Спосіб кількісного визначення кофеїну

Реферат: Спосіб кількісного визначення кофеїну включає приготування проби, відокремлення кофеїну, взаємодію його з хімічними реагентами та вимірювання аналітичного сигналу. Кофеїн відокремлюють сорбцією на силікагелі, піддають взаємодії з хлоридом тербію (III) в присутності 1,10-фенатроліну, -циклодекстрину і уротропіну, та вимірюють інтенсивність люмінесценції тербію (III) у тонкому шарі сорбенту, за величиною якої визначають концентрацію кофеїну. UA 97824 U (12) UA 97824 U UA 97824 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до аналітичної хімії, зокрема до способів визначення алкалоїду кофеїну (1,3,7-триметилксантина) у фармацевтичних препаратах. Відомий спосіб визначення кофеїну методом йодометричного титрування (див. Глущенко, Н.Н. Фармацевтическая химия /Н.Н. Глущенко, Т.В. Плетнева, В.А. Понков //М.: Академия, 2004. - 384 с.). Метод заснований на кількісному осадженні кофеїну в формі його періодату в середовищі сульфатної кислоти розчином йоду в калію йодистому з подальшим руйнуванням цієї сполуки етиловим спиртом. Йод, що виділився, титрують розчином натрію тіосульфату з додаванням як індикатору крохмалю на кінці титрування. Похибки визначення можуть виникнути за рахунок втрати кофеїну при осушуванні хлороформних екстрактів безводним сульфатом натрію, а також при візуальному титруванні. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є визначення кофеїну у лікарському препараті "ПенталгінН" методом високоефективної рідинної хроматографії (див. Т.Б. Голубецкий, Е.В. Будко, В.М. Иванов. Количественный анализ таблеток "ПенталгинН" методами градиентной и изокритической высокоэффективной хроматографии //Журн. аналит. химии. 2006. - Т. 61, № 1. - С. 74-79.) Спосіб передбачає приготування проби, для чого 0,145 г попередньо розтертих пігулок лікарського засобу і наважку натрію сульфіту 0,18 г розчиняють в мірній колбі ємкістю 100 мл в 15 мл суміші (1:1) вода-ацетонітрил при змішуванні протягом 10 хв. Отриманий розчин доводять водою до мітки та фільтрують через гідрофільний фторопластовий мембранний фільтр з розміром пор 0,45 нм. Хроматографічний аналіз здійснюють на хроматографі Waters Alliance 2695 з діодно-матричним детектором Waters 2695. Отриманий розчин вводять у хроматографічну колонку, яка містить обернено-фазовий сорбент Novo-Pak С 18 з середнім діаметром часток 4,0 мкм (Waters) для градієнтного режиму. Як рухому фазу використовують суміш ацетонітрил-вода-KН2РО4 (0,00625 моль/л). При цьому використовують ацетонітрил для хроматографії ос.ч., надчисту воду, удільний опір якої 18,2 МОм/см, отриману на установці Dsrect (Millipore). Хроматографують елюат розчину, який аналізують та розчин стандартного зразку, отримуючи не менш трьох хроматограм для кожного. Визначувану речовину (кофеїн) детектують при 212 нм. Вміст кофеїну розраховують за площею піків, використовуючи метод стандартного зразку. Згаданий спосіб вибрано як найближчий аналог. Найближчий аналог і корисна модель, що заявляється, мають такі спільні ознаки: приготування проби; відокремлення кофеїну; взаємодія кофеїну з хімічними реагентами; вимірювання аналітичного сигналу. Проте спосіб, запропонований за найближчим аналогом, передбачає використання складного апаратурного оформлення, попереднє відокремлення з проби за допомогою спеціального сорбенту Novo-Pak C 18 з подальшим вимиванням з колонки із застосуванням органічного розчинника - ацетонітрилу. Все це ускладнює проведення аналізу, передбачає використання органічного розчинника, спеціальної підготовки надчистої води. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб кількісного визначення кофеїну, в якому за рахунок застосування силікагелю, як сорбенту, забезпечити спрощення аналізу та виключити використання органічного розчинника - ацетонітрилу. Поставлена задача вирішена у способі кількісного визначення кофеїну, який включає приготування проби, відокремлення кофеїну, взаємодію його з хімічними реагентами та вимірювання аналітичного сигналу тим, що, згідно з корисною моделлю, кофеїн відокремлюють сорбцією на силікагелі, піддають взаємодії з хлоридом тербію (III) в присутності 1,10фенатроліну, β-циклодекстрину і уротропіну при рН 6,8-7,0, та вимірюють інтенсивність люмінесценції тербію (III) у тонкому шарі сорбенту при λ випр.=545 нм, за величиною якої визначають концентрацію кофеїну. Новим у корисній моделі, що заявляється, є використання гасіння в присутності кофеїну сенсибілізованої флуоресценції іона тербію (III) в комплексі з 1,10-фенатроліном (Фен) та (3циклодекстрином (ЦД) на поверхні тонкого шару сорбенту - силікагелю. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється, і досягнутим результатом можна пояснити наступним. Спрощення та скорочення часу проведення аналізу, виключення використанням органічних розчинників стало можливим завдяки: 1 UA 97824 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1) використанню гасіння в присутності кофеїну сенсибілізованої флуоресценції іону Тb(ІІІ) в комплексі з Фен і ЦД внаслідок безвипромінювальних втрат енергії збудження при передачі її на триплетний рівень кофеїну, який знаходиться нижче, ніж резонансний рівень іона Тb(ІІІ). 2) застосуванню реакції взаємодії кофеїну з комплексом Тb(ІІІ)-Фен-ЦД в тонкому шарі сорбенту - силікагелю дозволяє виключити використання органічного розчинника ацетонітрилу. Внаслідок того, що сорбція комплексу на силікагель проходить з водного розчину. Оптимальні умови отримання аналітичного сигналу вибрані експериментально. Сенсибілізована люмінесценція іона Тb(ІІІ) на силікагелі залежіть від концентрації 1,10фенантроліну в розчині та оптимальна при використанні його 0.05 %-вого розчину. Інтенсивність люмінесценції (Ілюм) залежить також від вмісту β-циклодекстрину, молекули якого здатні утворювати супрамолекулярні комплекси включення "гість-хазяїн". Ілюм Тb(ІІІ) на сорбенті -4 оптимальна при вмісті ЦД 3·10 моль/л. Інтенсивність люмінесценції сорбату залежить від рН розчину, з якого проводиться сорбція. Найбільша Ілюм досягається при рН 6,8-7,0 (Фіг. 1 - залежність інтенсивності люмінесценції від рН розчину, з якого проводиться сорбція). Для створення оптимального значення рН розчину використовували 4 %-вий розчин уротропіну. У спектрі люмінесценції сорбату комплексу 5 7 найбільш інтенсивною є смуга Тb(ІІІ), відповідна надчутливому переходу D4 → F5(545 нм) (Фіг. 2 – спектри люмінесценції сорбату комплексу Тb(ІІІ)-Фен-β-циклодекстрин у присутності різних -5 -4 -3 концентрацій кофеїну (Скофеїн=0 моль/л (1); 1·10 моль/л (2); 1·10 моль/л (3); 1·10 моль/л (4))). Інтенсивність люмінесценції сорбату залежіть від часу сорбції комплексу. Для отримання максимальної Ілюм сорбату достатньо проводити сорбцію протягом 10-15 хв. (Фіг. 3). При подальшому збільшенні часу сорбції Ілюм не змінюється. Для отримання максимальної Ілюм сорбату достатньо проводити висушування сорбату протягом 15-20 хв. при температурі 80-100 °C (Фіг. 3: 1) залежність Ілюм сорбату комплексу Тb(ІІІ)-Фен-β-циклодекстрин від часу сорбції; 2) залежність І люм від температури висушування (а) та часу висушування (б) сорбатів комплексів Тb(ІІІ)-Фен-β-циклодекстрин). Встановлено, що Ілюм сорбату збільшується із зростанням концентрації іонів Тb(ІІІ) у фазі сорбенту. Однак при цьому зростає і І люм "холостої" проби. Найбільша різниця між Ілюм сорбату -3 комплексу і "холостої" проби спостерігається при концентрації Тb(ІІІ) - 1·10 моль/л. Гасіння аналітичного сигналу комплексу Тb(ІІІ)-Фен-β-циклодекстрин на поверхні тонкого шару сорбенту у присутності кофеїну спостерігається в широкому інтервалі концентрацій кофеїну (Фіг. 2). Виявлений ефект гасіння люмінесценції Тb(IIІ) в люмінесцентному сенсорі Тb(IIІ)-Фен-βциклодекстрин кофеїном використаний для люмінесцентного визначення останнього в дозованих лікарських формах "Кофетамін" і "Пірамеїн". Кількісне визначення проводили методом градуювального графіка. Приклад. Ретельно розтирали по 5 пігулок "Кофетаміну" і "Пірамеїну". Наважки, що відповідають середній масі пігулок та містять 0,1 г і 0,03 г кофеїну відповідно, переносили в мірні колби об'ємом 25 мл та розчиняли у воді, що дистильована. Розчини доводили до мітки тим же розчинником, фільтрували через паперовий фільтр "блакитна стрічка". З отриманих розчинив на аналіз відбирали 1 мл фільтрату у випадку "Кофетаміну" і 4 мл фільтрату у випадку "Пірамеїну". Відібрані фільтрати поміщали в мірні пробірки на 10 мл і додавали в кожну по 60 мг силікагелю, по 1 мл розчину хлориду тербію (0,01 моль/л), 0,5 мл розчину 1,10-фенантроліну (1 %-вого), 0,3 -2 мл водного розчину β-циклодекстрину (1·10 моль/л) і 0,2 мл 4 %-вого водного розчина уротропіну, доводили об'єм розчина до 10 мл дистильованою водою. Сорбцію проводили при струшуванні протягом 10 хв., фільтрували та висушували сорбат протягом 15 хв. при температурі 80 °C у сушильній шафі. Інтенсивність люмінесценції сорбату Тb(III) вимірювали при λвипр.=545 нм (λзбуд.=365 нм). Паралельно готували розчин "холостої" проби, яка містить усі складові, крім кофеїну. Визначення кофеїну проводили за калібрувальним графіком для побудови якого поступали таким чином. В мірні пробірки об'ємом 10 мл поміщали 0,05; 0,1; 0,3; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 мл стандартного розчину кофеїну (1 мг/мл), потім додаваливсі реагенти, як описано вище, проводили сорбцію, відфільтровували сорбати, висушували та заміряли Ілюм. За отриманим даними будували калібрувальний графік, викладаючи на осі абсцис концентрацію кофеїну, а на осі ординат - значення інтенсивність люмінесценції. Межа виявлення кофеїну складає 0,05 мкг/мл. Результати визначення кофеїну і перевірка правильності отриманих результатів методом добавок наведені у таблиці. Точність і достовірність визначення перевірена шляхом статистичної обробки результатів визначення. При n=5, Р=0,95 величина відносного стандартного відхилення складає 1,7-2,7 %. 2 UA 97824 U Таблиця Результати визначення кофеїну в дозованих лікарських формах (n=5; Р=0,95) Лікарська форма Введено, Знайдено у пробі з добавкою, мг мг 200,3 198,5 203,2 199,5 201,8 250,5 247,8 252,3 248,8 251,9 60,8 60,4 59,6 61,3 61,1 75,4 75,2 74,9 74,7 75,3 100,0 "Кофетамін" - кофеїну 100 мг 150,0 30,0 "Пірамеїн" - кофеїну 30 мг 45,0 Знайдено у пробі, мг Хср± ΔХ Sr 100,60±1,96 0,017 100,30±2,07 0,018 30,60±0,91 0,026 30,10±0,86 0,025 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб кількісного визначення кофеїну, що включає приготування проби, відокремлення кофеїну, взаємодію його з хімічними реагентами та вимірювання аналітичного сигналу, який відрізняється тим, що кофеїн відокремлюють сорбцією на силікагелі, піддають взаємодії з хлоридом тербію (III) в присутності 1,10-фенатроліну, -циклодекстрину і уротропіну при рН 6,87,0, та вимірюють інтенсивність люмінесценції тербію (III) у тонкому шарі сорбенту при випр.=545 нм, за величиною якої визначають концентрацію кофеїну. 3 UA 97824 U 4 UA 97824 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5