Разработка проекта документа на методику выполнения измерения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия газохроматогр

Метод  1.  Используют  прибор,  изображённый  на  рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Прибор для определения мятного масла по методу 1

Навеску испытуемого  образца  помещают  в  широкогорлую плоскодонную колбу  A  вместимостью 1000  см3,  приливают 300  см3  воды (или  иное количество, указанное в частной статье) и закрывают резиновой пробкой B с обратным шариковым  холодильником  C.  В  пробке  снизу  укрепляют  металлические  крючки,  на которые при помощи тонкой проволоки подвешивают градуированный приёмник D так, чтобы конец холодильника находился над воронкообразным расширением приёмника, не  касаясь  его.

Колбу с содержимым нагревают и кипятят в течение времени, указанного в частной статье на лекарственное растительное средство. Объём  масла  в градуированной  части  приёмника  D  замеряют  после  окончания перегонки и охлаждения прибора до комнатной температуры.

Объём  эфирного  масла  в 100  г  лекарственного  препарата в  пересчёте  на  абсолютно  сухое  лекарственное средство рассчитывают по формуле:

                                                                                                            (1.1)

где V   –  объём эфирного масла в миллилитрах;

м  –  масса сырья в граммах;

W  –  потеря в массе при  высушивании сырья в процентах.

Метод 2.  Используют  прибор,  изображённый  на  рисунке 1.3. 

Рисунок 1.3 – Прибор для определения мятного масло по методу 2

Навеску сырья помещают в колбу, приливают 300 см3 воды, колбу соединяют с паропроводной трубкой и заполняют водой градуированную и сливную трубки через кран  при  помощи резиновой трубки, оканчивающейся воронкой. Затем  через  боковую трубку  при  помощи  пипетки  вливают  в  приёмник  около 0,5  см3  декалина и  точно замеряют  его  объём,  опуская  для  этого  уровень  жидкости  в  градуированную  часть трубки. Далее поступают, как описано в методе 1.

Объём  эфирного  масла  в 100  г  лекарственного  препарата  в  пересчёте  на  абсолютно  сухое  лекарственное средство рассчитывают по формуле:

                                                                                               (1.2)

  где   V1  –  объём раствора масла в декалине в миллилитрах;

V2  –  объём декалина в миллилитрах;

м  –  масса сырья в граммах;

W  –  потеря в массе при  высушивании сырья в процентах [2].

Вышеизложенные методы обладают следующими достоинствами: большая скорость и степень извлечения масла, улучшенное качество эфирного масла, отсутствие пригорания лекарственных средств и экстрагируемых водой веществ, простота регулировки скорости гонки, повышенная удельная производительность перегонных аппаратов, дешевизна. Несмотря на все достоинства присутствует ошибка определения содержания эфирного масла в лекарственных средствах и растительном сырье. Когда эта величина имеет важное значение, то необходимо определять ее как можно более точно, а этого можно достичь только если брать навески больших масс. При малых величинах навески ошибка в определении выхода эфирного масла может достигать 20–30 % за счет потерь в самой насадке и холодильнике, что недопустимо в количественном химическом анализе.

Экстракция летучими растворителями.

Сущность метода заключается в обработке эфирномасличного сырья или растительного лекарственного препарата растворителем погружением в него или орошением. При этом экстрагируемые вещества переходят в растворитель, из образовавшегося раствора (мисцеллы) отгоняют растворитель и получают экстракт-конкрет.

Процесс экстракции чаще всего осуществляется петролейным эфиром или экстракционным бензином при температуре окружающей среды, в отдельных случаях – при 40–50°С. Сырье загружают в аппарат (экстрактор), в который подают растворитель. Образовавшийся раствор конкрета (мисцеллу) концентрацией 0,1–0,3 % подвергают двухступенчатой дистилляции: на первой ступени под атмосферным давлением укрепляют до концентрации 8–30 %, на второй – под вакуумом отгоняют оставшийся растворитель.

Конкреты в целом виде не используют ввиду того, что они содержат воскообразные вещества, нерастворимые в этиловом спирте. Поэтому из них выделяют спирторастворимую часть, известную под названием абсолютного масла, методом экстракции, который основан на различной растворимости в этиловом спирте компонентов абсолютного масла и восков при пониженной температуре.

Выделение абсолютного масла производят следующим образом: экстракты растворяют в этиловом спирте при температуре окружающей среды или при подогреве. Полученный раствор охлаждают и выдерживают для кристаллизации восков. Затем массу фильтруют под вакуумом. Фильтрат, представляющий собой спиртовой раствор абсолютного масла, направляют на вакуум-дистилляцию. После отгонки этилового спирта получают абсолютное масло.

  Повышенный выход, высокое качество экстрактовых масел, высокие экономические показатели производства составляют главные достоинства метода.

Основными недостатками данного метода являются низкая скорость извлечения экстрагируемых веществ, трудоёмкость анализа и малая точность.

Газохроматографический анализ.

Для определения содержания эфирного масла используется газохроматографический анализ с применением метода стандартной добавки. Описание метода: точные навески образцов геля растворяют в гексане, а полученные растворы разделяются приблизительно на 2 равные части и помещаются в герметичные флаконы. Во вторую из проб вводят точную навеску мятного масла (добавка), после чего к обеим пробам добавляют одинаковое количество ацетонитрила и оставляют для расслаивания. После чего дозируют в хроматограф пробы верхних (гексановых) слоёв гетерофазных систем и регистрируют суммарные площади всех пиков, элюируемых после растворителя. Далее проводится количественное определение содержания мятного масла в этой системе [4].

Преимуществами газовой хроматографии как метода анализа являются универсальность; определение состава сложных смесей, в том числе с количеством компонентов более 100; быстрота; высокая чувствительность и способность преобразования хроматографических данных в электрические или пневматические сигналы, необходимые для систем автоматического контроля и регулирования технологических процессов. Кроме того, благодаря возможности изменения большого числа параметров (длины колонки, носителя, неподвижной фазы, скорости газа-носителя, температуры и др.) газохроматографический метод отличается большой гибкостью, позволяющей использовать его для решения самых разнообразных задач анализа. Поэтому газовая хроматография получила широкое распространение в фармацевтической промышленности и применяется для:

• определения антидепрессантов;
• определения амфетаминов;
• определения алкалоидных препаратов (прокаин, метадон, кокаин, морфин, кодеин, хинин и др.);
• определения диуретиков (кофеин, теобромин, теофилин);
• определения антиконвульсантов;
• определения остаточных растворителей в таблетках (трихлорэтилен, хлороформ, метилен хлорид и др.);
• определения этилового эфира бромоизовалериановой кислоты в корвалоле;
• определения этилового спирта в растворе доксициклина гидрохлорида;
• определения диметилформамида в нафтизине;
• определения линкомицина в готовой лекарственной форме;
• определения камфоры в мази;
• определения димстиланилина, триэтила;
• определения остаточных количеств этиленоксида и диоксана и др.
 

3. Характеристика выбранного метода измерения

Хроматография − это физико-химический метод анализа и исследования веществ и их смесей, основанный на разделении компонентов за счет различия в  параметрах  распределения  их  между  фазами  при  перемещении  через  слой неподвижной фазы потоком подвижной фазы.

В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы выделяют следующие хроматографические методы:

1. газовая хроматография;
2. жидкостная хроматография;
3. флюидная хроматография.

Отличительной  особенностью  газовой  хроматографии  от  других  методов

хроматографических разделений является то, что используемая подвижная фаза должна  обязательно  находится  в  газообразном  состоянии  и  выполнять  роль газа-носителя,  перемещающего  разделяемые  соединения  по  колонке.  В качестве  газов-носителей  могут  быть  использованы  индивидуальные  газы,  газообразные соединения или смеси газов и газообразных соединений.

1.3.1 Установка для газовой хроматографии

Принципиальная схема установки для газовой хроматографии  приведена на

рисунке 1.4.

1 − источник газа-носителя; 2 − вентиль тонкой регулировки  скорости потока газа-носителя; 3 − устройство для ввода пробы; 4 − хроматографическая колонка; 5 − детектор; 6 − термостат колонки и термостат детектора; 7 − регистратор; 

8 − измеритель скорости потока газа-носителя.

Рисунок 1.4 – Принципиальная схема газового хроматографа

Источник газа-носителя представляет собой баллон со сжатым или сжиженным газом, который обычно находится под большим давлением (до 120 атм).

Регулятор расхода газа предназначен для контроля расхода газа в системе, а также для поддержки необходимого давления газа на входе в систему.

Устройство для ввода пробы состоит из эластичной мембраны и нагревательного элемента. Предназначено для подачи пробы анализируемой смеси в хроматографическую колонку. Ввод в устройство ввода определенного количества анализируемой смеси позволяет выполнить дозирующее устройство, в качестве которого чаще всего применяются микрошприц. В устройстве ввода жидкие пробы испаряются и поступают в хроматографическую колонку.

В хроматографической колонке осуществляется разделение смеси на отдельные компоненты. При разделении одновременно протекают процессы сорбции-десорбции веществ между неподвижной и подвижной фазами. При этом вещества, слабо сорбируемые неподвижной фазой, будут продвигаться по колонке с большей скоростью и наоборот.

Из колонки разделенные компоненты смеси вместе с газом-носителем попадают в детектор, который регистрирует вещества, отличающиеся по физическим или физико-химическим свойствам от газа-носителя, и преобразует их в электрический сигнал.

Далее происходит усиление или преобразование сигнала в аналоговое напряжение, с последующим преобразованием его в цифровую форму.

Регистрирующее устройство (персональный компьютер) строит график зависимости сигнала детектора от времени (хроматограмма) [5].

1.3.2 Условия проведения анализа

Данный газохроматографический анализ проводится на хроматографе Цвет-500М с пламенно-ионизационным детектором и стеклянной насадочной колонкой размерами 3 м × 2 мм с 15 % полиэтиленгликоля Карбовакс 20М на Хроматоне N AW DMCS (0,16–0,20 мм) в изотермических условиях при температуре 120 оС. Температура термостата детекторов 150 оС, испарителя 200 оС–250 оС. Газ-носитель азот, объёмная скорость 30 мл\мин. Объём дозируемых проб 0,3–1,2 мкл (микрошприцы МШ-1 И МШ-10). Обработку хроматограмм проводили с использованием программного обеспечения МультиХром (версия 1.52) [4].

Пламенно-ионизационный детектор (ПИД) является одним из наиболее распространенных  и  популярных  детекторов  в  газовой  хроматографии. Схема устройства пламенно-ионизаионного детектора приведена на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Схема устройства пламенно-ионизационного детектора

Принцип  работы  детектора  заключается  в  том,  что  при  обычных  условиях газы  не  проводят  электрический  ток,  но  если  в  результате  какого-либо воздействия  в  газе  образуются  ионы,  радикалы  или  свободные  электроны,  то даже  при  очень  небольшой  концентрации  этих  частиц  газы  становятся проводниками электрического тока.

К потенциальному электроду прилагается напряжение для сбора ионов, а с коллекторного электрода снимается сигнал детектора.

Преимущества ПИД:

• высокая чувствительность;
• линейный диапазон детектирования  107;
• высокое быстродействие;
• небольшой объем рабочей камеры;
• диапазон рабочих температур до 400 оС;
• возможность использования дешевого газа-носителя (азот);
• сравнительно низкая стоимость детектора.

В качестве газ-носителя выбран азот, обладающий следующими преимуществами:

• высокая  вязкость,  обуславливающая  низкие коэффициенты  диффузии  веществ  в  газовой  фазе  и,  как следствие,  малое  размывание  пиков;
• простота  очистки;
• низкая стоимость;
• безопасность в работе [6].

1.3.3 Методы количественного  газохроматографического анализа

Используемые в хроматографии методы количественного анализа традиционно принято подразделять на несколько основных типов в зависимости от характера операций подготовки проб и алгоритмов обработки полученных данных. К ним относятся метод абсолютной калибровки, метод внешнего стандарта, внутреннего стандарта, стандартной добавки и внутренней нормализации.