Использование УФ-спектрофотометрии в анализе веществ

Содержание:

1. Введение………………………………………………………….2
2. Сферы использования метода УФ - спектрофотометрия…...…3
3. Описание метода…………………………………………………5
4. Методики определения различны веществ методом УФ-спектрофотометрия……………………………………………………………8
5. Устройство УФ-спектрофотометров……………………………9
6. Заключение ………………………………………………………11
7. Литература………………………………………………………..12

 

Введение

Целью моего реферата является изучение применения метода УФ спектрофотометрии в фармацевтической практике, описание данного метода и принципа действия спектрофотометра.

Контроль качества лекарственного вещества включает три основных этапа: испытание на подлинность (идентификация), испытание на чистоту (определение примесей) и количественное определение фармакологически активного компонента. Фармацевтический анализ осуществляется на всех этапах разработки, в процессе производства, контроля качества конечного продукта и многочисленных лекарственных форм, представляющих собой смеси нескольких лекарственных и вспомогательных веществ. Физико-химические методы анализа все шире внедряются в фундаментальные фармацевтические исследования и в практику фармацевтического анализа. Они используются для идентификации и количественного определения различных групп лекарственных веществ , их стандартных образцов, а также таблеток, мазей, инъекционных растворов, капель и других многокомпонентных лекарственных смесей. Наиболее широко в фармацевтическом анализе используются фотометрические методы.

Из всех фотометрических  методов УФ-спектрофотометрия применяется  довольно широко при анализе самых разных объектов неорганической и органической природы, а также лекарственных средств.

 

Сферы использования  метода УФ-спектрофотометрия

В последние годы в связи  с созданием записывающих приборов особенно расширилось применение спектрофотометрии  для количественного и качественного анализа и в химической кинетике. При исследовании кинетики химических реакций обычно используется тот факт, что исходные вещества и продукты реакции имеют разное поглощение. Это позволяет следить за изменением их концентраций во времени. УФ спектрофотометрия нашла широкое применение в фармации, так как это наиболее простой и эффективный метод анализа лекарственных средств. Его используют на всех этапах фармацевтического анализа лекарственных препаратов. Разработано большое число способов качественного и количественного анализа различных лекарственных форм при помощи этого метода.

На основе УФ-спектрофотометрии  разработана унифицированная методика анализа сульфаниламидных препаратов, лекарственных веществ гетероциклического ряда, алкалоидов, стероидных соединений, витаминов; усовершенствована методика стандартизации лекарственных веществ, являющихся производными барбитуровой кислоты.

Метод УФ-спектрофотометрии  перспективен для контроля качества лекарственных средств, полученных на основе носителей, содержащих магнетит и проявляющих магнитные свойства. Гепарин определяют в УФ-области при длине волны 257 нм. В фармацевтическом анализе спектрофотометрию в УФ - и видимой областях нередко сочетают с методами разделения (тонкослойная и другие виды хроматографии). Так же применяется для определения природных соединений в растительном и животном сырье. Разработаны методики определения флавоноидов, основанные на образовании окрашенного продукта с хлоридом алюминия в среде уксусной кислоты (406.410 нм), для стандартизации гомеопатических настоек, получаемых из туи  и чистотела. 

 

Помимо этого есть данные о том, что УФ-спектрофотометрия  применяется для определения  концентрации РНК и ДНК. РНК и  ДНК абсорбируют УФ свет и за счет этого есть возможность количественно  определять концентрацию этих веществ.

Для идентификации могут  быть использованы атлас спектров лекарственных веществ, систематизирующие сведения о характере спектральных кривых и значения удельных показателей поглощения.

 

Описание метода

УФ спектрофотометрия  основывается на измерении количества поглощения веществом электромагнитного  излучения в определенной узкой  волновой области. Обычно для УФ – измерений используют приближенно монохроматическое излучение в области от 200 до 800 нм. В качестве источников излучения в УФ-области используют главным образом дейтериевые лампы. Для монохроматизации света можно используют светофильтр.

Количественное  определение. Спектрофотометрия в ультрафиолетовой области широко используется для количественного определения лекарственных средств. Чувствительность метода определяется в основном способностью вещества к поглощению и выражается молярным коэффициентом поглощения. Предельные концентрации веществ, анализируемые при помощи спектрофотометрии, как правило, меньше, чем при обычных, применяемых в кислотно-основном титровании или при весовых измерениях. Это обстоятельство и объясняет тот факт, что спектрофотометрия используется при определении небольших количеств веществ, особенно в различных лекарственных формах.

Основным условием для  количественного анализа является соблюдение закона Бугера–Ламберта–Бэра: относительная оптическая плотность прямо пропорциональна толщине кюветы. Применительно к спектрофотометрии и УФ – видимой области его записывают следующим образом:

 

Где: - молярный коэффициент поглощения (л**) при длине волны ; b – длина оптического пути (см), С – концентрация поглощающих частиц (моль/л).

 

.

При помощи данного метода можно определить вещества, в составе молекул которых присутствуют определенные группы – хромофоры, а так же в состав которых входят ароматические фрагменты, тройные или двойные связи, а так же следующие группы: азо -, нитро -, и др.

Существуют и применяются  два принципиально различных  способа спектрофотометрических количественных определений. По одному из них содержание вещества в процентах (х) рассчитывают на основании предварительно вычисленной величины поглощения, чаще по величине:

 

Где b – разведение; a – навеска, г.

Этим методом можно  определить такие вещества как: меркаптопурин, папаверина гидрохлорид, дубильные вещества (танин), флавоноиды (рутин).

Основным недостатком  этого метода является общеизвестный  факт, что различные спектрофотометры дают значительные отклонения по величине поглощения для одного и того же стандартного раствора.

Более достоверные и воспроизводимые  результаты обеспечивает сравнение  поглощения испытуемого вещества с  поглощением стандартного образца, определяемого в тех же условиях. При этом учитываются многочисленные факторы, влияющие на спектрофотометрические измерения, например установка длины волны, ширина щели. Поглощение кюветы, поправки на поглощение растворителя и т.п.

Расчет количественного  содержания индивидуального вещества в процентах (х) при использовании стандартного образца проводится по формуле:

 

 

где – оптическая плотность исследуемого раствора;– оптическая плотность раствора стандартного образца; – концентрация раствора стандартного образца; b – разведение; а – навеска, г.

Содержание вещества в  одной таблетке в граммах (х), считая на среднюю массу таблетки, рассчитывают по формулам:

 

где q – средняя масса  таблетки, г.

Если количественные измерения  выполняются достаточно часто. Можно  вместо стандартного образца использовать подходящий калибровочный график, полученный для соответствующего стандартного образца.

Калибровочный график – это экспериментально определенная графическая зависимость оптической плотности от концентрации. Этим методом можно определить такие вещества как: кортизона ацетат, прегнин, проксикам.

Современные физико-химические методы позволили в ряде случаев  заменить сложные, дорогостоящие, требующие наличия подопытных животных методики биологической оценки качества лекарственных веществ. В частности, сопоставимые результаты были достигнуты при анализе антибиотиков тетрациклинового ряда методом прямой и дифференциальной спектрофотометрии и аминогликозидных антибиотиков экстракционно-фотометрическим методом с использованием в качестве реактива Калькона (кислотный краситель) в присутствии других антибиотиков в биологических жидкостях.

 

Методики определения  различны веществ методом УФ-спектрофотометрия

Около 0,1г точной навески порошка растертых таблеток помещают в мерную колбу на 100 мл с притертой пробкой добавляют 60–70 мл 95% спирта и слегка нагревают на водяной бане при перемешивании в течение 10 – 15 мин. После охлаждения доводят объем раствора 95% спиртом до метки, тщательно перемешивают и отстаивают в течение 1 часа. Не взбалтывая осадок, 5 мл раствора переносят в другую мерную колбу на 100 мл и доводят объем раствора тем же спиртом до метки. Измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 238нм в кювете толщиной шара 1 см.

Содержание кортизона  ацетата в граммах, рассчитывают по формуле

 

Где: A – оптическая плотность испытуемого раствора; q – средняя масса таблетки; a– масса навески порошка растертых таблеток; 390 – показатель преломления кортизона ацетата при длине волны 238 нм.

Содержание кортизона  ацетата должно быть 0,022–0,028 г в перерасчете на среднюю массу одной таблетки.

 

 

Устройство УФ-спектрофотометров

Спектрофотометр - прибор для исследования спектрального состава по длинам волн электромагнитных излучений в оптическом диапазоне, нахождения спектральных характеристик излучателей и объектов, взаимодействовавших с излучением, а также для спектрального анализа и фотометрирования.

Основные характеристики спектрофотометров: точность определения  длины волны излучения и величины пропускания, разрешающая способность и светосила, время сканирования спектра. Мини-ЭВМ (или микропроцессоры) осуществляют автоматизированное управление прибором и различную математическую обработку получаемых экспериментальных данных: статистическую обработку результатов измерений, логарифмирование величины пропускания, многократное дифференцирование спектра, интегрирование спектра по различным программам, разделение перекрывающихся полос, расчет концентраций отдельных компонентов и т. п.

Основные части спектрофотометра:

• источник УФ излучения – дейтериевая лампа;
• диспергирующий элемент – призменный монохроматор или монохроматор с дифракционными решетками;
• кюветы с исследуемым веществом и эталоном;
• регистрирующее устройство.
• Фотоэлектронные умножители и фотоэлементы (фоторезисторы на основе PbS);

Излучение лампы с помощью  системы зеркал фокусируется на входную  щель монохроматора. Далее пучок  света попадает на диспергирующую поворотную призму, изготовленную из высококачественного оптического кварца, которая разлагает излучение в спектр. Излучение с нужной длиной волны "вырезается" из сплошного спектра выходной щелью, и пройдя через образец или эталон, попадает на светочувствительный слой фотоэлемента.

Спектр получают в графической  форме, а в приборах со встроенной мини-ЭВМ - в графической и цифровой формах. Графически спектр регистрируют в координатах: длина волны (нм)  - оптическая плотность.

 

Заключение

В результате изучения литературных источников по данной теме можно утверждать, что спектрофотометрия является перспективным методом анализа.

Среди оптических методов  наиболее доступной, а потому и самой  распространенной является видимая ультрафиолетовая (УФ) спектрофотометрия, которая позволяет относительно несложном оборудовании быстро и точно проводить количественный анализ веществ. Этот метод используют на всех этапах фармацевтического анализа лекарственных препаратов (испытание подлинности, доброкачественности, количественное определение).

 

Литература

• http://en.wikipedia.org
• http://www.xumuk.ru
• Сааведра Ф.Э., Беликов В.Г., Соловей Н.В. Фармация, 1976,
• Фомичева Е.А., Лякина М.Н., Костенникова З.П. Фармация, 2001
• Чирков С.В., Чекрышкина Л.А. Фармация, 2001
• http://www.chemnet.ru