Введение к работе
Актуальность темы
Потенциометрический анализ с применением ионоселективных электродов (ИСЭ), который обычно называют ионометрическим анализом, несмотря на свою относительно короткую историю, получил широкое применение для количественного определения различных катионов и анионов неорганической и органической природы. Круг объектов, которые можно анализировать с помощью этого метода непрерывно расширяется. В частности, в последние 10-12 лет особенно интенсивно развиваются исследования по применению ИСЭ в фармацевтическом анализе для определения различных лекарственных веществ (ЛВ) в готовых лекарственных формах, промышленном химико-фармацевтическом сырье и полупродуктах, в крови, в сыворотке и в ряде других интересных для медицины объектах.
Основным условием, определяющим возможность проведения того или иного ионометрического анализа, является наличие отвечающего определенным требованиям ИСЭ. Известно несколько типов ИСЭ (с кристаллической мембраной, стеклянные и др.). Однако наиболее универсальными и доступными являются жидкостные мембранные электроды. Эти электроды содержат мембрану, которая полностью определяет все характеристики ИСЭ.
При описании свойств ИСЭ основное внимание обычно уделяют электродноактивному веществу (ЭАВ), отводя ему основную роль. Создание новых ИСЭ — это прежде всего синтез ЭАВ с требуемыми свойствами. Чаще всего роль противоиона играют гетерополикислоты (ГПК). ГПК составляют обширную группу многоосновных кислот и их солей, диссоциирующих в водных растворах с образованием гетерополианионов (ГПА). С другой стороны многие органические вещества, содержащие атом азота, в том числе и лекарственные вещества, способны протежироваться в кислой среде, проявляя основные свойства. Их взаимодействие приводит к образованию малорастворимых ассоциатов. Синтез новых ЭАВ на основе ГПК для ИСЭ на катионы и лекарственные препараты обуславливает необходимость исследования влияния ассоциатов на свойства ионообменных мембран. Вместе с тем появились исследования, из которых становится видно, что кроме ЭАВ на различные
характеристики ИСЭ и прежде всего на такую, как его селективность в отношении мешающих ионов может влиять в очень сильной степени пластификатор, который обычно рассматривается, как жидкая среда, в которой растворен ЭАВ или как пластификатор для полимера мембраны (об этом говорит и общепринятое название — пластификатор).
Таким образом, конструирование новых ИСЭ обуславливает необходимость исследования влияния состава мембраны на физико-химические свойства потенциометрических датчиков на лекарственные вещества.
Цель работы
Изучить зависимость аналитических характеристик ИСЭ от физико-химических свойств входящих в состав мембраны пластификатора и ЭАВ на примере электродов для определения лекарственных веществ, относящихся к классу антигистаминных препаратов.
Для этого предполагалось:
установить строение ассоциатов ЭАВ (органический катион — ГПА) методами ИК- и УФ-спектроскопии и амперометрического титрования;
изучить зависимость между произведением растворимости ЭАВ и электродными характеристиками мембраны;
рассмотреть влияние строения органических веществ (длина углеводородного радикала, наличие спиртовых или сложноэфирных групп), используемых в качестве пластификаторов, на факторы, влияющие на срок жизни ИСЭ;
исследовать зависимость коэффициентов селективности жидкостных пластифицированных мембран от концентрации ЭАВ и наличия донорных групп в молекуле пластификатора;
изготовить ионоселективные мембраны и создать электроды на их основе с откликом на ЛВ;
подтвердить практическую возможность использования разработанных ИСЭ для анализа фармацевтических препаратов.
Научная новизна
Впервые была применена теория электродов с твердыми мембранами для вычисления электродной функции жидкостной
пластифицированной в ПВХ мембраны. Проведенные систематические исследования подтвердили возможность использования данной теории для мембран этого типа. Изучены электродные характеристики ИСЭ в зависимости от произведения растворимости ЭАВ и его концентрации в мембране. Установлено влияние строения пластификаторов на факторы, определяющие срок жизни ИСЭ и его селективность. На основании изучения зависимости коэффициентов потенциометрической селективности от химического строения пластификаторов показано, что наличие функциональных групп и координационных центров ведет к снижению селективных свойств мембраны. С учетом выявленных зависимостей на основе соединений органических катионов с гетерополикислотами разработаны и изготовлены новые жидкостные мембраны в ПВХ матрице и ионоселективные электроды на их основе для количественного определения аптигистаминных препаратов в лекарственных формах. Предложена новая методика анализа данных препаратов с помощью изготовленных ИСЭ.
Практическое значение
Испытание синтезированных ионоселективиых мембран показало низкие пределы обнаружения лекарственных препаратов, широкие диапазоны линейности отклика, стабильность в течение длительных промежутков времени и возможность прямого потенциометрического определения в готовых лекарственных формах.
Предложена методика анализа прямого потенциометрического определения фармацевтических препаратов с помощью ИСЭ.
На защиту выносятся:
результаты изучения электрохимических характеристик полученных мембран в зависимости от произведения растворимости ЭАВ;
результаты исследования коэффициентов селективности мембран в зависимости от концентрации ЭАВ и донорно-акцепторных свойств пластификатора:
результаты изучения влияния строения \глероднои пени и присутствия спиртовых или сложноэфирных групп в молекулах пластификатора на срок жизни ИСЭ.
Апробация работы
Результаты работы докладывались на
научной конференции профессорско-преподавательского состава и сотрудников госбюджетных и договорных тем (Тверь, 1993),
Международной конференции "Сенсорные системы и компоненты -93" (Санкт-Петербург, 1993),
IV конференции "Электрохимические методы анализа" (Москва, 1994),
Международном Конгрессе "Вода: Экология и технология" (Москва, 1994),
Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды" (Томск, 1995).
Публикации по работе
По теме диссертации имеется 13 публикаций и получено положительное решение по заявке на патент.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы из 123 наименований и приложения. Работа изложена на 119 листах основного текста, включающего 18 таблиц и 20 рисунков.
