Спосіб вольтамперометричного визначення сульфадиметоксину

Реферат: Спосіб вольтамперометричного визначення сульфадиметоксину, за яким сульфадиметоксин переводять у розчин, отримують електроактивний продукт за допомогою реакції азосполучення з додаванням аналітичного реагента, переносять його в триелектродну комірку і знімають вольтамперограму. Первинну ароматичну аміногрупу сульфадиметоксину діазотують 10кратним відносно сульфадиметоксину надлишком натрій нітриту у середовищі 1 М хлоридної кислоти. Для азосполучення як аналітичний реагент використовують азобарвник тропеолін О у 1,5-кратному надлишку відносно кількості сульфадиметоксину у лужному середовищі з рН 10,5 за наявності 0,01 М натрій тетраборату. Одержують розчин нітрозодисазобарвника, проводять його відновлення в межах потенціалів -0,2 - -1,5 В на ртутному краплинному електроді зі швидкістю накладання поляризуючої напруги 1,0 В/с відносно насиченого каломелевого електрода як електрода порівняння та платинового допоміжного електрода. Вимірюють п величину струму піку при Ек =-1,01 В, визначають концентрацію сульфадиметоксину за градуйованим графіком або способом порівняння. UA 101201 U (54) СПОСІБ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ СУЛЬФАДИМЕТОКСИНУ UA 101201 U UA 101201 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі аналітичної хімії і може бути використана при визначенні сульфадиметоксину у лікарських формах. Відомий спосіб вольтамперометричного визначення сульфаніламідів, у тому числі і сульфагуанідину, у середовищі універсальної буферної суміші при рН 7 способом диференційної імпульсної вольтамперометрії з лінійною розгорткою потенціалу за анодною хвилею окиснення первинної ароматичної аміногрупи сульфагуанідину при потенціалі +0,85 В з використанням скловуглецевого електрода [Momberg V.A., Carrera M.E., von Baer D., Bruhn C.F. The oxidative voltammetric behaviour of some sulphonamides at the glassy carbon electrode // Anal. Chim. Acta. - 1984. - Vol. 159. - P. 119-127]. Межі лінійності при визначенні сульфагуанідину -5 -6 складають (1-8)×10 М, межа виявлення 5×10 М. Недоліком способу є погана відтворюваність результатів, що пов'язано із змінами в розміщенні базової лінії, викликаних станом поверхні самого скловуглецевого електрода. Відомий спосіб визначення сульфадіазину у лікарських препаратах "Suladrin" і "Sulfazina" способом квадратно-хвильової вольтамперометрії за допомогою скловуглецевого електрода з аргентумхлоридним електродом порівняння за необоротним піком відновлення сульфамідної групи, якому відповідає розрив S-N зв'язку з утворенням сульфінату- та амід-іонів при -1,46 В на фоні 0,04 М універсальної буферної суміші при рН 6,8 [Braga О.С., Campestrini I., Vieira I.C., Spinelli A. Sulfadiazine determination in Pharmaceuticals by electrochemical reduction on a glassy carbon electrode // J. Braz. Chem. Soc-2010. - Vol. 21, № 5. - P. 813-820]. Межі лінійності при -6 -6 визначенні сульфадіазину складають (62,7-340)×10 М, межа виявлення 10,9×10 М. На результати визначення не впливають інші компоненти препаратів "Suladrin" і "Sulfazina". Недоліком способу є використання токсичного розчинника - метанолу. Відомий спосіб визначення сульфадіазину та метоксазолу у лікарських засобах способом квадратно-хвильової циклічної вольтамперометрії за допомогою борвмісного діамантового електрода за необоротнім піком окиснення первинної аміногрупи сульфаніламідів при +1,1 В. Електроаналітичне визначення сульфадіазину проводять на фоні суміші етанол + 0,5М H2SO4 50/50 об %, а сульфаметоксазолу - на фоні суміші етанол + фосфатний буфер із рН=6 50/50 об % [Souza C.D., Braga О.С., Vieiral.C, Spinelli A. Electroanalytical determination of sulfadiazine and sulfamethoxazole in pharmaceuticals using a boron-doped diamond electrode // Sensor. Actuat. B-Chem, - 2008.- Vol. 135, № 1. - P. 66-73]. Межі лінійності при визначенні сульфадіазину -6 -4 -6 -5 складають 8,01×10 - 1,19×10 М, а при визначенні сульфаметоксазолу 6,10×10 - 6,01×10 М. -6 -6 Межа виявлення сульфадіазину складає 2,19×10 М, а для сульфаметоксазолу - 1,15×10 М. Спосіб апробовано під час аналізу таблеток і показано, що допоміжні компоненти таблеток не впливають на результати визначення. Недоліком способу є використання триелектродної системи і необхідність попередньої підготовки сенсорної системи, зокрема 30 хв. анодної поляризації для відновлення гідрофобної поверхні борвмісного діамантового електрода і проведення 30 с поляризації перед кожним наступним вимірюванням, а також використання водно-органічних середовищ для здійснення вольтамперометричного визначення. Відомий спосіб визначення семи сульфаніламідів у суміші способом квадратно-хвильової вольтамперометрії за допомогою скловуглецевого електрода, електрохімічно покритого полі-(3метилтіофеном) за хвилею катодного відновлення сульфонамідної групи на фоні універсальної буферної суміші рН 6,26 [Msagati T.A.M., Ngila J.C. Voltammetric detection of sulfonamides at a poly (3-methylthiophene) electrode // Talanta. - 2002. - Vol. 58, № 3. - P. 605-610]. Лінійна залежність аналітичного сигналу від вмісту сульфаніламідів зберігається в межах концентрацій -6 -3 -6 для сульфамеразину і сульфадіазину 5,0×10 - 3,2×10 М (Сmіn=3,9×10 ), для сульфасалазину -7 -4 -7 -7 -4 -7 7,5×10 - 1,2×10 М (Сmіn=2,5×10 ), для сульфаметазину 9,0×10 - 5,0×10 М (Сmіn=3,7×10 ), -8 -5 -8 -8 -5 для сульфаметоксазолу 6,5×10 - 3,5×10 М (Сmіn=4×10 ), для сульфатіазолу 9,7×10 - 5,0×10 -8 -8 -5 -9 М (Cmin=6,4×10 ), для 5-сульфааміно-урацилу 9,0×10 - 3,2×10 М (Сmіn=6,0×10 ). Перевагою цього способу є висока чутливість та селективність стосовно різних сульфаніламідів. Недоліком способу є необхідна рутинна електрохімічна полімеризація 3-метилтіофену на поверхні скловуглецевого електрода у визначених умовах і використання метанольних розчинів сульфаніламідів. Відомий спосіб визначення мікрограмових кількостей салазосульфапіридину і сульфаметоксазолу у таблетках із використанням скануючої диференційної імпульсної полярографії зі стаціонарним ртутним мікроелектродом і адсорбційної інверсійної вольтамперометрії. Салазосульфапіридин, який містить азо-групу відновлюється до похідного гідразину при потенціалі -0,375 В на фоні універсальної буферної суміші із рН 6,8, сульфаметоксазол відновлюється за радикальним механізмом з утворенням димеру при потенціалі -0,87 В на фоні 0,1 М НС1 [Kotoucek M., Skopalova J., Michalkova D. Electroanalytical 1 UA 101201 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 study of salazosulfapyridine and biseptol components at the mercury electrode // Anal. Chim. Acta. 1997. - Vol. 353, № 1. - P. 61-69]. Межа виявлення цими способами досить сильно залежить від умов проведення самого визначення та складу фонового електроліту, найменші кількості, які можна виявити складають 0,2-0,5 нг/мл. Недоліком способу є використання водно-спиртових середовищ через погану розчинність досліджуваних сульфаніламідів, а вигляд і висота полярографічної хвилі в способі диференційної імпульсної полярографії залежить від кількості спирту, тому необхідно чітко дотримуватись умов отримання досліджуваних розчинів. Найближчим за технічною суттю – прототипом - є спосіб полярографічного визначення сульфаніламідів: стрептоциду, сульфатіазолу, сульфацетаміду, сульфагуанідину з 1-нафтолом способом диференційної імпульсної полярографії. Для цього спочатку отримують діазосіль сульфаніламідів у середовищі 6 М хлоридної кислоти під дією 0,1 % розчину натрій нітриту. Суміш витримують упродовж 3 хв. у льодяній бані і додають 0,5 % розчин сульфамінової кислоти для руйнування залишку нітрит-іонів, які не провзаємодіяли, і ще додатково витримують упродовж 1 хв. Додають 4 % розчин натрій гідроксиду, перемішують і витримують 5 хв., після чого додають 0,005 % розчин 1-нафтолу. Отриману суміш витримують 30 хв., у процесі чого через розчин барботують азот для видалення розчиненого кисню. Для отримання полярографічної кривої в інтервалі -0,6 - -0,9 В на комірку накладають потенціал із лінійною формою розгортки та швидкістю 2 мВ/с, амплітудна модуляція 50 мВ. Вимірюють висоту полярографічної хвилі відновлення утвореного азобарвника при -0,74 В в межах концентрацій -8 -6 -7 5×10 - 2×10 М для стрептоциду, сульфатіазолу та сульфацетаміду, та в межах 1,2×10 -6 2×10 М для сульфагуанідину [FoggA.G., Ahmed Y.Z. Determination of sub-micromolar concentrations of sulphonamides by differential pulse polarography after diazotization and coupling with 1-naphthol // Anal. Chim. Acta. - 1974. - Vol. 70, № 1. - P. 241-244]. Розроблений спосіб є чутливішим у порівнянні з аналогічним спектрофотометричним. Недоліками способу є використання додаткового реагенту - сульфамінової кислоти, а також складність у дотриманні часових меж кожної стадії реакції, що призводить до зменшення відтворюваності аналізу при недотриманні вказаних часових рамок, і тим самим - до зниження точності визначення. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб вольтамперометричного визначення сульфадиметоксину шляхом використання моноазобарвника тропеоліну О як аналітичного реагента, що дасть змогу визначити кількісний вміст сульфадиметоксину в готових формах лікарських та ветеринарних препаратів, підвищити експресність і селективність його визначення в аналітичних лабораторіях. Поставлена задача вирішується так, що у способі вольтамперометричного визначення сульфадиметоксину діазотують первинну аміногрупу сульфадиметоксину під дією натрій нітриту у середовищі хлоридної кислоти і додають аналітичний реагент, при цьому як діазотуючий реагент використовують натрій нітрит у 10-кратному надлишку щодо кількості сульфадиметоксину, а як аналітичний реагент використовують азобарвник тропеолін О у 1,5кратному надлишку відносно кількості сульфадиметоксину у лужному середовищі з рН 10,5 за наявності 0,01 М натрій тетраборату і одержують розчин нітрозодисазобарвника, знімають його п вольтамперограму і за величиною струму піку при Ек =-1,01 В визначають концентрацію сульфадиметоксину. Сульфадиметоксин - синтетичний препарат з групи сульфаніламідних препаратів тривалої дії. Препарат має бактеріостатичну дію, що полягає у порушенні синтезу мікроорганізмами фолієвої кислоти та блокуванні засвоєння мікроорганізмами параамінобензойної кислоти. Сульфадиметоксин застосовується при інфекціях, викликаних чутливими до препарату мікроорганізмами: бронхіти, тонзиліт, пневмонія, гайморит, отит, бешиха, піодермія, ранові інфекції, шиґельоз, гонорея, холецистит, пієлоцистити, трахома, токсоплазмоз у складі комбінованої терапії, резистенті форми малярії. Широко використовується у фармацевтичній та ветеринарній практиці як діюча речовина у простих та комбінованих антибактеріальних препаратах. Складність визначення діючих речовин у таких лікарських засобах пов'язана з низьким вмістом діючих речовин та наявністю інших біологічно-активних речовин з подібними аналітичними характеристиками. Для подолання цих проблем найчастіше використовують хроматографічний метод аналізу, проте автори запропонували використати вольтамперометричний метод - значно дешевший, доступніший та експресніший. Відомий спосіб спектрофотометричного визначення сульфаніламідів за допомогою кислотного моноазобарвника тропеоліну О [Пат. на корисну модель №u 09544. Спосіб спектрофотометричного визначення сульфаніламідів у фармацевтичних препаратах / М.Я. 2 UA 101201 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Бойко, Т.Я. Врублевська, О.Я. Коркуна, Коцюмбас І.Я., Янович Д.В., Тесляр Г.Ю. - Заявл. 30.07.2010; опубл. 10.03.2011; бюл. № 5; Application of sulphanilamides disazo dyes with Tropaeolin О for simple, rapid and sensitive spectrophotometric assay of medicines / BoikoM., Vrublevska Т., KorkunaO., TeslyarG. // Spectrochim. Acta A. - 2011. - Vol. 79A. - №. 2. - P. 325-331]. Автори вперше використали азобарвник тропеолін О як аналітичний реагент для кількісного вольтамперометричного визначення сульфадиметоксину та вивчили особливості електрохімічного відновлення продукту їхньої взаємодії, що дало змогу значно підвищити точність та селективність визначення сульфадиметоксину. Суть способу полягає в одержанні вольтамперограм розчину електроактивного продукту азосполучення діазотованого сульфадиметоксину в кислому середовищі під дією натрій нітриту із тропеоліном О в лужному середовищі. На вольтамперограмах розчину нітрозодисазобарвника простежуються чотири п п п п катодні піки за потенціалів Ек =-0,45 В, Ек =-0,55 В, Ек =-0,86 В, Ек =-1,01 В. Катодні піки за п п потенціалів Ек =-0,45 В і Ек =-0,86 В також характерні для "холостого" розчину, що містить тропеолін О за наявності нітрит-іонів і відповідають відновленню нітрозо- та азо-груп реагенту. п п Катодні піки за потенціалів Ек =-0,55 В і Ек =-1,01 В, у свою чергу, відповідають відновленню нітрозо- та азо-груп синтезованого нітрозодисазобарвника (фіг. 1). . -5 . Фіг. 1. Циклічні вольтамперограми розчинів при СНCI = 0,5 М, ССДМ=4,5 10 М, CNaNО2=1,25 10 2 . -5 М, СТрО=9,0 10 М, СNa2B4O7=0,01 М, рН=10,5, де: 1 - розчин нітрозованого тропеоліну О; 2 розчин продукту взаємодії тропеоліну О з сіллю діазонію сульфадиметоксину за наявності непрореагованого нітриту; 3 - розчин нітрозованого дисазобарвника, утвореного у реальному об'єкті, таблетках "Сульфадиметоксину". Фіг. 2. Залежність величини аналітичного сигналу від концентрації аналіту при взаємодії . -2 . -5 сульфадиметоксину з тропеоліном О, СНCI=0,5М, CNaNO2=1,25 10 М, СТpO=9,0 10 М, п СNа2B4O7=0,01М, рН=10,5, Ек =-1,01 В. Спосіб випробовують за різних умов одержання циклічних вольтамперограм для розчинів отриманого раніше продукту взаємодії діазотованого сульфадиметоксину з нітрозованим тропеоліном О. Для прикладу вибрали оптимальні умови вольтамперометричного визначення. Спосіб вольтамперометричного визначення сульфадиметоксину з тропеоліном О: до мірної колби місткістю 25 мл послідовно вносять 5,0 мл 0,5 М розчину хлоридної кислоти, аліквотну частину досліджуваного розчину, що містить 200-500 мкг сульфадиметоксину, додають 1,5 мл . -2 1,25 10 М розчину натрій нітриту. Отриману суміш перемішують і витримують при кімнатній . -3 температурі упродовж 20 хв., після чого додають 1,5 мл 1,5 10 М водного розчину тропеоліну О, 2,5 мл 0,1 М розчину натрій тетраборату та нейтралізують розчином натрій гідроксиду до рН=10,5. Доводять вміст колби до мітки дистильованою водою і розчин перемішують. Отриманий розчин вносять в електролітичну комірку і видаляють розчинений кисень продуванням очищеного аргону упродовж 10±1 хв. Вимірювання сили струму піку відновлення утвореного нітрозодисазобарвника проводять на вольтамперометричній цифровій установці з триелектродною коміркою: робочий електрод - ртутний краплинний електрод, допоміжний платиновий, електрод порівняння - насичений каломелевий у поєднанні з персональним комп'ютером, при швидкості розгортки потенціалу V=1 В/с та Епоч=-0,2 В і Екін=-1,5 В, час затримки - 3,6 с. Вольтамперограми реєструють при кімнатній температурі (~20 °C). Вміст п сульфадиметоксину розраховують за висотою четвертого катодного піку (Е к =-1,01 В), висота якого пропорційна концентрації визначуваного сульфадиметоксину в досліджуваному розчині, за попередньо отриманим градуйованим графіком (фіг. 2) або способом порівняння. Метрологічні характеристики вольтамперометричного визначення сульфадиметоксину наведено у табл. 1. Таблиця 1 Метрологічні характеристики вольтамперометричної способу визначення сульфадиметоксину з використанням тропеоліну О Лінійність, М (мкг/мл) . -5 . 3,6 10 - 6,4 10 (8,0-20,0) 50 -5 Рівняння графіка, С, М (мкг/мл) Ік=-0,3471+86041,8·С (Ік=-0,3471+0,2773·С) (мкг/мл) 3,2·10 (1,0) -6 С Н, М (мкг/мл) -5 2,1·10 (6,5) R 0,9983 (0,9983) За способом було визначено вміст сульфадиметоксину у таблетках "Сульфадиметоксин" ВАТ "Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод", які містять такі допоміжні речовини: крохмаль, желатин, аеросил, кальцій стеарат. 3 UA 101201 U 5 10 15 Приготування робочого розчину стандартного зразка (РСЗ) 100 мг субстанції сульфадиметоксину (точна наважка) розчиняють у 50 мл 0,1 М розчину натрій гідроксиду в мірній колбі номінальним об'ємом 100 мл, доводять об'єм тим самим розчинником до мітки. Отриманий робочий РСЗ містить 1 мг/мл сульфадиметоксину. Цей розчин розводять у 10 разів 0,1 М розчином натрій гідроксиду і отримують розчин із концентрацією 0,1 мг/мл сульфадиметоксину. Приготування розчину робочого досліджуваного зразка (РДЗ) препарату у формі таблеток. У фарфоровій ступці розтирають двадцять таблеток до порошку, відбирають наважку, що містить 100 мг сульфадиметоксину згідно із вмістом у препараті, вносять до мірної колби місткістю 100 мл, додають 50 мл 0,1 М розчину натрій гідроксиду для отримання витяжки сульфадиметоксину, перемішують упродовж 10 хв. та доводять вміст колби до мітки тим же розчинником. Отриману суміш перемішують і фільтрують крізь складчастий фільтр середньої пористості у конічну колбу (вихідний розчин). Робочий розчин сульфадиметоксину готують розведенням вихідного розчину в 10 разів, для чого 5 мл отриманого розчину вносять у мірну колбу місткістю 50 мл, об'єм розчину доводять до мітки 0,1 М розчином натрій гідроксиду і перемішують. Вміст сульфадиметоксину (Z), у мг/табл. для таблеток розраховують за формулою: Z 20 Iпр.  mСЗ  РСЗ  m IСЗ  mпр.  100 , де mСЗ - точна маса наважки стандартного зразка (СЗ) сульфадиметоксину, використана для приготування розчину його РСЗ, мг; mпр. - маса наважки препарату, що містить сульфадиметоксин, мг; п IСЗ - значення струму катодного піку (Ек =-1,01 В) РСЗ; РСЗ - вміст основної речовини сульфадиметоксину у СЗ згідно з сертифікатом якості фірми25 виробника, %; п Iпр. - значення струму катодного піку (Ек =-1,01 В) розчину РДЗ препарату; m - середня маса таблетки, мг; 100 - фактор перерахунку відсотків у частки одиниці. Результати визначення вмісту сульфадиметоксину у таблетках "Сульфадиметоксин" наведені у табл. 2. 30 Таблиця 2 Результати визначення сульфадиметоксину у таблетках, Р=0,95; n=5. St  Встановлений вміст x  , мг/табл. Регламентований вміст у n таблетках "Сульфадиметоксин", нітритометричн спектрофотометрично вольтамперометрично мг/табл. о з тропеоліном О з тропеоліном О 501±8 499±8 499±7 500±50 (0,013) (0,013) (0,011) 35 Результати, отримані за вольтамперометричним способом, добре узгоджуються з результатами, отриманими за незалежними нітритометричним і спектрофотометричним способами. Використання вольтамперометричного способу із застосуванням тропеоліну О для визначення вмісту сульфадиметоксину дає змогу підвищити точність та селективність його визначення у складі готових лікарських форм, дозволяє спростити та здешевити аналіз, що підтверджує одержання передбачуваного технічного результату. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Спосіб вольтамперометричного визначення сульфадиметоксину, за яким сульфадиметоксин переводять у розчин, отримують електроактивний продукт за допомогою реакції азосполучення з додаванням аналітичного реагента, переносять його в триелектродну комірку і знімають вольтамперограму, який відрізняється тим, що первинну ароматичну аміногрупу сульфадиметоксину діазотують 10-кратним відносно сульфадиметоксину надлишком натрій нітриту у середовищі 1 М хлоридної кислоти, при цьому для азосполучення як аналітичний 4 UA 101201 U 5 реагент використовують азобарвник тропеолін О у 1,5-кратному надлишку відносно кількості сульфадиметоксину у лужному середовищі з рН 10,5 за наявності 0,01 М натрій тетраборату, одержують розчин нітрозодисазобарвника, проводять його відновлення в межах потенціалів 0,2 - -1,5 В на ртутному краплинному електроді зі швидкістю накладання поляризуючої напруги 1,0 В/с відносно насиченого каломелевого електрода як електрода порівняння та платинового п допоміжного електрода, вимірюють величину струму піку при Е к =-1,01 В, визначають концентрацію сульфадиметоксину за градуйованим графіком або способом порівняння. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5