Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОТОГЕНЕРИРОВАННОГО ЙОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ АМИНОКИСЛОТ В ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВАХ

Турусова Е.В. 1 Григорьева Л.А. 1 Лыщиков А.Н. 1 Насакин О.Е. 1
1 ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»
Предложена методика ускоренного определения метионина и цистеина в лекарственных средствах, основанная на титровании аминокислот фотогенерируемым йодом. Титрант получали в результате облучения поглотительного раствора, содержащего иодид калия, ацетатный буферный раствор и эозин в течение 1–2 минут. В результате взаимодействия аминокислот с йодом происходит уменьшение его количества, что приводит к уменьшению силы тока в амперометрической цепи. Измерение времени генерации йода до достижения первоначального количества при облучении раствора светом позволяет судить о содержании их в анализируемой пробе. Экспериментально установлено, что вспомогательные компоненты таблеточной массы не мешают определению действующего вещества. Нижний предел определения составляет 0,06 и 0,10 мкг по силе тока, 0,08 и 0,13 мкг по времени генерации йода в поглотительной ячейке для метионина и цистеина соответственно. Применение данного способа определения аминокислот позволяет снизить время единичного определения за счет анализа меньших проб и отсутствия рутинного титрования. Метод не требует применения дорогостоящего оборудования [5].
фотогенерированный йод
способ определения
метионин
цистеин
1. Биохимия: учебник для вузов / под ред. Е.С. Северина – 5-е изд., – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 768 с. – ISBN: 978-5-9704-1195-7.
2. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч: учеб. пособие. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Медпресс-информ, 2007. – С. 211. – ISBN 5-98322-206-6.
3. Перевезенцева Д.О., Миронец Е.В., Горчаков Э.В. Способ определения цистеина в водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота // Патент России № 2463587. 2011. Бюл. № 28.
4. Перевезенцева Д.О. Электрокаталитический отклик цистеина на графитовых электродах, модифицированных наночастицами золота / Д.О. Перевезенцева, Э.В. Горчаков // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 2; URL: www.science-education.ru/102-6051 (дата обращения: 09.04.2014)).
5. Турусова Е.В., Насакин О.Е., Лыщиков А.Н. Способ определения производных нитрофурана, пиразола, изоникотиновой кислоты, тиоаминокислот в лекарственных формах // Патент России № 2479840. 2013. – Бюл. № 11.
6. Турусова Е.В., Лыщиков А.Н., Насакин О.Е. Анализатор фотохимический // Патент России № 122490. 2012. Бюл. № 33.
7. Шайдарова Л.Г. Вольтамперометрическое определение цистеина на электроде, модифицированном пленкой политетрасульфофталоцианина никеля (II) / Л.Г. Шайдарова [и др.] // Ученые записки Казанского университета. Сер.: Естественные науки. – 2010. – № 4. – С. 228−237. – ISSN: 1815-6169.
8. Шайдарова Л.Г. Электрохимическое поведение и вольтамперометрическое определение цистеина и цистина на уголь-пастовых электродах, модифицированных металлофталоцианинами / Л.Г. Шайдарова [и др.] // Журнал аналитической химии. – 2011. – Т. 66. – № 7. – С. 745–754. – ISSN: 0044-4502.
9. Шайдарова Л.Г. Вольтамперометрическое определение цистеина на электроде, модифицированном самоорганизующимся монослоем 4-меркаптопирилина с фталоцианином железа (II) / Л.Г. Шайдарова [и др.] // Ученые записки Казанского университета. Сер.: Естественные науки. – 2012. – Т. 154. – № 4. – С. 112–123. – ISSN: 1815-6169.
10. Шайдарова Л.Г. Электрокаталитическое окисление и проточно-инжекционное определение серосодержащих аминокислот на стеклоуглеродном электроде, модифицированном пленкой политетрасульфофталоцианина никеля (II) / Л.Г. Шайдарова [и др.] // Журнал аналитической химии. – 2013. – Т. 68. – № 6. – С. 596. – ISSN: 0044-4502.
11. Фармацевтическая химия: учеб. пособие; под ред. А.П. Арзамасцева. – М.: ГЭОТАР-МЕД. 2004. – 640 с. – ISBN: 5-9231-0438-5.

Аминокислоты – являются структурной единицей белка, функции которого в живом организме многообразны. В большинстве своем аминокислоты не вырабатываются организмом. Так, например метионин может регенерироваться из гомоцистеина, единственным источником которого в организме служит метионин. В пище гомоцистеина крайне мало, поэтому потребности человека в метионине и гомоцистеине обеспечиваются только метионином пищи или посредством медикаментозной терапии [1]. Согласно [2, 11] метионин и цистеин определяют йодометрическим методом, который предполагает использование неустойчивого титранта – йода. Особого внимания заслуживает способ определения цистеина в водных растворах методом циклической вольтамперометрии [3, 4]. Модификация электродов пленками различной природы позволяет проводить селективное определение тиоаминокислот [7–10], но требует строгого соблюдения условий проведения анализа. Применение фотохимического титрования с биамперометрической индикацией конечной точки титрования позволяет устранить недостатки классической йодометрии. Суть метода заключается в том, что из вспомогательного вещества под действием света получается титрант, который тут же в растворе взаимодействует с аналитом. При этом не требуется предварительной стандартизации титранта, что значительно сокращает время определения.

Цель настоящего исследования – апробация способа определения метионина и цистеина в лекарственных средствах, основанного на титровании тиоаминокислот раствором фотогенерированного йода. В результате взаимодействия метионина или цистеина с йодом происходит уменьшение его количества, что приводит к уменьшению силы тока в амперометрической цепи. Измерение времени генерации йода до достижения первоначального количества при облучении раствора светом позволяет судить о содержании их в анализируемой пробе.

Экспериментальная часть

Принципиальная схема установки для получения фотогенерированного йода приведена [6].

Методика количественного определения тиоаминокислот в субстанции, таблетках. Навеску порошка массой 0,10 и 0,20 г (точная навеска) субстанции (метионин, цистеин) полученного в результате растирания 10 таблеток препарата (метионин) количественно переносили в мерную колбу емкостью 250 мл, прибавляли 20 мл фосфатного буферного раствора с рН 5,8 и доводили водой до метки. Рабочий раствор препарата готовили разбавлением исходного в 200 раз.

При определении цистеина в комбинированном ЛС («Флуимуцил», АЦЦ-100) навеску порошка массой 3,0 г количественно переносили в мерную колбу емкостью 100 мл и доводили водой до метки. В делительную воронку емкостью 25 мл последовательно вносили 10 мл хлороформа, 4,0 мл пробы и 0,5 мл 0,5 М раствора гидроксида натрия. Пробу экстрагировали в течение 1 минуты. Экстракт переносили в фарфоровую чашку и отгоняли хлороформ на водяной бане. К сухому остатку прибавляли 1,0 мл раствора соляной кислоты (ρ = 1,19 г/мл) и 10 мл воды, смывали остаток на дно чашки, количественно переносили в мерную колбу емкостью 50 мл и доводили водой до метки.

В сосуд для титрования помещали 40 мл 0,5 М раствора йодида калия, 10 мл раствора эозината натрия, 20 мл ацетатного буферного раствора (рН = 5,6). Ячейку продували воздухом и облучали видимым светом в течение 1–2 минут. Йод генерировали со скоростью 3,2·10–5 ммоль/мин до содержания его 4·10–5 ммоль. О концентрации титранта судили по изменению тока в цепи. После генерации йода отключали источник света и вводили 0,1–0,5 мл рабочего раствора препарата, фиксируя при этом изменение показаний гальванометра. После достижения постоянства силы тока ячейку вновь продували воздухом в течение 1–2 минут, облучали светом и измеряли время генерации, необходимое для восполнения убыли титранта. Для проведения последующих определений раствор, находящийся в сосуде для титрования, вновь облучали светом, генерируя в нем определенное количество йода. Один и тот же поглотительный раствор позволяет проводить 10–20 определений.

О количестве действующего вещества в аналите судили по градуировочным графикам, полученным с использованием стандартных растворов (рис. 1, 2).

pic_33.wmf

Рис. 1. Калибровочный график для определения метионина (1) и цистеина (2) по изменению силы тока: 1 – ΔΔI = 16,729 m + 0,0714, R2 = 1; 2 – ΔΔI = 10,3 m + 0,0556, R2 = 1

По результатам титрования модельных растворов метионина и цистеина найдено, что в кислой среде реакция с йодом протекает в соотношении 1:1 и 2:1 соответственно, что согласуется с литературными данными [1, 11]. Установлено, что вспомогательные компоненты таблеточной массы не мешают определению действующего вещества. Результаты определения препаратов, найденные фотохимическим методом по времени генерации (табл. 1–3), и изменению силы тока (табл. 1–3) согласуются между собой, а также с результатами, полученными по стандартной методике [2, 11]. Достоверность полученных результатов контролировали по стандартной методике и методом добавок.

pic_34.wmf

Рис. 2. Калибровочный график для определения метионина (1) и цистеина (2) по времени генерации: 1 – Δτ = 12,594 m – 0,0524, R2 = 1; 2 – Δτ = 7,7583 m – 0,0889, R2 = 0,9999

Таблица 1

Метрологические характеристики определения метионина в субстанции

Действующее вещество

Фотохимический метод

Метод [2, 11]

по силе тока

по времени генерации

Найдено, мг

Метрологические характеристики

Найдено, мг

Метрологические характеристики

Найдено, мг

Метрологические характеристики

Метионин

99,7

99,8

99,7

100,2

100,0

100,3

99,9

Хср = 99,94

Хср = 0,2

Sх = 0,2371

Sr = 0,002

εср = 0,22 %

99,7

99,8

99,9

100,1

100,0

100,3

99,8

Хср = 99,94

Хср = 0,1

Sх = 0,1504

Sr = 0,001

εср = 0,14 %

99,6

99,8

99,5

100,3

100,2

100,3

100,0

Хср = 99,96

Хср = 0,3

Sх = 0,3310

Sr = 0,003

εср = 0,31 %

Примечание. Р = 95 %.

Таблица 2

Метрологические характеристики определения цистеина в субстанции

Действующее вещество

Фотохимический метод

Метод [2, 11]

по силе тока

по времени генерации

Найдено, мг

Метрологические характеристики

Найдено, мг

Метрологические характеристики

Найдено, мг

Метрологические характеристики

Цистеин

99,2

99,0

99,8

99,7

99,9

100,2

100,3

Хср = 99,73

Хср = 0,5

Sх = 0,4896

Sr = 0,005

εср = 0,45 %

99,3

99,2

99,9

99,8

99,8

100,1

100,2

Х??ср = 99,76

Хср = 0,4

Sх = 0,3780

Sr = 0,004

εср = 0,35 %

99,0

99,5

99,0

100,5

100,3

99,8

99,6

Хср = 99,67

Хср = 0,4

Sх = 0,3869

Sr = 0,004

εср = 0,37 %

Примечание. Р = 95 %.

Содержание метионина и цистеина, найденных в анализируемых образцах, соответствуют заявленным в нормативных документах. Нижний предел определения составляет 0,06 и 0,10 мкг по силе тока, 0,08 и 0,13 мкг по времени генерации йода в поглотительной ячейке для метионина и цистеина соответственно.

Фотохимический способ определения метионина и цистеина характеризуется высокой точностью, экспрессностью, не требует дорогостоящего оборудования, что позволяет использовать его в условиях обычной контрольно-аналитической лаборатории.

Выводы

  1. Установлены стехиометрические коэффициенты реакции метионина и цистеина с фотогенерированным йодом, составляющие 1:1 и 2:1 соответственно.
  2. Установлено, что экстракция ацетилцистеина из щелочных растворов хлороформом позволяет проводить его количественное определение в комплексных лекарственных средствах.
  3. Разработана методика количественного определения тиоаминокислот (метионина, цистеина) в различных лекарственных формах, заключающаяся в титровании аналита фотогенерированным йодом
    (Sr составляет 4,0–5,0 %).

Таблица 3

Результаты определения аминокислот в лекарственных средствах

Наименование ЛС

Найдено в препарате

фотохимический

по [2, 11]

по силе тока

по времени генерации

mпробы = 0,50 г

mпробы = 0,10 г

mпробы = 0,20 г

mпробы = 0,10 г

mпробы = 0,20 г

,
мг

Sr, %

,
мг

Sr, %

, мг

Sr, %

,
мг

Sr, %

,
мг

Sr, %

Метионин1

62,5 ± 2,5

4,0

62,7 ± 2,4

3,8

62,1 ± 1,9

3,1

62,5 ± 2,5

4,0

62,3 ± 2,4

3,5

Метионин2

98,0 ± 4,0

4,1

99,1 ± 4,0

4,0

99,2 ± 3,7

3,7

99,6 ± 3,4

3,4

99,2 ± 3,1

3,1

Флуимуцил3

199,0 ± 7,5

3,8

200,0 ± 7,2

3,6

199,0 ± 7,4

3,7

200,0 ± 7,3

3,7

199,0 ± 7,2

3,6

АЦЦ-1004

99,0 ± 4,0

4,0

100,0 ± 3,9

3,9

100,0 ± 3,9

3,9

100,0 ± 3,8

3,8

99,0 ± 3,4

3,4

Примечание. (Р = 95 %, n = 5).1 - ООО «Озон», г. Жигулёвск (Россия), серия 020213; 2 - Фармстандарт-Юфавита, г. Уфа (Россия), серия 010313; 3 - Zambon (И), ?N 015474/01; талия), ПN 015474/01; 4 - С3u1586. алютас-Фарма ГмбХ (Германия), 3u1586.

Рецензенты:

Шевердов В.П., д.фарм.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова», г. Чебоксары;

Павлова С.И., д.м.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова», г. Чебоксары.

Работа поступила в редакцию 18.04.2014.


Библиографическая ссылка

Турусова Е.В., Григорьева Л.А., Лыщиков А.Н., Насакин О.Е. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОТОГЕНЕРИРОВАННОГО ЙОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ АМИНОКИСЛОТ В ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВАХ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6-5. – С. 951-955;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34269 (дата обращения: 10.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074