СПОСОБ АНАЛИЗА БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ Российский патент 2013 года по МПК G01N21/64 

Описание патента на изобретение RU2488097C1

Изобретение относится к области технической физики, а именно к исследованию материалов с помощью анализа оптических сред, и может быть использовано для неразрушающего контроля молекулярного состава и структуры биологических препаратов, содержащих ароматические соединения, например, для контроля качественного и количественного состава лекарственных препаратов, для мониторинга веществ, загрязняющих окружающую среду, для выявления в биологических жидкостях токсических веществ и др.

Известен способ количественного определения состава многокомпонентных лекарственных препаратов жаропонижающего, анальгезирующего, противопростудного действия (RU 2267115 C2, 23.06.2003). Данный способ одновременного количественного определения состава многокомпонентных лекарственных препаратов методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии с помощью ультрафиолетового детектора, характеризующийся тем, что анализ препаратов жаропонижающего, анальгезирующего, противопростудного действия, содержащих парацетамол, пропифеназон, кофеин, фенобарбитал, кодеина фосфат, или парацетамол, аскорбиновую кислоту, кодеина фосфат, фенилэфедрина гидрохлорид, хлорфениламина малеат, или парацетамол, теофиллин, кофеин, фенобарбитал, эфедрина гидрохлорид, или кодеина фосфат, нипагин, нипазол, проводят в одну стадию в режиме линейного градиента, наклон и продолжительность которого определяют свойствами компонентов анализируемого препарата, при этом состав подвижной фазы изменяется от фосфатного буферного раствора с pH 3,0 до смеси ацетонитрила с этим же фосфатным буферным раствором в объемном соотношении

1:1. При анализе лекарственных препаратов, содержащих анальгин или неидентифицированные компоненты растительного сырья, на начальном этапе градиента вводится подвижная фаза, содержащая только ацетонитрил и воду, а фосфатный буферный раствор вводится в подвижную фазу после выхода всех пиков, кроме кодеина.

Данный способ обладает рядом недостатков, таких как:

1) ограниченность, поскольку не для всех компонентов, входящих в состав препарата, возможно установить количественные характеристики;

2) недостоверность: качественный состав препарата не может быть установлен;

3) сложная и трудоемкая методика исследования;

4) затратность, поскольку для исследования необходимо использовать сторонние реагенты.

Наиболее близким к заявленному способу является способ анализа жидкой биологической среды в процессе мониторинга (RU 2212029 C1, 03.12.2001). Он основан на регистрации и последующем анализе электронных спектров поглощения в ультрафиолетовой области спектра. Способ анализа включает: мониторинг исследуемой среды, в ходе которого берут пробы исследуемой среды, определяют концентрацию присутствующих в среде компонентов в каждой пробе, одновременно измеряют спектры поглощения каждой пробы, после чего определяют границы информативной области спектра, в пределах которой наблюдается изменение спектра поглощения взятых проб, после чего измеряют спектры поглощения каждого из присутствующих в среде компонентов в ультрафиолетовой области спектра, выделяют компоненты, полосы собственного поглощения которых приходятся на информативную область, и определяют зависимости спектрального коэффициента экстинкции от концентрации для выделенных компонентов в этой области в диапазоне концентраций проб с учетом взаимного влияния компонентов, затем проводят мониторинг аналогичного процесса, в ходе которого через установленные интервалы времени измеряют спектры поглощения исследуемой среды в информативной области и для каждого спектра вычисляют концентрации тех компонентов, для которых получены спектральные характеристики коэффициента экстинкции.

К недостаткам данного способа можно отнести:

1) трудоемкость методики исследования;

2) необходимость использования большого объема исследуемого образца;

3) длительное проведение эксперимента и сложная обработка результатов.

Задачи, которые решены изобретением, состоят в обеспечении неразрушающего контроля высокой степени достоверности молекулярного состава и структуры биологических препаратов с минимизацией временных затрат на исследование.

Поставленная задача решена следующим образом. Способ неразрушающего контроля молекулярного состава и структуры биологических препаратов, содержащих ароматические соединения, характеризующийся тем, что для регистрации спектров флуоресценции образец облучают коротковолновым (266 нм) электромагнитным излучением ультрафиолетового диапазона с высоким (0,1 мм) пространственным разрешением, в этих веществах из-за наличия ароматических колец происходит фундаментальное электронное поглощение этих соединений в среднем ультрафиолетовом диапазоне, регистрируемые спектры флуоресценции преобразуют в корреляционные спектры флуоресценции, которые позволяют устанавливать различия в качественном и количественном составе образца даже при близости вида их спектров флуоресценции.

Для возбуждения и регистрации спектров флуоресценции использовалась известная волоконно-оптическая методика [1], в которой в качестве источника электромагнитного излучения ультрафиолетового диапазона используется четвертая гармоника (266 нм) лазера на алюмоиттриевом гранате, генерирующего импульсно-периодическое излучение с длиной волны 1064 нм. Высокое пространственное разрешение лазерных методов обеспечивается тем, что зондирующее излучение лазера с помощью кварцевого световода с внутренним диаметром 0,1 мм подводится к поверхности исследуемого образца.

Для установления количественного отличия спектров, полученных от различных биологических образцов, строят корреляционные функции K X Y с использованием следующего соотношения:

K Х Э ( λ ) = 1 | i X ( λ ) i Э ( λ ) | ,

где iX(λ), iЭ(λ) - нормированные спектры флуоресценции анализируемого образца (X) и эталонного (Э).

Коэффициенты корреляции K Х Э анализируемых образцов по отношению к эталонному определяется по формуле:

K Х Э = 1 N i = 1 i = N K Х Э ( λ i )

где N - количество диапазонов разбиения.

Пример.

Рассмотрим возможность применения заявленного способа для контроля качественного и количественного состава фармацевтических препаратов, таких как цитрамон, анальгин, аспирин, парацетамол.

Таблица 1 Химические формулы исследуемых фармацевтических препаратов. Фармацевтический препарат Химическая формула Структурная формула Аспирин C9H8O4 Анальгин C13H16N3NaO4S Цитрамон (аспирин, кофеин, фенацетин) C9H8O4 + C8H10N4O2 + C10H13NO2
Парацетамол C8H9NO2

Из таблицы 1 видно, что в структуре всех исследуемых веществ присутствуют ароматические кольца, что приводит к фундаментальному электронному поглощению этих соединений в среднем ультрафиолетовом диапазоне. Соответственно, в этих веществах наблюдается флуоресценция в фиолетово-красном диапазоне при возбуждении флуоресценции коротковолновым (266 нм) электромагнитным излучением.

На основе зарегистрированных спектров флуоресценции фармацевтических препаратов были построены нормированные спектры флуоресценции. Фиг.1 иллюстрирует вид спектров флуоресценции таблетки цитрамона от нескольких точек на поверхности образца, отстоящих друг от друга на расстоянии 3-4 мм. Молекулярный состав анализируемой таблетки цитрамона оказывается различным для областей поверхности, представленных кривыми на Фиг.1: 1 - вид спектров флуоресценции таблетки цитрамона, на расстоянии 3 мм от левого края образца; 2 - вид спектров флуоресценции таблетки цитрамона, на расстоянии 6 мм от левого края образца; 3 - вид спектров флуоресценции таблетки цитрамона, на расстоянии 9 мм от левого края образца. Это свидетельствует о неоднородности молекулярного состава анализируемой пробы.

На Фиг.2 приводятся спектры флуоресценции всех четырех изучаемых препаратов. У всех анализируемых фармацевтических препаратов наблюдаются структурированные полосы флуоресценции в фиолетово-красной области спектра, форма которых несущественно отличается, по крайней мере, для цитрамона и аспирина, а также для анальгина и парацетамола. Для установления количественного отличия спектров, полученных от различных фармацевтических препаратов, нами были построены корреляционные функции с использованием следующего соотношения:

K Х A ( λ ) = 1 | i X ( λ ) i A ( λ ) | ,

где iX(λ), iА(λ) - нормированные спектры флуоресценции анализируемого образца (X) и аспирина (А), соответствующие спектры приведены на Фиг.3. Корреляционные спектры строились в диапазоне длин волн Δλ=369-468 нм с интервалом разбиения Δλi=0.26 нм. Кроме того, были вычислены соответствующие коэффициенты корреляции анализируемых препаратов по отношению к аспирину по формуле:

K Х A = 1 N i = 1 i = N K Х A ( λ i )

Близость вида спектров флуоресценции цитрамона и аспирина обусловлена присутствием в них одного и того же компонента. В то же время различия в спектрах флуоресценции от различных областей поверхности цитрамона обусловлена неравномерным распределением в нем компонентов (кофеина и фенацетина). Уширение полосы флуоресценции анальгина по сравнению со спектром парацетамола можно объяснить более сложной молекулярной структурой анальгина.

Литература

1. V.S.Gorelik, Yu.P.Voinov, V.D.Zvorykin, et al., Laser implantation of sodium nitrite ferroelectric into pores of synthetic opal / Journal of Russian Laser Research. 31(1), p.80 (2010).

Похожие патенты RU2488097C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ЛЕКАРСТВЕННОГО ПРЕПАРАТА ЖАРОПОНИЖАЮЩЕГО, АНАЛГЕЗИРУЮЩЕГО, ПРОТИВОПРОСТУДНОГО ДЕЙСТВИЯ 2005
  • Голубицкий Григорий Борисович
  • Будко Елена Вячеславовна
  • Прохода Евгений Федорович
  • Покровский Михаил Владимирович
RU2332663C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ТАБЛЕТОК "ПЕНТАЛГИН ФС" 2005
  • Голубицкий Григорий Борисович
  • Будко Елена Вячеславовна
  • Прохода Евгений Федорович
  • Покровский Михаил Владимирович
RU2332662C2
СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ ЖАРОПОНИЖАЮЩЕГО, АНАЛГЕЗИРУЮЩЕГО, ПРОТИВОПРОСТУДНОГО ДЕЙСТВИЯ 2003
  • Голубицкий Г.Б.
  • Будко Е.В.
  • Прохода Е.Ф.
  • Покровский М.В.
  • Захарова Е.В.
RU2267115C2
Способ определения ацетилсалициловой кислоты 1985
  • Хабаров Анатолий Алексеевич
  • Курцева Татьяна Валентиновна
  • Хабарова Людмила Пантелеймоновна
SU1269006A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСИ 4-МЕТИЛАМИНОАНТИПИРИНА В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТАХ ЖАРОПОНИЖАЮЩЕГО, АНАЛГЕЗИРУЮЩЕГО, ПРОТИВОПРОСТУДНОГО ДЕЙСТВИЯ 2007
  • Голубицкий Григорий Борисович
RU2338189C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ЛЕКАРСТВЕННОГО ПРЕПАРАТА ПРОТИВОПРОСТУДНОГО, АНТИАЛЛЕРГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ 2007
  • Голубицкий Григорий Борисович
RU2330281C1
СПОСОБ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЕЩЕСТВА 2006
  • Гольдберг Евгений Данилович
  • Дыгай Александр Михайлович
  • Удут Владимир Васильевич
  • Коровин Сергей Дмитриевич
  • Прокопьев Владимир Егорович
RU2319137C1
Способ определения парацетамола 1982
  • Хабаров Анатолий Алексеевич
  • Курцева Татьяна Валентиновна
  • Хабарова Людмила Пантелеймоновна
SU1065347A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Зимина Татьяна Михайловна
  • Лучинин Виктор Викторович
  • Гвоздев Юрий Андреевич
  • Герке Рудольф Робертович
  • Гассох Олег Владимирович
  • Соловьев Алексей Владимирович
RU2337349C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ЛЕКАРСТВЕННОГО ПРЕПАРАТА ЖАРОПОНИЖАЮЩЕГО, АНТИАЛЛЕРГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ 2007
  • Голубицкий Григорий Борисович
RU2342655C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 488 097 C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ АНАЛИЗА БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью анализа оптических сред и может быть использовано для неразрушающего контроля молекулярного состава и структуры различных веществ. Способ характеризуется тем, что для регистрации спектров флуоресценции образец облучают коротковолновым (266 нм) электромагнитным излучением ультрафиолетового диапазона с высоким (0,1 мм) пространственным разрешением. В этих веществах из-за наличия ароматических колец происходит фундаментальное электронное поглощение этих соединений в среднем ультрафиолетовом диапазоне, регистрируемые спектры флуоресценции преобразуют в корреляционные спектры флуоресценции, которые позволяют устанавливать различия в качественном и количественном составе образца даже при близости вида их спектров флуоресценции. Изобретение обеспечивает неразрушающий контроль высокой степени достоверности молекулярного состава и структуры биологических препаратов с минимизацией временных затрат на исследование. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 488 097 C1

1. Способ анализа биологических препаратов по электронным спектрам поглощения в ультрафиолетовой области спектра, основанный на абсорбционном методе, отличающийся тем, что для регистрации спектров флуоресценции образец облучают коротковолновым (266 нм) электромагнитным излучением ультрафиолетового диапазона с высоким (0,1 мм) пространственным разрешением, в веществах из-за наличия ароматических колец происходит фундаментальное электронное поглощение этих соединений в среднем ультрафиолетовом диапазоне, причем регистрируют спектры флуоресценции, строят нормированные спектры анализируемого и эталонного образцов, используя которые, получают корреляционные функции с коэффициентами корреляции и строят корреляционные спектры, которые позволяют устанавливать различия в качественном и количественном составах образца даже при близости вида их спектров флуоресценции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для установления количественного отличия спектров, полученных от различных биологических образцов, строят корреляционные функции с использованием следующего соотношения:
K Х Э ( λ ) = 1 | i X ( λ ) i Э ( λ ) | ,
где iX(λ), iЭ(λ) - нормированные спектры флуоресценции анализируемого образца (X) и эталонного (Э).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент корреляции K Х Э анализируемых образцов по отношению к эталонному определяется по формуле:
K Х Э = 1 N i = 1 N K Х Э ( λ i ) ,
где N - количество диапазонов разбиения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2488097C1

Способ обработки целлюлозных материалов, с целью тонкого измельчения или переведения в коллоидальный раствор 1923
  • Петров Г.С.
SU2005A1
СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ МИКРОБОВ И СЛОЖНЫХ АМИНОКИСЛОТ 2007
  • Александров Михаил Тимофеевич
  • Васильев Евгений Николаевич
  • Воропаева Маргарита Ивановна
  • Гапоненко Олег Геннадьевич
  • Иванова Мария Александровна
  • Кузьмин Геннадий Петрович
  • Макарова Мария Витальевна
  • Милонич Александр Иванович
  • Хоменко Владимир Александрович
RU2362145C2
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА НЕФТЕПРОДУКТОВ И ГОРЮЧЕ-СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2001
  • Страхов А.Ф.
  • Чечкенев И.В.
  • Страхов О.А.
  • Алаторцев Е.И.
RU2187092C1
Карусельная машина для отопки стеклянных изделий 1950
  • Бурьян Ю.Л.
  • Шалунов В.М.
  • Шмелькин А.С.
SU93990A1
Способ приготовления мыла 1923
  • Петров Г.С.
  • Таланцев З.М.
SU2004A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СВОЙСТВ ФЛЮИДА ЭМУЛЬСИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ 2007
  • Канас Триана Хесус Альберто
  • Эндрюс А. Баллард
  • Шнайдер Марк
  • Фрейтас Эви
  • Маллинз Оливер К.
  • Сянь Чэнган
  • Карнеги Эндрю
  • Аль-Насер Джамиль
RU2373523C2
СПОСОБ АНАЛИЗА ЖИДКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ В ПРОЦЕССЕ МОНИТОРИНГА 2001
  • Василевский А.М.
  • Корнилов Н.В.
  • Гуревич К.Я.
  • Соколов А.А.
RU2212029C1

RU 2 488 097 C1

Авторы

Войнов Юрий Петрович

Горелик Владимир Семенович

Умаров Максуджон Файзулоевич

Юрин Максим Евгеньевич

Даты

2013-07-20Публикация

2011-11-22Подача