Фармацевтическая химия и фармацевтический анализ

В Харьковском научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте (ХНИХФИ) ведутся исследования в области создания новых лекарственных препаратов из растений, содержащих алкалоиды и гликозиды, совершенствуются и разрабатываются технологические процессы производства различных готовых лекарственных форм (ампулированных растворов, таблеток, аэрозолей и др.). Затем институт переименован во Всесоюзный научно-исследовательский институт химии и технологии лекарственных средств (ВНИИХТЛС). В настоящее время ВНИИХТЛС преобразован в Государственный научный центр лекарственных средств (ГНЦЛС) Государственного комитета Украины по химической, нефтехимической промышленности и медицинским препаратам (Госхимпром Украины).

В 1931 г. был создан Всесоюзный институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР), который позже переименован в ВИЛР. В этом институте решаются проблемы изучения флоры с точки зрения поисков нового лекарственного сырья, поэтому институт имеет зональные станции по всей территорий страны. В ВИЛРе на основе химических Исследований лекарственных растений создаются новые лекарственные препараты. На базе этого института осуществляется опытно-промышленное производство лекарственных средств из растительного сырья, исследованного в лабораториях института. В результате объединения института и опытного завода создано НПО "ВИЛР".

Открытая в 1928 г. в Москве Центральная аптечная научно-исследовательская лаборатория (ЦАНИЛ) в 1944 г. реорганизована в Центральный аптечный научно-исследовательский институт (ЦАНИИ). Этот институт координирует всю научно-исследовательскую работу в стране в области фармации. Здесь проводят исследования в области организации и экономики фармации, фармацевтического анализа, технологии лекарств, биофармации и т.д. В 1976 г. ЦАНИИ переименован во ВНИИФ -- Всесоюзный научно-исследовательский институт фармации. В настоящее время он реорганизован в научно-исследовательский институт фармации Министерства здравоохранения.

Уже в первые годы после создания в нашей стране фармацевтических научных учреждений и учебных заведений систематические исследования в области фармацевтического анализа начали проводить во ВНИХФИ (А.К.Руженцева и др.), в ЦАНИИ (Н.И.Горяинова, Б.А.Клячкина и др.). Большой вклад в разработку методов анализа лекарственных веществ внесли П.Л.Сенов и его многочисленные ученики, разработавшие новые способы химического контроля лекарственных форм. Н.А.Валяшко является в нашей стране пионером в области спектрофотометрических исследований лекарственных веществ, которые продолжил В.И.Близнюков. Я.А.Фиалков посвятил свои работы изучению методов анализа лекарственных веществ. Все эти исследования получили свое дальнейшее развитие на кафедрах фармацевтической химии Пятигорского, Пермского, Ташкентского, Харьковского фармацевтических институтов, а также Московского, Курского, Кишиневского, Азербайджанского и других фармацевтических факультетов медицинских институтов.

Для улучшения контроля качества лекарств был создан в 1976 г. Государственный научно-исследовательский институт по стандартизации и контролю лекарственных средств (ГНИИСКЛС).

Институт осуществляет фундаментальные и прикладные исследования по проблеме "Стандартизация лекарственных средств", в том числе разработку стандартных образцов (СО) и нормативно-технической документации (НТД) на лекарственные средства, разработку методов контроля качества лекарств, изучение физико-химических и биологических свойств лекарственных веществ.

ГНИИСКЛС проводит фармацевтическую экспертизу всех проектов фармакопейных статей'(ФС) на государственные стандартные образцы (ГСО), проектов НТД на отечественные синтетические лекарственные вещества и выборочно на готовые лекарственные формы, а также НТД на отечественные лекарственные средства (при проведении предварительного контроля) и НТД зарубежных фирм при проведении регистрации (перерегистрации) выпускаемых ими лекарств.

На базе ГНИИСКЛС организован Сотрудничающий центр Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по контролю качества лекарственных средств. Центр проводит апробацию, рецензирование статей и методик анализа для Международной фармакопеи, разрабатывает Международные химические стандартные образцы, участвует в разработке Международных справочных ИК-спектров лекарственных веществ, в работе по отбору лекарств для внесения в "Список основных лекарственных средств" и подготовке рекомендаций ВОЗ в области контроля качества лекарственных средств и т.д.

Большая работа в области создания и исследования лекарственных веществ на основе синтеза новых органических соединений проводится в научно-исследовательских институтах, изучающих антибиотики, во Всесоюзном научно-исследовательском витаминном институте (ВНИВИ) и других отраслевых научно-исследовательских учреждениях Министерства здравоохранения.

Актуальность проблемы создания и исследования новых лекарственных средств привлекла к ее решению Московский, С.-Петербургский, Ростовский и другие университеты нашей страны, Химико-технологические, научно-исследовательские институты и учебные заведения.

Особенно эффективными оказались проводимые в этом направлении исследования в Российском химико-технологическом университете им. Д.И.Менделеева и в Институте тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова.

В настоящее время исследования в области создания лекарственных веществ наряду с научными учреждениями фармацевтического профиля ведут целый ряд других научно-исследовательских институтов. Среди них Институт физиологически активных веществ, Институт органической химии им. Н.Д.Зелинского, Институт элементорганических соединений им. А.Н.Несмеянова и др.

Решением проблемы создания лекарственных средств занимаются научно-исследовательские учреждения АМН: Институт биологической и медицинской химии, НИИ по изысканию новых антибиотиков, НИИ экспериментальной медицины, Институт питания, Институт вирусологии и др. Исследования лекарственных средств проводятся в таких крупных медицинских научных центрах, как ВНИЦ биологически активных веществ и ВНЦ по безопасности биологически активных веществ, ВНИЦ профилактической медицины, во Всероссийском онкологическом и кардиологическом центрах АМН.

Лекарственные средства создаются и исследуются в таких научно- исследовательских учреждениях, как НИИ органической химии и технологии, НИИ биотехнологии, Научно-исследовательский технологический институт антибиотиков и ферментов медицинского назначения (ВНИТИАФ), НИИ технологии кровезаменителей и гормональных веществ, НИИ синтетических и натуральных душистых веществ.

Столь большое число НИИ, занимающихся решением данной проблемы, свидетельствует прежде всего о ее актуальности и важности для здравоохранения. Различие профиля указанных научных учреждений подтверждает сложность проблемы создания и исследования лекарств, необходимость проведения широких фундаментальных и прикладных работ в различных областях химии, физики, медицины, фармации.

3. Фармацевтический анализ

3.1 Основные принципы фармацевтического и фармакопейного анализа

Фармацевтический анализ - это наука о химической характеристике и изменении биологически активных веществ на всех этапах производства: от оценки сырья до оценки качества полученного лекарственного вещества, изучения его стабильности, установления сроков годности и стандартизации готовой лекарственной формы. К фармацевтическому анализу предъявляются высокие требования: специфичность, чувствительность, точность по отношению к нормативам, обусловленным ГФ XI, ФС и др. НД, выполнение в короткие сроки с использованием минимальных количеств лекарственных препаратов и реактивов.

Фармацевтический анализ включает различным формы контроля качества лекарств:

ѕ Фармакопейный анализ

ѕ Постадийныш контроль производства лекарственных средств

ѕ Анализ лекарственных форм индивидуального изготовления

ѕ Экспресс - анализ в условиях аптеки

ѕ Биофармацевтический анализ.

Фармакопейный анализ является составной частью фармацевтического анализа и представляет собой совокупность способов исследования лекар- ственных препаратов и форм, изложенные в ГФ, ФС, ФСП. Выполнение фармакопейного анализа позволяет установить подлинность лекарственного средства, его чистоту (содержание примесей), количественное содержание фармацевтического средства, возможность или невозможность использования его врачами и пациентами.

3.2 Критерии фармацевтического анализа

На различных этапах фармацевтического анализа в зависимости от поставленных задач имеют значение такие критерии, как избирательность, чувствительность, точность, время, затраченное на выполнение анализа, израсходованное количество анализируемого препарата (лекарственной формы).

Избирательность метода очень важна при проведении анализа смесей веществ, поскольку дает возможность получать истинные значения каждого из компонентов. Только избирательные методики анализа позволяют определять содержание основного компонента в присутствии продуктов разложения и других примесей.

Требования к точности и чувствительности фармацевтического анализа зависят от объекта и цели исследования. При испытании степени чистоты препарата используют методики, отличающиеся высокой чувствительностью, позволяющие устанавливать минимальное содержание примесей.

При выполнении постадийного контроля производства, а также при проведении экспресс-анализа в условиях аптеки важную роль имеет фактор времени, которое затрачивается на выполнение анализа. Для этого выбирают методы, позволяющие провести анализ в наиболее короткие промежутки времени и вместе с тем с достаточной точностью.

При количественном определении лекарственного вещества используют метод, отличающийся избирательностью и высокой точностью. Чувствительностью метода пренебрегают, учитывая возможность выполнения анализа с большой навеской препарата.

Мерой чувствительности реакции является предел обнаружения. Он означает наименьшее содержание, при котором по данной методике можно обнаружить присутствие определяемого компонента с заданной доверительной вероятностью. Термин ''предел обнаружения" введен вместо такого понятия, как "открываемый минимум", им пользуются также взамен термина "чувствительность". На чувствительность качественных реакций оказывают влияние такие факторы, как объемы растворов реагирующих компонентов, концентрации реактивов, рН среды, температура, продолжительность опыта. Это следует учитывать при разработке методик качественного фармацевтического анализа. Для установления чувствительности реакций все шире используют показатель поглощения (удельный или молярный), устанавливаемый спектрофотометрическим методом. В химическом анализе чувствительность устанавливают по величине предела обнаружения данной реакции. Высокой чувствительностью отличаются физико-химические методы анализа. Наиболее высокочувствительны радиохимические и масс-спектральный методы, позволяющие определять 10-8 -- 10-9% анализируемого вещества, полярографические и флуориметрические 10-6 -- 10-9%; чувствительность спектрофотометрических методов Ю-3 -- 10-6%, потенциометрических 10-2%.

Термин "точность анализа" включает одновременно два понятия: воспроизводимость и правильность полученных результатов. Воспроизводимость характеризует рассеяние результатов анализа по сравнению со средним значением. Правильность отражает разность между действительным и найденным содержанием вещества. Точность анализа у каждого метода различна и зависит от многих факторов: калибровки измерительных приборов, точности отвешивания или отмеривания, опытности аналитика и т.д. Точность результата анализа не может быть выше, чем точность наименее точного измерения.

Так, при вычислении результатов титриметрических определений наименее точная цифра -- количество миллилитров титранта, израсходованного на титрование. В современных бюретках в зависимости от класса их точности максимальная ошибка отмеривания около ±0,02 мл. Ошибка от натекания тоже равна ±0,02 мл. Если при указанной общей ошибке отмеривания и натекания ±0,04 мл на титрование расходуется 20 мл титранта, то относительная ошибка составит 0,2%. При уменьшении навески и количества миллилитров титранта точность соответственно уменьшается. Таким образом, титриметрическое определение можно выполнять с относительной погрешностью ±(0,2 -- 0,3)%.

Точность титриметрических определений можно повысить, если пользоваться микробюретками, применение которых значительно уменьшает ошибки от неточного отмеривания, натекания и влияния температуры. Погрешность допускается также при взятии навески.

Отвешивание навески при выполнении анализа лекарственного вещества осуществляют с точностью до ±0,2 мг. При взятии обычной для фармакопейного анализа навески 0,5 г препарата и точности взвешивания ±0,2 мг относительная ошибка будет равна 0,4%. При анализе лекарственных форм, выполнении экспресс-анализа такая точность при отвешивании не требуется, поэтому навеску берут с точностью ±(0,001 -- 0,01) г, т.е. с предельной относительной ошибкой 0,1 -- 1%. Это можно отнести и к точности отвешивания навески для колориметрического анализа, точность результатов которого ±5%.

3.3 Ошибки, возможные при проведении фармацевтического анализа

При выполнении количественного определения любым химическим или физико-химическим методом могут быть допущены три группы ошибок: грубые (промахи), систематические (определенные) и случайные (неопределенные).

Грубые ошибки являются результатом просчета наблюдателя при выполнении какой-либо из операций определения или неправильно выполненных расчетов. Результаты с грубыми ошибками отбрасываются как недоброкачественные.

Систематические ошибки отражают правильность результатов анализа. Они искажают результаты измерений обычно в одну сторону (положительную или отрицательную) на некоторое постоянное значение. Причиной систематических ошибок в анализе могут быть, например, гигроскопичность препарата при отвешивании его навески; несовершенство измерительных и физико-химических приборов; опытность аналитика и т.д. Систематические ошибки можно частично устранить внесением поправок, калибровкой прибора и т.д. Однако всегда необходимо добиваться того, чтобы систематическая ошибка была соизмерима с ошибкой прибора и не превышала случайной ошибки.

Случайные ошибки отражают воспроизводимость результатов анализа. Они вызываются неконтролируемыми переменными. Среднее арифметическое случайных ошибок стремится к нулю при постановке большого числа опытов в одних и тех же условиях. Поэтому для расчетов необходимо использовать не результаты единичных измерений, а среднее из нескольких параллельных определений.

Правильность результатов определений выражают абсолютной ошибкой и относительной ошибкой.

Абсолютная ошибка представляет собой разность между полученным результатом и истинным значением. Эта ошибка выражается в тех же единицах, что и определяемая величина (граммах, миллилитрах, процентах).

Относительная ошибка определения равна отношению абсолютной ошибки к истинному значению определяемой величины. Выражают относительную ошибку обычно в процентах (умножая полученную величину на 100). Относительные ошибки определений физико-химическими методами включают как точность выполнения подготовительных операций (взвешивание, отмеривание, растворение), так и точность выполнения измерений на приборе (инструментальная ошибка).

Значения относительных ошибок находятся в зависимости от того, каким методом выполняют анализ и что представляет собой анализируемый объект -- индивидуальное вещество или многокомпонентную смесь. Индивидуальные вещества можно определять при анализе спек трофотометрическим методом в УФ и видимой областях с относительной погрешностью ±(2 -- 3)%, ИК-спектрофотометрией ±(5 -- 12)%, газо- жидкостцой хроматографией ±(3 -- 3,5)%; полярографией ±(2 -- 3)%; потенциометрией ±(0,3 -- 1)%.

При анализе многокомпонентных смесей относительная погрешность определения этими методами возрастает примерно в два раза. Сочетание хроматографии с другими методами, в частности использование хроматооптических и хроматоэлектрохимических методов, позволяет выполнять анализ многокомпонентных смесей с относительной погрешностью ±(3 -- 7)%.

Точность биологических методов намного ниже, чем химических и физико-химических. Относительная ошибка биологических определений достигает 20 -- 30 и даже 50%. Для повышения точности в ГФ XI введен статистический анализ результатов биологических испытаний.

Относительная ошибка определения может быть уменьшена за счет увеличения числа параллельных измерений. Однако эти возможности имеют определенный предел. Уменьшать случайную ошибку измерений, увеличивая число опытов, целесообразно до тех пор, пока она станет меньше систематической. Обычно в фармацевтическом анализе выполняют 3 -- 6 параллельных измерений. При статистической обработке результатов определений с целью получения достоверных результатов выполняют не менее семи параллельных измерений.

3.4 Общие принципы испытаний подлинности лекарственных веществ

Испытание на подлинность -- это подтверждение идентичности анализируемого лекарственного вещества (лекарственной формы), осуществляемое на основе требований Фармакопеи или другой нормативно-технической документации (НТД). Испытания выполняют физическими, химическими и физико-химическими методами. Непременным условием объективного испытания подлинности лекарственного вещества является идентификация тех ионов и функциональных групп, входящих в структуру молекул, которые обусловливают фармакологическую активность. С помощью физических и химических констант (удельного вращения, рН среды, показателя преломления, УФ- и ИК-спектра) подтверждают и другие свойства молекул, оказывающие влияние на фармакологический эффект. Применяемые в фармацевтическом анализе химические реакции сопровождаются образованием окрашенных соединений, выделением газообразных или нерастворимых в воде соединений. Последние можно идентифицировать по температуре плавления.

3.5 Источники и причины недоброкачественности лекарственных веществ

Основные источники технологических и специфических примесей -- аппаратура, исходное сырье, растворители и другие вещества, которые используют при получении лекарственных средств. Материал, из которого изготовлена аппаратура (металл, стекло), может служить источником примесей тяжелых металлов и мышьяка. При плохой очистке в препаратах могут содержаться примеси растворителей, волокна тканей или фильтровальной бумаги, песок, асбест и т.д., а также остатки кислот или щелочей.

На качество синтезируемых лекарственных веществ могут оказывать влияние различные факторы.

Технологические факторы -- первая группа факторов, оказывающих влияние в процессе синтеза лекарственного вещества. Степень чистоты исходных веществ, температурный режим, давление, рН среды, растворители, применяемые в процессе синтеза и для очистки, режим и температура сушки, колеблющаяся даже в небольших пределах, -- все эти факторы могут привести к появлению примесей, которые накапливаются от одной к другой стадии. При этом могут происходить образование продуктов побочных реакций или продуктов распада, процессы взаимодействия исходных и промежуточных продуктов синтеза с образованием таких веществ, от которых трудно затем отделить конечный продукт. В процессе синтеза возможно также образование различных таутомерных форм как в растворах, так и в кристаллическом состоянии. Так, например, многие органические соединения могут существовать в амидной, имидной и других таутомерных формах. Причем нередко в зависимости от условий получения, очистки и хранения лекарственное вещество может представлять собой смесь двух таутомеров или других изомеров, в том числе оптических, различающихся по фармакологической активности.

Вторая группа факторов -- образование различных кристаллических модификаций, или полиморфизм. Около 65% лекарственных веществ, относящихся к числу барбитуратов, стероидов, антибиотиков, алкалоидов и др., образуют по 1 -- 5 и более различных модификаций. Остальные дают при кристаллизации стабильные полиморфные и псевдополиморфные модификации. Они различаются не только по физико-химическим свойствам (температуре плавления, плотности, растворимости) и фармакологическому действию, но имеют различную величину свободной поверхностной энергии, а следовательно, неодинаковую устойчивость к действию кислорода воздуха, света, влаги. Это вызвано изменениями энергетических уровней молекул, что оказывает влияние на спектральные, термические свойства, растворимость и абсорбцию лекарственных веществ. Образование полиморфных модификаций зависит от условий кристаллизации, используемого при этом растворителя, температуры. Превращение одной полиморфной формы в другую происходит при хранении, сушке, измельчении.

В лекарственных веществах, получаемых из растительного и животного сырья, основными примесями являются сопутствующие природные соединения (алкалоиды, ферменты, белки, гормоны и др.). Многие из них очень сходны по химическому строению и физико-химическим свойствам с основным продуктом экстракции. Поэтому очистка его представляет большую сложность.

Большое влияние на загрязнение примесями одних лекарственных препаратов другими может оказать запыленность производственных помещений химико-фармацевтических предприятий. В рабочей зоне этих помещений при условии получения одного или нескольких препаратов (лекарственных форм) все они могут содержаться в виде аэрозолей в воздухе. При этом происходит так называемое "перекрестное загрязнение".

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1976 г. были разработаны специальные правила организации производства и контроля качества лекарственных средств, которые предусматривают условия предотвращения "перекрестного загрязнения".

Важное значение для качества лекарств имеют не только технологический процесс, но и условия хранения. На доброкачественность препаратов оказывает влияние излишняя влажность, которая может привести к гидролизу. В результате гидролиза образуются основные соли, продукты омыления и другие вещества с иным характером фармакологического действия. При хранении препаратов-кристаллогидратов (натрия арсенат, меди сульфат и др.) необходимо, наоборот, соблюдать условия, исключающие потерю кристаллизационной воды.

При хранении и транспортировке препаратов необходимо учитывать воздействие света и кислорода воздуха. Под влиянием этих факторов может происходить разложение, например, таких веществ, как хлорная известь, серебра нитрат, иодиды, бромиды и т.д. Большое значение имеет качество тары, используемой для хранения лекарственных препаратов, а также материал, из которого она изготовлена. Последний тоже может быть источником примесей.

Таким образом, примеси, содержащиеся в лекарственных веществах, можно разделить на две группы: примеси технологические, т.е. внесенные исходным сырьем или образовавшиеся в процессе производства, и примеси, приобретенные в процессе хранения или транспортировки, под воздействием различных факторов (теплоты, света, кислорода воздуха и т.д.).

Содержание тех и других примесей должно строго контролироваться, чтобы исключить присутствие токсичных соединений или наличие индифферентных веществ в лекарственных средствах в таких количествах, которые мешают их использованию для конкретных целей. Иными словами, лекарственное вещество должно иметь достаточную степень чистоты, а следовательно, отвечать требованиям определенной спецификации.

Лекарственное вещество является чистым, если дальнейшая очистка не меняет его фармакологической активности, химической стабильности, физических свойств и биологической доступности.

В последние годы в связи с ухудшением экологической обстановки на наличие примесей тяжелых металлов испытывают и лекарственное растительное сырье. Важность проведения таких испытаний вызвана тем, что при проведении исследований 60 различных образцов растительного сырья установлено содержание в них 14 металлов, в том числе таких токсичных, как свинец, кадмий, никель, олово, сурьма и даже таллий. Их содержание в большинстве случаев значительно превышает установленные ПДК для овощей и фруктов.

Фармакопейный тест на определение примесей тяжелых металлов -- один из широко применяемых во всех национальных фармакопеях мира, которые рекомендуют его для исследования не только индивидуальных лекарственных веществ, но и масел, экстрактов, ряда инъекционных лекарственных форм. По мнению Комитета экспертов ВОЗ, такие испытания следует проводить в отношении лекарственных средств, имеющих разовые дозы не менее 0,5 г.

3.6 Общие требования к испытаниям на чистоту

Оценка степени чистоты лекарственного препарата -- один из важных этапов фармацевтического анализа. Все лекарственные препараты независимо от способа получения испытывают на чистоту. При этом устанавливают содержание примесей. Их можно разделить на две группы: примеси, оказывающие влияние на фармакологическое действие лекарственного препарата, и примеси, указывающие на степень очистки вещества. Последние не влияют на фармакологический эффект,, но присутствие их в больших количествах снижает концентрацию и соответственно уменьшает активность препарата. Поэтому фармакопеи устанавливают определенные пределы этих примесей в лекарственных препаратах.

Таким образом, основной критерий доброкачественности лекарственного препарата -- наличие допустимых пределов физиологически неактивных примесей и отсутствие токсичных примесей. Понятие отсутствие условно и связано с чувствительностью способа испытания.

Общие требования, которые предъявляются к испытаниям на чистоту, -- чувствительность, специфичность и воспроизводимость используемой реакции, а также пригодность ее применения для установления допустимых пределов содержания примесей.

Для испытаний чистоты избирают реакции с такой чувствительностью, которая позволяет определить допустимые пределы примесей в данном лекарственном препарате. Эти пределы устанавливают предварительной биологической проверкой с учетом возможного токсического воздействия примеси.

Определить максимальное содержание примесей в испытуемом препарате можно двумя путями (эталонным и безэталонным). Один из них основан на сравнении с эталонным раствором (стандартом). При этом в одинаковых условиях наблюдают окраску или помутнение, возникающие под действием какого-либо реактива. Второй путь -- установление предела содержания примесей по отсутствию положительной реакции. При этом используют химические реакции, чувствительность которых ниже, чем предел обнаружения допустимых примесей.

Для ускорения выполнения испытаний на чистоту, их унификации и достижения одинаковой точности анализа в отечественных фармако- пеях использована система эталонов. Эталон представляет собой образец, содержащий определенное количество открываемой примеси. Установление наличия примесей производят колориметрическим или нефелометрическим методом, сравнивания результаты реакций в растворе эталона и в растворе препарата после добавления одинаковых количеств соответствующих реактивов. Достигаемая при этом точность вполне достаточна, чтобы установить, больше или меньше, чем допустимо, содержится примесей в испытуемом препарате.

При выполнении испытаний на чистоту необходимо строго соблюдать общие указания, предусмотренные фармакопеями. Вода и используемые реактивы не должны содержать ионов, наличие которых устанавливают; одинакового диаметра и бесцветными должны быть пробирки; навески должны отвешиваться с точностью до 0,001 г; реактивы следует добавлять одновременно и в одинаковых количествах как к эталонному, так и к испытуемому раствору; образующуюся опалесценцию наблюдают в проходящем свете на темном фоне, а окраску -- в отраженном свете на белом фоне. Если устанавливают отсутствие примеси, то к испытуемому раствору прибавляют все реактивы, кроме основного; затем полученный раствор делят на две равные части и к одной из них прибавляют основной реактив. При сравнении не должно быть заметных различий между обеими частями раствора.

Следует иметь в виду, что последовательность и скорость прибавления реактива влияют на результаты испытаний на чистоту. Иногда необходимо также соблюдать интервал времени, в течение которого следует вести наблюдение за результатом реакции.

Источником примесей при производстве готовых лекарственных форм могут служить плохо очищенные наполнители, растворители и другие вспомогательные вещества. Поэтому степень чистоты этих веществ должна подвергаться тщательному контролю перед использованием их в производстве.

3.7 Методы исследования качества лекарственных средств

В соответствии с ГФ XI методы исследования лекарственных средств подразделяются на физические, физико-химические и химические.

Физические методы. Включают методы определение температуры плавления, затвердевания, плотности (для жидких веществ), показателя преломления (рефрактометрия), оптического вращения (поляриметрия) и др.

Физико-химические методы. Их можно разделить на 3 основным группы: электрохимические (полярография, потенциометрия), хромато- графические и спектральным (УФ- и ИК-спектрофотометрия и фотоколориметрия ).

Полярография - метод изучения электрохимических процессов, основанный на установлении зависимости силы тока от напряжения, которое прикладывается к исследуемой системе. Электролиз исследуемых раство- ров проводится в электролизере, одним из электродов которой служит капельный ртутный электрод, а вспомогательным - ртутныш электрод с большой поверхностью, потенциал которого практически не изменяется при прохождении тока небольшой плотности. Полученная полярографическая кривая (полярограмма) имеет вид волны. Вымота волны связана с концентрацией реагирующих веществ. Метод применяется для количественного определения многих органических соединений.

Потенциометрия - метод определения рН и потенциометрическое титрование.

Хроматография - процесс разделения смесей веществ, происходящий при их перемещении в потоке подвижной фазы вдоль неподвижного сорбента. Разделение происходит благодаря различию тех или иныгх физико -химических свойств разделяемые веществ, приводящему к неодинаковому взаимодействию их с веществом неподвижной фазы, следовательно, к различию во времени удерживания слоя сорбента.

По механизму, лежащему в основе разделения, различают адсорбционную, распределительную и ионообменную хроматографию. По способу разделения и применяемой аппаратуре различают хроматографию на колонках, на бумаге в тонком слое сорбента, газовую и жидкостную хроматографию, высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ) и др.

Спектральным методы основаны на избирательном поглощении электромагнитного излучения анализируемым веществом. Различают спектрофотометрические методы, основанным на поглощении веществом монохроматического излучения УФ- и ИК-диапазонов, колориметрические и фотоколориметрические методы, основанным на поглощении веществом немонохроматического излучения видимой части спектра.

Химические методы. Основаны на использовании химических реакций для идентификации лекарственные средств. Для неорганических лекарственных средств используют реакции на катионы и анионы, для органических - на функциональным группы, при этом применяются только такие реакции, которым сопровождаются наглядным внешним эффектом: изменением окраски раствора, выделением газов, выпадением осадков и т.д.

С помощью химических методов проводят определение численных показателей масел и эфиров (кислотное число, йодное число, число омыления), характеризующих их доброкачественность.

К химическим методам количественного анализа лекарственных веществ относятся гравиметрический (весовой) метод, титриметрические (объёмным) методы, включающие кислотно - основное титрование в водных и неводных средах, газометрический анализ и количественный элементный анализ.

Гравиметрический метод. Из неорганических лекарственных веществ этим методом можно определять сульфаты, переводя их в нераство- римым соли бария, и силикаты, предварительно прокаливая их до диоксида кремния. Возможно применение гравиметрии для анализа препаратов со - лей хинина, алкалоидов, некоторые витаминов и др.

Титриметрические методы. Это наиболее распространенным в фар - мацевтическом анализе методы, отличающиеся небольшой трудоемкостью и достаточно вымокой точностью. Титриметрические методы можно подразделить на осадительное титрование, кислотно - основное, окислительно - восстановительное, комплексиметрию и нитритометрию. С их помощью количественную оценку производят, проводя определение отдельные элементов или функциональных групп, содержащихся в молекуле лекарственного вещества.

Осадительное титрование (аргентометрия, меркуриметрия, меркуро- метрия и др.).

Кислотно - основное титрование (титрование в водной среде, ацидиметрия - использование в качестве титранта кислоты, алкалиметрия - использование для титрования щелочи, титрование в смешанные растворителях, неводное титрование и др.).

Окислительно-восстановительное титрование (иодометрия, иодхлорометрия, броматометрия, перманганатометрия и др.).

Комплексиметрия. Метод основан на образовании прочных, растворимых в воде комплексов катионов металлов с трилоном Б или др. комплексонами. Взаимодействие происходит в стехиометрическом соотношении 1:1 независимо от заряда катиона.

Нитритометрия. Метод основан на реакциях первичных и вторичных ароматических аминов с нитритом натрия, которые используют в качестве титранта. Первичные ароматические амины образуют с нитритом натрия в кислой среде диазосоединение, а вторичным ароматические амины в этих условиях образуют нитрозосоединения

Газометрический анализ. Имеет ограниченное применение в фармацевтическом анализе. Объектами этого анализа являются два газообразныгх препарата: кислород и циклопропан. Сущность газометрического определения заключается во взаимодействии газов с поглотительными растворами.

Количественный элементный анализ. Этот анализ используют для количественного определения органических и элементорганических со - единений, содержащих азот, галогены, серу, а также мы1шьяк, висмут, ртуть, сурьму и др. элементы.

Биологические методы контроля качества лекарственных веществ. Биологическую оценку качества ЛB проводят по их фармакологической активности или токсичности. Биологические микробиологические методы применяют в тех случаях, когда с помощью физических, химических и физико-химических методов нельзя сделать заключение о доброкачественности ЛC. Биологические испытания проводят на животных кошки, собаки, голуби, кролики, лягушки и др.), отдельных изолированных органах (рог матки, часть кожи) и группах клеток (форменные элементы крови, штаммы микроорганизмов и др.). Биологическую активность устанавливают, как правило, путем сравнения действия испытуемых и стандартных образцов.

Испытаниям на микробиологическую чистоту подвергают не стерилизуемые в процессе производства ЛП (таблетки, капсулы, гранулы, растворы, экстракты, мази и др.). Эти испытания имеют своей целью определение состава и количества имеющейся в ЛФ микрофлоры. При этом устанавливается соответствие нормам, ограничивающим микробную обсемененность (контаминацию). Испытание включает количественное определение жизнеспособных бактерий и грибов, выявление некоторых видов микроорганизмов, кишечной флоры и стафилококков. Испытание выполняют в асептических условиях в соответствии с требованиями ГФ XI (в. 2, с. 193) двухслойным агаровым методом в чашках Петри.

Испытание на стерильность основано на доказательстве отсутствия в ЛС жизнеспособных микроорганизмов любого вида и является одним из важнейших показателей безопасности ЛС. Этим испытаниям подвергаются все ЛП для парентерального введения, глазные капли, мази и т.д. Для контроля стерильности применяют биогликолевую и жидкую среду Сабуро, используя метод прямого посева на питательные среды. Если ЛС обладает выраженным антимикробным действием или разлито в емкости более 100 мл, то используют метод мембранной фильтрации (ГФ, в. 2, с. 187).

3.8 Валидация методов анализа

Валидация -- это подтверждение обоснованности выбора метода анализа для установления норм качества ЛС по каждому разделу НД. Она проводится при подготовке проектов НД на новые ЛС или при последующем пересмотре НД. Валидации подвергаются аналитические методы, используемые для идентификации ЛВ, установления содержания в нем различных примесей, количественного определения индивидуальных ЛВ и содержания их в ЛФ, определения вспомогательных веществ и консервантов.

Валидация метода анализа предполагает оценку его специфичности, линейной зависимости результатов испытаний, аналитической области методики, правильности, воспроизводимости результатов, предела обнаружения.

Ревалидация необходима в тех случаях, когда произошли изменения в синтезе ЛВ, в составе ЛС, в аналитической методике. Параметры аналитического метода, устанавливаемые при его валидации и ревалидации, рассчитываются в соответствии с существующими правилами статистической обработки результатов анализа.

Специфичность метода анализа обусловливает его способность достоверно установить наличие ЛВ в присутствии других компонентов (примесей, вспомогательных веществ). Оценка специфичности необходима для методов, используемых при идентификации, определении примесей и количественного содержания ЛВ.

Линейная зависимость аналитических сигналов от концентрации ЛВ устанавливается графически. Оценивается она на основании не менее 5 испытаний, выполненных с помощью используемой аналитической методики. Параметрами, подтверждающими линейную зависимость, являются коэффициент регрессии, угол наклона линии регрессии и остаточная сумма площадей.

Аналитическая область методики охватывает интервал между верхним и нижним пределами содержания испытуемого вещества, в котором соблюдается линейная зависимость. При этом данная методика должна обеспечивать определение с требуемыми воспроизводимостью и точностью. Аналитическая область выражается в тех же единицах, что и результаты испытаний с помощью данной методики (проценты, миллионные доли).

Правильность (точность) аналитического метода характеризует близость результатов, полученных с помощью данной методики, к истинному значению. При установлении этого параметра для количественного определения субстанций, примесей могут быть использованы стандартные образцы, другие независимые методики, модельные смеси, метод добавок. Правильность оценивается не менее чем на трех повторностях определения для трех аналитических концентраций в пределах аналитической области.

Воспроизводимость аналитического метода отражает степень совпадений результатов отдельных испытаний при многократном использовании методики. Она устанавливается при количественном определении не менее 9 аликвот образца и выражается в результате статистической обработки по величинам стандартного отклонения, коэффициента вариации и доверительного интервала.

Межлабораторная воспроизводимость аналитического метода показывает степень воспроизводимости результатов испытаний, выполненных по разработанной методике в различных лабораториях на соответствующем оборудовании, разными аналитиками, в разное время.

Предел обнаружения -- минимальное содержание анализируемого вещества, которое можно обнаружить с помощью данной методики (выражается в процентах или миллионных долях). Устанавливается для химических методов визуально. Для физико-химических методов устанавливается по минимальной концентрации испытуемого вещества, которое может быть достоверно обнаружено или рассчитывается по величине стандартного отклонения и углу наклона калибровочной кривой.

Предел количественного определения -- минимальное содержание (в процентах) анализируемого вещества, которое может быть определено с достаточной точностью и воспроизводимостью. Устанавливается для любых методов визуально или расчетным путем подобно установлению предела обнаружения.

Пригодность системы -- интегральная часть аналитических методик, подтверждающая надежность анализа в заданных условиях его проведения.

Выводы

Фармацевтическая химия -- наука, которая, базируясь на общих законах химических наук, исследует способы получения, строение, физические и химические свойства лекарственных веществ, взаимосвязь между их химической структурой и действием на организм; методы контроля качества лекарств и изменения, происходящие при их хранении.

Основными методами исследования лекарственных веществ в фармацевтической химии являются анализ и синтез -- диалектически тесно связанные между собой процессы, взаимно дополняющие друг друга. Анализ и синтез -- мощные средства познания сущности явлений, происходящих в природе.

Задачи, стоящие перед фармацевтической химией, решаются с помощью классических физических, химических и физико-химических методов, которые используются как для синтеза, так и для анализа лекарственных веществ.

Чтобы познать фармацевтическую химию, будущий провизор должен иметь глубокие знания в области общетеоретических химических и медико-биологических дисциплин, физики, математики. Необходимы также прочные знания в области философии, ибо фармацевтическая химия, как и другие химические науки, занимается изучением химической формы движения материи.

Фармацевтическая химия занимает центральное место среди других специальных фармацевтических дисциплин -- фармакогнозии, технологии лекарств, фармакологии, организации и экономики фармации, токсикологической химии и является своеобразным связующим звеном между ними.

Вместе с тем фармацевтическая химия занимает промежуточное положение между комплексом медико-биологических и химических наук. Объектом применения лекарств является организм больного человека. Исследованием процессов, происходящих в организме больного человека, и его лечением занимаются специалисты, работающие в области клинических медицинских наук (терапия, хирургия, акушерство и гинекология и т.д.), а также теоретических медицинских дисциплин: анатомии, физиологии и др. Многообразие применяемых в медицине лекарств требует совместной работы врача и провизора при лечении больного.

Являясь прикладной наукой, фармацевтическая химия базируется на теории и законах таких химических наук, как неорганическая, органическая, аналитическая, физическая, коллоидная химия. В тесной связи с неорганической и органической химией фармацевтическая химия занимается исследованием способов синтеза лекарственных веществ. Поскольку их действие на организм зависит как от химической структуры, так и от физико-химических свойств, фармацевтическая химия использует законы физической химии.

При разработке способов контроля качества лекарственных препаратов и лекарственных форм в фармацевтической химии применяют методы аналитической химии. Однако фармацевтический анализ имеет свои специфические особенности и включает три обязательных этапа: установление подлинности препарата, контроль его чистоты (установление допустимых пределов примесей) и количественное определение лекарственного вещества.

Развитие фармацевтической химии невозможно и без широкого использования законов таких точных наук, как физика и математика, так как без них нельзя познать физические методы исследования лекарственных веществ и различные способы расчета, применяемые в фармацевтическом анализе.

В фармацевтическом анализе используются разнообразные методы исследования: физические, физико-химические, химические, биологические. Применение физических и физико-химических методов требует соответствующих приборов и инструментов, поэтому данные методы называют также приборными, или инструментальными.

Использование физических методов основано на измерении физических констант, например, прозрачности или степени мутности, цветности, влажности, температуры плавления, затвердевания и кипения и др.

С помощью физико-химических методов измеряют физические константы анализируемой системы, которые изменяются в результате химических реакций. К этой группе методов относятся оптические, электрохимические, хроматографические.

Химические методы анализа основаны на выполнении химических реакций.

Биологический контроль лекарственных веществ осуществляют на животных, отдельных изолированных органах, группах клеток, на определенных штаммах микроорганизмов. Устанавливают силу фармакологического эффекта или токсичность.

Методики, используемые в фармацевтическом анализе, должны быть чувствительными, специфическими, избирательными, быстрыми и пригодными для экспресс-анализа в условиях аптеки.

Список использованной литературы

1. Арзамасцев А.П. Фармакопейный анализ - М.: Медицина, 1971.

2. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 частях. Часть 1. Общая фармацевтическая химия: Учеб. для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. -- М.: Высш. шк., 1993. - 432 с.

3. Глущенко Н. Н. Фармацевтическая химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / Н. Н. Глущенко, Т. В. Плетенева, В. А. Попков; Под ред. Т. В. Плетеневой. -- М.: Издательский центр «Академия», 2004. -- 384 с.

4. Драго Р. Физические методы в химии - М.: Мир, 1981

5. Кольтгоф И.М., Стенгер В.А. Объемный анализ В 2 томах - М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1950

6. Коренман И.М. Фотометрический анализ - М.: Химия, 1970

7. Коростелев П. П, Фотометрический и комплексометрический анализ в металлургии - М.: Металлургия, 1984, 272 с.

8. Логинова Н. В., Полозов Г. И. Введение в фармацевтическую химию: Учеб. пособие - Мн.: БГУ, 2003.-250 с.

9. Мелентьева Г. А., Антонова Л. А. Фармацевтическая химия. -- М.: Медицина, 1985. -- 480 с.

10. Мискнджьян С.П. Кравченюк Л.П. Полярография лекарственных препаратов. - К.: Вища школа, 1976. 232 с

11. Фармацевтическая химия: Учеб. пособие / Под ред. Л.П.Арзамасцева. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 640 с.

12. Фармацевтический анализ лекарственных средств / Под общей редакцией В.А.Шаповаловой - Харьков: ИМП «Рубикон», 1995

13. Фармацевтичний аналіз: Навч. посіб. для студ. вищ. фармац. навч. закл. III -- IV рівнів акредитації/П.О. Безуглий, В. О. Грудько, С. Г. Леонова та ін.; За ред. П.О. Безуглого, -- X.: Вид-во НФАУ; Золоті сторінки, 2001. -- 240 с.

14. Халецкий A.M. Фармацевтическая химия - Ленинград: Медицина, 1966

15. Эшворт М.Р. Титриметрические методы анализа органических соединений кн.1,2 - М.: Химия, 1972