Способ определения спираприла гидрохлорида методом инверсионной вольтамперометрии
Владельцы патента RU 2280860:
ГУ Научно-исследовательский институт кардиологии Томского научного центра СО РАМН (RU)
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в медицине для определения концентрации в крови спираприла гидрохлорида, являющегося ингибитором ангиотензинпревращающего фермента (АПФ). Техническим результатом изобретения является увеличение чувствительности и экспрессности метода. Сущность: проводят предварительное концентрирование вещества в течение 240 с при потенциале электролиза (-1,70) В, в качестве рабочего электрода используют золотой, с последующей регистрацией поляризационных кривых при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 25 мВ/с, а концентрацию спираприла гидрохлорида определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов (-0,40)-(-0,10) В относительно хлор-серебряного электрода на фоне 0,005 моль/л раствора калия хлорида, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната. 4 табл.
Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к инверсионному вольтамперометрическому способу определения лекарственного вещества спираприла гидрохлорида (7-[N-[1(S)-этоксикарбонил-3-фенилпропил]-(S)-аланил]-1,4-дитиа-7-азаспиро [4, 4] нонан-8(S)-карбоксильной кислоты гидрохлорид моногидрат), и может быть использовано в медицине для определения концентрации в крови спираприла гидрохлорида, являющегося ингибитором ангиотензинпревращающего фермента (АПФ).
Спираприла гидрохлорид, являясь ингибитором АПФ, обладает гипотензивным, сосудорасширяющим, кардиопротективным, натрийуретическим действием. Биотрансформируется в печени с образованием активного диацидного метаболита, ингибирующего АПФ. Тормозит превращение ангиотензина I в ангиотензин II, оказывающий сосудосуживающее действие, расширяет сосуды, уменьшает общее периферическое сосудистое сопротивление, системное систолическое и диастолическое артериальное давление, давление в легочных капиллярах. Улучшает работу сердца и увеличивает его толерантность к физическим нагрузкам, повышает активность ренина плазмы крови. Эффект развивается через 1 ч, достигает максимума через 4-8 ч и продолжается около 24 ч (обеспечивает круглосуточный контроль уровня артериального давления при приеме 1 раз в сутки). Ингибируя тканевую ренин-ангиотензивную систему сердца, оказывает кардиопротективное действие (предотвращает или способствует обратному развитию гипертрофии и дилатации левого желудочка). Увеличивает почечный кровоток, оказывает натрийуретическое действие. При назначении 6 мг/сутки в течение 4 недель не уменьшает скорость клубочковой фильтрации и клиренс креатинина менее 30 мл/мин. Подавляет синтез альдостерона, повышает активность калликреин-кининовой системы, вызывает накопление в тканях и крови брадикинина (уменьшает деградацию до неактивных пептидов). Вследствие этого способствует высвобождению биологически активных веществ (ПГЕ2 и ПГI2, эндотелиального фактора расслабления, предсердного натрийуретического фактора), оказывающих натрийуретическое и сосудорасширяющее действие. Уменьшает образование аргинин-вазопресина и эндотелина-1, обладающих вазоконстрикторными свойствами [1, 2].
Количественное определение спираприла гидрохлорида является актуальным в оценке эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Сведения по количественному определению микроколичеств спираприла гидрохлорида методом инверсионной вольтамперометрии отсутствуют.
Наиболее близким способом является инверсионно-вольтамперометрическое определение лекарственного препарата дигоксина, взятое за прототип. Определение дигоксина заключается в электрохимическом концентрировании дигоксина на поверхности ртутно-пленочного электрода в течение 180 с. При потенциале электролиза (-1,80)-(-1,75) В на фоне 0,2 н. лития хлорида с последующей регистрацией вольтамперных кривых при скорости развертки потенциала 20 мВ/с, а концентрацию дигоксина определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов (-1,10)-(-1,00) В относительно хлорсеребряного электрода [3]. Использование условий, приведенных в способе прототипе, не обеспечивает чувствительности и экспрессности определения спираприла гидрохлорида в модельных смесях и биологических жидкостях.
Целью изобретения является увеличение чувствительности и экспрессности способа определения спираприла гидрохлорида методом инверсионной вольтамперометрии.
Поставленная цель достигается техническим решением, представляющим собой определение спираприла гидрохлорида методом инверсионной вольтамперометрии, путем регистрации поляризационных кривых с предварительным электрохимическим концентрированием вещества на поверхности электрода. Для этого через раствор пропускают азот с содержанием кислорода менее 0,001% и, не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора при потенциале (-1,70) В в течение 240 с. В качестве рабочего используют золотой электрод. Затем регистрацию поляризационных кривых проводят при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 25 мВ/с. Концентрацию спираприла гидрохлорида определяют по высоте пика в интервале потенциалов от (-0,40) до (-0,10) В относительно хлорсеребряного электрода. Определение проводят на фоне 0,005 моль/л раствора калия хлорида, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната.
Новым в способе является то, что проводят предварительное электрохимическое накопление спираприла гидрохлорида при потенциале электролиза, равном (-1,70) В, в течение 240 с. В качестве рабочего электрода используют золотой электрод. Регистрацию поляризационных кривых проводят при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 25 мВ/с, а концентрацию спираприла гидрохлорида определяют по высоте пика в интервале потенциалов от (-0,40) до (-0,10) В относительно хлорсеребряного электрода на фоне 0,005 моль/л раствора калия хлорида, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната.
Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства: увеличение чувствительности (10-6-10-7 мг/л) и экспрессности анализа.
С учетом изложенного, следует считать заявляемое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".
Все условия определения спираприла гидрохлорида подобраны экспериментально. Приготовление фоновых и стандартных растворов органического вещества в воде являются общепринятыми.
В процессе поиска оптимальных условий инверсионного вольтамперометрического определения спираприла гидрохлорида было изучено влияние ряда факторов (индикаторный электрод; фоновый электролит, его концентрация и рН; время и потенциал электролиза; скорость развертки потенциала) на высоту аналитического сигнала (табл.1-3).
В качестве фоновых электролитов были исследованы растворы хлоридов натрия, калия, лития; сульфатов и нитратов натрия, калия, аммония; аммония ацетата; натрия фосфата моно- и дизамещенного; кальция хлорида с добавлением разведенной серной, хлористоводородной, винной кислот; натрия гидрокарбоната, натрия и калия гидроксидов. Исходя из полученных результатов, в качестве фонового электролита был выбран раствор калия хлорида, так как на нем наблюдалась четкая волна окисления спираприла гидрохлорида, кроме того, данный раствор обеспечивал хорошую электропроводность, широкую рабочую область и необходимую площадь для обработки сигнала, был прост в приготовлении, к преимуществам также можно отнести продолжительный срок годности.
Оптимальная концентрация раствора калия хлорида составила 0,005 моль/л. В более концентрированных растворах мы не наблюдали прироста от добавки при наличии большого остаточного тока, тогда как более разбавленный раствор был неустойчив во времени.
Оптимальное значение рН фонового электролита составило 9,0, которую обеспечивал натрия гидрокарбонат в концентрации 0,015 моль/л. В кислой среде при подобранных условиях сигнал спираприла гидрохлорида отсутствовал, тогда как в нейтральной был слабо выражен, при изменении рН в более щелочную сторону (более 9,0) сужалась рабочая область электрода, при этом невозможно было зафиксировать пик спираприла гидрохлорида. Оптимальным подщелачивающим агентом был выбран натрия гидрокарбонат, так как в присутствии натрия гидроксида и калия гидроксида не наблюдалось воспроизводимисти результатов.
В предлагаемом способе в качестве индикаторного электрода использовали золотой. Преимуществом такого электрода является возможность получения более узких и высоких пиков, служащих аналитической характеристикой определяемого вещества, что повышает разрешающую способность метода. Спираприла гидрохлорид легко адсорбируется на рабочей поверхности, это позволяет концентрировать его на электроактивном электроде.
Оптимальное время накопления составило 240 с, при этом достигается максимальное значение величины тока растворения накопленных осадков с поверхности золотого электрода и хорошая воспроизводимость для количественного определения исследуемого вещества. При времени электролиза более 240 с происходит насыщение осадка на электроде, аналитический сигнал спираприла гидрохлорида искажается и затрудняется обработка полярограмм. При времени электролиза менее 240 с величина тока растворения не достигает максимального значения, что снижает чувствительность определения вещества (табл. 1).
Другим отличительным признаком являются установленные условия электрохимического накопления. Оптимальный потенциал электролиза составил (-1,70) В. В прототипе диапазон потенциалов электролиза соответствует (-1,80)-(-1,75) В, который не позволяет полностью накапливать спираприла гидрохлорид на индикаторном электроде. При значениях потенциала электролиза менее (-1,70) В величина регистрируемого анодного тока значительно уменьшается, что снижает чувствительность определения, а при значениях потенциала электролиза более (-1,70) В происходит частичное накопление осадка (табл.2).
Важным для определения спираприла гидрохлорида методом инверсионной вольтамперометрии является выбор скорости развертки потенциала. Оптимально экспериментально установленной является 25 мВ/с. Изменение скорости развертки потенциала в сторону увеличения или уменьшения заметно понижало высоту аналитического сигнала, при этом уменьшалась и разрешающая способность метода, что затрудняло обработку полярограмм, увеличивало время анализа и не позволяло определять очень низкие концентрации спирапила гидрохлорида (табл.3).
Пример I. Определение спираприла гидрохлорида методом инверсионной вольтамперометрии в растворе.
В кварцевый стаканчик емкостью 20 мл, наливают 10 мл 0,005 моль/л раствора калия хлорида, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната. Раствор деаэрируют азотом с содержанием кислорода менее 0,001% в течение 30 с и, не прекращая перемешивания, проводят электролиз при потенциале (-1,70) В в течение 240 с. Отключают газ и фиксируют вольтамперограмму при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 25 мВ/с. Отсутствие пиков свидетельствует о чистоте фона.
Затем добавляют N капель объемом 0,01 мл стандартного раствора спираприла гидрохлорида 0,1 мг/л, перемешивают раствор и проводят электрохимическое концентрирование вещества при потенциале (-1,70) В в течение 240 с. Отключают газ и фиксируют вольтамперограмму при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 25 мВ/с. Аналитический сигнал для указанной концентрации спираприла гидрохлорида регистрируют в диапазоне потенциалов от (-0,40) до (0,10) В.
Время единичного анализа не превышает 20 мин.
Установленные условия впервые позволили количественно определить спираприла гидрохлорид путем регистрации вольтамперных кривых при потенциале (-1,70) В на фоне 0,005 моль/л раствора калия хлорида, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната. Нижняя граница определяемых концентраций спираприла гидрохлорида составляет 10-7 мг/л. Относительная погрешность отдельной варианты (ε) для диапазона концентраций 993-0,00993 мг/л не превышает 6% (табл.4).
Установленные экспериментальные условия определения спираприла гидрохлорида методом инверсионной вольтамперометрии позволяют с высокой чувствительностью и экспрессностью определить указанное соединение в водной и биологической средах, а также позволяют разработать методику определения содержания микроколичеств спираприла гидрохлорида в плазме и сыворотке крови.
| Таблица 1 ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ ЭЛЕКТРОЛИЗА НА ВЫСОТУ АНАЛИТИЧЕСКОГО СИГНАЛА СПИРАПРИЛА ГИДРОХЛОРИДА | |||
| № п/п | Концентрация раствора стандартного образца спираприла гидрохлорида в электролитической ячейке, мг/л | Время электролиза, с | Высота аналитического сигнала, мкА |
| 1 | 4,975·10-4 | 30 | 0,337±0,020 |
| 2 | 60 | 0,486±0,011 | |
| 3 | 90 | 0,562±0,014 | |
| 4 | 120 | 0,694±0,010 | |
| 5 | 150 | 0,798±0,007 | |
| 6 | 180 | 0,838±0,004 | |
| 7 | 210 | 0,866±0,005 | |
| 8 | 240 | 0,957±0,002 | |
| 9 | 270 | 0,950±0,001 | |
| 10 | 300 | 0,950±0,003 | |
| 11 | 330 | 0,946±0,004 | |
| 12 | 360 | 0,941±0,001 | |
| 13 | 390 | 0,934±0,006 | |
| 14 | 420 | 0,931±0,007 | |
| 15 | 450 | 0,930±0,007 | |
| 16 | 480 | 0,925±0,009 | |
| 17 | 510 | 0,918±0,014 | |
| 18 | 540 | 0,914±0,018 | |
| 19 | 570 | 0,908±0,011 | |
| 20 | 600 | 0,900±0,012 | |
| Примечание: Потенциал электролиза - (-1,70) В; границы развертки потенциала от (-1,70) до 1,00 В; скорость развертки потенциала - 25 мВ/с. |
| Таблица 2 ВЛИЯНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ЭЛЕКТРОЛИЗА НА ВЫСОТУ АНАЛИТИЧЕСКОГО СИГНАЛА СПИРАПРИЛА ГИДРОХЛОРИДА | |||
| № п/п | Концентрация раствора стандартного образца спираприла гидрохлорида в электролитической ячейке, мг/л | Потенциал электролиза, В | Высота аналитического сигнала, мкА |
| 1 | 4,975·10-4 | -2,00 | 0,655±0,014 |
| 2 | -1,90 | 0,774±0,007 | |
| 3 | -1,80 | 0,889±0,003 | |
| 4 | -1,70 | 0,957±0,002 | |
| 5 | -1,60 | 0,888±0,003 | |
| 6 | -1,50 | 0,694±0,005 | |
| 7 | -1,40 | 0,582±0,004 | |
| 8 | -1,30 | 0,424±0,004 | |
| 9 | -1,20 | 0,300±0,006 | |
| 10 | -1,10 | 0,289±0,006 | |
| 11 | -1,00 | 0,125±0,010 | |
| 12 | -0,90 | 0,054±0,009 | |
| 13 | -0,80 | 0,000 | |
| 14 | -0,70 | 0,000 | |
| 15 | -0,60 | 0,000 | |
| Примечание: Время электролиза - 240 с; границы развертки потенциала от (-1,70) до 1,00 В; скорость развертки потенциала - 25 мВ/с. |
| Таблица 3 ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ РАЗВЁРТКИ ПОТЕНЦИАЛА НА ВЫСОТУ АНАЛИТИЧЕСКОГО СИГНАЛА СПИРАПРИЛА ГИДРОХЛОРИДА | |||
| № п/п | Концентрация раствора стандартного образца спираприла гидрохлорида в электролитической ячейке, мг/л | Скорость развертки потенциала, мВ/с | Высота аналитического сигнала, мкА |
| 1 | 4,975·10-4 | 6 | 0,085±0,022 |
| 2 | 10 | 0,377±0,015 | |
| 3 | 15 | 0,598±0,007 | |
| 4 | 20 | 0,727±0,005 | |
| 5 | 25 | 0,957±0,002 | |
| 6 | 30 | 0,937±0,004 | |
| 7 | 35 | 0,922±0,007 | |
| 8 | 40 | 0,921±0,005 | |
| 9 | 45 | 0,914±0,008 | |
| 10 | 50 | 0,901±0,015 | |
| Примечание: Время электролиза - 240 с; потенциал электролиза - (-1,70) В; границы развертки потенциала от (-1,70) до 1,00 В. |
Источники информации
1. Квадроприл - ингибитор ангиотензинпревращающего фермента с двумя путями выведения. Международный симпозиум // Терапевтический архив. - 2000. - №10. - С.77-78.
2. Шмидт И. Применение спираприла у пациентов с артериальной гипертонией - клинический опыт в Германии / И.Шмидт, X.Крауль // Терапевтический архив. - 2000. - №10. - С.90-94.
3. Ивановская Е.А. Количественное определение дигоксина в сыворотке крови методом инверсионной вольтамперометрии // Патент РФ №21322553.
Способ определения спираприла гидрохлорида (7-[N-[1(S)-этоксикарбонил-3-фенилпропил]-(S)-аланил]-1,4-дитиа-7-азаспиро [4,4]нонан-8(S)-карбоксильной кислоты гидрохлорид моногидрат) методом инверсионной вольтамперометрии, заключающийся в электрохимическом концентрировании вещества на поверхности электрода с последующей регистрацией вольтамперных кривых, отличающийся тем, что концентрирование проводят на золотом электроде в течение 240 с при потенциале электролиза (-1,70) В на фоне 0,005 моль/л раствора калия хлорида, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната, с последующей регистрацией вольтамперных кривых при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 25 мВ/с, а концентрацию спираприла гидрохлорида определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов (-0,40) до (-0,10) В, относительно хлор-серебряного электрода.
