Склад мембрани з оптимальними електродними характеристиками для іонометричного визначення пахікарпіну гідройодиду в субстанції та в водних екстрактах коренів і насіння люпину

Реферат: Склад мембрани з оптимальними електродними характеристиками для іонометричного визначення пахікарпіну гідройодиду в субстанції та в водних екстрактах коренів і насіння люпину методом прямої потенціометрії з використанням плівкового мембранного іоноселективного електрода, який вміщує полівінілхлорид, дибутилфталат (діоктилфталат) та електродно-активну речовину, причому як електродно-активну речовину він містить 3малорозчинний асоціат пахікарпіну з аніоном 12-молібденофосфатної кислоти (РМо12О40 ) загальної формули (Pah)3РМо12О40 при наступному співвідношенні компонентів в мас. %: дибутилфталат 71,35-71,58 (діоктилфталат) полівінілхлорид 27,46-28,04 Електродно-активна 0,57-0,70. речовина UA 105773 U (12) UA 105773 U UA 105773 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до фізико-хімічних методів аналізу, а саме: до оптимального визначення складу мембрани іоноселективного електрода та визначення залежності електродних характеристик в залежності від ряду факторів; використання іоноселективного електрода для кількісного визначення нітрогеновмісної органічної речовини рослинного походження, зокрема пахікарпіну в субстанції та в водних екстрактах коренів і насіння люпину, методом прямої потенціометрії; розробки нового мембранного іоноселективного електрода, який може бути використаний в аналітичній хімії, а також застосований у практиці центральних заводських лабораторій, хімічних і фармацевтичних підприємств, лабораторій з контролю якості лікарських засобів, хіміко-токсикологічних лабораторій, лабораторій навчальних закладів та аптечних установ. Пахікарпін (d-спартеїн) належить до алкалоїдів хінолізидинового ряду. Гідройодидна сіль пахікарпіну є поширеною лікарською субстанцією, яка застосовується в медицині як препарат гангліблокуюча дія при спазмах периферичних судин, облітеруючому ендартеріїті, також підвищує тонус і посилює скорочення м'язів матки і тому є ефективним лікарським засобом для посилення пологової активності [Орехов А.П. Химия алкалоидов. - М.: АНСССР, 1955-828 с.; Стефанова О.В. Клінічні дослідження лікарських засобів. - К.: 2002-527 с.]. Відомий спосіб кількісного визначення вмісту пахікарпіну в медичних препаратах методом амперометричного титрування розчином аргентум нітрату, базується на утворенні малорозчинної солі аргентуму з йодиданіоном який входить до складу субстанції пахікарпіну. Кінцеву точку титрування знаходили графічно за струмом відновлення іонів аргентуму при потенціалі +0,2 В [Мискиджьян С.П., Кравченюк Л.П. Полярография лекарственных препаратов. - К.: Вищ. шк., 1976. - С. 232.]. Недоліками даного методу є те, що аргентум нітрат достатньо дорогий хімічний реактив, а для виготовлення його стандартних розчинів необхідна деіонізована вода та спеціальні умови зберігання. Даний спосіб через відносно високу концентрацію титранту (0,01 моль/л) характеризується низькою чутливістю та точністю. Крім того, цей спосіб кількісного визначення пахікарпіну за галогенід-аніоном не є вибірковий до інших галогенід-аніонів, котрі можуть міститися у комбінованих лікарських формах. Найбільш близьким по технічній суті та кінцевому результату до корисної моделі, що заявляється, є спосіб кількісного визначення сумарного вмісту алкалоїдів методом потенціометричного титрування з використанням оборотного до органічних катіонів іонселективного електрода 0,01 моль/л розчину натрій тетрафенілборату як титранту. Мембрана цього іон-селективного електрода складається з полівінілхлориду (25 мас. %), дибутилфталату (70 мас. %) та триоктоксибензенсульфокислоти (5 мас. %). Як електрод порівняння використовували насичений натрій хлорид хлоридосрібний електрод, а для вимірювання потенціалу - універсальний іонометр-потенціометр. [АС № 1291862 СССР, G01N 27/30. Способ определения папаверина и пахикарпина при совместном присутствии /Старобинец Г.Л., Егоров В.В. Репин В.А. (СССР). - № 3973113/28-14 от 29.10.85. Бюл. № 7 от 23.02.87.] (Прототип). До недоліків прототипу слід віднести те, що спосіб малочутливий, так як титрант застосовується у досить великій концентрації та не є експресним. Використання іоноселективного електрода, оборотного до органічних катіонів (ОК), як індикаторного в даній аналітичній системі призводить до швидкого зменшення його терміну придатності, так як аналітична реакція осадження на поверхні мембрани іоноселективного електрода різко знижує її функціональні властивості. Задачею корисної моделі є синтез мембрани іон-селективного електрода (ICE) з оптимальними електродними характеристиками в залежності від ряду факторів (величина рН досліджуваного розчину, вміст електродно-активної речовини (ΕΑΡ) у мембрані, природа мембранного розчинника пластифікатора), а також використання ICE для прямого потенціометричного визначення пахікарпіну в субстанції та водних екстрактах коренів і насіння люпіну, з достатніми хіміко-аналітичними характеристиками, використання якого забезпечує підвищення чутливості, селективності та експресності кількісного визначення пахікарпіну в водних розчинах шляхом прямої потенціометрії. Задача вирішується тим, що в відомому складі мембрани іоноселективного електрода (ICE) для кількісного визначення пахікарпіну гідройодиду використовуються наступні компоненти: дибутилфталат (діоктилфталат), як розчинник-пластифікатор; основа матриці полівінілхлорид (ПВХ); електродна-активна речовина (ΕΑΡ), згідно з корисною моделлю, які електродно-активну речовину (ΕΑΡ) містить малорозчинний асоціат пахікарпіну гідро-йодиду з аніоном 123молібдофосфатної гетеропол і кислоти (РМо12О40 ) при наступному співвідношенні в мас. %: дибутилфталат 71,35-71,58 (діоктилфталат) 1 UA 105773 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 полівінілхлорид27,46-28,04 ΕΑΡ 0,57-0,70. Циклогексанон (ЦГ), як леткий розчинник ПВХ повністю використовують в процесі синтезу мембрани.) Пластифіковані полівінілхлоридні мембрани для ICE синтезували за відомою методикою [Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионселективные электроды. - Л.: Химия, 1980. - 240 с.]. Мембрана для визначення пахікарпіну гідройодиду вміщує полівінілхлорид як матрицю, дибутилфталат (діоктилфталат) як пластифікатор та малорозчинний асоціат пахікарпіну гідройодиду з 12-молібденофосфатною гетерополікислотою (МФК) як електродно-активну речовину (ΕΑΡ), яку отримують змішуванням водних розчинів пахікарпіну гідройодиду та МФК з подальшим центрифугуванням та висушуванням осаду. Асоціат вперше синтезований на кафедрі аналітичної хімії ДВНЗУДХТУ. Нижче наведені приклади виконання засобу: ПРИКЛАД 1 Синтез мембрани іоноселективного електрода з оптимальними характеристиками для визначення пахікарпіну гідройодиду. Для синтезу мембрани ICE беруть 0,4500 г полівінілхлориду, 1,1 мл (1,1500 г) дибутилфталату (діоктилфталат) і розчиняють в 4,5 мл циклогексанону при температурі 40 °C і безперервному перемішуванні. В отриманий розчин вносять наважку 0,0050 г; 0,0100 г; 0,0200 г ΕΑΡ. Після повного розчинення компонентів суміші, її переносять в чашку Нетрі (діаметр 55 мм). Після повного випаровування ЦГ з суміші під витяжною шафою (3-4 доби) отримували прозору, слабко-коричневого забарвлення еластичну плівку пластифікованої полівінілхлоридної мембрани. Перед використанням ICE вимочували в розчині з концентрацією, яка відповідає середині діапазону вмісту речовини, що визначається. Для реєстрації електродних характеристик використовували наступну електрохімічну комірку: + + -3 Ag | AgCI, KCl (нас.) | Визн. розчин (Раh ) | Мембрана | Станд. Розчин (Раh )(10 М) | KСІ(нас.), AgCI | Ag. Досліджена електродна поведінка розробленого ICE з мембраною на основі ОК пахікарпіну в залежності від кількісного вмісту ΕΑΡ у мембрані та від величини рН. Основні електродні характеристики синтезованих мембран ICE оборотних до ОК пахікарпіну, наведені в таблиці 1. Таким чином, порівняльний аналіз отриманих експериментальних даних показав, що оптимальні електродні характеристики ICE досягаються при кількісному вмісті ΕΑΡ у мембрані на рівні 0,01 г в межах рН=4,0-5,0 з використанням як мембранного пластифікатора дибутилфталата (ДБФ). Нахил електродної функції S дорівнює тангенсу кута нахилу прямолінійної залежності та близький до теоретичного для однозарядного катіону. + Час відгуку для ICE на (Pah ) складає 2-3 хв. при малих концентраціях і зменшується до 40-3 -2 50 с при високих концентраціях (10 - 10 моль/л). Стабільність і відтворюваність результатів показників ICE з часом не змінюються більше як ± (1,5-2,5) мВ/добу. 1+ Час життя ICE на Pah складає 35-40 діб при умові, що електрод, зберігають в сухому стані, а за 15 хв. до вимірювання вимочують в розчині з концентрацією, яка відповідає середині діапазону вмісту речовини, що визначається. Розроблений ICE, чутливий до органічного катіона пахікарпіну з пластифікованою полівінілхлоридною мембраною був використаний для визначення пахікарпіну в водних розчинах субстанції, екстрактах коренів і насіння люпину методом прямої потенціометрії. ПРИКЛАД 2 Використання іоноселективного електрода для кількісного визначення вмісту пахікарпіну в субстанції. Точну наважку або об'єм зразка з вмістом 0,900-0,910 мг субстанції пахікарпіну гідройодиду розчиняють в дистильованій воді та доводять рН отриманого розчину до 4,5, переносять в мірну колбу на 25 мл, розчин доводять до мітки водою і кількісно переносять в електрохімічну комірку з системою електродів: ICE (ΕΑΡ - (Pag)3РМо12О40), мембранний розчинник-пластифікатор ДБФ), оборотний до органічного катіона пахікарпіну, як індикаторний, і хлоридсрібний - як електрод порівняння. За допомогою іономеру ЕВ-74 вимірюють електрорушійну силу і за градуювальним графіком визначають вміст пахікарпіну. Результати прямого потенціометричного визначення органічного катіона пахікарпіну в субстанції з використанням розробленого іоноселективного електрода наведені в табл. 2. Для проби, яка містить 0,905 мг пахікарпіну, знайдено 99,95±0,46 (Р=0,95; n=7). ПРИКЛАД 3 2 UA 105773 U 5 10 15 20 25 30 Використання іоноселективного електрода для потенціометричного визначення вмісту пахікарпіну в водних екстрактах насіння люпину. Точну наважку або об'єм зразка з вмістом 0,00270-0,00275 г сухого екстракту насіння люпину розчиняють в дистильованій воді та доводять рН отриманого розчину до 4,5, переносять в мірну колбу на 25 мл, розчин доводять до мітки водою і кількісно переносять в електрохімічну комірку з системою електродів: ICE (ΕΑΡ-(Pag)3РМо12О40, мембранний розчинник-пластифікатор ДБФ), оборотний до органічного катіона пахікарпіну, як індикаторний, і хлоридсрібний - як електрод порівняння. За допомогою іономеру ЕВ-74 вимірюють електрорушійну силу і за градуювальним графіком визначають вміст пахікарпіну. Результати прямого потенціометричного визначення органічного катіона пахікарпіну в водних екстрактах насіння люпину з використанням розробленого іоноселективного електрода наведені в табл. 3. Для проби, яка містить 0,00270 г пахікарпіну, знайдено 100,56±0,48 % (Р=0,95; n=7) ПРИКЛАД 4 Методика прямого потенціометричного визначення вмісту пахікарпіну з використанням розробленого ICE була апробована в водних екстрактах коріння люпину Наважку масою 0,000506-0,000600 мг сухого екстракту коріння люпину розчиняють в дистильованій воді та переносять в мірну колбу на 10 мл, доводять рН отриманого розчину до 4,5. Приготований розчин кількісно переносять в електрохімічну комірку з системою електродів: ICE, оборотний до ОК пахікарпіну, як індикаторний, і хлорсрібний - як електрод порівняння. За допомогою іономеру ЕВ-74 вимірюють електрорушійну силу і за градуювальним графіком визначають вміст пахікарпіну. Результати прямого потенціометричного визначення вмісту пахікарпіну в водних екстрактах коріння люпину з використанням розробленого іоноселективного електрода наведені в табл. 4. Для проби, яка містить 0,000506 мг пахікарпіну, знайдено 99,85±0,64 % (Р=0,95; n=7). Отримані дані (табл. 2-4) підтверджують правильність результатів визначення вмісту пахікарпіну в водних екстрактах коренів і насіння люпину методом прямої потенціометрії та відсутність систематичної помилки. Склад мембрани з оптимальними характеристиками для іонометричного визначення пахікарпіну гідройодиду в субстанції та водних екстрактах коренів і насіння люпину, що заявляється з використанням мембрани іоноселективного електрода може бути застосований в аналітичній хімії, центральних заводських лабораторіях, хімічних і фармацевтичних підприємствах, лабораторіях з контролю якості лікарських засобів, хіміко-токсикологічних лабораторіях, в лабораторіях навчальних закладів та аптечних установ. Таблиця 1 Основні електродні характеристики отриманого ICE, оборотного до ОК пахікарпіну Пластифікатор Склад EAP Вміст ΕΑΡ у мембрані, г m=0,02 ДБФ (Pag)3РМо12О40↓ m=0,01 m=0,005 рН розчину рН=2,5 рН=4,1 рН=6,6 рН=9,0 рН=2,5 рН=4,1 рН=6,6 рН=9,0 рН=2,5 рН=4,1 рН=6,6 рН=9,0 35 3 Кут Інтервал нахилу лінійності, S, мВ моль/л -2 -5 63,5 10 -10 -2 -5 62,0 10 -10 -2 -5 61,8 10 -10 -2 -4 61,0 10 -10 -2 -5 60,9 10 -10 -2 -5 60,3 10 -10 -2 -5 58,7 10 -10 -2 -4 60,0 10 -10 -2 -5 58,2 10 -10 -2 -5 57,7 10 -10 -2 -5 56,6 10 -10 -2 -4 59,2 10 -10 Сmin, моль/л Час життя, доба -5 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -4 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -4 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -4 1·10 35-40 35-40 25-30 UA 105773 U Продовження таблиці 1 m=0,02 ДОФ (Pag)3РМо12О40↓ m=0,01 m=0,005 рН=2,5 рН=4,1 рН=6,6 рН=9,0 рН=2,5 рН=4,1 рН=6,6 рН=9,0 рН=2,5 рН=4,1 рН=6,6 рН=9,0 62,8 62,0 61,8 60,0 61,2 60,7 59,1 59,4 57,8 57,6 56,0 58,0 -2 -5 10 -10 -2 -5 10 -10 -2 -5 10 -10 -2 -4 10 -10 -2 -5 10 -10 -2 -5 10 -10 -2 -5 10 -10 -2 -4 10 -10 -2 -5 10 -10 -2 -5 10 -10 -2 -5 10 -10 -2 -4 10 -10 -5 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -4 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -4 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -5 1·10 -4 1·10 35-40 35-40 25 30 Таблиця 2 Визначення вмісту пахікарпіну в субстанції (n=7, Р=0,95). Введено, мг Знайдено, мг Знайдено, % Метрологічні характеристики 0,905 0,903 0,907 0,909 0,907 0,903 0,903 0,902 99,78 100,22 100,44 100,22 99,78 99,78 99,67 Х=99,98 Sr=0,07 x±Δ=99,98±0,46 Таблиця 3 Визначення вмісту пахікарпіну в водних екстрактах насіння люпину методом прямої потенціометрії (n=7, Р=0,95). Введено, г 0,00270 Знайдено, г 0,00273 0,00269 0,00269 0,00271 0,00272 0,00273 0,00274 Знайдено, % 101,11 99,63 99,63 100,37 100,74 101,11 101,38 Метрологічні характеристики Х=100,56 Sr=0,07 x±Δ=100,56±0,48 Таблиця 4 Визначення вмісту пахікарпіну в водних екстрактах коріння люпину методом прямої потенціометрії (n=7, Р=0,95). Введено, мг Знайдено, мг Знайдено, % Метрологічні характеристики 0,000506 0,000507 0,000499 0,000507 0,000508 0,000512 0,000499 0,000499 100,21 99,01 100,21 100,40 100,90 99,01 99,01 Х=99,85 Sr=0,10 x±Δ=99,85±0,64 5 4 UA 105773 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Склад мембрани з оптимальними електродними характеристиками для іонометричного визначення пахікарпіну гідройодиду в субстанції та в водних екстрактах коренів і насіння люпину методом прямої потенціометрії з використанням плівкового мембранного іоноселективного електрода, який вміщує полівінілхлорид, дибутилфталат (діоктилфталат) та електродно-активну речовину, який відрізняється тим, що як електродно-активну речовину він містить 3малорозчинний асоціат пахікарпіну з аніоном 12-молібденофосфатної кислоти (РМо12О40 ) загальної формули (Pah)3РМо12О40 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: дибутилфталат 71,35-71,58 (діоктилфталат) полівінілхлорид 27,46-28,04 електродно-активна 0,57-0,70. речовина Комп’ютерна верстка О. Гергіль 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