Современное состояние стандартизации галеновых препаратов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современное состояние стандартизации галеновых препаратов



Содержание

Введение

1. Определение стандартизации

2. Характеристика галеновых препаратов

2.1 Определение галеновых препаратов

2.2 Классификация галеновых препаратов

2.3 Достоинства и недостатки галеновых препаратов

2.4 Экстракция

2.5 Основные стадии процесса

2.6 Основные факторы, влияющие на процесс

3. Стандартизация экстракта календулы лекарственной

3.1 Микроскопический анализ соцветий календулы лекарственной

3.2 Изучение химического состава цветков календулы лекарственной

3.3 Совершенствование методов стандартизации сырья "Ноготков цветки"

3.4 Качественный анализ цветков календулы лекарственной

3.5 Количественный анализ цветков календулы лекарственной

3.6 Совершенствование методов стандартизации препаратов "Календулы настойка" и "Календулы экстракт жидкий"

3.7 Обоснование использования разработанных препаратов в медицинской практике

Заключение

Список литературы



Введение

Данная тема считается актуальной, так как в медицинской практике с целью профилактики и лечения различных заболеваний широко используются противовоспалительные, антимикробные и регенерирующие лекарственные средства растительного происхождения. Однако проблема создания эффективных фитопрепаратов данного спектра действия по-прежнему остается актуальной. Это связано с тем, что лекарственные средства на основе природных биологически активных соединений (БАС) обладают рядом преимуществ по сравнению с их синтетическими аналогами, так как широта терапевтического действия фитопрепаратов сочетается с минимальными побочными эффектами, что особенно важно при лечении хронических заболеваний. Такие свойства препаратов обеспечивает ряд биологически активных соединений растительного происхождения.

Перспективными считаются галеновые препараты (особенно экстракционные), так как они весьма просты в изготовлении, экономически более выгодны в производстве, чем соответствующие химически чистые вещества.

Галеновые препараты получают из растительного сырья вместе с ценными в терапевтическом отношении веществами, некоторые из них могут способствовать лечебному действию или быть индифферентными (безвредными).

Лечебное действие экстракционных препаратов обусловлено не каким-либо одним действующим веществом, а всем комплексом находящихся в них биологически активных веществ, усиливающих, ослабляющих или видоизменяющих действия основных веществ. Галеновые препараты могут обладать разносторонним физиологическим действием.

Вот почему галеновые препараты представляют собой группу ценных лекарственных средств, занимающую важное место в современном лекарственном арсенале. Значимость их возрастает в связи с производством таких уникальных препаратов, как препараты ферментов и гормонов, фитонцидов и биогенных стимуляторов, воспроизводство которых синтетическим путем невозможно или экономически невыгодно.

Значительную долю галеновых препаратов составляют экстракционные препараты, т.е. препараты, полученные путем экстракции - это настойки, экстракты и НГП из растит. сырья, препараты гормонов, ферментов из сырья животного происхождения, препараты из свежих растений - экстракты и ряд других, препараты индивидуальных веществ.

Целью курсовой работы является изучение современного состояния стандартизации галеновых препаратов.

Задачи:

1. изучить определение стандартизации

2. изучить характеристику галеновых препаратов

3. рассмотреть стандартизацию галенового препарата на примере экстракта календулы лекарственной



1. Определение стандартизации

Стандартизация -- это деятельность, направленная на разработку и установление требований, норм, правил и характеристик (обязательных для выполнения и рекомендуемых), обеспечивающая право потребителя на приобретение товаров надлежащего качества за приемлемую цену, а также право на безопасность и комфортность труда. Цель стандартизации -- достижение оптимальной степени упорядочения в той или иной области деятельности посредством широкого и многократного использования установленных положений, требований и норм для решения реально существующих, планируемых или потенциальных задач.

Стандартизация связана с такими понятиями, как объект стандартизации и область стандартизации.

Объект стандартизации -- продукция, процесс или услуга, для которых разрабатывают те или иные требования, характеристики, параметры, правила и т. п. Стандартизация может касаться либо объекта в целом, либо его отдельных составляющих.

Область стандартизации -- совокупность взаимосвязанных объектов стандартизации. Например, машиностроение -- область стандартизации, а объектами стандартизации в машиностроении могут быть технологические процессы изготовления машин, металлические материалы, типы двигателей и т. д.

В соответствии с руководством 2 ИСО/МЭК рекомендуются следующие разновидности нормативных документов, принятые в Государственной системе стандартизации Российской Федерации: стандарты, документы технических условий, своды правил, регламенты (технические регламенты).

Стандарт -- это нормативный документ, разработанный на основе консенсуса, утвержденный признанным органом и направленный на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области. В стандарте устанавливают для всеобщего и многократного использования общие принципы, правила и характеристики, касающиеся содержания различных видов деятельности или их результатов. Стандарты разрабатывают на основе достижений науки, техники и передового опыта; они содержат показатели, которые гарантируют возможность повышения качества продукции (и экономичности ее производства), а также уровня ее взаимозаменяемости. Документ технических условий устанавливает технические требования к продукции, процессу или услуге.

Свод правил обычно разрабатывают для процессов проектирования, монтажа оборудования и конструкций, технического обслуживания или эксплуатации объектов, конструкций и изделий. Технические правила, содержащиеся в документе, носят рекомендательный характер. Свод правил может быть самостоятельным стандартом либо самостоятельным документом, а также частью стандарта.

Регламент -- это документ, в котором содержатся обязательные правовые нормы. Принимается регламент органом власти, а не органом по стандартизации. Разновидность регламентов -- технический регламент -- содержит технические требования к объекту стандартизации.

Нормативные документы по стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом "О стандартизации". К таким нормативным документам относятся: государственные стандарты Российской Федерации (ГОСТ Р); применяемые в соответствии с правовыми нормами международные, региональные стандарты, а также правила, нормы и рекомендации по стандартизации; общероссийские классификаторы технико-экономической информации; стандарты отраслей; стандарты предприятий; стандарты научно-технических, инженерных и других общественных объединений. До недавнего времени действуют еще и стандарты бывшего СССР, если они не противоречат законодательству Российской Федерации.

Кроме стандартов нормативными документами являются также ПР -- правила по стандартизации, Р -- рекомендации по стандартизации и ТУ -- технические условия.

Государственные стандарты разрабатывают на продукцию, работы и услуги, потребности в которых носят межотраслевой характер. Стандарты этой категории принимает Госстандарт Российской Федерации, а если они относятся к области строительства, архитектуры, промышленности строительных материалов -- Госстрой Российской Федерации.

В государственных стандартах содержатся обязательные для выполнения требования к объекту стандартизации и рекомендательные.

К обязательным требованиям относятся: безопасность продукта, услуги, процесса, для здоровья человека, окружающей среды и имущества, а также производственная безопасность и санитарные нормы; техническая и информационная совместимость и взаимозаменяемость изделий; единство методов контроля и единство маркировки. Особо актуальны требования безопасности, поскольку безопасность товара -- основной аспект сертификации соответствия.

К требованиям безопасности в стандартах относят: электробезопасность, пожаробезопасность, взрывобезопасность, радиационную безопасность, предельно допустимые концентрации химических и загрязняющих веществ, безопасность при обслуживании машин и оборудования; требования к защитным средствам и мероприятиям по обеспечению безопасности (ограждения, ограничители хода машин, блокирующие устройства, аварийная сигнализация и др.).

Отраслевые стандарты разрабатывают применительно к продукции определенной отрасли. Требования отраслевых стандартов не должны противоречить обязательным требованиям государственных стандартов, а также правилам и нормам безопасности, установленным для отрасли. Принимают такие стандарты государственные органы управления (например, министерства), которые несут ответственность за соответствие требований отраслевых стандартов обязательным требованиям ГОСТ Р. Объектами отраслевой стандартизации служат: продукция, процессы и услуги, характерные для отрасли; правила, касающиеся организации работ по отраслевой стандартизации; типовые конструкции изделий отраслевого применения (техническое устройство, инструмент и пр.); правила метрологического обеспечения в отрасли.

Стандарты предприятий разрабатывает и принимает само предприятие. Объектами стандартизации в этом случае служат составляющие организации и управления производством. Стандартизация на предприятии может затрагивать и продукцию, производимую этим предприятием.

Федеральный закон "О стандартизации" рекомендует использовать стандартизацию на предприятии для освоения им государственных, международных и региональных стандартов, а также для регламентирования требований к сырью, полуфабрикатам и прочим составляющим, закупаемым у других организаций.

Стандарты общественных объединений (научно-технических обществ, инженерных обществ и др.) -- нормативные документы, разрабатываемые на принципиально новые виды продукции, процессы или услуги, передовые методы испытаний, а также на нетрадиционные технологии и принципы управления производством.

Для субъектов хозяйственной деятельности стандарты общественных объединений служат важным источником информации о первых достижениях и на добровольной основе могут быть использованы при разработке стандартов предприятий.

Правила по стандартизации (ПР) и рекомендации по стандартизации (Р) по своему характеру соответствуют нормативным документам методического содержания. Они могут касаться порядка согласования нормативных документов, представления информации о принятых стандартах отраслей, обществ или каких-либо организаций в Госстандарт РФ, создания службы по стандартизации на предприятии, правил проведения государственного контроля за соблюдением обязательных требований государственных стандартов и др.

Технические условия (ТУ) разрабатывает предприятие (или другой субъект хозяйственной деятельности) в том случае, когда стандарт создавать нецелесообразно. Объектами ТУ могут быть: продукция разовой поставки, выпускаемая малыми партиями; произведения художественных промыслов и т. п.

В России, как и в мировой практике, действует несколько видов стандартов, которые различаются спецификой объекта стандартизации: основополагающие стандарты; стандарты на продукцию (услуги); стандарты на работы (процессы); стандарты на методы контроля (испытаний, измерений, анализа).

Основополагающие стандарты регламентируют организационные принципы и положения, требования, правила и нормы, которые рассматриваются как общие для различных сфер науки, техники и производства. Примером основополагающих стандартов могут служить ГОСТ Р 1.0-92, ГОСТ Р 1.2-92, ГОСТ Р 1.4-93, ГОСТ Р 1.5--92 -- нормативные документы по организации Государственной системы стандартизации в России.

Стандарты на продукцию (услуги) устанавливают требования к конкретным видам работ, таких, как разработка, производство, эксплуатация, хранение, транспортировка, ремонт и утилизация.



2. Характеристика галеновых препаратов

2.1 Определение галеновых препаратов

Галеновые препараты представляют специфическую группу лекарственных средств, содержащих комплексы веществ более или менее сложного состава. Галеновые препараты - исторически утвердившийся термин, примененный еще в средние века Парацельсом к препаратам знаменитого римского врача и фармацевта Клавдия Галена (131-201 гг. н. э.).

К галеновым препаратам, представляющим неоднородную в технологическом отношении категорию лекарственных средств относятся: различные экстракционные препараты из растительного и животного сырья, водные и неводные растворы сложного и несложного состава, сиропы, ароматные воды и спирты, препараты витаминов, фитонцидов, биогенных стимуляторов, медицинские мыла и мыльнокрезоловые препараты и др.

2.2 Классификация галеновых препаратов

Все галеновые препараты можно разделить на два класса (группы):

1. Экстракционные препараты;

2. Растворы и смеси.

Первый класс-группа препаратов подразделяется на две подгруппы:

а) освобожденные (полностью или почти) от балластных - сопровождающих веществ;

б) неосвобожденные или частично освобожденные от сопровождающих веществ.

Второй класс-группа препаратов подразделяются на:

а) растворы и смеси, содержащие комплексы веществ;

б) растворы индивидуальных веществ.

Итак, к первой группе (освобожденные от сопровождающих веществ) относятся:

1) новогаленовые препараты, появившиеся в 60-х годах XIX века, которые представляют собой извлечения из лекарственного растительного сырья, частично или полностью освобожденные от балластных в-в;

2) препараты индивидуальных веществ - гликозидов, алкалоидов, витаминов, флавоноидов и другие;

3) органопрепараты- сухие и жидкие извлечения желез внутренней секреции, содержащие гормоны;

В основе процесса изготовления большинства органопрепаратов лежит экстракция (так же как и для галеновых препаратов из растительного сырья). По этой же причине к галеновым препаратам, освобожденным от балластных веществ, относятся:

4) ферментные препараты (биологические катализаторы химических реакций);

5) аминокислотные препараты.

Ко второй подгруппе извлечений (неосвобожденные или частично освобожденные от балластных веществ) относятся:

1) настойки и экстракты из лек. растительного сырья, внедренные 13 веков тому назад Парацельсом - врачом и фармацевтом средневековья;

2) препараты свежих растений - соки, экстракты; соки подорожника, алоэ, каланхоэ; препарат кардиовален (спирт. извлечение из травы желтушника + адонизид и др.);

3) препараты фитонцидов - аллилсат (из чеснока), аллилглицер (из лука) и другие;

4) препараты биогенных стимуляторов - открытых В.Н. Филатовым - экстракт алоэ, экстракты лиманных целебных грязей, стекловидного тела, торфа и другие.

5) препараты витаминов - из шиповника (каротин), экстракты шиповника; из листьев чая, из облепихи (масло) и другие.

К этой подгруппе относятся также частично освобожденные от балластных веществ извлечения.

6) органопрепараты: гормональные препараты: тиреоидин (из щитовидных желез убойного скота, паратиреоидин (частично очищен от сопровождающих веществ), адиуректин (из задней долей гипофиза убойного скота), и ферментные препараты: пепсин (из слизистой свиных желудков), панкреатин (из поджелудочной железы рогатого скота или свиней) абомин (из сычуга телят и ягнят (молочного возраста)), инкрепан (экстракт из поджелудочной железы у крупного рогатого скота);

7) некоторые аминокислотные органопрепараты: аминопептид (раствор аминокислот из казеина, цельной крови скота, фибринных сгустков или сухого альбумина);

8) некоторые органопрепараты неспецифического действия: спленин - препарат из селезенки крупного рогатого скота, пантокрин - спиртовый экстракт молодых неокостеневших рогов (панты) оленя, марала, изюбра.

Ко второй группе относятся: растворы и смеси, содержащие комплексы веществ - настойки рвотного корня, чилибухи, алоэ, получаемые путем растворения густых экстрактов в спирте. Эликсир грудной или ликричный состоит из экстракта солодкового корня, аммиака, эфирного анисового масла, спирта и воды.Нашатырно-анисовые капли - спиртово-аммиачный раствор анисового масла.

Сиропы - пертусин, холосас, ревенный, пакричный, алтейный и др.

Ароматные воды - полученные путем перегонки с паром растит. сырья - горькоминдальная.

Ароматные воды и спирты: ароматная вода спиртовая кориандра, ароматная вода мяты, фенхеля и др., спирты лавандовый, шалфейный и др.

Мыла и мыльно-крезоловые препараты.

Известны мыла еще в эпоху Галена. В основе их производства лежит химический процесс омыления

К ним относят: мыло калийное или зеленое.

Мыльный спирт сложный-Spiritus Saponis Kalini Compositus на основе зеленого мыла, спирта и лавандового спирта.

Нафтазол - калийное мыло нафтеновых кислот - мылонафт.

Лизол - зеленое мыло + крезол.

Креолин (приготавливается из канифоли, масел каменноугольной смолы, хоз. мыла, фенола, едкого натра и воды).

Ко второй подгруппе растворов и смесей, содержащих индивидуальные вещества -

Сироп сахарный - Sirupus sacchari

Растворы йода, эфирных масел в спирте.

Часть галеновых препаратов может быть отнесена одновременно к разным группам: препараты гормонов, сиропы, ароматные воды, настойки.

2.3 Достоинства и недостатки галеновых препаратов

Галеновые препараты (особенно экстракционные) весьма просты в изготовлении, они экономически более выгодны в производстве, чем соответствующие химически чистые вещества.

Лечебное действие экстракционных препаратов обусловлено не каким-либо одним действующим веществом, а всем комплексом находящихся в них биологически активных веществ, усиливающих, ослабляющих или видоизменяющих действия основных в-в. Галеновые препараты могут обладать разносторонним физиологическим действием.

Вот почему галеновые препараты представляют собой группу ценных лекарственных средств, занимающую важное место в современном лекарственном арсенале. Значимость их возрастает в связи с производством таких уникальных препаратов, как препараты ферментов и гормонов, фитонцидов и биогенных стимуляторов, воспроизводство которых синтетическим путем невозможно или экономически невыгодно.

Значительную долю галеновых препаратов составляют экстракционные препараты, т.е. препараты, полученные путем экстракции - это настойки, экстракты и НГП из растит. сырья, препараты гормонов, ферментов из сырья животного происхождения, препараты из свежих растений - экстракты и ряд других, препараты индивидуальных веществ.

2.4 Экстракция

Экстракция (от лат. extragere-извлекаю, вытягиваю) - это процесс извлечения необходимых лекарственных веществ из растительного и животного материала с помощью экстрагента (извлекателя, растворителя).

Извлечение, как процесс, отличается определенной сложностью, т.к., включает в себя и растворение, и десорбцию, и диализ, диффузию и др угиепроцессы. В отличие от растворения твердого тела в жидкости, процесс извлечения осложняется наличием клеточной оболочки, которая оказывается основным препятствием при проникновении внутрь клетки растворителя и при выходе экстрактивных веществ наружу.

С помощью электронного микроскопа и рентгеноструктурного анализа установлено, что клеточная оболочка растений представляет собой плотную войлокоподобную перегородку, образованную мицеллярными нитями целлюлозы состава (С6Н10О5)n , где "n" равно 600-30.000. Кроме того имеются оболочки пектиновые, протобелковые и др. Оболочка клетки пронизана ультрамикропорами диаметром 0,01-0,001 мкм и зачастую инкрустирована или покрыта веществами, уменьшающими эти поры, либо вообще их закупоривающими - это протопектин, лигнин, суберин, кутин, воски и др. Все они в воде мало или совсем нерастворимы, что снижает проникновение экстрагента через оболочку внутрь клетки.

Ультрамикропористая клеточная оболочка оказывает большое гидростатическое сопротивление движению молекул растворителя и растворенных веществ и, что самое важное, способна отделять, задерживать ВМС (высокомолекулярные вещества), т.е. обеспечивать диализ, пропуская при этом НМС (низкомолекулярные соединения), к числу которых относятся почти все терапевтически активные вещества природного происхождения.

В клеточной оболочке имеются и макропоры (0,1-0,2 мкм), они соединяют между собой клетки, образуют межклеточные ходы, по ним осуществляется медленное капиллярное движение растительных соков из клетки в клетку.

Клеточное содержимое никогда не представлено одним веществом, а является сложным комплексом действующих веществ, питательных метаболитов обмена, ферментов кислот, минеральных веществ и др., которые влияют на процессы десорбции, растворения и диффузии - т.е. экстракцию, оказывают действие и на терапевтическую эффективность препарата.

Процесс извлечения сырья осложняется и рядом поверхностных явлений, связанных со взаимодействием молекул экстрагента-растворителя с молекулами клеточных структур.

Имеют место и сорбционные явления - большинство веществ находится в высушенном сырье в сорбированном состоянии на поверхности и в толще оболочки, эндо- и цитоплазмой, форменными элементами, протоплазмы, и это оказывает большое влияние на процесс экстракции.

Сложный процесс экстракции представляет собой сочетание целого ряда процессов (смачивание, набухание, растворение, химическое взаимодействие, адсорбция, десорбция, диффузия, диализ и др.).

2.5 Основные стадии процесса

1. Пропитывание сухого растительного материала экстрагентом, т.н. капиллярная пропитка - проникновение экстрагента в сырье и смачивание веществ, находящихся в сырье.

2. Растворение компонентов растительной клетки - образование первичного сока.

3. Переход растворенных веществ в экстрагент - массообмен, массоперенос веществ через пористые клеточные стенки.

1 стадия. Пропитывание растительного материала экстрагентом осуществляется за счет капиллярных сил. По каналам, образованным кусочками измельченного растительного материала, по межклеточным ходам и ультрамикропорам экстрагент проникает в толщу сырья и внутрь клетки. Пропитывание высушенного сырья - процесс спонтанный, самопроизвольный, осуществляемый без воздействия извне. Основную роль в этом играет энергия свободной поверхности и энергия ассоциаций молекул экстрагента и молекул твердой фазы.

Если молекулы экстрагента активнее взаимодействуют с поверхностными молекулами твердой фазы (оболочки клетки, например), чем с собственными молекулами, то в этом случае жидкость будет стремиться к увеличению площади соприкосновения с твердой фазой, она будет растекаться по ней, т.е. смачивать твердую поверхность. В таком случае извлекатель быстрее пропитывает растительный материал, входя в ультрамикропоры и в тонкие капиллярные трубки спонтанно.

И растительный, и животный материал является, в целом, гидрофильным, поэтому легко смачивается водой и полярными (или малополярными) жидкостями, имеющими в своих молекулах группы: ОН-, СООН-, НОС-, NH- (такими, как вода, низкоатомные спирты, ацетон, гликоли, глицерин и др.).

Однако растительный материал часто содержит и гидрофобные вещества (инкрустирующие воски, пропитывающие волокнистую оболочку, растительные масла, эфирные масла и др.). Поэтому эти же растительные материалы способны смачиваться гидрофобными жидкостями (эфир, этилацетат, бензол, бензин, гексан, хлороформ, дихлорэтан, хлорметилен и др.).

Если силы ассоциации молекул экстрагента превышают силы взаимодействия их с молекулами твердой фазы, тогда имеет место несмачиваемость материала, и ни о какой экстракции здесь не может быть и речи. Например, свежее растительное сырье, обрабатываемое бензином, не смачивается, поэтому массообменных процессов нет.

На скорость проникновения экстрагента внутрь клетки оказывают влияние не только капиллярные силы, но и вязкость жидкости, поверхность контакта и др. факторы. При малой вязкости жидкость быстрее пропитывает материал и, наоборот, с увеличением вязкости процесс замедляется.

По закону Фика количество растворенного вещества, продиффундировавшего через некоторый слой экстрагента, обратнопропорционально вязкости этого экстрагента при данной температуре. Следовательно, менее вязкие растворы обладают большей диффузионной способностью.

Экстрагент, заполняя клеточное пространство, вытесняет воздух, что очень существенно в процессе экстракции, т.к. увеличивается площадь контакта с сырьем.

Процессом проникновения извлекателя внутрь клетки заканчивается первая стадия экстрагирования.

2 стадия. Набухание и растворение компонентов растительных клеток. Образование первичного сока.

Растворитель, проникнув внутрь клетки, вступает во взаимодействие со всеми компонентами клеточных стенок (мембран) и клеточного содержимого: регенерирующий растительный лекарственный стандартизация

- растворимые вещества десорбируются и растворяются;

- неограниченно набухающие - набухают и пептизируются;

- ограниченно набухающие - только набухают.

Происходят и другие процессы, например, химическое взаимодействие. При этом клеточные мембраны утолщаются, поры растягиваются, а объем сырья увеличивается. Наибольшее набухание растительного сырья вызывает вода, наименьшее - жидкие углеводороды. Особое место среди экстрагентов занимает спирт. Степень набухания сырья (количество экстрагента, удерживаемого одним граммом сырья) лежит в обратной зависимости от концентрации спирта: чем она выше, тем степень набухания меньше, тем меньше раскрываются поры, труднее происходит процесс экстракции.

При проникновении экстрагента в материал в клетке образуется концентрированный раствор растворимых в этом извлекателе веществ. Этот раствор наз.первичным соком. Часть его остается свободной, часть впитывается в различные поры пластидов, форменных элементов и разбухшую клеточную оболочку.

Образование первичного сока заканчивается наступлением 3-ей стадии процесса экстрагирования - стадии массообмена или собственно экстракции.

3 стадия - массообмен. Процесс массопередачи (массообмен) - это перенос вещества из одной фазы (системы) в другую в направлении достижения равновесия.

Массообмен - это процесс перехода вещества из одной фазы в другую, в конкретном случае - переход вещества из растительного материала в экстрагент, т.е. из твердой фазы Т в жидкую Ж через границу межфазной поверхности, (процессы массообмена также имеют место в системах жидкость-жидкость, твердое тело-жидкость; а также жидкость-газ).

Подобно тому, как самопроизвольная передача тепла происходит лишь от горячего тела к холодному, но не наоборот (по II-му закону термодинамики), т.е. при наличии разности температур D То, так и переход вещества из одной фазы в другую может происходить только при разности концентраций, из фазы с большей концентрацией в фазу с меньшей концентрацией.

В жидкой среде - экстрагенте (Ж) в начале процесса экстракции молекул твердой фазы совершенно нет или очень мало. Затем экстрактивные вещества "А" начинают переходить из фазы Т в фазу Ж (экстрагент). Со временем, благодаря хаотическому движению молекул, начинается и обратный процесс - переход вещества "А" из фазы Ж в фазу Т. Сначала этот процесс незначителен, но по мере увеличения концентрации экстрактивных веществ в фазе Ж скорость обратного процесса возрастает. В некоторый момент скорость перехода вещества "А" из фазы Т в фазу Ж и наоборот (из фазы Ж в Т) станут одинаковыми, устанавливается подвижное фазовое равновесие, наступает состояние динамического равновесия и процесс массообмена прекращается.

Таким образом, переход вещества возможен только из фазы с большей концентрацией в фазу с меньшей, т.е. при наличии разности концентраций D С, и этаразность концентраций является основной движущей силой процесса массопередачи.

Процесс массообмена -диффузионный процесс. В сложном диффузионном процессе различают 2 принципиально отличающихся друг от друга вида диффузии:

а) диффузию молекулярную, которая подразделяется на:

1) свободную диффузию;

2) внутреннюю.

б) диффузию конвективную.

Молекулярная диффузия осуществляется за счет собственно хаотического движения молекул. Отличительной особенностью молекулярной диффузии является неподвижность фаз Т и Ж, т.е. макропокой, взаимная неподвижность фаз.

Молекулярная диффузия может иметь место на границе раздела твердой и жидкой фаз, на границе двух несмешивающихся жидкостей, внутри растительной (животной) клетки, в диффузионном (ламинарном) слое, который окружает поверхность твердой фазы (в нашем случае кусочки растительного материала) и являющемся по отношению к твердой фазе неподвижной жидкой фазой.



2.6 Основные факторы, влияющие на процесс

Поверхность раздела фаз (F), "твердое лекарственное сырье-жидкость" зависит от степени измельчения сырья и будет тем больше, чем меньше его частички. Однако на практике известно, что при чрезмерно тонком измельчении сырье может слеживаться, а при содержании слизистых веществ - ослизняться, в результате чего через такие массы экстрагент будет проходить очень плохо. При слишком тонком измельчении резко увеличивается количество разорванных клеток, что приводит к вымыванию сопутствующих веществ, загрязняющих вытяжку (белки, слизи, пектины и другие высокомолекулярные соединения). Кроме того, в экстрагент переходит большое количество взвешенных частиц. В результате вытяжки получаются мутные, трудноосветляемые и фильтруемые. Отсюда следует, что крупное сырье следует измельчать до оптимальных размеров: листья, цветы, травы до 3-5 мм; стебли, корни, кору до 1-3 мм, плоды и семена до 0,3-0,5 мм. При этом в исходном материале будут сохраняться клеточная структура и преобладать диффузионные процессы, экстрагирование замедлится, но полученная вытяжка будет содержать меньше механических примесей и легче очищаться.

Разность концентраций в сырье С1 и экстрагенте С2 является движущей силой процесса экстракции. Во время экстракции необходимо стремиться к максимальному перепаду концентраций, что достигается более частой сменой экстрагента (ремацерация вместо мацерации), проведением противоточного процесса и др.

Время (продолжительность) экстрагирования. Из основного уравнения массопередачи следует, что количество вещества, продиффундировавшего через некоторый слой, прямо пропорционально времени экстракции. Однако нужно стремиться к максимальной полноте извлечения в кратчайший срок, максимально использовав все прочие факторы, ведущие к интенсификации процесса.

Чрезмерная продолжительность извлечения приводит к загрязнению вытяжек сопутствующими высокомолекулярными соединениями, скорость диффузии которых значительно меньше, чем у биологически активных веществ. При длительном экстрагировании могут протекать нежелательные процессы под влиянием ферментов. Общая продолжительность экстракции зачастую определяется экономическими соображениями. При этом бывает целесообразно прекратить процесс в какой-то момент, учитывая, что дополнительно извлеченные количества веществ не окупят избыточных расходов и увеличивающихся при этом потерь ценных экстрагентов (спирт, эфир).

Вязкость экстрагента. По закону Фика количество растворенного вещества, продиффундировавшего через некоторый слой экстрагента, обратно пропорционально вязкости этого экстрагента при данной температуре. Следовательно, менее вязкие растворы обладают большей диффузионной способностью. Для уменьшения вязкости при экстрагировании растительными маслами используют подогрев.

Перспективными в этом отношении являются используемые в последнее время сжиженные газы - углерода диоксид (СО2), пропан, бутан, жидкий аммиак и др. Наиболее часто используют сжиженный углерода диоксид, который химически индифферентен к большому числу действующих веществ. Его вязкость в 14 раз меньше вязкости воды и в 5 раз - меньше вязкости этанола. Сжиженный углерода диоксид хорошо извлекает эфирные масла и другие гидрофобные вещества. Гидрофильные вещества хорошо экстрагируются сжиженными газами с высокой диэлектрической проницаемостью (аммиак, метил хлористый, метиленоксид и др.)

Температура. Повышение температуры ускоряет процесс экстрагирования, но в условиях фитохимических производств подогрев используют только для водных извлечений. Спиртовая и тем более эфирная экстракция проводится при комнатной (или более низкой) температуре, поскольку с ее повышением увеличиваются потери экстрагентов, а следовательно, вредность и опасность работы с ними.

Как было указано выше, при экстрагировании маслами используется подогрев. Но для термолабильных веществ применение горячего экстрагента допустимо лишь в течение коротких отрезков времени. Повышение температуры экстрагента нежелательно для эфиромасличного сырья, поскольку при нагревании эфирные масла в значительной степени теряются. Необходимо учитывать, что при использовании горячей воды происходит кластеризация крахмала, пептизация веществ; вытяжки в этом случае становятся слизистыми, и дальнейшая работа с ними значительно затрудняется. Повышение температуры целесообразно при экстрагировании из корней, корневищ, коры и кожистых листьев. Горячая вода в этом случае способствует лучшему отделению тканей и разрыву клеточных стенок, ускоряя тем самым течение диффузионного процесса.

Добавка поверхностно-активных веществ (ПАВ). Экспериментально установлено, что добавление небольших количеств ПАВ (0,01-0,1%) улучшает процесс экстрагирования. При этом увеличивается количество экстрагируемых веществ-алкалоидов, гликозидов, эфирных масел и других, а в некоторых случаях полнота извлечения достигается при меньшем объеме экстрагента. Добавки ПАВ снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз, улучшая смачиваемость содержимого клетки и облегчая проникновение экстрагента. Кроме того, существенную роль играет солюбилизирующая способность ПАВ.

Выбор экстрагента. Для обеспечения полноты извлечения действующих веществ и максимальной скорости экстрагирования к экстрагенту предъявляют следующие требования: селективность (избирательная растворимость), химическая и фармацевтическая индифферентность, малая токсичность, доступность.

Выбор экстрагента определяется степенью гидрофильности извлекаемых веществ. Для экстрагирования полярных веществ с высоким значением диэлектрической постоянной используют полярные растворители: воду, метанол, глицерин; для неполярных - кислоту уксусную, хлороформ, эфир этиловый и другие органические растворители. Наиболее часто в качестве экстрагента применяют этанол - малополярный растворитель, который при смешивании с водой дает растворы с разной степенью полярности, что позволяет использовать его для избирательного экстрагирования различных биологически активных веществ. Кроме этанола, из малополярных растворителей применяют ацетон, пропанол, бутанол.

Пористость и порозность сырья. Пористость сырья - это величина пустот внутри растительной ткани. Чем она выше, тем больше образуется внутреннего сока при набухании. Порозность - это величина пустот между кусочками измельченного материала. От величины пористости и порозности зависит скорость смачивания и набухания материала. Скорость набухания возрастает при предварительном вакуумировании сырья, а также при повышении давления и температуры.

Пористость и порозность сырья обуславливают его поглощающую способность, которая характеризуется коэффициентом поглощения сырья Кп:

, где

Р1 и Р2 - масса сырья, соответственно, до и после набухания. Поглощающая способность сырья находится в прямой зависимости от степени его измельчения.

Коэффициент вымывания. Он характеризует степень разрушенных клеток в измельченном сырье. Если он низкий, это значит, что в сырье мало разрушенных клеток, экстрагирование идет медленно и определяется в основном скоростью молекулярной диффузии. За величину коэффициента вымывания принимают количество веществ в вытяжке, полученное из определенной навески сырья, при определенном соотношении (сырье-экстрагент) при экстрагировании сырья в течение одного часа при определенной скорости перемешивания.

Воздействие вибраций, пульсаций, измельчения и деформации сырья в среде экстрагента. Использование методов экстрагирования, в которых имеют место вибрация, пульсация, измельчение и деформация в среде экстрагента, позволяет значительно увеличить скорость и полноту экстрагирования из сырья. Объясняется это тем, что:

1) При интенсивном воздействии на твердые частицы появляются сильные турбулентные течения, гидродинамические микропотоки, способствующие переносу масс, растворению веществ. Такое явление отмечается как снаружи твердых частиц, так и внутри них. В результате достигается интенсивное перемешивание даже внутри отдельных клеток.

2) При интенсивном колебании частиц сырья в местах трения происходит локальное повышение температуры, уменьшение вязкости экстрагента, а следовательно, увеличение коэффициента внутренней диффузии.

3) В результате увеличения турбулентности, нарушения структуры прилегающих слоев, пограничный диффузионный слой истощается или же будет иметь предельно малую толщину.

4) Следствием интенсивных колебаний является чередование зон сжатия и растяжения. При этом, в момент растяжения, в экстрагенте образуются полости разрыва жидкости (кавитационные зоны), которые захлопываются с силой в несколько сот атмосфер. Положительное качество этого процесса - диспергирование частиц, приводящее к увеличению межфазной поверхности.

В результате появления турбулентного перемешивания как внутри, так и снаружи клеток молекулярно-кинетическое движение заменяется конвективным, что позволяет поддерживать разность концентраций в зоне соприкосновения фаз на высоком уровне.

Воздействие электроимпульсных разрядов. При экстрагировании с помощью электрических разрядов ускоряется процесс извлечения БАВ потому, что из-за искрового разряда в сырье происходит микровзрыв, разрывающий клеточные структуры материала. Процесс извлечения протекает быстрее за счет вымывания экстрактивных веществ и пульсации, увеличивающей скорость движения экстрагента. Возникающие в жидкости колебания сокращают время экстрагирования и повышают выход биологически активных веществ.

Окончание массообмена совпадает с наступлением равновесного состояния концентрации вещества в обеих фазах (Т и Ж). Динамическое равновесие приводит к тому, что в растительном либо животном сырье остается часть извлечения с ценными компонентами (например, лекарственными веществами), которые затем выбрасываются в отвал. Такие материальные потери получили название "потери на диффузии", их количество определяется уравнением:

(кг),

где

Px - количество экстрактивных веществ (либо конкретного вещества), оставшихся в истощенном растительном или животном сырье, т.е. материальные потери;

Xo - количество экстрактивных веществ (вещества "А") в исходном сырье, кг;

v - количество экстрагента, оставшееся в материале после окончания процесса экстракции, литры;

V - количество экстрагента, использованного для экстракции, литры.

Из этого уравнения видно, что величину "Рх" можно уменьшить, изменяя переменные величины- "v" и "V". Потери тем выше, чем больше v - количество экстрагента, оставшегося в шроте. Чтобы уменьшить количество вытяжки в шроте на производстве используют прессование или центрифугирование сырья.

Чем больше экстрагента берется в работу (V), тем потери на диффузии (Рх) меньше. Но беспредельно увеличивать "V" нельзя, т.к. получается малоконцентрированная вытяжка, что не всегда приемлемо. Например, настойки готовятся в разведении 1:5 или 1:10, а жидкие экстракты 1:1 или 1:2. Получать разбавленные вытяжки и экономически невыгодно, поскольку, как правило, приходится упаривать большие объемы экстрагента при производстве густых, сухих и жидких экстрагентов.

Мы ознакомились с некоторыми сведениями о сущности и механизме процесса экстракции, факторах, влияющих на каждую из трех видов диффузии и на массоперенос в целом.

Таким образом, стандартизацию галеновых препаратов мы рассмотрим на примере экстракта календулы лекарственной.



3. Стандартизация экстракта календулы лекарственной

В настоящее время цветки календулы лекарственной используются в отечественной медицинской практике в виде настойки (МО на 70% этиловом спирте), экстракта жидкого (1:2 на 40% этиловом спирте), масляного экстракта, мази, суппозиторий, входят в состав комплексных препаратов. Ротокан, Витаон, Алором, Венен гель, сбор желчегонный №3, сбор грудной №4 и др.

Фотохимические аспекты показателей качества в случае сырья и препаратов данного растения, также нуждаются в дальнейшем изучении, поскольку в Фармакопейной статье (ФС) 5 ГФ СССР XI издания на цветки календулы лекарственной отсутствуют разделы "Качественные реакции" и "Количественное определение", а содержание действующих веществ оценивается лишь косвенно по показателю "экстрактивных веществ, извлекаемых 70% этиловым спиртом, "не менее 35%"

Решение вопросов стандартизации новых лекарственных средств (ЛС) связано с разработкой объективных и унифицированных методов анализа сырья и препаратов (Арзамасцев А П. и др, 2000; Самылина И.А. и др , 1994)

3.1 Микроскопический анализ соцветий календулы лекарственной

Анатомические исследования соцветий календулы лекарственной сорта "Кальта" проводили с использованием микроскопа "Биолам" с увеличением х184,8, х924, х1344

Микроскопический анализ цветков календулы лекарственной показал, что диагностическое значение для данного вида сырья имеют- наличие хромопластов в клетках эпидермиса, форма клеток эпидермиса, строение, вид и расположение волосков трубчатых и язычковых цветков, а также листочков обертки Немалое диагностическое значение играет и пыльца календулы лекарственной Результаты проведенного исследования подтверждаются соответствующими микрофотографиями.

3.2 Изучение химического состава цветков календулы лекарственной

В результате изучения химического состава цветков календулы лекарственной,выделены 7 индивидуальных веществ относящихся к фенольным соединениям (1-4), каротиноидам (5), сапонинам (6) и стеринам (7).

Препаративное разделение веществ осуществляли методом адсорбционной колоночной хроматографии. Для элюирования использовали смеси растворителей, а именно: хлороформ-спирт в различных соотношениях. Эффективное разделение и очистка веществ достигалась чередованием сорбентов (силикагель, полиамвд) и соответствующих систем растворителей. Кристаллизацию и перекристаллизацию веществ осуществляли с использованием гексана, и хлороформа, этилового спирта и воды. Отсутствие примесей в полученных соединениях контролировали методом ТСХ в нескольких системах с использованием различных способов детекции

Для установления структуры выделенных веществ использовали данные УФ-, 'Н-ЯМР- и масс-спектров, а также результаты химических превращений ЯМР- и УФ-спектры выделенного диагностического флавоноида цветков календулы - нарциссина.

'Н-ЯМР-спектр нарциссина в смеси дейтероацетона и D20 (200 МГц) (Gemmmi 200) 8 (м д) 7,97 (д, 2 Гц, Н'-2), 7,66 (дд, 2 и 8,5 Гц, Н'-6), 6,96 (д, 2 Гц, Н'-5), 6,50 (д, 2 Гц, Н'-8), 6,24 (д, 2 Гц, Н-6), 5,23 (д, 7 Гц, Ни-1 глюкопиранозы), 4,50 (д, 2 Гц, НИ1-1 рамнопиранозы), 3,95 (с, ЗН, СНэО), 3,2-3,8 (10 Н Сахаров), 1,04 (д, 6 Гц, СН3 рамнозы) (рис 1,2) Нарциссин гидролизуется ферментом рамнодиастазой, что позволяет сделать вывод о наличии в данном гликозиде биозы рутинозы. При кислотном гидролизе расщепляется на глюкозу, рамнозу и агликон, идентифицированный как 3,5,7,4'-тетрагидрокси-3'-метоксифлавон (изорамнетин) УФ-спектры с диагностическими реагентами свидетельствуют о гликозилировании 3-ОН-группы изорамнетина

Следовательно, выделенное соединение является З-О-рутинозидом изорамнетина (нарциссин).

Соединения выделенные, в ходе проведения фитохимического исследования цветков календулы лекарственной, культивируемой в Самарской области, представлены в таблице 1

Установлено, что нарциссин является доминирующим и диагностическим флавоноидом впервые и выделенным в РФ из цветков календулы лекарственной.

3.3 Совершенствование методов стандартизации сырья "Ноготков цветки"

Согласно современным требованиям (НД) на ЛРС, фотохимический анализ включает задачи качественного и количественного анализа ЛРС по содержанию ведущих групп БАС, обеспечивающих фармакологическую активность.

Так, в нормативной документации на сырье "Ноготков цветки" отсутствуют разделы "Качественные реакции" и "Количественное определение" и, следовательно, для целей идентификации сырья не используются химические диагностические признаки В этом отношении особый интерес представляет тонкослойная хроматография, которая в последнее время все более широко используется в методиках качественного анализа

Учитывая высокое содержание флавоноидов в цветках календулы лекарственной, их несомненную значимость в проявлении биологической активности данного сырья, представляется целесообразным проведение исследований в плане обоснования возможности стандартизации данного ЛРС по содержанию флавоноидов

Необходимость во внесении изменений в ФС "Ноготков цветки" (ст. 5 ГФ XI издания) объясняется в данном случае отсутствием разделов: "Качественные реакции" и "Количественное определение".

Кроме того, в литературе описаны методики определения подлинности сырья "Ноготков цветки" путем обнаружения рутина, однако, по результатам проведенных нами исследований данное соединение в соцветиях календулы лекарственной не обнаружено, что говорит о нецелесообразности данного подхода

В этой связи, нами предложены новые подходы к стандартизации, заключающиеся в обнаружении доминирующего и диагностического флавоноида нарциссина в присутствии ГСО рутина (качественные реакции), а также определение суммы флавоноидов методом дифференциальной спектрофотометрии

3.4 Качественный анализ цветков календулы лекарственной

С целью определения подлинности сырья "Ноготков цветки" использовали ТСХ-анализ, основанный на обнаружении и идентификации доминирующего флавоноида (нарциссин), и качественные реакции

В ходе разработки методики были проведены исследования по выбору оптимальных условий хроматографирования, позволяющие эффективно разделить основные компоненты сырья и однозначно идентифицировать доминирующее БАС-нарциссин.

В результате проведенных опытов с различными хроматографическими системами (хлороформ-этанол, хлороформ-метанол, хлороформ-метанол-вода в различных соотношениях) предпочтение было отдано системе растворителей хлороформ-метанол-вода (2614.3), обеспечивающей наиболее четкое разделение флавоноидов, в том числе и доминирующего компонента - З-О-рутинозид изорамнетина При просмотре хроматограммы в УФ-свете при длине 254 нм З-О-рутинозид изорамнетина обнаруживается в виде доминирующего пятна с ярко-фиолетовой флуоресценцией (Ь^ около 0,5).

На наш взгляд, в данной методике целесообразно использовать ГСО рутина, по физико-химическим свойствам близкий к нарцисеину, так как расчет величины позволит повысить объективность методики для анализируемого вещества

Учитывая разнообразие БАС цветков календулы, целесообразно также определять в сырье наличие (3-каротина и тритерпеновых сапонинов

Для качественного анализа предлагается использовать также данные УФ-спектра водно-спиртового извлечения цветков календулы лекарственной имеющий полосы поглощения с максимумами при 256±2 нм (флавоноиды) и "плечо" в области около 330-350 нм (флавоноиды+гидроксикоричные кислоты).

Исходя из полученных данных можно с уверенностью сказать, что выделенный впервые в РФ, из цветков календулы лекарственной диагностический флавоноид (нарциссин), достаточно объективно характеризует данное сырье.

3.5 Количественный анализ цветков календулы лекарственной

В основу предложенной нами методики количественного анализа БАС цветков календулы лекарственной предложено дифференциальное спектрофотометрическое определение суммы флавоноидов в пересчете на рутин.

С целью разработки методики количественного определения суммы флавоноидов нами определены оптимальные условия экстракции цветков календулы лекарственной экстрагент 70% этанол; соотношение сырье-экстрагент - 1-30, время экстракции - извлечение на водяной бане при температуре 85-90 °С в течение 60 мин.

При разработке методики количественного определения суммы флавоноидов использовали реакцию комплексообразования с раствором алюминия хлорида для исключения вклада в значение оптической плотности других групп соединений В этом случае наблюдается батохромный сдвиг длинноволновой полосы флавоноидов, который обнаруживается в УФ-спектре в виде максимума поглощения при длине волны 408 нм. Это находит подтверждение в условиях дифференциальной спектрофотометрии. Максимум поглощения при 412.

Изучение УФ-спектров ГСО рутина показало, что раствор данного стандарта в присутствии алюминия хлорида имеет тот же максимум поглощения (412 нм). Следовательно, рутин может быть использован в методике анализа в качестве ГСО

Метрологические характеристики методики количественного определения флавоноидов в сырье "Ноготков цветки", рассчитаны из результатов анализа одного образца данного сырья в 11 независимых измерениях

Результаты статистической обработки проведенных опытов свидетельствуют о том, что ошибка единичного определения суммы флавоноидов в цветках календулы лекарственной с доверительной вероятностью 95% составляет ±4,40%. Опыты с добавками ГСО рутина в извлечение из цветков календулы свидетельствуют об отсутствии систематической ошибки

Следует отметить, что цельное и измельченное сырье, на котором проводилась отработка по показателю качества "содержание суммы флавоноидов", соответствовало требованиям ФС 5 ГФ XI издания по внешнему виду, микроскопическим и числовым показателям



3.6 Совершенствование методов стандартизации препаратов "Календулы настойка" и "Календулы экстракт жидкий"

При разработке подходов к решению проблем стандартизации препаратов "Календулы настойка" и "Календулы экстракт жидкий" необходимо придерживаться принципа унификации методик анализа в ряду лекарственное растительное сырье-субстанция-лекарственная форма (И.А. Самылина, 1994,1995 г).

Для качественного анализа препаратов данного растения, как и случае сырья, предложен метод ТСХ-анализа с использованием ГСО рутина, а также идентификация по параметрам УФ-спектра.

При просмотре хроматограммы в УФ-свете при длине волны 254 нм обнаруживается доминирующее пятно с фиолетовой флуоресценцией-величина около 0,5 (нарциссин) На хроматограмме извлечения возможно обнаружение также других веществ - изокверцитрина (пятно с фиолетовой флуоресценцией), а также р-каротин с величиной Ь^ около 0,9 (пятно желтого цвета) Допускается также наличие других пятен с величиной около 0,8 (кофейная кислота) и 0,2 (хлорогеновая кислота) Также для качественного анализа предлагается использовать данные УФ-спектра водно-спиртового извлечения цветков календулы лекарственной с характерным максимумом при 256±2 нм (флавоноиды) и "плечом" в области 330 -350 нм (флавоноиды+гидкроксикоричные кислоты)