растворам анализируемых образцов, но и к гетерофазным системам (Зенкевич И. Г., Рагозина Т. Н., 1998). При этом, что особенно важно отметить, почти все методы допускают проверку точности результатов не только с помощью «классической» аналитической схемы «задано—найдено», но и за счет дублировании экспериментальных операций. Например, в случае применения метода стандартной добавки дли определения компонентов гетерофазных систем любые возможные сомнения немедленно устраняются повторением той же самой операции еще раз для контроля точности результатов (метод «двойной» стандартной добавки).
Метод внутренней нормализации находит ограниченное применение в практике фармацевтического анализа, поскольку главным требованием к образцам является регистрация на хроматограмме сигналов всех присутствующих компонентов. Как было отмечено выше (стр. 104). рассматриваемые настойки, экстракты и эликсиры содержат как летучие, так и нелетучие экстрактивные вещества растений, вследствие чего для них такой способ обработки данных неприменим. Однако он вполне сохраняет свае значение для представления относительного состава различных локальных групп соединений в смесях, например, моно- или сесквитерпенов, фракции летучих жирных кислот С12-С24 и т. д.
Метод дискретной экстракции предназначен для определения содержания компонентов в матрицах, непосредственное дозирование которых в хроматограф не рекомендуется (обычно из-за опасности загрязнения системы). В течение длительного времени главной областью его применения был газохроматографический парофазный анализ (Витенберг А. Г., Иоффе Б. В., 1982). Однако такие же принципы анализа могут быть применены и к жидкостной экстракции. Последний из перечисленных в таблице 9 способов (изменения состава) относится к группе весьма актуальных новых методов количественного анализа веществ, стандартные образцы которых недоступны или вовсе не существуют. Если в газовой хроматографии из-за относительно небольших различий чувствительности детекторов к разным веществам разработка таких методов длительное время считалась не слишком актуальной задачей, то в ВЭЖХ подобные вариации коэффициентов чувствительности УФ-детекторов могут достигать 105-107, и пренебрежение ими недопустимо.
Большинство рассматриваемых лекарственных форм перед проведением газохроматографического анализа требуют специальной подготовки проб, главное назначение которой — удаление основных количеств воды из образцов. Поскольку же в данной группе лекарственных препаратов растворителями чаще всего являются спиртоводные смеси, то перевод целевых компонентов в пригодные для хроматографического анализа гидрофобные растворители без искажений состава представляет собой достаточно непростую задачу (подробнее см. стр. 164).



 
« Наследственные факторы в формировании задержки полового развития у мальчиков   Неврологические проявления остеохондроза позвоночника »