Застосування рефрактометрів в фармацевтиці

1. Теоретична частина.
2. Визначення концентрації речовини в розчині.
3. Розрахунок концентрації за формулою:
4. Розрахунок концентрації по рефрактометрическим таблицями.
5. Формули розрахунку для виправлення концентрації розчинів, виготовлених массооб'ёмним способом.
6. Рефрактометри, найкраще підходять для аптек: рефрактометри типу Аббе, серія NAR / DR-A1, ATAGO.
7. Автоматичні рефрактометри серії RX, ATAGO.
8. Визначення концентрації спирту в лікарських формах рефрактометрическим методом.
9. Практична частина.
10. Примітка:

Процес вимірювання концентрації різних речовин методом вимірювання заломлення і визначення коефіцієнта заломлення отримав свою назву - рефрактометрия. Прилади, що використовують у своїй роботі принцип рефрактометрії, називаються рефрактометрами. Широке застосування рефрактометри отримали в різних промисловостях: для ідентифікації хімічних сполук, визначення фізико-хімічних параметрів, для кількісного і структурного аналізу. У харчовій промисловості - для вимірювання вмісту спирту в алкогольних продуктах, контролю вмісту цукру в цукровому виробництві - в загальному, для встановлення якості харчових продуктів. У фармакології рефрактометри застосовуються для визначення кількості глюкози в біологічних рідинах і лікарських засобів в розчинах. Переваги рефрактометричних методів хімічного кількісного аналізу - прудкість вимірів, мала витрата речовини і висока точність.

Завдання роботи: Рефрактометричний метод як метод аналізу лікарських речовин. актуальність використання рефрактометрів і поляриметрів ATAGO в фармацевтиці та, як приватна, - в аптеках.

Теоретична частина.

Показником заломлення (індексом рефракції) називають відношення швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в випробуваному речовині (абсолютний показник заломлення). Показник заломлення залежить від температури і довжини хвилі світла, при якій проводять визначення. У розчинах показник заломлення залежить також від концентрації речовини і природи розчинника. При цьому на практиці визначають так званий відносний показник заломлення (n), який розраховується як відношення синуса кута падіння променя (α) до синуса кута заломлення (β) для двох дотичних середовищ.

Показник заломлення також дорівнює відношенню швидкостей поширення світла в цих середовищах:

У лабораторних умовах зазвичай визначають так званий відносний показник заломлення (ПП) речовини по відношенню до повітря. ПП вимірюють на рефрактометрі різних систем. Раніше вимір ПП найчастіше проводилося з використанням рефрактометрів Аббе , Що працює за принципом повного внутрішнього відображення при проходженні світлом кордону розділу двох середовищ з різними показниками заломлення. В даний час в лабораторії все частіше можна зустріти автоматичні рефрактометри ATAGO серії RX.

Діапазон вимірюваних ПП при вимірюванні в світлі з використанням рефрактометрів Аббе , - 1.3000 - 1.7000. Якщо необхідно розсунути межі діапазонів, застосовують спеціальні моделі з нізкікі або високими діапазонами, а також багатохвильові рефрактометри Аббе.

Діапазон вимірюваних ПП при вимірюванні на автоматичних рефрактометра серії RX - 1.32500 - 1.70000. Точність вимірювання показника заломлення повинна бути не нижче ± 2 · 10-4. Величина показника заломлення залежить від природи речовини, довжини хвилі світла, температури, при якій проводиться вимір, і концентрації речовини в розчині. Зазвичай вимір показника заломлення проводиться при довжині хвилі світла 589,3 нм (лінія D спектра натрію). Але в деяких випадках використовуються різні довжини хвиль в діапазоні від 450Нм до 1550нм. Дуже важливою умовою визначення ПП є дотримання температурного режиму. Як правило, визначення виконується при 20 градусах за шкалою Цельсія. При температурі понад 20 градусів - величина ПП зменшується, при температурі нижче 20 градусів - величина ПП збільшується.

Поправка на температуру розраховується за формулою: n1 = n20 + (20-T) * 0,0002

Показник заломлення, виміряний при 20 ° С і довжині хвилі світла 589,3 нм, позначається індексом n20. Показник заломлення може бути використаний як константа для встановлення автентичності та чистоти тих лікарських препаратів, які за своєю природою є рідинами. Рефрактометричний метод широко використовується у фармацевтичному аналізі для кількісного визначення концентрації речовин в розчині, яку знаходять за графіком залежності показника заломлення розчину від концентрації. На графіку вибирають інтервал концентрацій, в якому спостерігається лінійна залежність між показником заломлення і концентрацією. Такий спосіб може використовуватися в практиці внутрішньоаптечного контролю.

Залежність показника заломлення від концентрації речовини в процентах виражається формулою:

де n і n0 - показники заломлення розчину і розчинника; С - концентрація речовини в розчині; F - фактор показника заломлення.

Показник заломлення розчину складається з показника заломлення розчинника і показників заломлення розчинених речовин.
Значення показників заломлення і чинників для різних концентрацій розчинів лікарських речовин наведені в рефрактометричних таблицях, які є в керівництві по внутрішньоаптечна контролю. Використання таблиць значно спрощує розрахунки.

Визначення концентрації речовини в розчині.

У рефрактометрії використовують два способи розрахунку концентрації речовини в розчині за виміряним показником заломлення.

Розрахунок концентрації за формулою:

Значення фактора показника заломлення береться з рефрактометричних таблиць.

Розрахунок концентрації по рефрактометрическим таблицями.

Вимірявши показник заломлення, в таблиці знаходять відповідне йому значення концентрації. Якщо виміряний показник заломлення в таблиці не наведено, проводиться інтерполювання. Рефрактометричний метод використовується для кількісного визначення концентрованих розчинів. Концентровані розчини - це робочі розчини лікарських речовин (ЛВ) опредёленной, більш високої концентрації, ніж ці розчини прописуються в аптеках.
При приготуванні концентрованих розчинів слід уникати концентрацій близьких до насичених, тому що при зниженні температури розчину можлива кристалізація розчиненої речовини.

Відхилення, що допускаються в концентратах:

• при утриманні ЛВ до 20% - не більше ± 2% від позначеного відсотка;
• при утриманні ЛВ понад 20% - не більше ± 1% від позначеного відсотка (Пр. МЗ РФ від 16.10.97).

Формули розрахунку для виправлення концентрації розчинів, виготовлених массооб'ёмним способом.

1) Концентрація розчину виявилася вище необхідної.

Обсяг води, необхідний для розведення отриманого розчину, обчислюють за формулою:

де Х - кількість води, необхідне для розведення виготовленого розчину (мл.); А - обсяг виготовленого розчину (мл.); В - необхідна концентрація розчину (%); С - фактична концентрація розчину (%).

2) Концентрація розчину виявилася нижче необхідної.

Масу ЛВ для зміцнення отриманого розчину обчислюють за формулою:

де Х - маса речовини, яку слід додати до розчину (г); А - обсяг виготовленого розчину (мл.); В - необхідна концентрація розчину (%); С - фактична концентрація розчину (%); ρ20 - щільність розчину при 20 ° С (г / мл, г / см3)

Рефрактометри, найкраще підходять для аптек: рефрактометри типу Аббе, серія NAR / DR-A1, ATAGO.

Рефрактометри серії NAR або DR-A1 призначені для вимірювання показника заломлення і середньої дисперсії неагресивних рідин. Це дуже якісний прилади. Прості в обслуговуванні. Мінімальні в змісті. Фактично витратний матеріал для цих рефрактометрів - лампочка (джерело світла). Рефрактометри ATAGO серії NAR або DR-A1 застосовуються:

1. У медичних установах для визначення білка в сечі, сироватці крові, щільності сечі, аналіз мозкової і суглобної рідини, щільності субретинальной та інших рідин ока. Використання рефрактометра дозволяє значно скоротити витрати часу при масових обстеженнях пацієнтів.
2. У фармацевтичній промисловості рефрактометри ATAGO можуть застосовуватися для дослідження водних розчинів різних лікарських препаратів: кальцію хлориду (0% і 20%); новокаїну (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); ефедрину (5%); глюкози (5%, 25%, 40%); магнію сульфату (25%); натрію хлориду (10%); кордиамина і т.д.
3. У харчовій промисловості використовують рефрактометри ATAGO на цукрових і хлібних заводах, кондитерських фабриках для аналізу продуктів і сировини, напівфабрикатів, кулінарних і борошняних виробів, для визначення вологості меду (до 30%). У виробництві цукру широке застосування отримали поляриметри АТАГО. Поляриметри на цукровому заводі вимірюють концентрацію і чистоту цукру в цукровому буряку або цукровій тростині на етапі приймання сировини.

Для визначення частки сухих речовин в різних суслах (ГОСТ 5900-73), сахароагаровом сиропі, сиропі для мармеладу, зефіру, кремів і пряників.

Для визначення масової частки розчинних сухих речовин по сахарозі (% Brix) в продуктах переробки плодів і овочів, для визначення процентного вмісту жиру в твердих продуктах харчування (пряники, вафлі чи хлібобулочних виробах) концентрації солей.

4. При обслуговуванні техніки застосовуються рефрактометри ATAGO для визначення з більшою точністю об'ємної концентрації протикристалізаційної рідини "ІМ", яка додається в авіаційне паливо в кількості від 0,1 до 0,3%. Подальша обробка результатів ведеться згідно "Методичних рекомендацій по аналізу якості ПММ в цивільній авіації" Ч. II стор.159. Досвід використання рефрактометрів показав, що ці прилади значно скорочують час і підвищують достовірність отримання аналізів по процентному змісту рідини "ІМ" в авіаційному паливі.

Автоматичні рефрактометри серії RX, ATAGO.

Автоматичний лабораторний рефрактометри серії RX з мікропроцесорним управлінням призначені для дослідження концентрації широкого діапазону рідких середовищ як низькою, так і високої в'язкості, незалежно від прозорості і кольору. серія RX забезпечують високу точність вимірювання, точний контроль за температурою. Весь процес вимірювання (нагрівання / охолодження) проходить в автоматичному режимі. Досить просто натиснути клавішу Старт. Прилад автоматично вимірює коефіцієнт заломлення зразка розчину, обчислює його концентрацію і представляє результат на цифровому РК-екрані. Серія RX-I забезпечений екраном, який виконаний за технологією «Тач скрін» - сенсорний екран, все управління приладом здійснюється з екрану. Автоматичні рефрактометри серії RX можуть як нагрівати / охолоджувати зразок за рахунок вбудованих елементів Пельтьє, так і використовувати функцію автоматичної температурної компенсації при проведенні вимірювання. Ідеальний прилад для фармацевтів з цієї серії - автоматичний рефрактометр RX-9000-i і RX-5000-i Plus .

Визначення концентрації спирту в лікарських формах рефрактометрическим методом.

Спирт етиловий (етанол, Spiritus aethylicus) - один з найбільш широко використовуваних органічних розчинників в медичній і фармацевтичній практиці. Етанол володіє бактеріостатичними і бактерицидними властивостями. Широко використовується для отримання настоянок, екстрактів, лікарських форм для зовнішнього застосування. Якість спиртових розчинів залежить від концентрації спирту, в якому розчинений препарат. У кожному разі необхідна оптимальна концентрація, при якій лікарський речовина не виділиться в осад. Тому готуються водно-спиртові розчини з різною концентрацією спирту. Кількісний вміст етилового спирту легко визначається рефрактометрическим методом. Існує чітка залежність між концентрацією етилового спирту і коефіцієнтом заломлення. Відомо, що показник заломлення залежить від температури, довжини хвилі світла, природи речовини і розчинника, концентрації речовини. Так ось показник заломлення водних розчинів спирту від 1% до 70% має лінійну характеристику, а значить можна легко виміряти концентрацію рефрактометром. АТАГО виробляє спеціальні рефрактометри для вимірювання концентрації спирту. Загалом, це звичайні рефрактометри, але в процесор «вшитий» спеціальний поправочний коефіцієнт, що дозволяє відображати на дисплеї відразу ж концентрацію водно-спиртового розчину, минаючи показник заломлення. При концентрації від 70% до 96% - залежність нелінійна. Таким чином, рефрактометрическим методом можна визначити міцність спирту в межах від 1% до 70%.

Практична частина.

Розглянемо застосування рефрактометрів при виготовленні і аналізі розчину гліцерину 10% для ін'єкцій: Розчин гліцерину 10% Гліцерину (в перерахунку на безводний) 100 г
1. Натрію хлорид 9,0 г води до 1 л.

Виготовлення. Від постачальників купується гліцерин (вищий сорт, динамітний) з кількісним вмістом 86-90%, 94-98% і більше. Тому, щоб розрахувати кількість вихідного гліцерину, необхідно точно знати, яка в ньому масова частка безводного речовини. Для точного вимірювання концентрації гліцерину застосовують рефрактометр. Показник заломлення вихідного гліцерину n = 1,4569 відповідає масовій частці безводного речовини 89%. Початкове кількість гліцерину, який потрібен для виготовлення розчину, по прописи 68:

2. Маса гліцерину = 100 м / 0,89 = 112,36 м

Кількісне визначення гліцерину в розчині. Обчислюємо концентрацію гліцерину: Сгліц = [n - (n0 + CNaCl * FNaCl)] / Fгліц

де n - показник заломлення розчину; n0 - показник заломлення води очищеної, виміряний при тій же температурі; СNaCl - концентрація натрію хлориду в розчині, визначена методом аргентометріі; FNaCl - фактор показника заломлення розчину натрію хлориду для знайденої концентрації; Fгліц - коефіцієнт заломлення 10% розчину гліцерину (0, 001 156).

У фармацевтичній промисловості рефрактометри ATAGO можуть застосовуватися для дослідження водних розчинів різних лікарських препаратів: кальцію хлориду (0% і 20%); новокаїну (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); ефедрину (5%); глюкози (5%, 25%, 40%); магнію сульфату (25%); натрію хлориду (10%); кордиамина і т.д.

Примітка:

Якщо для одного з речовин, що входять в розчин, фактор показника заломлення невідомий або незначна його концентрація не дозволяє отримати точні дані, то готують контрольний розчин, що містить цю речовину в тій концентрації, яка була визначена титрометричним методом.

Рефрактометри і поляриметри японської фірми ATAGO знайшли застосування в усіх галузях промисловості РФ. Рефрактометри і поляриметри АТАГО внесені до держреєстру засобів вимірювань РФ. Це дозволяє застосовувати прилади АТАГО в самих жорстко контролліруемих сферах виробництв - таких, як, наприклад, фармацевтика.