Инверсионно-вольтамперометрический способ определения пенициллина G в водных растворах и биологических жидкостях Советский патент 1992 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к электроаналитической химии и может быть использовано в производственных фармацевтических лабораториях, в практике медико-биологических исследований действия определяемого препарата на организм человека.

Известен способ определения пенициллина путем потенциометрического титрования анализируемого вещества ионами ртути (II) с пеницилламином, получающимся в результате щелочного гидролиза пенициллина.

Недостатком данного способа является то, что метод не обладает высокой чувствительностью (позволяет определять пенициллин в количестве 1-5 мг).

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемым результатам является способ полярографического определения пенициллано- вой кислоты в препаратах пенициллина Измерения тока проводили при постоянном потенциале +0,04 В (отн Нас К.Э.) на капающем Hg-электроде на фоне боратного буферного раствора с рН 9,2. Линейная зависимость тока от концентрации наблю,-б

далась в интервале 2-10 -1

Јь О ГО 00 Ю

Недостатками известного способа являются невысокая чувствительность определения, а также высокая токсичность в результате использования больших количеств ртути.

Целью изобретения является увеличение чувствительности определения пенициллина G.

На чертеже представлена вольтампе- рограмма электрохимического концентрирования пенициллина G.

Поставленная цель достигается тем, что пенициллин G электрохимически кон- центрируют на поверхности электрода с последующей регистрацией катодных поляризационных кривых, накопление осуществляли на ртутно-пленочном электроде в течение 240±20 с в перемешиваемом рас- творе с поляризацией электрода при потенциале от +0,10 до +0,25 В на фоне 0,1 М НСООН с последующей регистрацией катодных поляризационных кривых при скорости развертки 45±10 МВ/с, потенциалы катодных поляризационных кривых лея 37 в интервале от -0,32 до -0,36 В (отн. Нас К.Э,), В качестве рабочего электрода использовь- ли пленку ртути на серебряной подложке в виде серебряного диска с диаметром мм,.впрессованного в тефлон. Преимуществом такого электрода является возможность получения более узких и высоких пиков, служащих аналитической характеристикой определяемого вещества, что повышает разрешающую способность метода. Пики, полученные с помощью ртутно-пленочного электрода, характеризуются лучшей воспроизводимостью по сравнению с твердыми и ртутно-капающими электродами, так как он является менее токсичным, чем капающий, и более удобен в работе. Для определения пенициллина ртутно-пленочный электрод ранее не применялся. Фон и электрод для определения лекарственного ве- щества подобраны экспериментально.

При концентрации 0,1 М наблюдается максимальное значение тока, пики имеют удобную для аналитического измерения форму. Использование же концентрации 0,1 не желательно, так как это приводит к сильному уменьшению тока, что снижает чувствительность количественного определения.

Потенциал электрохимического концентрирований на фоне 0,1 М НСООН со- стааляет LV), 10-0,25 В. При указанных значениях потенциала концентрирования величина полезного сигнала достигает мак- симальною значения, а поляризационные кривые регистрируются с хорошо выраженным максимумом. Это повышает чувствительность способа. При потенциалах меньших 0,10 В и больших 0,25 В величина тока растворения осадков органических веществ с поверхности ртутно-пленочного зпектрода. уменьшается. Время предаари- тельного электролиза подбирают экспериментально, в зависимости от концентрации определяемого соединения в растворе оно может изменяться от 220 до 260 с,

Установленные условия впервые позволили количественно определить пенициллин G путем регистрации пика катодных поляризационных кривых при потенциалах -0,32...-0,36 В на фоне 0,1 М НСООН. Нижняя граница определяемых концентраций составляет 1, М. Относительное стандартное отклонение Sr для диапазона концентраций (2, - 1-104 М) не превышало 0,2,

П р и м е р 1. Определение пенициллина G на уровне n-10 M в водных растворах.

В двухэлектродную электрохимическую ячейку с выносным электродом сравнения и электролитическим мостиком, заполненным фоновым электролитом, со сменным стаканчиком, емкостью 10 мл, помещают 7 мл фона (0,1 М НСООН), в течение 240 с удаляют из раствора кислород, пропуская через раствор газообразный азот с содержанием кислорода менее 0,001%. Для проверки чистоты фона и стаканчика проводят предварительное электрохимическое концентрирование на рабочем электроде при потенциале+0,15 В (отн. Нас К.Э.). Отключают ток азота, после чего фиксируют вольтам- перограмму при линейной развертке потенциала от+0,15 В до-1,10 В. Отсутствие пика свидетельствует о чистоте фона. Затем добавкой нескольких капель стандартного раствора с концентрацией 1 10 6 М создают необходимую концентрацию пенициллина G в фоне на уровне п . Перемешивают раствор в течение 30 с и проводят электрохимическое концентрирование определяемого вещества на поверхности рабочего электрода при потенциале электролиза ,15 В в течение с. Пик на катодной вольтамперограмме регистрируют в диапазоне потенциалов ртлк - 0,34...0,36 В при скорости развертки потенциала w 45 мВ/с. Результаты эксперимента представлены з табл. 1 (фон - 0,1 М НСООН).

Зависимость величины восстановления осадка пенициллина от потенциала предварительного начопления представлена в тэбл.2,(,1 М НСООН; , гэ 240±20 с; w 45±10 мВ/с).

П р и м е р 2. Определение пенициллина G в сыворотке крови пациента.

В стаканчик, объемом 10 мл, наливают в качестве фона 5 мл 0,1 М НСООН. Далее операции по деаэрации раствора /. проверке чистоты фона и стаканчика проьидят как в примере 1. В проверенный на чистоту фон добавляют одну каплю (0,0 ил) сь. воротки

крови больного, перемешивают раствор струей газообразного азота в течение 60 с снимают вольтамперограмму, проводят операции при условиях, изложенных в примере 1. При потенциалах -0.32...-0,36 В фиксируют пик. Эту операцию проводят три раза, среднюю высоту пика (в мм) обозначают через hi. Затем добавляют п капель М стандартного раствора пенициллина G. Снимают вольтамперограм- мы при тех же условиях, средняя высота пика ha, мм. Расчет концентрации пенициллина в сыворотке крови проводят по формулам:

Сдоб :

Сет П Vk V, + n Vk

где п - количество капель стандартного раствора пенициллина;20

Vk - объем одной капли, мл;

Сет - концентрация стандартного раствора пенициллина G, м;

Уф - объем фона, мл;

25

С Сдоб

hi

П2 -П1

где Сх - концентрация пэнчциллинз G (сыворотка) в ячейке,М;

г Сх(Уф+пКсУкс)

исх-„-п .

Пкс VKC

где Сх исх - концентрация пенициллина G в сыворотке крови, м;

Пкс - количество капель сыворотки;

VKC - объем одной капли сыворотки, мл. Результаты эксперимента представлены в

5

0

5

0

5

0

табл. 3 (фон 0.1 М НСООН; тэ 240±20 с: w 45±10 мВ/с).

Таким образом, изобретение позволяет повысить чувствительность определения до 1, М в водных растворах (чувствительность способа повысилась в 1000 раз) и значительно снизить токсичность определения пенициллина G. Способ позволяет осуществить фармако- кинетические исследования и проводить контроль лекарственных препаратов. Определению не мешает избыток хлорид-ионов, но мешает присутствие более 100-кратного избытка катионов тяжелых металлов (РЬ, Cd, Си, Fe, Zn).

Способ может быть использован для определения пенициллина G в плазме крови, моче и промывных водах

Формула изобретения

Инверсионно-вольтамперометрическ- ий способ определения пенициллина G в водных растворах и биологических жидкостях, включающий электрохимическое концентрирование на поверхности электрода с последующей регистрацией катодных вольт-амперных кривых, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности определения, концентрирование пенициллина осуществляют на ртутно-пленочном электроде в течение 240±20 с в перемешиваемом растворе в интервале потенциалов от +0.1 до +0.25 В на фоне децимолярного раствора муравьиной кислоты с последующей регистрацией катодных вольт-амперных кривых при скорости развертки потенциала, равной 45±10 мВ/с, а концентрацию пенициллина определяют по высоте катодного пика в интервале потенциалов от -0.32 до -0,36 (отн.Нас К.Э.).

Таблица 1

Изобретение относится к электроаналитической химии лекарственных препаратов Сущность способа заключается в концентрировании пенициллина на ртутно-пленоч- ном электроде с серебряной подложкой в течение 240±20 с в перемешиваемом растворе при Еэ от +0,1 до +0.25 В. В качестве фона используют 0,1 М раствор СНООН. Регистрацию катодных вольтамперограмм осуществляют при линейной скорости развертки потенциала 45±10 мВ/с Концентрацию пенициллина определяют по высоте катодного пика с интервалом потенциалов от -0,32 до -0,36 В (отн. Нас К.Э.). Нижний предел определяемых концентраций 1, М. Способ позволяет также определить пенициллин в плазме крови моче и промывных водах 1 ил 3 табл У

Таблица 2

-0.1

Таблица 3

-0.6 Ј,