Методы анализа глюкозы в субстанции

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………….…………..3

Глава 1. Методы анализа глюкозы  в субстанции ……………..…………..4

1.1Описание лекарственного средства……………………………………..4

1.2Глюкоза………………………...…………………………………………5

1.2.1Физические свойства глюкозы…………………..……………………5

1.2.2  Получение субстанции глюкозы…………………………………….6

1.2.3Определение подлинности……………………………………...……..6

1.2.4Количественное определение……………………………..…….……9

1.2.5Хранение и применение………………………………………..…….10

1.3. Валидацияаналитичой методики………………………………….….11

Глава 2 Валидационная оценка методик анализа глюкозы………….….13

2.1. Установление параметров линейной зависимости ……………...….13

2. 2 Анализ параметра правильность………………………………..……15

2.3 Анализ параметра прецизионность…………………………….……..19

Заключение……………………………………………………………...….21

Список литературы…………………………………………………......….22

 

ВВЕДЕНИЕ

Всем специалистам необходимо расширять и углублять свои знания. Выполнение студентами научно-исследовательских  работ позволит им профессионально  овладеть практическими навыками и  умениями.

Выполнение работ на кафедре  фармацевтической химии предусматривает  более детальное и целенаправленное изучение методов качественного  и количественного анализов ингредиентов лекарственных средств (ЛС) индивидуального  изготовления и объективную их оценку с помощью валидационных характеристик. Применительно к анализу ЛС, изготовляемых  в аптеках, преимущества имеют физико-химические методы анализа, в частности фотоколориметрический.

Любая аналитическая методика должна быть утверждена в установленном  порядке, что подтверждает ее метрологическая  аттестация. Для этой цели в фармацевтической практике используют метод валидации, то есть документальное доказательство того, что методика пригодна для  выполнения поставленных задач.

Количественный химический анализ пробы вещества или ингредиента  лекарственного средства – это экспериментальное  определение содержания (массовой доли, концентрации и т.д.) одного или ряда компонентов физическими или  химическими методами. Количественный химический анализ проводят согласно методикам анализа, утвержденным в  установленном порядке, посредством  прямых и косвенных измерений  с использованием объемных методов  анализа или физико-химических приборов.

Целью курсовой работы является изучение валидационной оценки методов идентификации, объемного метода анализа лекарственных веществ, входящих в состав раствора глюкозы 5%, изготовляемого по заводской технологии.

 

 

Глава 1. Методы анализа глюкозы в субстанции

1. ОПИСАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА

Раствор глюкозы 5% для инъекций.

Фармакологическое действие

Плазмозамещающее, гидратирующее, метаболическое, дезинтоксикационное. Субстратно обеспечивает энергетический обмен. Поддерживает объем циркулирующей  плазмы. Изотонический раствор восполняет объем потерянной жидкости, повышенная осмотическая активность гипертонических  растворов увеличивает выход  тканевой жидкости в сосудистое русло  и удерживает ее в нем, повышает диурез и выведение токсических веществ. Молекулы декстрозы утилизируются  в процессе энергетического обеспечения.

Показания к применению

Гипогликемия, гипогликемическая  кома, гиповолемия, дегидратация, шок, коллапс, интоксикация (в хирургической, травматологической, реанимационной практике); приготовление растворов лекарств.

Противопоказания

Сахарный диабет, различные  состояния, сопровождающиеся гипергликемией.

Побочное действие

Лихорадка, воспаление тканей в месте введения, тромбоз и/или  тромбофлебит - чаще всего связаны  с нарушениями асептики во время  приготовления раствора или техники  инъецирования, гиперволемия, острая левожелудочковая недостаточность.

 

 

 

 

 

 

 

1.2 ГЛЮКОЗА

К числу углеводов относят  сахара и подобные им по химической структуре и свойствам соединения. Большинство углеводов представляют собой полиоксикарбонильные соединения, т.е. полиоксиальдегиды или полиоксикетоны. 

В медицинской и фармацевтической практике наиболее широко используют глюкозу, сахар молочный,  сахарозу, галактозу.

Glucose — глюкоза

альфа-D-глюкопираноза

1.2.1ФИЗИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА ГЛЮКОЗЫ

Белый мелкокристаллический порошок без запаха, сладкого вкуса. Удельное вращение от +52 до +53 (10%-ный  водный раствор). Легко растворим  в воде, очень мало или трудно растворимы в этаноле, практически  нерастворимы в эфире и хлороформе.

Структура глюкозы обусловливает  особенности физических и химических свойств ее растворов. От наличия  нескольких асимметрических углеродных атомов в молекулах моносахаридов  и дисахаридов зависят оптические свойства растворов. Эти свойства являются характерными константами для углеводов.

При окислении D-глюкозы образуется D-глюконовая кислота, а при восстановлении — сорбит.

Восстановительные свойства глюкозы связаны с наличием в  молекуле полуацетального гидроксила. При нагревании растворов дисахаридов  в присутствии кислот происходит их гидролиз до моносахаридов. Сахароза гидролизуется с образованием глюкозы  и фруктозы, а сахар молочный —  до глюкозы и галактозы.  

 

 

1.2.2ПОЛУЧЕНИЕ СУБСТАНЦИИ ГЛЮКОЗЫ

Углеводы содержатся в  растительном и животном сырье. Глюкоза  находится в виноградном соке, в плодах и других органах различных  растений. Основным источником получения  глюкозы в промышленности является крахмал, который гидролизуют в  присутствии минеральных кислот:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O →nC₆H₁₂O₆

 крахмал   глюкоза

 

Глюкозу можно получить гидролизом сахарозы с участием спиртового раствора хлороводорода:

 

 

Глюкоза выкристаллизовывается, а фруктоза остается в растворе.

 

1.2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДЛИННОСТИ

Для качественного и количественного  анализа используют главным образом  восстановительные свойства углеводов  и физические свойства их растворов.

Подлинность глюкозы устанавливают, нагревая до кипения ее растворы с  реактивом Фелинга. При этом глюкоза  образует кирпично-красный осадок оксида меди (I). При действии на глюкозу  аммиачным раствором нитрата  серебра выделяется черный осадок серебра.

Растворы глюкозы образуют с фенилгидразином выпадающие в  осадок фенилгидразоны. При последующем  нагревании на водяной бане получаются окрашенные в желтый цвет озазоны. Озазоны  имеют характерную температуру  плавления. Глюкоза взаимодействует  с тремя молекулами фенилгидразина:

 

 

Под воздействием минеральных  кислот или щавелевой кислоты  моно- и дисахариды превращаются при  нагревании в пробирке на пламени  горелки в фурфурол или его  производные (дисахариды вначале гидролизуются  в моносахариды). Из глюкозы образуется оксиметилфурфурол, а из фруктозы —  фурфурол:

 

 

 

 

Фурфурол или оксиметилфурфурол, являясь летучими соединениями, взаимодействуют  с анилином или прокаином, нанесенным на фильтровальную бумагу, которой  накрывают пробирку. Вначале образуются основания Шиффа, имеющие светло-желтую окраску, а затем фурановый цикл раскрывается и получается полиметиновый  краситель — производное оксиглютаконового  альдегида (малиново-фиолетовое окрашивание):

Глюкоза образует со спиртовым  раствором α-нафтола и концентрированной серной кислотой соединения хиноидной структуры, окрашенные в красно-фиолетовый цвет. В основе реакции также лежит процесс образования фурфурола или оксиметилфурфурола, которые конденсируются с α-нафтолом в триарилметановое хиноидное соединение.

К этой же группе следует  отнести цветные реакции, которые  дают моно- и дисахариды с другими  фенолами При смешении кристаллов глюкозы  и тимола после добавления концентрированной  серной кислоты появляется темно-красное  окрашивание.

Окрашенные продукты конденсации  получаются при взаимодействии моносахаридов (или гидролизованных дисахаридов) с раствором антрона в концентрированной  серной кислоте: 

Появляется зеленое окрашивание, постепенно переходящее в сине-зеленое.

Глюкоза дает цветную реакцию  с 0,5%-ным раствором хлорида трифенилтетразолия в присутствии раствора гидроксида натрия при нагревании. Выпадает красный  осадок трифенилформазана:

 

 

При добавлении раствора сульфата меди и подщелачивании глюкоза образует комплексное соединение фиолетово-синего цвета. Этой реакцией одновременно доказывается наличие как гидроксильных, так  и альдегидной групп, восстанавливающих  медь (II) до оксида меди (I) при стоянии. Присутствие гидроксильных групп можно также доказать реакцией ацетилирования (происходит образование пентаацетатов со стабильной температурой плавления).

Показателем качества углеводов  является удельное вращение растворов, характеризующее их оптическую активность. Для установления удельного вращения глюкозу предварительно сушат при 100–105 ̊C до постоянной массы.

Измерение угла вращения глюкозы  производят с помощью поляриметра  после предварительного прибавления  к испытуемому раствору двух капель раствора аммиака. При этом ускоряется процесс мутаротации. Он связан с установлением равновесия в образовании двух эпимеров: 64% β-D(+)-глюкозы и 36% β-D(+)-глюкозы. Это создает усредненное значение удельного вращения раствора глюкозы, равное +52,5% (ФС допускает 51,5–53,0).

В условиях термической стерилизации растворов глюкозы для инъекций, вне зависимости от присутствия  стабилизатора, происходит образование  продуктов деструкции: дезоксигексазонов, органических кислот, формальдегида, 5-оксиметилфурфурола. В ФС включены способы определения  этих веществ, основанные на использовании  фотометрических методов.

 

1.2.4. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Количественное определение  глюкозы, галактозы, лактозы и сахарозы можно выполнить различными методами.

Содержание глюкозы определяют иодометрическим методом, основанном на окислении альдегидной группы щелочными растворами иода до образования  натриевой соли глюконовой кислоты:

 

+ I₂ + 3NaOH ¾>CH₂OH(CHOH)₄COONa + 2NaI + 2H₂O

 

Один из титриметрических методов анализа моносахаридов  и дисахаридов основан на использовании  реактива Фелинга (2-3 кратный избыток). Его добавляют к навеске точно  отмеренное количество, а затем иодометрически устанавливают остаток неизрасходованного на окисление катиона меди (II).

Методика основана на восстановлении углеводами меди (II) до меди (I) из тартратного комплекса:

 

 

Избыток реактива Фелинга, содержащего  ионы меди (II), восстанавливают иодидом в кислой среде и выделившийся иод титруют тиосульфатом натрия:

 

2Cu²⁺ + 5I^–¾® 2CuI¯ + I₃^–

 

Поляриметрический метод  определения сахаров основан  на измерении угла вращения поляризованного  света. Угол вращения  (в градусах), измеряемый на поляриметре, и удельное вращение связаны между собой уравнением: . Зная удельное вращение, длину трубки l и измерив угол вращения, можно вычислить массовую долю с (%) по формуле:

ГЖХ-метод определения  глюкозы используют после превращения  её в летучие соединения (ацетаты  сорбита или нитрил глюконовой кислоты).

1.2.5. ХРАНЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

Хранят лекарственные  препараты глюкозы в хорошо укупоренной  таре при комнатной температуре. Глюкоза в водных растворах при  хранении окисляется. Следует также  учитывать гигроскопичность сахаров.

Применяют глюкозу при  различных заболеваниях сердца, печени, шоке, коллапсе в качестве источника  легко усвояемого организмом питания, улучшающего функции различных  органов. Основные пути метаболизма  D-глюкозы — гликолиз и аэробное окисление до углекислоты, воды и АТФ. Назначают глюкозу внутрь (по 0,5–1,0 г), внутривенно до 20–50 мл 40%-ного раствора

1.3.Валидация аналитичой методики

Валидацияаналитичой методики – экспериментальное доказательство того, что методика пригодна для  решения предполагаемых задач

Валидация проводится для  следующих испытаний:

-на подлинность 

-количественное испытание  для определения примесей

-испытание для количественного  определения действующего вещества  в образцах активной субстанции  или готового лекарственного  препарата, а так же для количественного  определения других компонентов  лекарственных препаратов( консервантов)

Испытание на идентификацию - предназначена для подтверждения  подлинности анализа веществ  в образце. Обычно это достигается  путем сравнения каких либо свойств (спектральных характеристик, реакционная  способность испытаний и стандартных  образцов)

Испытание предназначенное  для контроля примесей- могут быть как количественными так и  предельными. Назначение- характеристика чистоты образца. Для валидации  количественного и предельного  испытания необходимы различные  валидационные характеристики.

Количественное определение  предназначено для определения  количественного определения в  образце.