Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ (СРС)



 

 

Тема 1 – Валидационные характеристики физико-химических методов. Методы определения концентраций в физико-химическом анализе лекарственных средств (3,75 часа)

Цель:ознакомить обучающихся с характеристиками, определяющими применимость физико-химических методов для анализа лекарственных средств, а также с основными методиками определения концентрации их, наиболее применяемыми в этих методах

 

Задания:

1. Избирательность метода анализа.

2. Требования к точности и чувствительности.

3. Предел обнаружения – характеристика чувствительности химической реакции, заложенной в методе анализа,

4. Воспроизводимость результатов анализа.

5. Способы определения концентрации.

 

Форма выполнения: рефераты по заданиям темы

 

Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата

 

Сроки сдачи: 3 неделя

 

Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66´3,35 = 2,5 балла

Литература

1. Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. Издание 5-е, перераб. и доп. - М., «Химия», 1973. – 536 с.

2. Отто М.Современные методы аналитической химии. 2-е исправленное издание. -Москва: Техносфера, 2006. – 416 с.

3. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч: Учебн. пособие / В.Г. Беликов – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: МЕДпресс-информ, 2007. - 624 с.

4. Государственная фармакопея Республики Казахстан. Т. 1. – Алматы: Издательский дом «Жибек жолы», 2008. – 592 с.

5. Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии: Учеб. пособие / Под. ред. А.П. Арзамасцева. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2001. – 384 с.

 

Контроль (вопросы):

1. Поясните суть понятия «избирательность» метода анализа.

2. Каковы требования, характеризующие точность и чувствительность физико-химического метода?

3. Какие реакции заложены в методе фотоэлектроколориметрии?

4. Как сказывается воспроизводимость результатов анализа на его точности?

5. Перечислите общие методики, применяемые в физико-химических методах количественного определения лекарственных препаратов.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

На различных этапах фармацевтического анализа в зависимости от поставленных задач имеют значение такие критерии, как избирательность, чувствительность, точность, время, затраченное на выполнение анализа, израсходованное количество анализируемого ЛВ или ЛФ.

Избирательность метода очень важна при проведении анализа смесей веществ, поскольку дает возможность получать истинные значения для каждого из компонентов смеси. Поэтому только избирательные методики анализа позволяют определять содержание основного компонента в присутствии продуктов разложения и других примесей.



Требования к точности и чувствительности фармацевтического анализа зависят от объекта и цели исследования. При испытании степени чистоты препарата используют методики, отличающиеся высокой чувствительностью, позволяющие устанавливать минимальное содержание примесей.

При выполнении постадийного контроля производства, а также при проведении экспресс-анализа в условиях аптеки важную роль имеет фактор времени, которое затрачивается на выполнение анализа. Для этого выбирают методы, позволяющие провести анализ в наиболее короткие сроки и вместе с тем с достаточной точностью.

При количественном определении ЛВ используют метод, отличающийся избирательностью и высокой точностью. Чувствительностью метода пренебрегают, учитывая возможность выполнения анализа с большой навеской препарата.

Мерой чувствительности реакции является предел обнаружения. Он означает наименьшее содержание, при котором по данной методике можно обнаружить присутствие определяемого компонента с заданной доверительной вероятностью. На чувствительность качественных реакций оказывают влияние такие факторы, как объемы растворов реагирующих компонентов, концентрации реактивов, рН среды, температура, продолжительность опыта. Это следует учитывать при разработке методик качественного фармацевтического анализа. В настоящее время для установления чувствительности реакций все шире используют показатель поглощения (удельный или молярный), устанавливаемый спектрофотометрическим методом. В химическом анализе чувствительность устанавливают по величине предела обнаружения данной реакции. Высокой чувствительностью отличаются физико-химические методы анализа. Наиболее высокочувствительны радиохимические и масс-спектральный методы, позволяющие определять 10-8-10-9 % анализируемого вещества, полярографические и флуориметрические 10-6-10-9 %; чувствительность спектрофотометрических методов 10-3-10-6 %, потенциометрических 10-2 %.



Термин «точность анализа» включает одновременно два понятия: воспроизводимость и правильность полученных результатов.

Воспроизводимость характеризует рассеяние результатов анализа по сравнению со средним значением. Правильность отражает разность между действительным и найденным содержанием вещества. Точность анализа у каждого метода различна и зависит от многих факторов: калибровки измерительных приборов, точности отвешивания или отмеривания, опытности аналитика и т.д. Точность результата анализа не может быть выше, чем точность наименее точного измерения.

Способы определения концентрации:

1. метод градуировочного графика;

2. дифференциальный метод:

а) метод предельного поглощения;

б) метод низкого поглощения (метод определения следов);

3. метод добавок;

4. определение веществ в присутствии примесей;

5. метод Аллена.

 

Тема 2 – Использование спектрофотометрии в инфракрасной области при качественной идентификации лекарственных средств (3,75 часа)

Цель:ознакомить обучающихся с теоретическими основами возникновения ИК спектров, условиями их регистрации и интерпретации с целью выявления структурных особенностей лекарственных препаратов

 

Задания:

1. Природа возникновения поглощения в ИК области.

2. Приборы, применяемые для регистрации ИК спектров и их электро-оптическая схема.

3. Типы основных колебаний, наблюдаемых в ИК спектре.

4. Природа основных характеристических частот, наблюдаемых в ИК спектрах лекарственных веществ.

5. Применение ИК спектроскопии для установления подлинности и структуры лекарственных препаратов

 

Форма выполнения: рефераты по заданиям темы

 

Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата

 

Сроки сдачи: 6 неделя

 

Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66´3,35 = 2,5 балла

Литература

1. Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. Издание 5-е, перераб. и доп. - М., «Химия», 1973. – 536 с.

2. Отто М.Современные методы аналитической химии. 2-е исправленное издание. -Москва: Техносфера, 2006. – 416 с.

3. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч: Учебн. пособие / В.Г. Беликов – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: МЕДпресс-информ, 2007. - 624 с.

4. Государственная фармакопея Республики Казахстан. Т. 1. – Алматы: Издательский дом «Жибек жолы», 2008. – 592 с.

5. Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии: Учеб. пособие / Под. ред. А.П. Арзамасцева. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2001. – 384 с.

 

Контроль (вопросы):

1. Поясните природу возникновения спектра поглощения в ИК области.

2. Какие приборы обеспечивают схему регистрации ИК спектров?

3. Что такое ИК спектр соединения?

4. Какие основные полосы поглощения вы знаете?

5. Опишите методику качественной идентификации лекарственного препарата по его ИК спектру.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Основные положения.Электромагнитное излучение характеризуется энергией E, частотой и длиной волны , которые связаны между собой соотношением E = h = hc/, где h – постоянная Планка (6,6310–34 Джс), c – скорость света (3108 м/с).

Под действием электромагнитного излучения молекулы вещества переходят на более высокие энергетические уровни. На рис. 1 схематически представлены эти уровни (горизонтальные линии) и некоторые переходы между ними (вертикальные стрелки). Энергия поглощается и испускается дискретными порциями (квантами), и чтобы поглощение произошло, энергия кванта падающего излучения должна в точности соответствовать энергии перехода в одно из возбужденных состояний поглощающей молекулы. Когда молекула из возбужденного состояния переходит на более низкий энергетический уровень, излучение испускается, при этом энергия излучения равна разности энергий двух уровней. Спектр – это зависимость интенсивности поглощения или испускания электромагнитного излучения от длины волны или энергии. Он состоит из пиков или полос разной высоты. Положение пика относительно оси абсцисс ( или E) указывает разность в энергии двух уровней. Характер спектра дает информацию о природе поглощающего или испускающего вещества, а высота пиков – о числе молекул, участвующих в переходе (т.е. о концентрации вещества).

 

Рисунок 1 – Энергетические уровни гипотетической молекулы. E – электронные уровни, v – колебательные. Сплошные стрелки отвечают поглощению или испусканию света, пунктирные – безызлучательным переходам.

На рисунке 2 представлены блок-схемы устройств для получения спектров поглощения и испускания.

Жирные стрелки соответствуют полихроматическому излучению, тонкие – монохроматическому.

Выбор конкретного оборудования – источника излучения, монохроматора, детектора – зависит от длин волн используемого излучения и характера измерений. В УФ- и видимой областях в качестве источников света обычно используют лампы накаливания или лазеры, монохроматором служит щель или призма, а детектором – фотоэлектронный умножитель и блок фотодиодов.

 

Рисунок 2 – Блок-схемы устройств для получения спектров поглощения (вверху) и испускания (внизу).

Инфракрасная (ИК) спектроскопия.Спектры поглощения в видимой и УФ-областях, о которых шла речь выше, возникают в результате электронных переходов в атомах и молекулах. Поглощение же в ИК-области обусловлено переходами между колебательными уровнями, отвечающими разной колебательной энергии функциональных групп. В ИК-спектроскопии чаще всего используют среднюю часть ИК-области, 4000–200 см–1. Для интерпретации ИК-спектров составлены специальные каталоги и таблицы, в которых указаны характеристические частоты колебаний различных групп (таблица).

Таблица - ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ НЕКОТОРЫХ ГРУПП
Группа (тип колебаний) Волновое число, см–1
O–H (валентные) 3350–3250
N–H (валентные) 3460–3280
C–H (валентные) 2980–2850
C C (валентные) 2300–2100
C=O (валентные) 1870–1650
C=N (валентные) 1620–1560
C=C (валентные) 1645–1615
N–H (деформационные) 1650–1590
C–H (деформационные) 1470–1360
O–H (деформационные) 1440–1260

Значения молярных коэффициентов экстинкции для ИК-области меньше, чем для видимой и УФ-областей, поэтому с помощью ИК-спектроскопии можно исследовать или чистые вещества, или очень концентрированные растворы. Жидкости заливают между оптически прозрачными стеклами, где они образуют тонкую пленку, или в кювету, твердые вещества измельчают и суспендируют в оптически прозрачной среде. Растворы исследовать сложнее, чем твердые вещества, поскольку растворитель часто поглощает в этой же области. Чтобы повысить чувствительность и разрешающую способность метода, в современных модификациях используют ИК-спектроскопию с фурье-преобразованием.

Впервые ИК спектроскопия введена ГФ Х для идентификации фторотана и натриевых солей полусинтетических пенициллинов – метициллина и оксациллина. В настоящее время этот метод применяется в анализе различных классов лекарственных веществ.

Задача идентификации лекарственных веществ по их ИК спектрам сводится к сопоставлению спектров испытуемого и стандартного вещества.

 

Тема 3 – Теоретические основы хроматографического анализа и основные его виды, применяемые в фармацевтическом анализе лекарственных средств (3,75 часа)

Цель:ознакомить обучающихся с теоретическими основами хроматографического анализа, его разновидностями, конкретными методическими указаниями, рекомендованными при анализе лекарственных препаратов

 

Задания:

1. История возникновения хроматографического анализа.

2. Основы распределительной хроматографии.

3. Адсорбционная хроматография.

4. Ионообменная хроматография.

5. Применение хроматографии в медицине.

6. Применение в фармацевтическом анализе газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии.

 

Форма выполнения: рефераты по заданиям темы

 

Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата

 

Сроки сдачи: 10 неделя

 

Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66´3,35 = 2,5 балла

Литература

1. Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. Издание 5-е, перераб. и доп. - М., «Химия», 1973. – 536 с.

2. Отто М.Современные методы аналитической химии. 2-е исправленное издание. -Москва: Техносфера, 2006. – 416 с.

3. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч: Учебн. пособие / В.Г. Беликов – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: МЕДпресс-информ, 2007. - 624 с.

4. Государственная фармакопея Республики Казахстан. Т. 1. – Алматы: Издательский дом «Жибек жолы», 2008. – 592 с.

5. Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии: Учеб. пособие / Под. ред. А.П. Арзамасцева. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2001. – 384 с.

 

Контроль (вопросы):

1. Кто и когда открыл метод хроматографии?

2. Какие виды хроматогрфического анализа вы знаете?

3. В чем заключается суть распределительной хроматографии?

4. Какие типы ионообменников вы знаете?

5. Перечислите особенности высокоэффективной жидкостной хроматографии, определяющие её широкое распространение в анализе лекарственных веществ.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Хроматография (от греч. chroma, chromatos - цвет, краска), физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами - неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через неподвижную. Хроматографический анализ является критерием однородности вещества: если каким-либо хроматографическим способом анализируемое вещество не разделилось, то его считают однородным (без примесей).

Принципиальным отличием хроматографических методов от других физико-химических методов анализа является возможность разделения близких по свойствам веществ. После разделения компоненты анализируемой смеси можно идентифицировать (установить природу) и количественно определять (массу, концентрацию) любыми химическими, физическими и физико-химическими методами.

История метода

Хроматографический метод анализа был впервые применён русским учёным-ботаником Михаилом Семеновичем Цветом в 1900 году. Он использовал колонку, заполненную карбонатом кальция для разделения пигментов растительного происхождения. Первое сообщение о разработке метода хроматографии было сделано Цветом 30 декабря 1901 года на XI Съезде естествоиспытателей и врачей в С.-Петербурге. Первая печатная работа по хроматографии была опубликована в 1903 году, в журнале Труды Варшавского общества естествоиспытателей. Впервые термин хроматография появился в двух печатных работах Цвета в 1906 году, опубликованных в немецком журнале Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. В 1907 году Цвет демонстрирует Немецкому Ботаническому обществу образец хроматографа — прибора для осуществления процесса хроматографии. В 1910-1930 годы метод был незаслуженно забыт и практически не развивался. В 1952 году Дж. Мартину и Р. Синджу была присуждена Нобелевская премия по химии за создание метода распределительной хроматографии. С середины 20 века и до наших дней хроматография интенсивно развивалась и стала одним из наиболее широко применяемых методов анализа.

Хроматография широко применяется в лабораториях и в промышленности для качественного и количественного анализа многокомпонентных систем, контроля производства, особенно в связи с автоматизацией многих процессов, а также для препаративного (в т. ч. промышленного) выделения индивидуальных веществ (например, благородных металлов), разделения редких и рассеянных элементов.

В некоторых случаях для идентификации веществ используется хроматография в сочетании с другими физико-химическими и физическими методами, например с масс-спектрометрией, ИК-, УФ-спектроскопией и др. Для расшифровки хроматограмм и выбора условий опыта применяют ЭВМ.

Основные достоинства хроматографического анализа:

· экспрессность; высокая эффективность; возможность автоматизации и получение объективной информации;

· сочетание с другими физико-химическими методами;

· широкий интервал концентраций соединений;

· возможность изучения физико-химических свойств соединений;

· осуществление проведения качественного и количественного анализа;

· применение для контроля и автоматического регулирования технологических процессов.

В зависимости от природы взаимодействия, обусловливающего распределение компонентов между элюентом и неподвижной фазой, различают следующие основные виды хроматографии - адсорбционную, распределительную, ионообменную, эксклюзионную (молекулярно-ситовую) и осадочную.

Адсорбционная хроматография основана на различии сорбируемости разделяемых веществ адсорбентом (твёрдое тело с развитой поверхностью); распределительная хроматография - на разной растворимости компонентов смеси в неподвижной фазе (высококипящая жидкость, нанесённая на твёрдый макропористый носитель) и элюенте; ионообменная хроматография - на различии констант ионообменного равновесия между неподвижной фазой (ионитом) и компонентами разделяемой смеси; эксклюзионная (молекулярно-ситовая) хроматография - на разной проницаемости молекул компонентов в неподвижную фазу (высокопористый неионогенный гель). Осадочная хроматография основана на различной способности разделяемых компонентов выпадать в осадок на твёрдой неподвижной фазе.

В соответствии с агрегатным состоянием элюента различают:

· газовую хроматографию ГХ (GC);

· жидкостную хроматографию ВЭЖХ (HPLC).

Газовая хроматографияприменяется для газов разделения, определения примесей вредных веществ в воздухе, воде, почве, промышленных продуктах; определения состава продуктов основного органического и нефтехимического синтеза, выхлопных газов, лекарственных препаратов, а также в криминалистике и т.д.

Жидкостная хроматографияиспользуется для анализа, разделения и очистки синтетических полимеров, лекарственных препаратов, детергентов, белков, гормонов и др. биологически важных соединений. Использование высокочувствительных детекторов позволяет работать с очень малыми количествами веществ (10-11-10-9 г), что исключительно важно в биологических исследованиях.

В зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы газовая хроматография ГХ (GC) бывает газо-адсорбционной (неподвижная фаза - твёрдый адсорбент) и газожидкостной (неподвижная фаза - жидкость), а жидкостная хроматография - жидкостно-адсорбционной (или твёрдо-жидкостной) и жидкостно-жидкостной.

Различают колоночную и плоскостную хроматографию. В колоночной сорбентом заполняют специальные трубки - колонки, а подвижная фаза движется внутри колонки благодаря перепаду давления. Разновидность колоночной хроматографии - капиллярная, когда тонкий слой сорбента наносится на внутренние стенки капиллярной трубки. Плоскостная хроматография подразделяется на тонкослойную и бумажную. В тонкослойной хроматографии тонкий слой гранулированного сорбента или пористая плёнка наносится на стеклянную или металлическую пластинки; в случае бумажной хроматографии используют специальную хроматографическую бумагу. Тонкослойная (ТСХ) и бумажная хроматография используются для анализа жиров, углеводов, белков и др. природных веществ и неорганических соединений.

Ряд видов хроматографии осуществляется с помощью приборов, называемых хроматографами, в большинстве из которых реализуется проявительный вариант хроматографии.Хроматографы используют для анализа и для препаративного (в т. ч. промышленного) разделения смесей веществ. При анализе разделённые в хроматографической колонке вещества вместе с элюентом попадают в установленное на выходе из колонки специальное устройство – детектор, регистрирующее их концентрации во времени.

Полученную в результате этого выходную кривую называют хроматограммой. Для качественного хроматографического анализа определяют время от момента ввода пробы до выхода каждого компонента из колонки при данной температуре и при использовании определённого элюента. Для количественного анализа определяют высоты или площади хроматографических пиков с учётом коэффициентов чувствительности используемого детектирующего устройства к анализируемым веществам.

В соответствии с природой детектора и механизмом возникновения сигнала различают химические, физические, физико-химические, биологические и др.

Высокоэффективная жидкостная хроматография – в качестве подвижной фазы выступает жидкость. Разделение обусловлено распределением компонентов смеси веществ между подвижной и неподвижной фазами. По колонке с сорбентом под действием подвижной фазы, подаваемой при высоком давлении, быстрее продвигаются вещества, лучше растворяющиеся в подвижной фазе.

Медицинские приложения газовой хроматографии

Газовая хроматография используется во многих областях медицины: в гигиене и экологии для определения содержания вредных примесей в воздухе, воде и пищевых продуктах; в токсикологии и судебной медицине для диагностики отравлений техническими жидкостями (хлорпроизводными углеводородов, алкоголем и его суррогатами) и пестицидами самой различной структуры; в фармакологии и фармации для контроля качества препаратов, исследования метаболизма лекарственных средств. Любой из этих примеров мог бы стать предметом отдельного разговора, но мы остановимся лишь на некоторых аспектах использования газовой хроматографии в клиническом анализе.

 

Тема 4 – Сочетание хроматографических и спектроскопических методов при качественной и количественной идентификации


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!