Библиографическое описание:

Клементьева Е. А., Кулешова Н. В. Ион-селективный электрод для определения ибупрофена // Молодой ученый. — 2014. — №3. — С. 115-118.

Разработан ибупрофен-селективный электрод, чувствительный в диапазоне 1·10–3–5·10–6 моль/л ибупрофена. Показана возможность использования его для определения ибупрофена в водных растворах.

Ибупрофен (ИБУ) — 2-(4-изобутилфенил) пропионовая кислота — бесцветные кристаллы с температурой плавления 75–77 °С. Растворяется в этаноле и других органических растворителях, не растворяется в воде [1].

Ибупрофен является одним из современных противовоспалительных препаратов. Его применяют для лечения ревматоидного артрита, деформирующего остеоартроза и при различных формах суставных и внесуставных ревматоидных заболеваний, а также болевого синдрома при некоторых воспалительных поражениях периферической нервной системы [2].

Широкое использование и растущее число новых препаратов, содержащих ибупрофен, требует простых, чувствительных, быстрых и воспроизводимых методик его определения в биологических жидкостях, в многокомпонентных и чистых лекарственных формах.

Согласно Фармакопее США ИБУ определяют методом ВЭЖХ с УФ-детектированием при длине волны 254 нм [3], а согласно Британской Фармакопее — неводным кислотно-основным титрованием NaOH в среде этанола по изменению окраски фенолфталеина [4]. В первом случае необходимо дорогостоящее оборудование, во втором на точность определения может существенно влиять матрица препарата. Известны методики определения ИБУ методом спектрофотометрии, спектрофлуорометрии, полярографии, капиллярного электрофореза, ВЭЖХ и другие. Для них также необходимы сложные приборы либо летучие и токсичные органические растворители.

Выгодно отличаются методики определения ИБУ с использованием ион-селективных электродов (ИСЭ), характеризующиеся экспрессностью, простотой и низкой стоимостью оборудования, возможностью анализа мутных и окрашенных растворов, приемлимой селективностью и чувствительностью. Достаточной селективностью обладает ибупрофен-селективный электрод (ИБУ-СЭ), основанный на коммерчески недоступном порфиринате индия (III).

Разработан ибупрофен-селективный электрод на основе композиции анионообменника — 2,3,4-трис(додецилокси)бензилтриметиламмония с нейтральным переносчиком– гептиловым эфиром n-трифторацетилбензойной кислоты, обладающий хорошей селективностью, широким рН-диапазоном функционирования и низким пределом обнаружения. Предложена методика определения ИБУ в таблетках [5].

Разработка ИБУ-СЭ не теряет своей актуальности.

Стандартные рабочие аналитические характеристики, которые следует рассматривать при валидации методик:

-       правильность;

-       прецизионность: а) повторяемость, б) воспроизводимость;

-       специфичность;

-       предел обнаружения;

-       предел количественного определения;

-       линейность;

-       устойчивость [6].

Экспериментальная часть.

Реактивы и оборудование.

В работе были использованы реактивы: тетрафенилгерманий (Ge(C6H5)4), тетрадециламмония хлорид C10H21NCl (ТДАCl), тетрадециламмония нитрат C10H21NNO3 (ТДАNO3), нитробензол (C6H5NO2), фторопласт Ф-4, поливинилхлорид (ПВХ), тетрагидрофуран (C4H8O), дибутилфталат (C6H4(COOC4H9)2), хлорид калия (KCl), нитрат калия (KNO3), сульфат калия (K2SO4), гидроксид натрия (NaOH), фосфатный буферный раствор (pH 7.4), этиловый спирт (95 %), ибупрофен (фирма Merck, содержание основного вещества 99 %). Все реактивы квалификации не ниже ч. д.а.

Оборудование: иономер универсальный ЭВ-74, электродная пара (ионоселективный электрод в качестве индикаторного и вспомогательный хлоридсеребряный электрод ЭВЛ- 1M3), аналитические весы SHIMADZU, магнитная мешалка.

Посуда: мерные колбы объемом 100, 50 и 25 мл, пипетки на 1, 2, 5,10 мл, химические стаканы, склянки для хранения растворов.

Изготовление и исследование электродов.

Для приготовления раствора ибупрофена взвешенную на аналитических весах навеску ибупрофена (20.6 мг) количественно переносили в мерную колбу на 100 мл и растворяли в небольшом количестве этилового спирта. Прибавляли эквивалентное количество 0.1 М NaOH для перевода ибупрофена в натриевую соль (ИБУ-Na) и доводили объем до метки фосфатным буферным раствором. Концентрация полученного раствора 1. 10–3 моль/л.

Для приготовления ионного ассоциата (ионобменика) смешивали навески ТДАCl и ибупрофена и растворяли в нитробензоле. Аналогично готовили ЭАВ из ТДАNO3.

Жидкостной электрод представляет собой полиэтиленовый наконечник микродозатора в котором укреплена мембрана из фторопласта Ф-4, пропитанная нитробензольным раствором электродноактивного вещества (ЭАВ).

Около 60 мг порошкообразного фторпласта Ф-4 пропитывали на стекле раствором жидкого ионообменника, вносили в полиэтиленовый наконечник и уплотняли стальным стержнем до высоты 2- 3 мм. Затем заливали приблизительно 0,1 мл ионообменника и равновесный с ним стандартный раствор до верхнего края наконечника.

Измерение э. д.с. электродной пары начинали с наиболее разбавленного раствора, при этом соблюдая следующие условия:

1.                  Перед работой электроды промывали раствором ИБУ-Na c концентрацией 1. 10–5 моль/л, для обеспечения лучшей воспроизводимости результатов.

2.                  Во время измерений растворы перемешивали с одинаковой скоростью.

3.                  Время ожидания равновесия во всех измерениях было одинаковым (0,5–5 мин.)

В нерабочем состоянии ИСЭ хранили в центрифужной пробирке, погруженным в нитробензольный раствор ионообменника.

Для изготовления мембраны пленочного электрода в стеклянную емкость с плоским дном диаметром 2 см помещали 150 мг порошкообразного поливинилхлорида (ПВХ), 0.3 мл дибутилфталата (ДБФ), смешивали с навеской электродноактивного вещества (ЭАВ), заливали 3 мл тетрагидрофурана (ТГФ), перемешивали до растворения ПВХ и оставляли на воздухе до высушивания пленки. Через сутки из полученной пленки вырезали диски — мембрану электрода и приклеивали к торцу трубки из ПВХ. Внутрь изготовленного электрода заливали внутренний раствор сравнения.

В качестве ЭАВ были исследованы тетрафенилгерманий, тетрадециламмония хлорид, тетрадециламмония нитрат.

Как описано в [5] после изготовления пленочные ИСЭ вымачивали в течение суток в растворе ИБУ-Na с концентрацией 1. 10–3 моль/л, после чего проводили потенциометрические измерения.

Серию градуировочных растворов готовили в мерной колбе на 25 мл методом последовательного разбавления дистиллированной водой с добавление 5 мл фосфатного буферного раствора. Таким образом, получили 8 растворов ИБУ-Na с pC от 3 до 5.3. Потенциометрические измерения проводили, начиная с растворов меньших концентраций с использованием иономера ЭВ -74 с электродной парой, состоящей из ионоселективного электрода в качестве индикаторного и вспомогательного хлоридсеребряного электрода ЭВЛ-1M3. Для обеспечения лучшей сходимости результатов перед измерением потенциала электроды предварительно отмывали раствором ИБУ-Na с концентрацией 1. 10–5 моль/л.

Результаты и их обсуждение.

Удовлетворительные результаты получены при исследовании по принятым методикам [7] пленочных ионоселективных электродов с использованием в качестве ЭАВ тетрадециламмония хлорид и тетрадециламмония нитрат. Все изготовленные жидкостные ИСЭ и пленочный ИСЭ на основе тетрафенилгермания в ходе исследования оказались недостаточно стабильны в работе.

Для выбора концентрации ЭАВ были изготовлены серии пленочных электродов с ТДАCl и ТДАNO3 с разным содержанием указанных солей в фазе мембраны, ω (ЭАВ) %: 5, 8, 10, 12, 15.

Измерения ЭДС электродной пары ИСЭ и электрода сравнения проводили последовательно, не менее трех раз, от меньшей концентрации к большей, после каждой серии измерений электроды отмывали до постоянного значения потенциала.

По полученным данным построены градуировочные зависимости в координатах Е, мВ — pС. Оценивались чувствительность, линейный участок градуировочной зависимости, предел обнаружения.

Изготовление и исследование электродов нескольких серий позволило сделать вывод, что лучшими аналитическими и электрохимическими характеристиками обладают ИСЭ на основе тетрадециламмония хлорида (ω =10 %) и тетрадециламмония нитрата (ω =15 %).

В качестве внутреннего раствора сравнения исследованы: растворы ИБУ-Na с концентрациями 1. 10–4 моль/л, 5. 10–4 моль/л, 1. 10–3 моль/л, а также растворы с концентрацией 1. 10–3 моль/л KCl, KNO3, K2SO4. Результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1

Аналитические характеристики пленочного ИСЭ на основе тетрадециламмония нитрата (ω=15 %) c различными внутренними растворами сравнения в растворах ибупрофена (n=3,p=0.95)

Внутренний раствор сравнения

S мВ/pC

ЛГГ

Cmin. моль/л

ИБУ-Na

1. 10–4 моль/л

(62±3)

(3–4.6±0.1)

1. 10–5

ИБУ-Na

5. 10–4 моль/л

(68±13)

(3–4.3±0.3)

2. 10–5

ИБУ-Na

1. 10–3моль/л

(69±0)

(3–4.9±0.1)

1. 10–5

KCl

1. 10–3моль/л

(64±5)

(3–4.3±0)

2. 10–5

KNO3

1. 10–3моль/л

(73±7)

(3–4.2±0.3)

2. 10–5

K2SO4

1. 10–3 моль/л

(64±3)

(3–4.3±0.1)

2. 10–5

Аналогичные результаты получены для пленочного ИСЭ на основе тетрадециламмония нитрата (ω=15 %).

По результатам эксперимента в качестве внутренних растворов сравнения могут быть рекомендованы раствор ИБУ-Na с концентрацией 1. 10–3 моль/л и раствор K2SO4 сконцентрацией 1. 10–3 моль/л.

Таблица 2

Результаты определения ибупрофена в модельных растворах различными методами ионометрии с использованием электродов на основе нитрата тетрадециламмония (ТДАNO3) и хлорида тетрадециламмония (ТДАCl) (n=3, p=0.95).

Метод исследования

ЭАВ: ТДАNO3

ЭАВ: ТДАCl

Определено, мг

∆, %

Определено, мг

∆, %

Введено 5.15 мг

Метод градуировочного графика

6 ± 3

50

4 ± 2

50

Метод ограничивающих растворов

5.0 ± 0.5

10

5.0 ± 1.5

30

Метод стандартных добавок

4.1 ± 0.2

5

4.3 ± 0.2

5

Введено 1.03 мг

Метод градуировочного графика

1.0 ± 0.5

50

1.4 ± 0.5

36

Метод ограничивающих растворов

1.0 ± 0.3

30

1.4 ± 0.4

29

Метод стандартных добавок

1.1 ± 0.1

9

1.3 ± 0.2

15

По полученным данным следует рекомендовать определение ибуппофена методом стандартных добавок с электродом на основе ТДАNO3.

Выводы

Изготовлены и исследованы по принятым методикам жидкостные и пленочные ионоселективные электроды для определения ибупрофена с различными электродноактивными веществами.

Лучшими аналитическими и электрохимическими характеристиками обладают пленочные ИСЭ на основе нитрата тетрадециламмония.

Установлено, что оптимальной является массовая доля ЭАВ в фазе мембраны 15 %, в качестве внутреннего раствора сравнения выбраны: раствор ИБУ с концентрацией 10–3 моль/л и раствор K2SO4 сконцентрацией 1. 10–3 моль/л.

С изготовленными пленочными ИСЭ проанализированы модельные растворы ибупрофена методами градуировочного графика, ограничивающих растворов и стандартных добавок.

Литература:

1.        Химическая энциклопедия: в 5 томах. / [Гл. ред. И. Л. Кнунянц]. М.: Советская энциклопедия, 1990. Т. 2. 671 с.

2.        Машковский М. Д. Лекарственные средства: В 2 т. Т. 1,— 14-е изд., М.: «Издательство Новая Волна»: Издатель С. Б. Дивов, 2002. — 540 с.

3.        United States Pharmacopeia National Formulary. USP 26, NF 21, Rockville, 2003. P. 947.

4.        British Pharmacopeia, V. I. London: Pharmaceutical Press, 1998. 1389 p.

5.        Ибупрофен-селективный электрод на основе нейтрального переносчика — гептилового эфира n-трифторацетилбензойной кислоты / В. А. Назаров и [др.] // Журн. аналит. химии, 2010. Т. 65, № 9. С. 981–985

6.        Производство лекарственных средств. Контроль качества и регулирование. Практическое руководство: пер. с англ. / Ш. К. Гэд (ред.). — СПб.: Профессия, 2013. — 960 с.

7.        Камман К. Работа с ионоселективными электродами. — М.: — 1980. — 280 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle