Характеристика и сравнительный анализ аналитических методов, применяемых в фармации

Аналитические методы – это методы исследования, в основе которых лежит анализ химических, физических или биологических свойств материалов. В фармации они используются для контроля качества лекарственных средств и дополнительных материалов, применяемых при их производстве. В данном подразделе рассмотрены основные понятия и определения аналитической химии и аналитических методов анализа.
Современная аналитическая химия состоит из трех основных разделов:
 качественного химического анализа,
 количественного химического анализа,
 инструментальных физических и физико-химических методов анализа.
Качественный химический анализ заключается в открытии и определении химических элементов, ионов, атомов, атомных групп и молекул в анализируемом веществе.
Количественный химический анализ, в свою очередь, позволяет определить количественный состав вещества путем установления количества химических элементов, ионов, атомов, атомных групп и молекул в анализируемом веществе.
Инструментальные методы анализа основаны на зависимостях между измеряемыми физическими свойствами веществ и их качественным и количественным составом [6].
Для контроля качества лекарственных средств используются различные методы анализа, включая как классические химические методы определения подлинности препаратов, так и современные инструментальные методы. Сборником обязательных общегосударственных стандартов, нормирующих качество лекарственных средств, является Государственная Фармакопея, которая содержит как классические химические методы определения подлинности препаратов, так и современные инструментальные методы.
Фармацевтический анализ – это комплекс приемов и методов, направленных на проведение оценки качества лекарственных средств. Он является одним из важнейших разделов фармацевтической химии и является основным содержанием работы провизора-аналитика.
Один из методов, используемых для анализа лекарств, это фармакопейный метод. Данный метод заключается в анализе ЛС и изготавливаемых из них лекарственных форм по фармакопейной статье (ФС, ФПС, ВФС). Результатом является вывод о возможности или невозможности использования исследуемого объекта в медицине.
При проведении качественного анализа используются аналитические признаки веществ и аналитические реакции. Типы аналитических реакций и реагентов могут различаться в зависимости от веществ, которые необходимо анализировать. При этом важным параметром является чувствительность аналитических реакций, которая определяется предельным разбавлением, предельной концентрацией, минимальным объемом предельно разбавленного раствора, пределом обнаружения и показателем чувствительности.
Аналитические свойства – это характеристики вещества или его продуктов превращения, которые могут указывать на наличие определенных компонентов. Обычно, такими признаками являются цвет, запах, радиоактивность и другие. Аналитическая реакция – это процесс химического превращения анализируемого вещества при использовании аналитического реагента, который приводит к образованию продукта с характерными аналитическими свойствами.
Результаты проведения аналитических реакций напрямую зависят от таких факторов, как температура, концентрация растворов, pH среды и присутствие других веществ. Аналитические реакции и реагенты делятся на специфические, селективные и групповые.
Специфические реагенты и реакции позволяют обнаружить конкретное вещество или ион, даже если они находятся в присутствии других компонентов. Селективные реагенты и реакции могут обнаружить несколько веществ или ионов одновременно. Групповые реагенты и реакции могут обнаруживать определенные аналитические группы ионов.
Для различных аналитических задач важны критерии, такие как: избирательность, чувствительность, точность, время выполнения и количество испытуемого вещества. Избирательность играет важную роль при анализе сложных препаратов с несколькими действующими компонентами, поскольку необходимо определить количество каждого из веществ. Точность и чувствительность зависят от объекта и цели исследования. При исследовании чистоты или примесей используют высокочувствительные методы. Фактор времени играет важную роль в постадийном контроле производства, поскольку необходимо затратить минимальное время на анализ [1, 5].
Предел чувствительности является важным параметром метода анализа, поскольку определяет наименьшее содержание, при котором можно обнаружить данное вещество. Химические методы анализа и качественные реакции являются наименее чувствительными, а ферментные и биологические методы могут обнаруживать единичные макромолекулы веществ. Радиохимический, каталитический и флуоресцентный методы являются самыми чувствительными, позволяя определять до 10-9%. Спектрофотометрические методы обладают чувствительностью в пределах 10-3-10-6%, а потенциометрические методы – в пределах 10-2%.
Точность анализа включает в себя воспроизводимость и правильность полученных результатов. Воспроизводимость характеризует рассеяние результатов анализа по сравнению со средним значением. Правильность отражает разность между реальным и найденным содержанием вещества. Точность анализа зависит от качества приборов, опытности аналитика и т.д. Точность анализа ограничена точностью наименее точного измерения. Титриметрический анализ позволяет выполнять определение с относительной погрешностью ± (0,2-0,3)%. Каждый из методов имеет свою точность.
Большие ошибки в анализе являются результатом либо просчетов оператора, либо нарушения правильной методики анализа. Такие результаты должны быть исключены из рассмотрения как ненадежные.
Систематические ошибки возникают благодаря неточности измерительной приборы, что приводит к искажению результатов в одном и том же направлении на постоянное значение. Уточнение измерительной приборы и введение соответствующих поправок способны частично устранить систематические ошибки.
Случайные ошибки связаны с неконтролируемыми переменными и отражают степень воспроизводимости результатов анализа. Среднее арифметическое случайных ошибок стремится к нулю, что подразумевает использование средних значений вместо результатов единичных измерений при расчетах.
Абсолютная ошибка представляет разницу между истинным значением и полученным результатом и выражается в тех же единицах, что и определяемая величина.
Относительная ошибка определения является отношением абсолютной ошибки к истинному значению определяемой величины, обычно выраженной в процентах или долях. Значения относительных ошибок зависят от метода анализа и природы анализируемого вещества - индивидуального вещества или смеси многих компонентов.
Относительная ошибка при использовании спектрофотометрического метода для исследования индивидуальных веществ составляет 2-3%, для ИК-спектрофотометрии - 5-12%, для жидкостной хроматографии - 3-4%, для потенциометрии - 0,3-1%. Сочетанные методы обычно снижают точность анализа. Биологические методы являются наименее точными, и их относительная ошибка может достигать 50% [7].

1.2 Виды и характеристика аналитических методов, применяемых в фармации

В фармацевтическом анализе используются разнообразные методы исследования: физические, физико-химические, химические, биологические. Применение физических и физико-химических методов требует соответствующих приборов и инструментов, поэтому данные методы называют также приборными, или инструментальными.
Физические методы анализа широко используются в химической и фармацевтической промышленности. Одной из таких констант является температура плавления, которая характеризует чистоту и подлинность вещества. Этот показатель используется для стандартизации лекарственных субстанций, а методы определения температуры плавления описаны в ГФ ХIV.
Добавление примесей в вещество может снизить его температуру плавления. Есть исключения, такие как рацемическая сульфокамфорная кислота и различные кристаллические формы индометацина, которые имеют разную температуру плавления. Проба смешения позволяет установить подлинность препарата при наличии стандартного образца или заведомой пробы.
Другие показатели, характеризующие вещество, включают температуру затвердевания и температуры пределов перегонки для жидких веществ, таких как спирт этиловый. Однако температура кипения не является очень информативным показателем, так как он зависит от давления атмосферы и возможности образования смесей или азеотропов.
Определение плотности и вязкости являются другими физическими методами анализа, описанными в ГФ ХIV. Растворимость вещества в различных растворителях также может служить ориентировочной характеристикой его подлинности и чистоты. В фармакопее установлена ориентировочная градация веществ по растворимости от очень легко растворим до практически не растворим, при этом растворившимся считается вещество, в растворе которого в проходящем свете не наблюдается частиц вещества [3].