Инверсионно-вольтамперометрический способ определения пенициллина g в водных растворах и биологических жидкостях

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю1)ю G 01 N 27/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Р i "1 092

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4843492/25 (22) 28,06.90 (46) 07.07,92. Bert. N- 25 (71) Томский политехнический институт им.

С.M,Êèðîâà (72) Т,И.Щукина, В.Е.Катюхин и Е,Б,Букреева (53) 543.253(088,8) (56) Blazcek-Bodo Agnes et а!.—

Rev.chim,(RSR), 1978, 29, 5, 464-467.

Forsmanulf et al. Anal, Chim. akta, 1982, 139, 133-142. (54) ИНВЕРСИОННО-ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕНИЦИЛЛИНА G В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ И

БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ

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

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

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

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и дости Ж 1746289 А1 (57) Изобретение относится к электроаналитической химии лекарственных препаратов.

Сущность способа заключается в концентрировании пенициллина на ртутно-пленочном электроде с серебряной подложкой в течение 240+20 с в перемешиваемом растворе при Еэ от+0,1 до+0.25 В. В качестве фона используют 0,1 М раствор СНООН.

Регистрацию катодных вольтамперограмм осуществляют при линейной скорости развертки потенциала 45» 10 мВ/с. Концентрацию пенициллина определяют по высоте катодного пика с интервалом потенциалов от -0,32 до -0,36 В (отн. Нас К.Э.). Нижний предел определяемых концентраций

-10

1,8 10 M. Способ позволяет также определить пенициллин в плазме крови. моче и промывных водах. 1 ил. 3 табл. гаемым результатам является способ полярографического определения пенициллановой кислоты в препаратах пенициллина.

Измерения тока проводили при постоянном потенциале +0,04 В (отн. Нас К.Э.) на капающем Hg-электроде на фоне боратного буферного раствора с рН 9,2. Линейная зависимость тока от концентрации наблюдалась в интервале 2 10 — 1 10 M.

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

Целью изобретения является увеличение чувствительности определения пенициллина G.

1746289

35

На чертеже представлена вольтамперограмма электрохимического концентрирования пенициллина G.

Поставленная цель достигается тем, что пенициллин G электрохимически концентрируют на повеохности электрода с последующей регис.-рацией катодных поляризационных кривых, накопление осуществляли на ртутно-пленочном электроде в течение 240 20 с в перемешиваемом ðàñтворе с поляризацией электрода при потенциале от +0,10 до +0,25 В на фоне 0,1 M

HCOOH с последующей регистрацией катодных поляризационных кривых при скорости развертки 45 -10 MВ/с, потенциа ы катодных поляризационных кривых лежат в интервале от -0,32 до -0,36 В (отн. Нас К.Э,).

В качестве рабочего электрода использовали пленку ртути на серебряной подложке в виде серебряного диска с диаметром d=2-3 мм;впрессованного в тефлон. Преимуществом такого электрода является возможность получения более узких и высоких пиков, служащих аналитической характеристикой определяемога вещества, что повышает разрешающую способность метода, Пики, полученные с помощью ртутно-пленочного электрода, характеризуются лучшей воспроизводимостью по сравнению с твердыми и ртутно-капающими электродами, так как он является менее токсичным, чем капающий, и более удобен в работе, Для определения пенициллина ртутно-пленочный электрод ранее не применялся. Фон и электрод для определения лекарственного вещества подобраны экспериментально.

При концентрации 0,1 M наблюдается максимальное значение тока, пики имеют удобную для аналитического измерения форму. Использование же концентрации

<0,1< не желательно, так как это приводит к сильному уменьшению тока, что снижает чувс вительность количественного определения.

Потенциал электрохимического концентрирования на фоне 0,1 М НСООН составляет U>=- :),10-0,25 В. При указанных значени:x потенциала концентрирования величина по.".езного сигнала достигает максимального значения, а поляризационные кривые регистрируются с хорошо выраженным максимумом. Это повышает чувствительность способа, При потенциалах меньших 0;10 В и больших 0,25 В, величина тока растворения осадков органических веществ с поверхности ртутно-пленочного электрода, уменьшается. Время предварительного электролиза подоирают экспериментально, в зависимости от концентрации определяемого соединения в растворе оно может изменяться от 220 до 260 с, Установленные условия впервые позволили количественно определить пенициллин 6 путем регистрации пика катодных поляризационных кривых при потенциалах

-0,32...-0,36 В на фоне 0,1 Ы НСООН. Нижняя граница определяемых концентраций составляет 1,8 10 M. Относительное стандартное отклонение Sr для диапазона концентраций (2,5 101О - 1 10 M) не превышало 0,2.

Пример 1. Определение пенициллина

G на уровне и 10 М в водных растворах.

-8

В двухэлектродную электрохимическую ячейку с выносным электродом сравнения и электролитическим мостиком, заполненным фоновым электролитом, со сменным стаканчиком, емкостью 10 мл, помещают

7 мл фона (0,1 M НСООН), в течение 240 с удаляют из раствора кислород, пропуская через раствор газообразный азот с содер-. жанием кислорода менее 0,001 % . Для проверки чистоты фона и стаканчика проводят . предварительное электрохимическое концентрирование на рабочем электроде при потенциале+0,15 В. {отн. Нас К.Э.). Отключают ток азота, после чего фиксируют вольтамперограмму при линейной развертке потенциала от+0,15 В до-1,10 В. Отсутствие пика свидетельствует о чистоте фона. Затем добавкой нескольких капель стандартного раствора с концентрацией 1 10 M создают необходимую концентрацию пенициллина

G в фоне на уровне и 10 M. Перемешивают

-8 раствор в течение 30 с и проводят электрохимическое концентрирование определяемого вещества на поверхности рабочего электрода при потенциале электролиза уэн=0,15 В в течение тэ=240 с, Пик на катодной вольтамперограмме регистрируют в диапазоне потенциалов p

w 45 мВ/с, Результаты эксперимента представлены в табл. 1 (фон — 0,1 M НСООН).

Зависимость величины восстановления ос-.дка пенициллина от потенциала гредварительного на .,опления представлена в табл.2,(фон — 0,1 M HCOOH; Сng=2,7 10 5 М;

r =240+ 0 с: и 45 -10 мВ/с).

Пример 2. Определение пенициллина

6 в сыворотке крови пациента.

В стаканчик, объемом 10 мл, наливают в качестве фона 5 мл 0,1 M НСООН, Далее операции по деаэрации раствора : проверке чистоты фона и стаканчика проводят как в примере 1. В проверенный на чистоту фон добавляют одну каплю (0,0", мл) сывгротки

1746289

Сст и Чк

Сдоб — Ч + Ч ф п

Сдоб п1 г1г — Ь1

Сх исх пкс Чкс

Таблица 1,Таблица 2 крови больного, перемешивают раствор струей газообразного азота в течение 60 с снимают вольтамперограмму, проводят операции при условиях, изложенных в примере 1, При потенциалах -0,32...-0,36 В фиксируют пик, Эту операцию проводят три раза, среднюю высоту пика (в мм) обозначают через h1. Затем добавляют и капель -10 М стандартного раствора пенициллина G. Снимают вольтамперограммы при тех же условиях, средняя высота пика Ьг, мм. Расчет концентрации пенициллина в сыворотке крови проводят по формулам: где n — количество капель стандартного раствора пенициллина;

Чк — объем одной капли, мл;

Сст — концентрация стандартного раствора пенициллина G, м;

Чф — объем фона, мл; где Сх — концентрация пенициллина G (сыворотка) в ячейке, М; где Сх исх — концентрация пенициллина G в сыворотке крови, м; пкс — количество капель сыворотки, Чкс — объем одной капли сыворотки, мл.

Результаты эксперимента представлены в табл. 3 (фон 0,1 М НСООН; тэ=240.+20 с:

w-45й10 мВ/с).

Таким образом, изобретение позволяет повысить чувствительность определе5 ния до 1,8 10 М в водных растворах (чувствитель ность способа пов ысил ась в

1000 раз) и значительно снизить токсичность определения пенициллина G.

Способ позволяет осуществить фармакоl0 кинетические исследования и. проводить контроль лекарственных препаратов. Определению не мешает избыток хлорид-ионов, но мешает присутствие более 100-кратного избытка катионов тяжелых металлов (РЬ, 15 Cd, Cu, Fe, Zn).

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

Формула изобретения

20 Инверсионно-вольтамперометрическ— ий способ определения пенициллина G в водных растворах и биологических жидкостях, включающий электрохимическое концентрирование на поверхности электрода с

25 последующей регистрацией катодных вольт-амперных кривых, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения чувствительности определения, концентрирование пенициллина осуществляют

30 на ртутно-пленочном электроде в течение 240 0 с в перемешиваемом растворе в интервале потенциалов от +0.1 до +0.25 В на фоне децимолярного раствора муравьиной кислоты с последующей регистра35 цией катодных вольт-амперных кривых при скорости развертки потенциала, равной 45+10 мВ/с, а концентрацию пенициллина определяют по высоте катодного пика в интервале потенциалов от -0,32 до -0,36

40 (отн.Нас К.Э.).

1746289

Таблица 3

Составитель Т. Николаева

Редактор Н. Бобкова Техред M,Moðãåíòàë Корректор В, Гирняк

Заказ 2391 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101