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

Все методы количественного хроматографического анализа рекомендовано применять для анализа гомогенных образцов, но один из них – метод стандартной добавки – применим для определения суммарного содержания компонентов гетерофазных систем.

Для  получения  результата измерения  этим  методом  необходимо  записать  хроматограммы  двух  проб: исходной  и  исходной  с  добавкой  известного  количества  определяемого компонента. Для вычисления концентраций определяемых компонентов в образцах (сх) этим методом используют следующую формулу:

 

                                                                                    (1.3)

 

где mдоб – масса  стандартной  добавки;

  Мобр – масса  образца;

  Px(1)  и  Px(2) – параметры  хроматографических  пиков (площади  или  высоты)

определяемого соединения до и после добавки;

Pi(1) и Рi(2) – параметры хроматографических пиков любого другого компонен та смеси (присутствующего  в  образце  или  добавленного  в него искусственно) до и после добавки, соответственно.

Действительно, необходимость учёта параметров Pi(1) и Рi(2) возникает только в тех частных случаях, когда объёмы растворов добавки сравнимы с объектами растворов исходных образцов и их смешивание приводит к существенному разбавлению анализируемых проб. На практике удобнее использовать метод стандартной добавки для определения суммарного количества подлежащего определению вещества в пробе, когда препарат сравнения практически не изменяет объём образца, который при этом может даже оставаться неизвестным. Основное расчётное соотношение следует из пропорции:

 

Рх/Рх+доб = mх/(mх + mдоб),                                            (1.4)

 

Получаем формулу:

 

mx = ,                                        (1.5)

 

где Рх и Рх+доб – параметры хроматографических пиков определяемого соединения до и после добавки.

В анализируемой статье [4] приведён более эффективный вариант, предполагающий незначительную модификацию процедуры подготовки проб. При наличии сорбентов в составе сложных образцов более рациональным представляется введение стандартной добавки до их преобразования в гетерофазные системы, а не после, когда сорбент локализован в одной из фаз. Реализация этого несложного условия означает необходимость разделения исходной пробы (mх) на две приблизительно равные части, одну из которых (mх1) анализируют непосредственно, а в другую (mх2) добавляют образец сравнения (mдоб) и только после этого проводят расслаивание обеих проб добавками второго растворителя. Тогда, учитывая, что в общем случае mх2 ≠ mх1, для коррекции результатов следует использовать несколько модифицированное общее соотношение:

 

mx = .                                        (1.6)

 

1.3.4 Основные этапы количественного газохроматографического анализа

Перечень основных этапов анализа:

1. подготовка проб;
2. запуск хроматографа;
3. задание параметров хроматографического разделения;
4. ввод пробы;
5. получение хроматограммы;
6. обработка хроматограммы (определение характеристик пиков);
7. определение содержания анализируемого компонента в пробе методом стандартной добавки.

На сегодняшниий день метод газовой хроматографии является одним из самых востребованных методов многокомпонентного анализа, поскольку его отличают такие характерные особенности как:

1. универсальность (разделение  и  анализ  самых  различных  смесей – от низкокипящих газов до смесей жидких и твердых веществ с температурой кипения  до 500 оС  и  выше);
2. высокая  чувствительность (высокая   чувствительность   метода обусловлена  тем,  что  применяемые  детектирующие  системы  позволяют надежно  определять  концентрации 10-8 – 10-9  мг/мл); 
3. экспрессность (экспрессность газовой хроматографии подчеркивается тем, что продолжительность разделения в большинстве случаев составляет 10−15 минут,  иногда  при  разделении  многокомпонентных  смесей 1−1,5  часа. Однако  за  это  время  анализируется  несколько  десятков  или  сотен компонентов.  В  некоторых  специальных  случаях  время  разделения  может быть меньше одной минуты);
4. легкость  аппаратурного  оформления (газовые  хроматографы относительно дешевы, достаточно надежны, имеется возможность полной автоматизации процесса анализа);
5. малый  размер  пробы (газовая  хроматография  по  существу  метод микроанализа, поскольку для анализа достаточно пробы в десятые доли мг);
6. высокая точность анализа (погрешность измерений  ± 5 % относительных

легко  достигается  практически  на  любой  газохроматографической аппаратуре.  В  специальных  условиях  достигается  погрешность  ±0,001−0,002 % относительных).

Метод применяется для решения многих аналитических проблем. Самостоятельным аналитическим методом, используемым при работе с хроматографом, можно считать количественный газохроматографический анализ. Данный метод нашел широкое применение в нефтехимии, он незаменим при определении пестицидов, удобрений, лекарственных препаратов, витаминов, наркотиков и др [5].

В данном разделе была рассмотрена характеристика эфирного масла мяты перечной, дано краткое описание методов определения содержания мятного масла в фармацевтическом препарате – геле антиконгестивного действия и приведены их характеристики, а также приведено краткое описание теоретических основ выбранного метода – газовой хроматографии, условия проведения измерений, перечень основных этапов анализа и характерные особенности газохроматографического метода.

 

 

2 Экспериментальная часть

2.1 Объекты и методы исследований

Методика предназначена для определения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия газохроматографическим методом. Интервал определяемых концентраций составляет от 0 до 2 %.

Объектами исследований являются результаты определения содержания мятного масла в геле антиконгестивного действия, которые приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Данные для оценки точности

Лаборатория, i	Гель антиконгестивного действия
	1	2	3
1	1,70	1,00	0,45
	1,70	1,07	0,48
	1,65	1,02	0,40
	1,68	1,03	0,42
	1,71	1,05	0,43
	1,72	1,06	0,47
2	1,65	1,00	0,46
	1,66	1,02	0,46
	1,70	1,07	0,44
	1,69	1,03	0,43
	1,69	1,05	0,45
	1,71	1,06	0,44

Предметом исследования были показатели точности (рассчитанные параметры) в соответствии с СТБ ИСО 5725-2 [7], СТБ ИСО 5725-4 [8]: стандартное отклонение воспроизводимости, стандартное отклонение повторяемости.

Оценка показателей точности проводилась по следующей схеме:

1) Расчет средних значений ячеек (), который осуществляли по формуле 2.1:

,     (2.1)

где i – идентификатор лаборатории;

j – идентификатор уровня;

k – идентификатор для конкретного результата испытаний в лаборатории i на уровне j;

 

nij – количество результатов испытаний, полученных в одной лаборатории на одном уровне;

 – k результат измерений в i–й лаборатории для уровня j.

2. Определение мер рассеяния в ячейках.

Для оценки мер рассеяния использовали внутриячейковое стандартное отклонение (Sij), используя формулу 2.2:

.    (2.2)

3) Анализ результатов на наличие выбросов по критерию Кохрена.

Рассчитанные данные для каждого диапазона подвергли предварительной обработке, с целью обнаружения выбросов. Для чего использовали числовой метод – критерий Кохрена.

Критерий Кохрена использовали для проверки однородности дисперсий данных, полученных в каждой лаборатории () по формулам 2.3 и 2.4, перед тем как рассчитывать внутрилабораторную дисперсию:

;       (2.3)

,     (2.4)

где  – наибольшее стандартное отклонение в совокупности;

 – сумма  стандартных отклонений уровня.

Рассчитанные значения критерия Кохрена сравнивали с критическими значениями при уровне значимости α=1% и α=5%. Дисперсии считаются однородными, если рассчитанные значения не превосходят критические.

4) Расчет межлабораторной дисперсии, дисперсии повторяемости и воспроизводимости.

Для каждого уровня вычисляли дисперсию повторяемости , межлабораторную дисперсию , дисперсию воспроизводимости и общее среднее по формулам 2.8 − 2.16:

                                                        (2.8)

;                                                    (2.9)

;                                                           (2.10)

;                                                          (2.11)

;                                                 (2.12)

;                       (2.13)

;    (2.14)

;      (2.15)

.                                                            (2.16)

По полученным значениям дисперсий рассчитывали стандартные отклонения повторяемости Srj и воспроизводимости SRj, как корень квадратный из соответствующих дисперсий.

2.2 Результаты исследований и  их обсуждение

1) Исходные данные для оценки  точности приведены в таблице  2.1.

2. Средние значения ячейки, вычисленные по формуле 2.1, а также внутриячейковые стандартные отклонения, вычисленные по формуле 2.2, представлены в таблице 2.2. и 2.3 соответственно.

Таблица 2.2 – Средние значения ячеек

Лаборатория, i	Гель антиконгестивного действия
	Уровень (j)
	1	2	3
1	1,693	1,038	0,442
2	1,683	1,038	0,447

Таблица 2.3 – Внутриячейковые стандартные отклонения

Лаборатория, i	Гель антиконгестивного действия
	Уровень (j)
	1	2	3
1	0,025	0,108	0,031
2	0,023	0,108	0,012

3) Анализ результатов на наличие  выбросов по критериям Кохрена.

Используя рассчитанные данные провели проверку однородности дисперсий по критерию Кохрена, применив формулы 2.3 и 2.4. и сравнили с критическими значениями при уровне значимости α=1% и α=5%. Результаты данного расчета приведены в таблице 2.4.

 

 

Таблица 2.4 – Результаты проверки однородности дисперсий данных

Значения	Уровень 1	Уровень 2	Уровень 3
	0,625∙10-3	0,012	0,961∙10-3
	1,154∙10-3	0,024	1,105∙10-3
Cj	0,542	0,500	0,870
Cтабл, (α=1%)	0,937
Cтабл, (α=5%)	0,877