Введение к работе
Актуальность темы. Среди большого ассортимента лекарственных средств, производимых в нашей стране, доля препаратов растительного происхождения составляет 25-30%, а в некоторых фармакотерапевтических группах достигает почти 70%. Повышенное внимание к лекарственному растительному сырью (ЛРС) со стороны населения и медицинских работников отражает мировую тенденцию к увеличению числа лекарственных препаратов на растительной основе. Действительно, ЛРС обладает меньшей токсичностью, мягкостью и широтой терапевтического действия, возможностью более длительного применения, особенно для лечения хронических заболеваний, минимальным проявлением побочных эффектов и аллергических реакций. Обеспечение надлежащего качества ЛРС во многом зависит от правильной организации контроля, его действенности и эффективности, а также от уровня требований, заложенных в нормативную документацию (НД), и используемых методов анализа. Стандартизация и совершенствование методов контроля качества ЛРС являются одной из актуальных задач фармакогнозии. Учитывая, что основным показателем качества ЛРС служит содержание в нем биологически активных веществ, одной из важных задач стандартизации является разработка и внедрение современных методов их количественного определения. В связи с этим всё шире внедряются в практику фармакогностического анализа хроматографические, оптические и электрохимические методы.
Весьма перспективным и доступным для широкого применения методом является гальваностатическая кулонометрия, в котором основными контролируемыми параметрами являются время и сила тока. Имеющиеся в настоящее время приборы и устройства позволяют автоматически измерять эти параметры с очень высокой точностью. На одной и той же установке можно проводить как кислотно-основное, так и окислительно-восстановительное титрование, меняя лишь состав фонового электролита в кулонометрической ячейке. Все это создает предпосылки для разработки высокочувствительных методик кулонометрического определения различных биологически активных соединений. Метод гальваностатической кулонометрии отличается высокой точностью, экспрессностью, простотой проведения эксперимента, не требует предварительной стандартизации титранта, применения стандартных образцов и построения градуировочных графиков и актуален для стандартизации лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов.
Цель исследования. Совершенствование стандартизации ЛРС и фитопрепаратов по содержанию органических кислот, аскорбиновой кислоты, арбутина и дубильных веществ методом гальваностатической кулонометрии.
Задачи исследования:
-
Провести сравнительный анализ методов, рекомендуемых отечественной и зарубежной НД, для определения содержания органических кислот, аскорбиновой кислоты, арбутина и дубильных веществ в лекарственном растительном сырье.
-
Разработать кулонометрические методики определения содержания органических кислот в пересчете на яблочную кислоту в шиповника плодах, рябины плодах, малины плодах, смородины черной плодах, фитопрепаратах «Холосас», «Сироп из плодов шиповника» и «Сок каланхое» с помощью электрогенерированных гидроксид-ионов с рН-метрической индикацией конечной точки титрования (к.т.т.) для включения в НД.
-
Разработать кулонометрические методики определения содержания аскорбиновой кислоты в шиповника плодах, первоцвета весеннего листьях и фитопрепарате «Сироп из плодов шиповника» с помощью электрогенерированного йода с биамперометрической индикацией к.т.т. для включения в НД.
-
Разработать кулонометрические методики определения содержания арбутина в бадана листьях, толокнянки листьях, брусники листьях с помощью электрогенерированного брома с биамперометрической индикацией к.т.т. для включения в НД.
-
Разработать кулонометрические методики определения содержания дубильных веществ в пересчете на танин в дуба коре, лапчатки корневищах, ольхи соплодиях, кровохлебки корнях и корневищах, бадана корневищах, черники плодах с помощью гипоиодит-ионов с биамперометрической индикацией к.т.т. для включения в НД.
Научная новизна. Предложены усовершенствованные методики кулонометрического определения содержания органических кислот в пересчете на яблочную кислоту в шиповника плодах, рябины плодах, в лекарственных средствах «Сироп из плодов шиповника» и «Сок каланхое»; схемы методик кулонометрического определения содержания органических кислот в пересчете на яблочную кислоту в малины плодах, смородины черной плодах, в лекарственном средстве «Холосас». Предложены усовершенствованные методики кулонометрического определения содержания аскорбиновой кислоты в шиповника плодах, первоцвета весеннего листьях и лекарственном средстве «Сироп из плодов шиповника». Определены стехиометрические коэффициенты в реакции арбутина с электрогенерированным бромом в кислой среде и предложена схема реакции. Предложены усовершенствованные методики кулонометрического определения содержания арбутина в бадана листьях, брусники листьях и толокнянки листьях. Предложены усовершенствованные методики кулонометрического определения содержания дубильных веществ в пересчете на танин в дуба коре, лапчатки корневищах, ольхи соплодиях, кровохлебки корнях и корневищах, бадана корневищах, черники плодах. Найдены стандартные условия получения электрогенерированного йода и предложено проверять эффективность кулонометрического титрования по стандарт-титру «Натрий серноватистокислый 5-водный».
По материалам исследования получено положительное решение о выдаче патента по заявке № 2010113440 «Способ кулонометрического определения дубильных веществ в ЛРС», получен приоритет по заявкам №2010113430 «Способ кулонометрического определения органических кислот в ЛРС и препаратах из растительного сырья» (от 6.04.2010 г.) и №2010137455 «Способ кулонометрического определения аскорбиновой кислоты в ЛРС и препаратах из растительного сырья» (от 8.09.2010 г.)
Практическая значимость. Разработаны усовершенствованные методики и схемы методик количественного определения органических кислот в пересчете на яблочную кислоту в шиповника плодах, рябины плодах, малины плодах, смородины черной плодах, в лекарственных средствах «Холосас», «Сироп из плодов шиповника» и «Сок каланхое»; аскорбиновой кислоты в шиповника плодах, первоцвета весеннего листьях и лекарственном средстве «Сироп из плодов шиповника», арбутина в бадана листьях, брусники листьях и толокнянки листьях и дубильных веществ в пересчете на танин в дуба коре, лапчатки корневищах, ольхи соплодиях, кровохлебки корнях и корневищах, бадана корневищах, черники плодах методом гальваностатической кулонометрии, в том числе и в сочетании с методом ионообменной хроматографии (при определении суммы свободных и связанных органических кислот), на кулонометре «Эксперт-006» («Эконикс-эксперт», ).
Предложенные методики позволяют исключить расход дорогостоящих реагентов, не требуют применения стандартных образцов, построения градуировочных графиков, отличаются простотой проведения эксперимента, точностью и экспрессностью.
Внедрение в практику. Материалы о практической значимости подтверждены актами о внедрении в учебный процесс Казанского ГМУ на кафедре фармакологии фармацевтического факультета с курсами фармакогнозии и ботаники в виде учебно-методической разработки для студентов фармацевтического факультета «Применение гальваностатической кулонометрии для стандартизации лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов» («Казанский государственный медицинский университет», – 2011 г. – 46 с.); актами о внедрении в практику работы ОАО «Татхимфармпрепараты» и ГУ «Центр контроля качества и сертификации лекарственных средств Республики Татарстан».
Апробация. 1-ой Всероссийской конференции «Современные методы химико-аналитического контроля фармацевтической продукции» (Москва, 2009), Х и XI международный конгрессе «Здоровье и образование в ХХI веке» (Москва, 2009, 2010), 65-ой межрегиональной конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2010), 3-й ежегодной конференции «Фармация и общественное здоровье» (Екатеринбург, 2010), III Всероссийской конференции «Биотехнология и биомедицинская инженерия» (Курск, 2010), Республиканской конференции «Актуальные вопросы повышения качества последипломной подготовки фармацевтических кадров» (Казань, 2010), 15-й Всероссийской конференции «Молодые учёные в медицине» (Казань,2010), Всероссийская конференция «Современная фармацевтическая наука и практика: традиции, инновации, приоритеты» (Самара, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК и 11 тезисов на международных и всероссийских конференциях, издано методическое пособие.
Автор благодарит профессора кафедры аналитической химии Химического института им. Бутлерова Казанского (Приволжского) федерального университета, академика РАЕН Будникова Г.К. за научные консультации и ценные советы на различных этапах выполнения данного исследования.
Связь исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в рамках комплексной темы кафедры фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России «Применение кулонометрического титрования в фармацевтическом анализе лекарственных средств и лекарственного растительного сырья» (№ гос. регистрации 0120.0 805877).
Основные положения, выносимые на защиту. Методики стандартизации ЛРС и фитопрепаратов по содержанию органических кислот, аскорбиновой кислоты, арбутина и дубильных веществ методом гальваностатической кулонометрии с помощью электрогенерированных титрантов. Результаты изучения взаимодействия электрогенерированного брома с арбутином.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 132 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, 4 глав экспериментальных исследований и выводов, содержит 29 таблиц, 22 рисунка. Список литературы включает 183 источника, в том числе 76 иностранных авторов.
Определение содержания органических кислот, аскорбиновой кислоты, арбутина и дубильных веществ в лекарственном растительном сырье и фитопрепаратах проводили на кулонометре «Эксперт-006» («Эконикс-Эксперт», Россия) при силе тока 5 мА. Генераторный и вспомогательный электроды представляли собой платиновые спирали. рН-метр, встроенный в кулонометр, калибровали по буферным растворам с рН 4 и 9 («Метром», Швейцария). Электрогенерацию гидроксид-ионов осуществляли из насыщенного водного раствора K2SO4, смешанного с водой очищенной в соотношении 1:7, конечную точку титрования определяли рН-метрически с помощью лабораторного комбинированного «полумикро»pH-электрода ЭСК-10614 («Измерительная техника», Россия). Генерацию брома проводили из водного 0,2 М раствора KBr в 0,1 М растворе H2SO4. Электрогенерированный йод получали из 0,1 М раствора KI в хлористоводородном буферном растворе (рН 1,2). Гипоиодит-ионы получали из 0,1 М раствора KI в фосфатном буферном растворе (рН 9,5). Конечную точку титрования определяли биамперометрически с помощью платиновых электродов (DЕ=300 мВ).
Используемые реактивы имели квалификацию х.ч. или ч.д.а. Для проведения ионного обмена использовали катионит КУ-2-8. В качестве растворителя использовали воду очищенную.
