CC BY
37УДК 547.541.2.
Латафат Муса гызы Магеррамова
Азербайджанский государственный университет нефти и строительства, Баку,
Азербайджан, latafat62@ mail.ru
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ В БИОМЕДИЦИНЕ
Аннотация. Представлены результаты исследований в области определения органических соединений методом кондуктометрического титрования. Показаны основные закономерности этого метода, а также виды кондуктометрического метода анализа.
Ключевые слова: кондуктометрия, титрование, соли, основания, кислоты, электропроводность
Latafat M. gizi Maharramova
Azerbaijan State University of Oil and Construction, Baku, Azerbaijan, [email protected]
APPLICATION OF THE CONDUCTOMETRIC METHOD TITRATIONS IN BIOMEDICINE
Abstract. The results of studies in the field of determination of organic compounds by conductometric titration are presented. The main regularities of this method are shown, as well as the types of the conductometric method of analysis.
Keywords: conductometry, titration, salts, bases, acids, electrical conductivity
Кондуктометрия (от англ. conductivity - электропроводность) представляет собой совокупность электрохимических методов анализа, основанных на измерении электропроводности растворов. Этот метод применяется для определения концентрации растворов солей, кислот, оснований, для контроля состава некоторых промышленных растворов. Кондуктометрический анализ основан на изменении концентрации вещества или химического состава среды в межэлектродном пространстве; он не связан с потенциалом электрода, который обычно близок к равновесному значению. Кондуктометрия включает прямые методы анализа (используемые, например, в солемерах) и косвенные (например, в газовом анализе) с применением постоянного или переменного тока (низкой и высокой частоты — низкочастотное титрование, высокочастотное титрование), а также хронокондуктометрию.
Анализ значений молярной подвижности ионов позволяет сформулировать следующие правила: 1) При равных концентрациях электрическая проводимость растворов сильной кислоты или сильного основания больше электрической проводимости растворов их солей; 2) При равных концентрациях электрическая проводимость раствора слабой кислоты меньше электрической проводимости её соли. Поэтому при титровании растворов кислот растворами оснований в точке эквивалентности наблюдается существенное снижение электрической проводимости.
Кондуктометрическое титрование также используют в биомедине для определения органических соединений. Так, целью работы [1] явилось кондуктометрическое определение тразодона гидрохлорида с двумя осаждающими реагентами; Были исследованы реинекат аммония и тетрафенилборат натрия. Образовавшиеся ионные ассоциаты исследовали кондуктометрически для определения продуктов растворимости и других функций, связанных с процессом осаждения тразодона гидрохлорида. Кроме того, были проведены два новых способа по обнаружению точки эквивалентности. В данном исследовании обработка данных проводилась с использованием численной дериватизации (второй производной) и
©Магеррамова Л.М., 2022
алгоритма Больцмана. Несмотря на то, что описанные процедуры позволили определить гидрохлорид тразодона в диапазоне 2-14 мг с использованием обоих реагентов, он менее чувствителен, чем указанный метод, но имеет больше преимуществ в простоте, низкой стоимости, относительно короткое время анализа и прямой анализ с хорошим выходом от 100,01% до 100,07% с относительным стандартным отклонением менее 2%. Авторы установили, что эти методы были проверены и успешно применены для определения тразодона гидрохлорида в таблетках ТпЦюо®. Полученные результаты статистически сравнивали с результатами официального метода, применяя ^критерий и F-значение при доверительном уровне 95%, и не наблюдалось существенной разницы в отношении точности и прецизионности.
тразодон - антидепрессант Описан простой, точный, быстрый и недорогой кондуктометрический метод определения нафтидрофурила оксалата, пропафенона HCl и соталола HCl в чистом виде и в фармацевтических препаратах с использованием нитрата серебра [2]. Метод основан на осаждении ионов оксалата или хлорида, поступающих из указанных препаратов, ионами серебра с образованием оксалата серебра или хлорида серебра, а электропроводность раствора измеряется как функция объема титранта. Исследуемые препараты оценивали в бидистиллированной воде в диапазоне 1-15 мг. Были установлены различные экспериментальные условия, и полученные результаты показали хорошее извлечение с относительным стандартным отклонением 0,909, 0,955 и 0,983 для нафтидрофурила, пропафенона и соталола соответственно. Предложенные процедуры были успешно применены для анализа этих препаратов в их фармацевтических составах. Результаты были выгодно сопоставимы с официальными или эталонными методами.
нафтидрофурил соталол пропафенон
Определение неомицина трисульфата (НМС) в лекарственной форме (Неокс и Неосол) проводили методом капиллярного изотахофореза (кИТФ) с кондуктометрическим детектированием [3]. Для изотахофоретического разделения НМС были испытаны
^ 3
следующие электролиты: начальный: 10 ммоль/дм ацетата натрия + 0,08 % гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ) и уксусная кислота до pH = 5,5, и конечный: 10 ммоль/дм Р-аланина. Калибровочная кривая была линейной в диапазоне от 10,00 мг/дм до 100,00 мг /дм
3 3
с LOD = 5,69 мг/дм и LOQ = 18,96 мг/дм . Результаты сравнивали с кондуктометрическим определением НМС с молибдатом аммония (VI), нитратом серебра (V) и солью Рейнеке. Хорошая точность была получена при кондуктометрическом титровании NMS солью Рейнеке, извлечения были следующими: 100 % (RSD = 1,99 %); 96,17% (ОСД = 2,10%) и 95,22% (ОСД = 1).
неомгщин - антибиотик
Описан простой, точный и недорогой кондуктометрический метод определения альфузозина гидрохлорида и фексофенадина гидрохлорида в чистом виде и фармацевтических препаратах с использованием тетрафенилбората натрия [4]. Метод основан на образовании ионно-ассоциативного комплекса катионов, происходящих из указанных препаратов, с анионами тетрафенилбората, и измеряется электропроводность раствора в зависимости от объема титранта. Оценивались различные экспериментальные условия. Описанные методики позволили определить исследуемые препараты в бидистиллированной воде в пределах 2,13-10,65 и 2,50-13,45 мг альфузозина гидрохлорида и фексофенадина гидрохлорида соответственно. Статистическая обработка экспериментальных результатов показывает, что метод точен и точен. На точность метода указывает отличное извлечение 99,85-102,49 и 99,80-100,48% для альфузозина гидрохлорида и фексофенадина гидрохлорида соответственно, а точность подтверждается низким относительным стандартным отклонением <3,04%. Затем метод был успешно применен к фармацевтическим препаратам, предложенный метод обеспечивает высокую степень точности и прецизионности по сравнению с потенциометрическими фармакопейными методами.
алъфузозин
фексафенадан
В работе [5] представлен лабораторный эксперимент по количественному определению количества гидрохлорида метформина в таблетке. Количественное определение проводили путем оценки хлорида азотнокислым серебром. Титрование и конечную точку отслеживали кондуктометрическим титрованием, а также потенциометрическим и визуальным методом Фольгарда. Кроме того, была рассчитана теоретическая проводимость раствора гидрохлорида метформина при добавлении известных объемов титранта с использованием данных о предельной проводимости для каждого из ионов, представленных в литературе. Для моделирования кондуктометрического титрования рассчитанные значения электропроводности строили в зависимости от объема добавленного нитрата серебра. Сравнение методов проводится для определения наилучшего метода мониторинга, которым является кондуктометрия для определения точки эквивалентности метформина гидрохлорида с 0,99±0,03 в соответствии с относительным стандартным отклонением (% RSD). Смоделированные кривые титрования адекватно описывают полученные экспериментальным путем результаты. Кондуктометрическое титрование является лучшим методом количественного определения, так как оно показывает меньшую дисперсию между полученными результатами и имеет самое высокое соответствие между результатами. Их применение показано посредством анализа и моделирования кондуктометрического титрования.
N
N1-1 N4
ЛА
Н
1ЧН;
метморфин - сахар понижающее средство Сообщается [6], что ионы металлов играют ключевую роль в живых системах и используются для выполнения различных физиологических функций в нашем организме. Известно, что комплексообразование лекарств с ионами металлов влияет на биодоступность и другие фармакокинетические свойства лекарств. В настоящей работе методом кондуктометрии и спектрофотометрии изучено комплексообразование двух незаменимых
катионов, Mg2+ и Ca2+, с зидовудином (AZT), первым одобренным антиретровирусным препаратом против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Графики молярной проводимости в зависимости от молярного отношения [AZT]/[M ], метод непрерывного изменения Джоба и метод молярного отношения показали, что стехиометрия составляет 1:1 (M2+:AZT) для обоих катионов. Комплексы иона металла с АЗТ, образованные азотом азидной группы, далее определяли жидкостной хроматографией-масс-спектрометрическим анализом. Константы образования комплексов, оцененные методом проводимости и методом Роуза-Драго, хорошо согласуются. Значения термодинамических параметров (АН и ДS) образования комплексов получали из графиков Вант-Гоффа. Результаты показали, что обе реакции комплексообразования были самопроизвольными, эндотермическими и энтропийно стабилизированными.
зидовудин - препарат анти-ВИЧ
Разработан метод кондуктометрического титрования для определения свободных
органических кислот в плодах аниса [7]. Проводили прямое кислотно-основное титрование
свободных органических кислот, в качестве титранта использовали стандартизированный
водный раствор гидроксида натрия. Конечную точку титрования фиксировали
кондуктометрическим электродом. Калибровочная кривая оказалась линейной в диапазоне
^ 3 2
концентраций
0,0112-0,0332 мг/см3 (г2 = 0,9992). Было обнаружено, что процент восстановления находится в диапазоне 98,61-101,25%. Внутридневная и междневная точность составила 1,32% и 1,62% соответственно. Метод оказался точным и прецизионным, имея относительное стандартное отклонение менее 2%. Разработанный метод прошел статистическую валидацию на соответствие рекомендациям ГФУ. Предлагаемый способ прост, удобен.
Мембраны, состоящие из метилполиметакрилатного или коллодиевого носителя, содержащего малорастворимые неорганические или органические кислоты, могут быть использованы для детектирования по конечной точке при кислотно-основном титровании в высокопроводящих средах [8]. Мембрана коллодий + Naз[As(MoзO10)4].nH2O + Na-Alassion CS является очень хорошим кондуктометрическим сенсором, если ее предварительно обработать для образования молибденовой кислоты. Скачок проводимости с этой мембраной начинается при рН ~ 7 и позволяет проводить титрование сильной кислоты до концентрации 10-4М
в высокопроводящей среде. Подобные мембраны, содержащие некоторые органические кислоты, такие как бензойная, о-хлорбензойная и о-фталевая, также ведут себя как кондуктометрические датчики, давая изменение проводимости при значении рН, которое зависит от константы диссоциации используемой органической кислоты и от того, как она взаимодействует с поддержки и используемой проводящей среды.
Лозартан — антигипертензивный препарат, утративший патентную защиту в 2010 г. и, следовательно, доступный в форме дженерика. Последнее мотивировало поиск быстрого и точного альтернативного метода. В работе [9] описано простое кондуктометрическое титрование в водной среде для анализа лозартана в фармацевтических препаратах. На первом этапе титрования происходит протонирование лозартана с образованием белого осадка, что приводит к медленному увеличению проводимости. По завершении стадии протонирования происходит резкое увеличение проводимости, которое, как было установлено, связано с наличием избытка кислоты. Титриметрический метод был применен для определения лозартана в фармацевтических продуктах, и его результаты сопоставимы со значениями, полученными с использованием хроматографического метода, рекомендованного Фармакопеей США. Относительное стандартное отклонение для
последовательных измерений раствора лозартана с концентрацией 125 мг/л (2,71*10-4 моль/л) составляло примерно 2%. Исследование восстановления в образцах таблеток колебалось от 99 до 102,4%. Процедура быстрая, простая и представляет собой привлекательную альтернативу количественному определению лозартана в рутинных анализах. Кроме того, в нем не используются органические растворители, сводится к минимуму риск воздействия на оператора, а переработка отходов проще по сравнению с классическими хроматографическими методами.
лозартан - антигипертензивный препарат
В обзоре [10] представлены принципы кондуктометрических измерений в ионных средах и эквивалентные электрические схемы различных конструкций для кондуктометрических измерений. Эти типы измерений были впервые применены для мониторинга биокаталитических реакций. Затем представляется и подробно рассматривается использование кондуктометрических микропреобразователей в случае обнаружения загрязняющих веществ для мониторинга окружающей среды. Кондуктометрические биосенсоры имеют преимущества перед другими типами преобразователей: они могут быть изготовлены с использованием недорогой тонкопленочной стандартной технологии, электрод сравнения не требуется, а измерения в дифференциальном режиме позволяют устранить множество помех. Спецификации, полученные для обнаружения различных пестицидов, гербицидов и ионов тяжелых металлов, основанные на ингибировании ферментов.
Десять ионов металлов, а именно Fe (III), & (III), La (II), Sn (II), ^ (II), Ba (II), Pd (II), ^ (II), Sr (II) и Zr(IV) были выбраны для выяснения их взаимодействия с налидиксовой кислотой (НК) с использованием потенциометрических и кондуктометрических методов [11]. Определены константы ионизации лиганда и устойчивости комплексов, полученных при 25±1,0 °С и ионной силе 0,01 М в 25 % (об./об.) в водно-этанольном растворе в
зависимости от лиганда или ионов металлов, а также стехиометрии комплексов.
^Хй" о о налиднксовая кислота
В работе [12] предложено кондуктометрическое титрование пропранолола гидрохлорида в фармацевтических препаратах с использованием нитрата серебра в качестве титранта. Метод основан на образовании нерастворимой соли (AgCl) между хлоридом молекулы гидрохлорида пропранолола и ионами Ag(I) титранта AgNOз. Исследовано влияние концентраций ПР0П-AgN0з и интервала времени между последовательными добавлениями титранта на форму кривой титрования. Полученные извлечения для четырех образцов колебались от 96,8 до 105%. Предложенный метод был успешно применен для определения пропранолола гидрохлорида в нескольких фармацевтических препаратах, при этом результаты с доверительной вероятностью 95 % близки к результатам, полученным с
использованием официального спектрофотометрического метода
§ н
ГТ]он
пропранолол
Для определения противокашлевого препарата декстрометорфана (Dex) было использовано простое и точное кондуктометрическое титрование, в котором определяли тетрафенилборат натрия (NaTPB), кремнийвольфрамовую кислоту (STA), фосфорно-вольфрамовую кислоту (PTA), фосфоромолибденовую кислоту (PMA) и реинекат аммониевой соли (RAS). используются в качестве титрантов [13]. Образовавшиеся ионы-ассоциаты исследовали кондуктометрически для определения стехиометрических соотношений и продуктов растворимости. Предложенная методика применена для определения Декс в чистом виде и фармацевтических препаратах с высокой точностью и прецизионностью.
Применение метода кондуктометрического титрования для определения органических соединений в фармацевтической практике также рассматривалось в работах [14-16].
1.Fathy S., Attia Kh., Ragab S. Conductometric Titration for Determination of Trazodone Hydrochloride and Solubility Products of its Ion-Associated Complex Species // Journal of Advanced Pharmacy Research. 2018. Vol. 2, N 2. pp. 112-122
2.Ayad M., Hisham A., Hosai M. Conductometric titration method for determination of naftidrofuryl oxalate, propafenone HCl and sotalol HCl using silver // European Journal of Chemistry. 2012. Vol. 3, N 3. pp. 332-336
3.Kurzawa M., Jastrzebska A., Szlyk E. Application of isotachophoretic and conductometric methods for neomycin trisulphate determination // Chemical Papers- Slovak Academy of Sciences. 2009. Vol. 63, N 3. pp. 255-260
4.Safwan A., Khateeb M. Conductometric Titration Method for Determination of Alfuzosin Hydrochloride and Fexofenadine Hydrochloride Using Sodium Tetraphenylborate // Conductometric and HPLC methods. 2013. N 3. pp. 421-426
5.Obaya Valdiviya A., Osorio C., Rodriguez-Vargas Y. Conductometric Titration of Metformin Hydrochloride: Simulation and // Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 2019. Vol. 13, N 2. pp. 128-134
6.Priyanka Sh., Shah J., Sanyal M. Conductometry, Spectrophotometry and Mass Spectrometric Investigation of Mg(II) And Ca(II) Complexes with an Antiretroviral Drug, Zidovudine // Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia. 2018. Vol. 31, N 3. pp. 423-433
7.Umarov U.A., O.Yu. Maslov, Kolisnyk S.V. Development And Validation Of The Conductometric Titration Method Of Quantitative Determination Of Free Organic Acids In The Anise Fruits // European Journal of Molecular and Clinical Medicine. 2020. Vol. 7, N 3. pp. 38743883
8.Chergariu L., Liteanu C. Conductometric titration with indicating resistance -IV. The use of membranes with some organic and inorganic acids as active components, for HCl titration in a highly conducting medium // Talanta. 1978. Vol. 25, N 1. pp. 9-14
9.Rossini P., Felix F., Augues L. A simple and precise conductometric method for the determination of losartan in pharmaceutical products // Central European Journal of Chemistry. 2012. Vol. 10, N 6. pp. 1842-1849
10.Renault N., Dzyadevich S.V. Conductometric Microbiosensors for Environmental Monitoring // Sensors. 2008. Vol. 8, N 4. pp. 2569-2588
11.Farghaly O.A., Al-Saidi H.M., Naggar A. Metal Complexes and Determination of Nalidixic Acid by Potentiometric and Conductometric Methods // International Journal of Electrochem. Sciences. 2017. N 12. pp. 9865-9881
декстрометорфан - противокашлевыи препарат
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
12.Sartori E., Barbosa N., Faria R. Conductometric determination of propranolol hydrochloride in pharmaceuticals // Eclética Química. 2011. Vol. 36, N. 1. pp. 110-122
13.Elmorsy Kh., H. Hassan, Mohamed G. Conductometric determination of Dextromethorphan hydrobromide // Analytical Chemistry Indian Journal. 2010. Vol. 10, N 2. pp. 134-140
14.Albratty M., Muravzin H., Almanaa A. Quantitative Conductometric Determination of Sitagliptin, Linagliptin, Vildagliptin and Alogliptin by Applying the Concept of Drug-Metal Ion Interaction // Oriental Journal of Chemistry. 2019. Vol. 35, N 5. pp. 1597-1604
15.Mirelat S., Forizsb R. Conductometric method for the quantitative analysis of Pb(II) and Cd(II) with 2-mercapto-5-R-amino-1, 3, 4-thiadiazole derivatives // Journal of Farmaceutical and Biomedical Analysis.1998. Vol. 18, N 1-2. pp. 83-91
16.Albratty M., Hashem H., Noureldeen A. Conductometric determination of the antihistaminic diphenhydramine hydrochloride using silver nitrate as a titrant // International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2015. Vol. 7, N 3. pp. 72-78
Информация об авторе Л.М. Магеррамова — кандидат химических наук, доцент кафедры «Технология неорганических веществ» АГУНП.
Information about the author L.M. Magerramova - Ph.D., associate professor of the department "Technology of inorganic substances" ASUOI.
