Способ оценки подлинности лекарственного растительного сырья и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2452944:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет" (RU)
Способ и устройство могут использоваться в медицине, фармакологии, здравоохранении, пищевой, парфюмерной и других отраслях промышленности для стандартизации и оценки подлинности различного лекарственного растительного сырья ЛРС. Способ заключается в том, что пробу ЛРС выдерживают 40 минут, при 100°С, компоненты равновесной паровой фазы (РПФ) анализируют на стандартной колонке. Затем определяют интерполяционные характеристики сорбатов, а синхронизацию момента ввода проб РПФ и н-алканов осуществляют по сигналу детектора на часть потока из линии сброса делителя узла ввода пробы. Устройство содержит кран-дозатор, обогреваемый сосуд для исследуемых образцов, узел ввода пробы с делителем потока. Также устройство содержит капиллярную колонку, детектор, соединенный через постоянное пневмосопротивление с линией сброса делителя, программатор анализа и дополнительный усилитель сигнала детектора, формирующий команду пуск для программатора анализа. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности при стандартизации и улучшение сходимости измерений в условиях повторяемости. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к газовой хроматографии и может быть использовано для стандартизации и оценки подлинности различного лекарственного сырья в медицине, фармакологии, здравоохранении, пищевой, парфюмерной и других отраслях промышленности.
Известны способы и устройства для стандартизации лекарственного растительного сырья (ЛРС) и фитопрепаратов (ФП) на их основе, основанные на определении биологически активных соединений (БАС) и стандартных образцов сравнения (СО) с использованием различных видов хроматографии и УФ-спектроскопии. Данные методы позволяют быстро и надежно оценить качество сырья по ведущей группе БАС. При этом, как правило, не используются дополнительные стадии очистки, увеличивающие время анализа и ведущие к неизбежной потере части исследуемых веществ (см.: Отраслевой стандарт Минздрава РФ ОСТ. 91500.05.001-00. Стандарты качества лекарственных средств. Основные положения. - Введ. 01.01.01. - 2000. - 12 С.).
Известны так же способы стандартизации ЛРС, биологически активных добавок (БАД) и различных ФП (см.: Куркин В.А. Фармакогнозия. Учебник. 2-е изд., перераб; и доп.- Самара: ООО «Офорт». ГОУ ВПО СамГМУ, 2007 - 1239 с.).
Для определения подлинности ЛРС и ФП также используют так называемый метод «отпечатков пальцев», при котором на хроматограмме оценивают не отдельные классы и индивидуальные вещества, а совокупность БАС (см., например, Терешина Н.С., Абрамов А.А., Маркарян А.А. Анализ гомеопатических препаратов барбариса хроматографическими методами. // Вестник МГУ. Сер. 2. Химия, 2006. - Т. 47. №5. - С.346-349.)
Однако известные способы определения подлинности ЛРС не обеспечивают возможности прямого анализа БАС непосредственно в самом ЛРС, а требуют заранее приготовленных препаратов, например, эфирное масло, настойки, экстракты, отвары и т.д.
Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ стандартизации полимеров по «отпечаткам пальцев» в виде совокупности пирограмм продуктов их пиролиза, при котором фиксированное количество измельченного исследуемого сырья помещают в герметичный обогреваемый сосуд, выдерживают при заданной температуре, продукты пиролиза дозируют в хроматографическую колонку, измеряют величину их сигнала и времена удерживания для идентификации и стандартизации полимеров (см.: Березкин В.Г., Алишоев В.Р., Немировская И.Б. Газовая хроматография в химии полимеров. - М.: Наука, 1972 - 283 с.)
Недостатками известного способа является низкая достоверность при стандартизации ЛРС и плохая сходимость результата анализа.
Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является газовый хроматограф Цвет-100, содержащий пиролитическую приставку, кран-дозатор, узел ввода пробы с испарителем и делителем потока, капиллярную колонку и пламенно-ионизационный детектор (см.: Алишоев В.Р., Березкин В.Г., Блинов А.С., Колмановский В.Н., Яшин Я.И. и др. Пиролитическое устройство для газовой хроматографии. Авт. свид. СССР №284418 от 14.10.1970. // Бюлл. изобр. №32, 1970, см. также: Техническое описание и инструкция по эксплуатации на хроматограф серии «Цвет-100». Технические условия 1.550.033ТУ).
Недостатком известного устройства для оценки подлинности ЛРС является повышенная погрешность при определении интерполяционных характеристик для качественного и количественного анализа компонентов РПФ, так как внешний стандарт - гомологи н-алканов вводят шприцом в узел ввода пробы с испарителем, а компоненты РПФ в линию газа-носителя краном-дозатором, в результате чего начало двух анализов, фиксируемое по моменту ввода пробы, отличается друг от друга.
Задачей изобретения является повышение достоверности при стандартизации ЛРС и улучшение сходимости результатов анализа в условиях повторяемости.
Эта задача решается за счет того, что в способе оценки подлинности лекарственного растительного сырья, при котором фиксированное количество исследуемой пробы помещают в герметичный сосуд, выдерживают при заданной температуре, компоненты равновесной паровой фазы дозируют в хроматографическую колонку, измеряют величину их сигнала и времена удерживания, отличающийся тем, что исследуемую пробу выдерживают в герметичном сосуде при температуре 100°C в течение 40 минут, компоненты равновесной паровой фазы анализируют на стандартной капиллярной колонке с узлом ввода пробы с делителем потока при линейном программировании температуры, выходные сигналы компонентов равновесной паровой фазы сравнивают с сигналами внешних стандартов гомологов н-алканов для расчета интерполяционных характеристик сорбатов, а синхронизацию момента ввода анализируемых проб осуществляют по сигналу детектора на фиксированную часть потока из линии сброса делителя узла ввода пробы.
Эта задача решается также за счет того, что в устройстве для оценки подлинности лекарственного растительного сырья, содержащем блок подготовки газов, кран-дозатор, герметичный обогреваемый сосуд для исследуемых образцов, узел ввода пробы с делителем потока, капиллярную колонку, детектор и программатор анализа, отличающееся тем, что вход детектора соединен с помощью тройника как с выходом капиллярной колонки, так и с линией сброса делителя потока узла ввода пробы через постоянное пневмосопротивление, а измерительная схема детектора снабжена дополнительным усилителем, соединенным с программатором анализа.
При решении поставленной задачи создается технический результат, заключающийся в следующем:
1. Повышается достоверность при стандартизации ЛРС за счет создания справочных банков данных в виде «отпечатков пальцев» для различных ЛРС. Справочные банки содержат совокупность индексов удерживания при линейном программировании температуры колонки и количественную информацию в виде концентраций компонентов РПФ (Ci), рассчитанных по относительным выходным сигналам методом двойного внутреннего стандарта. Стандартизация и оценка подлинности исследуемого ЛРС заключается в подтверждении совокупности полученных 
и Ci по справочным данным банка.
2. Улучшается сходимость результатов анализа в условиях повторяемости (прецизионность измерения), что достигается использованием интерполяционных выходных сигналов для качественного и количественного анализа ЛРС.
Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.
Изобретение поясняется чертежом. На фигуре 1 схематически изображено устройство для оценки подлинности лекарственного растительного сырья, которое содержит блок подготовки газов 1, кран-дозатор 2, герметичный обогреваемый сосуд для исследуемых образцов 3, узел ввода пробы с делителем потока 4, капиллярную кварцевую колонку 5 фирмы Varian типа VF-1 (длина 30 м, внутренний диаметр 0,32 мм, толщина пленки 0,5 мкл), детектор 6, дополнительный усилитель 7, программатор анализа 8 и постоянное пневмосопротивление 9.
Устройство для оценки подлинности лекарственного растительного сырья работает следующим образом: 5 г измельченного ЛРС помещают в герметичный обогреваемый сосуд 3 и нагревают до 100°C. Кран-дозатор 2 в это время находится в положении «анализ» (сплошные линии), и газ-носитель азот поступает в узел ввода пробы 4, колонку 5 и детектор 6. ЛРС выдерживают в сосуде 340 минут и кран-дозатор переключают в положение «набор» (пунктирные линии), газ-носитель вымывает компоненты РПФ из сосуда 3 в колонку 5. Время операции «набор» 30 секунд, после чего кран-дозатор снова переключают в положение «анализ». Разделение компонентов РПФ проводят в режиме линейного программирования температуры колонки. Начальная температура колонки 40°C, скорость нагрева 5°C/мин. Конечная температура 180°C. Общее время анализа 40 минут. Деление потока на входе в колонку 1:40, расход газа-носителя в колонке 1 см3/мин. Начало каждого анализа синхронизируется программатором анализа 8 по сигналу детектора 6 через дополнительный усилитель от фиксированной части потока из линии сброса делителя потока узла ввода пробы 4.
Для определения интерполяционных выходных сигналов в качественном и количественном анализе компонентов РПФ в качестве внешних стандартов используют гомологи н-алканов (от гексана до гексадекана), смесь которых дозируют микрошприцом объемом 0,5 мкл в узел ввода пробы 4, температура испарителя 250°C.
По результатам газохроматографического анализа компонентов РПФ и смеси н-алканов рассчитывают следующие характеристики:
1. Времена удерживания сорбатов РПФ и гомологов н-алканов 
и 
соответственно, где z - число углеродных атомов в молекуле н-алкана.
2. Индексы удерживания компонентов РПФ при линейном программировании температуры колонки.
3. Нормированные выходные сигналы для компонентов РПФ 
и для гомологов н-алканов 
.
где yпр - выходной хроматографический сигнал из линии сброса делителя потока, пропорциональный объему пробы; yi и yz - выходные сигналы компонентов РПФ и н-алканов соответственно.
4. Концентрации компонентов РПФ методом двойного внутреннего стандарта.
где Cz и Cz+1 - концентрация н-алканов в анализируемой смеси.
5. Среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического результата измерений.
где 
- для предлагаемого способа;
x=yi - для известного способа;
n - число измерений.
6. Относительное СКО среднего арифметического результата измерения в %.
7. Граница доверительного интервала измерения в %.
8. Правильность измерения концентрации модельной смеси в %.
где Ci - измеренная по уравнению (3) концентрация с использованием выходных сигналов, yi (для известного способа) и 
(для предлагаемого способа); Сист - истинная концентрация в модельной смеси, рассчитанная по процедуре приготовления путем взвешивания компонентов смеси на аналитических весах.
В известном способе навеску измельченного ЛРС помещают в пиролитическую приставку, выдерживают при температуре 800°С, а продукты пиролиза хроматографируют и получают совокупность выходных сигналов (
- время удерживания и Qi - площадь хроматографического пика) в виде «отпечатков пальцев».
Эксперименты проводили с использованием следующего ЛРС: листья мяты перечной, трава тархуна, трава зверобоя и плоды расторопши пятнистой.
Правильность и прецизионность измерения оценивали по результатам анализа модельной двухкомпонентной смеси н-алканов (декан - 35 мас.%, и ундекан - 65 мас.%). Число измерений n=5. Смесь готовили гравиметрическим методом путем взвешивания компонентов на аналитических весах ВЛА-200.
Результаты экспериментов сведены в таблицу «Сравнительные данные экспериментальной проверки известного и предлагаемого способов».
| Таблица 1 | |||||
| Сравнительные данные экспериментальной проверки известного и предлагаемого способов | |||||
| № п/п | Наименование | Известный способ | Предлагаемый способ | ||
| н-декан | н-ундекан | н-декан | н-ундекан | ||
| 1. | Среднее значение выходного сигнала, (2) | ||||
| - абсолютного, yi, мВ·с | 720 | 1275 | - | - | |
| - нормированного,
|
- | - | 0,343 | 0,607 | |
| 2. | Относительное СКО, Sr, %, (5) | 3,9 | 4,1 | 1,6 | 1,7 |
| 3. | Граница доверительного интервала измерения, ±Δ, %, (6) | 10,8 | 11,4 | 4,4 | 4,7 |
| 4. | Правильность измерения концентрации модельной смеси, δ, %, (7) | 6,1 | 5,8 | 2,5 | 2,4 |
| 5. | Анализ ЛРС для стандартизации и оценки подлинности | Совокупность выходных сигналов «отпечатки пальцев» | |||
| Время удерживания , мин |
Индекс удерживания, (1) | ||||
| 5.1. | Листья мяты перечной | 20,251±3,1 | 935, 968,1015,1026, 1059,1083, 1142, 1167 Δ=±2 ед. индекса | ||
| 5.2. | Трава тархуна | 593, 655, 665, 709, 804, 1145, 1504, 1512 Δ=±2 ед. индекса | |||
| 5.3. | Трава зверобоя | 11,972±1,8 | 601,633,660, 686, 793,923 Δ=±2 ед. индекса |
||
| 5.4. | Плоды расторопши пятнистой | 9,055±1,4 14,755±2,2 |
540, 568, 580, 711, 869, 907, 998 Δ=±2 ед. индекса |
Как видно из приведенных в таблице 1 данных, предложенный способ обеспечивает значительное повышение достоверности при стандартизации ЛРС по сравнению с известным способом. Так, совокупность выходных сигналов для всех образцов ЛРС (п.5 таблицы 1) составляет не менее шести сигналов с различными индексами удерживания, а граница доверительного интервала измерения не превышает ±2-х единиц индекса или 2%, в то время как для известного способа трава тархуна вообще не идентифицируется, а для листьев мяты перечной и травы зверобоя имеет место только по одному реперному веществу, причем граница доверительного интервала измерения абсолютного времени удерживания в режиме пиролиза достигает ±15%.
Прецизионность или сходимость измерения выходных сигналов в условиях повторяемости и правильность измерения концентрации модельной смеси для предлагаемого способа более чем в два раза выше, чем для известного (см. п.п.2, 3, 4 таблицы 1).
Использование предлагаемого способа оценки подлинности лекарственного растительного сырья и устройства для его осуществления позволяет:
1. Создать справочно-информационный банк данных по совокупности выходных сигналов компонентов РПФ (индексы удерживания при линейном программировании температуры колонки и количественное содержание отдельных компонентов РПФ по нормированным выходным сигналам методом двойного внутреннего стандарта).
2. Проверить стандартизацию и оценку подлинности ЛРС с использованием справочного банка.
3. Проводить экспресс-анализ качества и принадлежности различных БАД и ФП данному ЛРС.
1. Способ оценки подлинности лекарственного растительного сырья, при котором фиксированное количество исследуемой пробы помещают в герметичный сосуд, выдерживают при заданной температуре, компоненты равновесной паровой фазы дозируют в хроматографическую колонку, измеряют величину их сигнала и времена удерживания, отличающийся тем, что исследуемую пробу выдерживают в герметичном сосуде при температуре 100°С в течение 40 мин, компоненты равновесной паровой фазы анализируют на стандартной капиллярной колонке с узлом ввода пробы с делителем потока при линейном программировании температуры, выходные сигналы компонентов равновесной паровой фазы сравнивают с сигналами внешних стандартов гомологов н-алканов для расчета интерполяционных характеристик сорбатов, а синхронизацию момента ввода анализируемых проб осуществляют по сигналу детектора на фиксированную часть потока из линии сброса делителя узла ввода пробы.
2. Устройство для оценки подлинности лекарственного растительного сырья, содержащее блок подготовки газов, кран-дозатор, герметичный обогреваемый сосуд для исследуемых образцов, узел ввода пробы с делителем потока, капиллярную колонку, детектор и программатор анализа, отличающееся тем, что вход детектора соединен с помощью тройника как с выходом капиллярной колонки, так и с линией сброса делителя потока узла ввода пробы через постоянное пневмосопротивление, а измерительная схема детектора снабжена дополнительным усилителем, соединенным с программатором анализа.
