Способ определения содержания воды в биологических препаратах Советский патент 1993 года по МПК G01N25/56 

Ј

Изобретение относится к области анализа материалов путем определения влагосодержания и предназначено для определения содержания воды в биологических препаратах (БП).

Целью изобретения является исключение разрушения анализируемого препарата и расширение области применения.

Способ осуществляют следующим образом.

Готовят 6-8 смесей сухого БП с водой во всей области концентраций компонентов.

Каждую смесь отдельно в количестве 10-500 мг загружают в установку дифференциального термического анализа (ДТА) или дифференциальный сканирующий калориметр (ДСК) и быстро (со скоростью 10-20 К-мин 1) охлаждают жидким азотом до температуры стеклования воды (135 К).

Затем проводят нагревание образца (скорость нагрева 3-6 К/мин) от 135 до 309 К (нор- мальная температура человеческого организма) и регистрируют ДТА-кривую. Указанный температурный интервал является оптимальным для исследования БП без потери их биологической активности. Если образцы содержат воду в количествах меньших предела ее растворимости в БП, то на ДТА-кривых будет проявляться расстеклование смесей (процесс перехода образца из стеклообразного состояния в высокоэластичное). Определяют температуру стеклования (Тс) смесей БП с водой и строят калибровочный график зависимости Тс от концентрации воды в смесях. Если содержание воды в образцах превышает предел ее растворимости в БП, то на ДТА-кривой будет проявляться эндотермический пик плав06

Ј о ел

00

ления фазы свободной воды, не растворившейся в БП. Определяют температуру плавления (Тпл) фазы свободной воды и строят калибровочный график зависимости Тпл фазы свободной воды от общего содержания ее в смесях. После этого по этой же методике снимают ДТА-кривую исследуемого БП с неизвестным содержанием воды и определяютТс смесей или Тпл свободной воды и по калибровочному графику определяют содержание воды в БП.

Предложенный способ иллюстрируется следующим примером.

Определение содержания воды в им- муноглобулине G (IgG) человека, использующегося в качестве лечебного препарата для повышения защитных функций организма.

Вначале проводят калибровку. Берут сухой препарат IgG и готовят восемь смесей его по 0,3-0,5 г каждый с дистиллированной водой, содержащих 5, 10, 20, 25, 35, 50 и 80 мас.% НзО. Каждую смесь по очереди загружают в установку ДТА, охлаждают со скоростью 10-20 К -мин 1 жидким азотом до 135 К и проводят регистрацию ДТА-кривой в координатах (T) при нагреве образца со скоростью 5 К-мин (А Т - разница температур между образцом и эталоном; Т - температура образца, К).

Погрешность определения температуры хромель-копелевой термопарой в методе ДТА составляет ± 0,5 К. Воспроизводимость при определении температуры стеклования не хуже ± 0,5 К, а температуры плавления ± 0,1 К.

Способ поясняется фиг. 1-3.

Как видно из фиг. 1, на ДТА-кривых образцов с 5 (кривая 1), 10 (кривая 2), 20 (кривая 3) и 25 (кривая 4) мас.% воды проявилось расстеклование их - резкое отклонение базовой линии от нулевого хода в эндотермическую область. По ДТА-кривым определили Тс смесей, как температуру начала отклонения базовой линии от нулевого хода в эндотермическую область (см. таблицу).

На ДТА-кривых образцов смесей IgG с водой, содержавших 35, 40, 50, 80 мас.% Н20 (фиг, 2) проявились эндотермические пики плавления фазы свободной воды. Температуры плавления - температуры минимумов эндотермических пиков приведены в табл.

Температура стеклования сухого IgG равна 292 К. Предел растворимости воды в IgG составляет 30 мас,% Н20.

По полученным температурам стеклования смесей и плавления фазы свободной

воды строят калибровочный график (фиг. 3),

где:

АВ - концентрационная зависимость Тс

смесей;

СД - концентрационная зависимость Тпл фазы свободной воды; ВС - предел растворимости воды в IgG.

В производстве IgG сушат испарением воды в вакууме 0,6 Па при температуре

215-220 К в течение 25 часов (сублимационная сушка). Смесь во флаконах по 25 мл, загружаемая в сушильный аппарат, содержит 90-95 мас.% воды. Для определения содержания воды в препарате в процессе ее

5 сушки отбирают пробы смесей IgG с водой через 3 (образец N 1), 5 (образец № 2), 10 (образец № 3), 15 (образец № 4) и 23 (образец Nfe 5) ч после начала сушки. И определяют содержание в них воды предложен0 ным способом.

Каждую пробу массой 0,5 г загружают последовательно в установку ДТА, охлаждают со скоростью К-мин 1 до 135 К жидким азотом и регистрируют ДТА-кри5 вую в координатах (T) при нагревании со скоростью 5 К мин-1.

У проб, извлеченных из сушильного аппарата через 3 (образец N 1) и 5 (образец Мг 2) часов после начала сушки были заре0 гистрированы на ДТА-кривых эндотермические пики плавления фазы свободной воды при 271,0 и 260,0 К соответственно. По калибровочному графику (линия СД) определили, что в первом образце со5 держится 70 ± 1 мас.% НаО, во втором 39,0 ±0,5 мас.% Н20.

У образцов, извлеченных из сушильного аппарата через 10 (образец № 3), 15 (образец № 4) и 23 (образец Мг 5) часа после

0 начала сушки на ДТА-кривых проявилось расстеклования при 185,0, 239,0 и 269,0 К соответственно. По калибровочному графику (линия АВ) определили, что в образце № 3 содержится 24,0 ± 0,3 мас.% НаО в

5 образце № 4 - 7,5 ± 0,1 мае. % Н20, в образце ,5 ±0,03 мас.% Н20. Эксперимент дал хорошо воспроизводимые результаты. Относительная погрешность была менее 1,5 %. Время, затраченное на определение

0 содержания воды во всех пробах, составило 3 ч. Все пробы были возвращены в аппарат на досушивание. Из них получился препарат сухого IgG, соответствующих ГОСТу.

Предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет:

-исключить разрушение анализируемого препарата;

- определять содержание воды в БП во всей области концентраций компонентов;

5

51814058 6

- контролировать содержание воды в ционной сушки их без потерь дорогостоя- БП в производственном процессе сублима- , щих препаратов.

Температуры физических переходов в образцах системы IgG -H20

150

гоо

Фиг.1

гзо г,/с

Редактор Л. Волкова

Составитель В. Урьяш Техред М.Моргентал

(Риг.З

Корректор С. Юско