Introduction

1.2 Erreurs possibles lors de l'analyse pharmaceutique

1.3 Principes généraux pour tester l'authenticité des substances médicinales

1.4 Sources et causes de la mauvaise qualité des substances médicinales

1.5 Exigences générales pour les tests de pureté

1.6 Méthodes d'analyse pharmaceutique et leur classification

Chapitre 2. Méthodes physiques d'analyse

2.1 Test des propriétés physiques ou mesure des constantes physiques des substances médicinales

2.2 Réglage du pH du milieu

2.3 Détermination de la transparence et de la turbidité des solutions

2.4 Estimation des constantes chimiques

Chapitre 3. Méthodes chimiques d'analyse

3.1 Caractéristiques des méthodes chimiques d'analyse

3.2 Méthode gravimétrique (poids)

3.3 Méthodes titrimétriques (volumétriques)

3.4 Analyse gazométrique

3.5 Analyse élémentaire quantitative

Chapitre 4. Méthodes d'analyse physico-chimiques

4.1 Caractéristiques des méthodes d'analyse physico-chimiques

4.2 Méthodes optiques

4.3 Méthodes d'absorption

4.4 Méthodes basées sur l'émission de rayonnements

4.5 Méthodes basées sur l'utilisation d'un champ magnétique

4.6 Méthodes électrochimiques

4.7 Méthodes de séparation

4.8 Méthodes thermiques d'analyse

Chapitre 5. Méthodes biologiques d'analyse1

5.1 Contrôle de qualité biologique des médicaments

5.2 Contrôle microbiologique des médicaments

Liste de la littérature utilisée

Introduction

L'analyse pharmaceutique est la science de la caractérisation chimique et de la mesure des substances biologiquement actives à toutes les étapes de la production : du contrôle des matières premières à l'évaluation de la qualité de la substance médicamenteuse obtenue, en passant par l'étude de sa stabilité, l'établissement des dates de péremption et la normalisation de la forme posologique finie. L’analyse pharmaceutique possède ses propres spécificités qui la distinguent des autres types d’analyse. Ces caractéristiques résident dans le fait que des substances de diverses natures chimiques sont soumises à l'analyse : composés inorganiques, organo-éléments, radioactifs, organiques, allant des substances aliphatiques simples aux substances biologiquement actives naturelles complexes. La gamme de concentrations des substances analysées est extrêmement large. Les objets de l'analyse pharmaceutique ne sont pas seulement des substances médicinales individuelles, mais également des mélanges contenant différents nombres de composants. Le nombre de médicaments augmente chaque année. Cela nécessite le développement de nouvelles méthodes d’analyse.

Les méthodes d'analyse pharmaceutique nécessitent une amélioration systématique en raison de l'augmentation continue des exigences en matière de qualité des médicaments, et les exigences en matière de degré de pureté des médicaments et de leur contenu quantitatif augmentent. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser largement non seulement des méthodes chimiques, mais également des méthodes physico-chimiques plus sensibles pour évaluer la qualité des médicaments.

Les exigences en matière d'analyse pharmaceutique sont élevées. Elle doit être assez spécifique et sensible, précise par rapport aux normes stipulées par la Pharmacopée d'État XI, VFS, FS et autres documents scientifiques et techniques, réalisée dans des délais courts en utilisant des quantités minimales de médicaments et de réactifs à tester.

L'analyse pharmaceutique, selon les objectifs, comprend diverses formes de contrôle qualité des médicaments : analyse pharmacopée, contrôle étape par étape de la production du médicament, analyse des formes galéniques fabriquées individuellement, analyse express en pharmacie et analyse biopharmaceutique.

L’analyse pharmacopée fait partie intégrante de l’analyse pharmaceutique. Il s'agit d'un ensemble de méthodes d'étude des médicaments et des formes galéniques prévues dans la Pharmacopée d'État ou dans d'autres documentations réglementaires et techniques (VFS, FS). Sur la base des résultats obtenus lors de l'analyse de la pharmacopée, une conclusion est tirée quant à la conformité du médicament aux exigences du Fonds mondial ou d'autres documents réglementaires et techniques. Si vous vous écartez de ces exigences, l’utilisation du médicament n’est pas autorisée.

Une conclusion sur la qualité d'un médicament ne peut être tirée que sur la base de l'analyse d'un échantillon (échantillon). La procédure de sélection est indiquée soit dans un article privé, soit dans l'article général du Fonds Mondial XI (numéro 2). L'échantillonnage est effectué uniquement à partir d'unités de conditionnement intactes, scellées et conditionnées conformément aux exigences de la documentation normative et technique. Dans ce cas, les exigences relatives aux mesures de précaution lors du travail avec des médicaments toxiques et narcotiques, ainsi que concernant la toxicité, l'inflammabilité, le risque d'explosion, l'hygroscopique et d'autres propriétés des médicaments doivent être strictement respectées. Pour tester le respect des exigences de la documentation normative et technique, un échantillonnage en plusieurs étapes est effectué. Le nombre d'étapes est déterminé par le type d'emballage. Lors de la dernière étape (après contrôle d'apparence), un échantillon est prélevé en quantité nécessaire à quatre analyses physiques et chimiques complètes (si l'échantillon est prélevé pour des organismes de réglementation, alors pour six de ces analyses).

Des échantillons ponctuels sont prélevés sur l'emballage Angro, en quantités égales dans les couches supérieure, intermédiaire et inférieure de chaque unité d'emballage. Après avoir établi l'homogénéité, tous ces échantillons sont mélangés. Les médicaments en vrac et visqueux sont prélevés avec un échantillonneur en matériau inerte. Les médicaments liquides sont soigneusement mélangés avant le prélèvement. Si cela est difficile à réaliser, des échantillons ponctuels sont prélevés sur différentes couches. La sélection des échantillons de médicaments finis est effectuée conformément aux exigences des articles privés ou aux instructions de contrôle approuvées par le ministère de la Santé de la Fédération de Russie.

La réalisation d'une analyse pharmacopée permet d'établir l'authenticité du médicament, sa pureté et de déterminer la teneur quantitative de la ou des substances pharmacologiquement actives incluses dans la forme galénique. Bien que chacune de ces étapes ait son propre objectif spécifique, elles ne peuvent être considérées isolément. Ils sont interconnectés et se complètent mutuellement. Par exemple, le point de fusion, la solubilité, le pH d'une solution aqueuse, etc. sont des critères à la fois d’authenticité et de pureté de la substance médicinale.

Chapitre 1. Principes de base de l'analyse pharmaceutique

1.1 Critères d'analyse pharmaceutique

À différentes étapes de l'analyse pharmaceutique, en fonction des tâches définies, des critères tels que la sélectivité, la sensibilité, la précision, le temps consacré à l'analyse et la quantité du médicament analysé (forme posologique) sont utilisés.

La sélectivité de la méthode est très importante lors de l'analyse de mélanges de substances, puisqu'elle permet d'obtenir les vraies valeurs de chacun des composants. Seules des techniques d'analyse sélectives permettent de déterminer la teneur du composant principal en présence de produits de décomposition et autres impuretés.

Les exigences relatives à l'exactitude et à la sensibilité de l'analyse pharmaceutique dépendent de l'objet et du but de l'étude. Lors du test du degré de pureté d'un médicament, on utilise des méthodes très sensibles, permettant d'établir la teneur minimale en impuretés.

Lors du contrôle de production étape par étape, ainsi que lors de la réalisation d'analyses express dans une pharmacie, le facteur temps consacré à l'analyse joue un rôle important. Pour ce faire, choisissez des méthodes qui permettent d'effectuer l'analyse dans les intervalles de temps les plus courts possibles et en même temps avec une précision suffisante.

Lors de la détermination quantitative d'une substance médicamenteuse, on utilise une méthode qui se distingue par sa sélectivité et sa grande précision. La sensibilité de la méthode est négligée, étant donné la possibilité d’effectuer l’analyse avec un échantillon important du médicament.

Une mesure de la sensibilité d'une réaction est la limite de détection. Cela signifie la teneur la plus faible à laquelle, en utilisant cette méthode, la présence du composant analyte peut être détectée avec une probabilité de confiance donnée. Le terme "limite de détection" a été introduit à la place d'un concept tel que "minimum d'ouverture", il est également utilisé à la place du terme "sensibilité". La sensibilité des réactions qualitatives est influencée par des facteurs tels que les volumes de solutions de composants réactifs, les concentrations des réactifs, pH du milieu, température, durée d'expérience. Ceci doit être pris en compte lors de l'élaboration de méthodes d'analyse pharmaceutique qualitative. Pour établir la sensibilité des réactions, l'indicateur d'absorption (spécifique ou molaire) établi par la méthode spectrophotométrique est de plus en plus utilisé. utilisé. En analyse chimique, la sensibilité est déterminée par la valeur de la limite de détection d'une réaction donnée. Les méthodes physicochimiques se distinguent par une analyse à haute sensibilité. Les plus sensibles sont les méthodes radiochimiques et spectrales de masse, permettant la détermination de 10 -8 -10 -9% de l'analyte, polarographique et fluorimétrique 10 -6 -10 -9%; la sensibilité des méthodes spectrophotométriques est de 10 -3 -10 -6%, potentiométrique de 10 -2%.

Le terme « précision analytique » englobe simultanément deux notions : la reproductibilité et l'exactitude des résultats obtenus. La reproductibilité caractérise la dispersion des résultats des tests par rapport à la valeur moyenne. L'exactitude reflète la différence entre le contenu réel et trouvé d'une substance. La précision de l'analyse pour chaque méthode est différente et dépend de nombreux facteurs : étalonnage des instruments de mesure, précision de la pesée ou de la mesure, expérience de l'analyste, etc. La précision du résultat de l'analyse ne peut pas être supérieure à la précision de la mesure la moins précise.

Ceux-ci comprennent : la détermination des températures de fusion et de solidification, ainsi que les limites de température de distillation ; détermination de la densité, de l'indice de réfraction (réfractométrie), de la rotation optique (polarimétrie) ; spectrophotométrie - ultraviolet, infrarouge ; photocolorimétrie, spectrométrie d'émission et d'absorption atomique, fluorimétrie, spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, spectrométrie de masse ; chromatographie - adsorption, distribution, échange d'ions, gaz, liquide haute performance ; électrophorèse (frontale, zonale, capillaire) ; méthodes électrométriques (détermination potentiométrique du pH, titrage potentiométrique, titrage ampérométrique, voltamétrie).

De plus, il est possible d'utiliser des méthodes alternatives à celles de la pharmacopée, qui présentent parfois des caractéristiques analytiques plus avancées (rapidité, précision de l'analyse, automatisation). Dans certains cas, une entreprise pharmaceutique achète un dispositif dont l'utilisation repose sur une méthode non encore incluse dans la Pharmacopée (par exemple, la méthode de spectroscopie Romanov - dichroïsme optique). Parfois, il est conseillé de remplacer la technique chromatographique par une technique spectrophotométrique lors de la détermination de l'authenticité ou du test de pureté. La méthode de la pharmacopée permettant de déterminer les impuretés de métaux lourds par précipitation sous forme de sulfures ou de thioacétamides présente un certain nombre d'inconvénients. Pour déterminer les impuretés de métaux lourds, de nombreux fabricants introduisent des méthodes d'analyse physique et chimique telles que la spectrométrie d'absorption atomique et la spectrométrie d'émission atomique à plasma inductif.

Dans certains articles privés du Fonds d'État X, il est recommandé de déterminer la température de solidification ou le point d'ébullition (selon le Fonds d'État XI - « limites de température de distillation ») pour un certain nombre de médicaments liquides. Le point d’ébullition doit être dans la plage indiquée dans l’article privé. Un intervalle plus large indique la présence d'impuretés.

De nombreux articles privés du Fonds d'État X fournissent des valeurs acceptables de densité, et moins souvent de viscosité, confirmant l'authenticité et la bonne qualité du médicament.

Presque tous les articles privés du Fonds d'État X normalisent un indicateur de qualité des médicaments tel que la solubilité dans divers solvants. La présence d'impuretés dans un médicament peut affecter sa solubilité, la réduisant ou l'augmentant selon la nature de l'impureté.

Méthodes physiques d'analyse

L'authenticité de la substance médicinale est confirmée ; état d'agrégation (solide, liquide, gaz) ; couleur, odeur ; forme cristalline ou type de substance amorphe ; hygroscopique ou degré d'altération dans l'air ; résistance à la lumière, à l'oxygène de l'air ; volatilité, mobilité, inflammabilité (des liquides). La couleur d'une substance médicinale est l'une des propriétés caractéristiques qui permettent son identification préalable.

Le degré de blancheur (teinte) des substances médicinales solides peut être évalué par diverses méthodes instrumentales basées sur les caractéristiques spectrales de la lumière réfléchie par l'échantillon. Pour ce faire, la réflectance est mesurée lorsque l’échantillon est éclairé par une lumière blanche. La réflectance est le rapport entre la quantité de flux lumineux réfléchi et la quantité de flux lumineux incident. Il permet de déterminer la présence ou l'absence d'une nuance de couleur dans les substances médicinales par le degré de blancheur et le degré de luminosité. Pour les substances blanches ou blanches avec une teinte grisâtre, le degré de blancheur est théoriquement égal à 1. Substances pour lesquelles il est compris entre 0,95 et 1,00, et le degré de luminosité< 0,85, имеют сероватый оттенок.

Plus objectif est d'établir diverses constantes physiques : point de fusion (décomposition), point d'ébullition, densité, viscosité. Un indicateur important d'authenticité est la solubilité du médicament dans l'eau, les solutions d'acides, d'alcalis, de solvants organiques (éther, chloroforme, acétone, benzène, alcool éthylique et méthylique, huiles, etc.).

La constante caractérisant l'homogénéité des solides est le point de fusion. Il est utilisé dans l’analyse pharmaceutique pour déterminer l’identité et la pureté de la plupart des substances médicamenteuses solides. On sait qu'il s'agit de la température à laquelle un solide est en équilibre avec la phase liquide sous une phase vapeur saturée. Le point de fusion est une valeur constante pour une substance individuelle. La présence même d'une petite quantité d'impuretés modifie (en règle générale, réduit) le point de fusion de la substance, ce qui permet de juger du degré de sa pureté. La température de fusion fait référence à la plage de températures à laquelle le processus de fusion du médicament testé se produit depuis l'apparition des premières gouttes de liquide jusqu'à la transition complète de la substance à l'état liquide. Certains composés organiques se décomposent lorsqu'ils sont chauffés. Ce processus se produit à la température de décomposition et dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment de la vitesse de chauffage. Les intervalles de température de fusion indiqués indiquent que l'intervalle entre le début et la fin de la fusion de la substance médicinale ne doit pas dépasser 2°C. Si la transition d'une substance d'un état solide à un état liquide n'est pas claire, alors au lieu de la plage de température de fusion, une température est définie à laquelle seul le début ou la fin de la fusion se produit. Il convient de tenir compte du fait que la précision de l'établissement de la plage de température à laquelle la substance d'essai fond peut être influencée par les conditions de préparation de l'échantillon, la vitesse d'augmentation et la précision de la mesure de la température, ainsi que par l'expérience de l'analyste.

Le point d'ébullition est l'intervalle entre les températures d'ébullition initiale et finale à une pression normale de 760 mmHg. (101,3 kPa). La température à laquelle les 5 premières gouttes de liquide ont été distillées dans le récepteur est appelée point d'ébullition initial, et la température à laquelle 95 % du liquide transféré dans le récepteur est appelée point d'ébullition final. Les limites de température spécifiées peuvent être définies à l'aide de la macrométhode et de la microméthode. Il faut tenir compte du fait que le point d’ébullition dépend de la pression atmosphérique. Le point d'ébullition n'est fixé que pour un nombre relativement restreint de médicaments liquides : cyclopropane, chloroéthyle, éther, fluorothane, chloroforme, trichloréthylène, éthanol.

Lors de l'établissement de la densité, prenez la masse d'une substance d'un certain volume. La densité est déterminée à l'aide d'un pycnomètre ou d'un densimètre, en respectant strictement le régime de température, car la densité dépend de la température. Ceci est généralement réalisé en thermostatant le pycnomètre à 20°C. Certains intervalles de valeurs de densité confirment l'authenticité de l'alcool éthylique, de la glycérine, de l'huile de vaseline, de la vaseline, de la paraffine solide, des hydrocarbures halogénés (chloroéthyle, fluorothane, chloroforme), solution de formaldéhyde, éther pour anesthésie, nitrite d'amyle, etc.

La viscosité (friction interne) est une constante physique qui confirme l'authenticité des substances médicinales liquides. Il existe des viscosités dynamiques (absolues), cinématiques, relatives, spécifiques, réduites et caractéristiques. Chacun d'eux a ses propres unités de mesure.

Pour évaluer la qualité des préparations liquides ayant une consistance visqueuse, par exemple la glycérine, la vaseline, les huiles, la viscosité relative est généralement déterminée. C'est le rapport entre la viscosité du liquide étudié et la viscosité de l'eau, pris comme unité.

La solubilité n'est pas considérée comme une constante physique, mais comme une propriété pouvant servir de caractéristique indicative du médicament testé. Avec le point de fusion, la solubilité d'une substance à température et pression constantes est l'un des paramètres par lesquels l'authenticité et la pureté de presque toutes les substances médicinales sont déterminées.

La méthode de détermination de la solubilité est basée sur le fait qu'un échantillon d'un médicament préalablement broyé (si nécessaire) est ajouté à un volume mesuré de solvant et agité en continu pendant 10 minutes à (20 ± 2) °C. Un médicament est considéré comme dissous si aucune particule de la substance n’est observée dans la solution en lumière transmise. Si le médicament nécessite plus de 10 minutes pour se dissoudre, il est alors classé comme lentement soluble. Leur mélange avec le solvant est chauffé au bain-marie à 30°C et la dissolution complète est observée après refroidissement à (20 ± 2)°C et agitation vigoureuse pendant 1 à 2 minutes.

La méthode de solubilité en phase permet de quantifier la pureté d’une substance médicamenteuse en mesurant avec précision les valeurs de solubilité. L’essence de l’établissement de la solubilité d’une phase est l’ajout séquentiel d’une masse croissante de médicament à un volume constant de solvant. Pour atteindre un état d'équilibre, le mélange est soumis à une agitation prolongée à température constante, puis la teneur en substance médicamenteuse dissoute est déterminée à l'aide de diagrammes, c'est-à-dire déterminer si le produit testé est une substance individuelle ou un mélange. La méthode de solubilité des phases est objective et ne nécessite pas d'équipement coûteux ni de connaissance de la nature et de la structure des impuretés. Cela lui permet d'être utilisé pour des analyses qualitatives et quantitatives, ainsi que pour étudier la stabilité et obtenir des échantillons de médicaments purifiés (jusqu'à une pureté de 99,5 %). Un avantage important de la méthode est la capacité de distinguer les isomères optiques et les formes polymorphes de drogues. La méthode est applicable à tous les types de composés formant de vraies solutions.

Méthodes physico-chimiques

Ils deviennent de plus en plus importants aux fins de l’identification objective et de la quantification des substances médicinales. L'analyse non destructive (sans détruire l'objet analysé), largement répandue dans diverses industries, joue également un rôle important dans l'analyse pharmaceutique. De nombreuses méthodes physicochimiques conviennent à sa mise en œuvre, notamment les spectroscopies optique, RMN, PMR, UV et IR, etc.

En analyse pharmaceutique, les méthodes physico-chimiques sont les plus largement utilisées, qui peuvent être classées dans les groupes suivants : méthodes optiques ; méthodes basées sur l'absorption des rayonnements; méthodes basées sur l'émission de rayonnements; méthodes basées sur l'utilisation d'un champ magnétique ; méthodes électrochimiques; méthodes de séparation ; méthodes thermiques.

La plupart des méthodes répertoriées (à l'exception des méthodes optiques, électrochimiques et thermiques) sont largement utilisées pour déterminer la structure chimique des composés organiques.

Les méthodes d'analyse physicochimiques présentent de nombreux avantages par rapport aux méthodes chimiques classiques. Ils sont basés sur l'utilisation des propriétés physiques et chimiques des substances et se caractérisent dans la plupart des cas par leur rapidité, leur sélectivité, leur sensibilité élevée et la possibilité d'unification et d'automatisation.

Méthodes d'analyse physico-chimiques ou instrumentales

Les méthodes d'analyse physico-chimiques ou instrumentales sont basées sur la mesure, à l'aide d'instruments (instruments), des paramètres physiques du système analysé, qui apparaissent ou changent au cours de l'exécution de la réaction analytique.

Le développement rapide des méthodes d'analyse physico-chimiques est dû au fait que les méthodes classiques d'analyse chimique (gravimétrie, titrimétrie) ne pouvaient plus satisfaire les nombreuses demandes des industries chimique, pharmaceutique, métallurgique, des semi-conducteurs, nucléaire et autres, qui nécessitaient d'augmenter la sensibilité des méthodes à 10-8 - 10-9%, leur sélectivité et leur rapidité, ce qui permettrait de contrôler les processus technologiques sur la base des données d'analyse chimique, ainsi que de les exécuter automatiquement et à distance.

Un certain nombre de méthodes d'analyse physico-chimiques modernes permettent d'effectuer simultanément des analyses qualitatives et quantitatives des composants d'un même échantillon. La précision de l'analyse des méthodes physico-chimiques modernes est comparable à la précision des méthodes classiques et, dans certaines, par exemple en coulométrie, elle est nettement supérieure.

Les inconvénients de certaines méthodes physico-chimiques incluent le coût élevé des instruments utilisés et la nécessité d'utiliser des étalons. Par conséquent, les méthodes d'analyse classiques n'ont toujours pas perdu de leur importance et sont utilisées là où il n'y a aucune restriction sur la vitesse d'analyse et où une grande précision est requise avec une teneur élevée du composant analysé.

Classification des méthodes d'analyse physico-chimiques

La classification des méthodes d'analyse physico-chimiques est basée sur la nature du paramètre physique mesuré du système analysé, dont la valeur est fonction de la quantité de substance. Conformément à cela, toutes les méthodes physico-chimiques sont divisées en trois grands groupes :

Électrochimique ;

Optique et spectrale ;

Chromatographique.

Les méthodes d'analyse électrochimiques sont basées sur la mesure de paramètres électriques : courant, tension, potentiels d'électrode d'équilibre, conductivité électrique, quantité d'électricité dont les valeurs sont proportionnelles au contenu de la substance dans l'objet analysé.

Les méthodes d'analyse optiques et spectrales sont basées sur des paramètres de mesure qui caractérisent les effets de l'interaction du rayonnement électromagnétique avec des substances : l'intensité du rayonnement des atomes excités, l'absorption du rayonnement monochromatique, l'indice de réfraction de la lumière, l'angle de rotation du plan de un faisceau de lumière polarisée, etc.

Tous ces paramètres sont fonction de la concentration de la substance dans l'objet analysé.

Les méthodes chromatographiques sont des méthodes permettant de séparer des mélanges homogènes à plusieurs composants en composants individuels par des méthodes de sorption dans des conditions dynamiques. Dans ces conditions, les composants sont répartis entre deux phases non miscibles : mobile et stationnaire. La répartition des composants est basée sur la différence de leurs coefficients de répartition entre les phases mobile et stationnaire, ce qui conduit à des taux de transfert différents de ces composants de la phase stationnaire vers la phase mobile. Après séparation, la teneur quantitative de chaque composant peut être déterminée par différentes méthodes d'analyse : classique ou instrumentale.

Analyse spectrale d'absorption moléculaire

L'analyse spectrale d'absorption moléculaire comprend les types d'analyse spectrophotométrique et photocolorimétrique.

L'analyse spectrophotométrique repose sur la détermination du spectre d'absorption ou la mesure de l'absorption lumineuse à une longueur d'onde strictement définie, qui correspond au maximum de la courbe d'absorption de la substance étudiée.

L'analyse photocolorimétrique est basée sur la comparaison de l'intensité de la couleur de la solution colorée étudiée et d'une solution colorée étalon d'une certaine concentration.

Les molécules d'une substance ont une certaine énergie interne E, dont les composants sont :

L'énergie de mouvement des électrons Eel situés dans le champ électrostatique des noyaux atomiques ;

L'énergie de vibration des noyaux atomiques les uns par rapport aux autres E compte ;

Énergie de rotation d'une molécule E vr

et s'exprime mathématiquement comme la somme de toutes les énergies ci-dessus :

De plus, si une molécule d'une substance absorbe un rayonnement, alors son énergie initiale E 0 augmente de la quantité d'énergie du photon absorbé, soit :

De l'égalité ci-dessus, il résulte que plus la longueur d'onde λ est courte, plus la fréquence de vibration est élevée et, par conséquent, plus E est grande, c'est-à-dire l'énergie transmise à la molécule d'une substance lors de l'interaction avec un rayonnement électromagnétique. Par conséquent, la nature de l’interaction de l’énergie du rayonnement avec la matière sera différente en fonction de la longueur d’onde de la lumière λ.

L’ensemble de toutes les fréquences (longueurs d’onde) du rayonnement électromagnétique est appelé spectre électromagnétique. La gamme de longueurs d'onde est divisée en régions : ultraviolet (UV) environ 10-380 nm, visible 380-750 nm, infrarouge (IR) 750-100 000 nm.

L'énergie transmise à la molécule d'une substance par le rayonnement des parties UV et visibles du spectre est suffisante pour provoquer une modification de l'état électronique de la molécule.

L'énergie des rayons IR est moindre, elle est donc seulement suffisante pour provoquer une modification de l'énergie des transitions vibrationnelles et rotationnelles dans la molécule d'une substance. Ainsi, dans différentes parties du spectre, on peut obtenir différentes informations sur l'état, les propriétés et la structure des substances.

Lois de l'absorption des rayonnements

Les méthodes d'analyse spectrophotométriques reposent sur deux lois fondamentales. La première d’entre elles est la loi de Bouguer-Lambert, la seconde est la loi de Beer. La loi combinée Bouguer-Lambert-Beer a la formulation suivante :

L'absorption de la lumière monochromatique par une solution colorée est directement proportionnelle à la concentration de la substance absorbant la lumière et à l'épaisseur de la couche de solution qu'elle traverse.

La loi de Bouguer-Lambert-Beer est la loi fondamentale de l'absorption de la lumière et sous-tend la plupart des méthodes d'analyse photométriques. Mathématiquement, cela s'exprime par l'équation :

La valeur log I /I 0 est appelée densité optique de la substance absorbante et est désignée par les lettres D ou A. La loi peut alors s'écrire comme suit :

Le rapport entre l'intensité du flux de rayonnement monochromatique traversant l'objet à tester et l'intensité du flux de rayonnement initial est appelé transparence, ou facteur de transmission, de la solution et est désigné par la lettre T : T = I /I 0

Ce rapport peut être exprimé en pourcentage. La valeur T, qui caractérise la transmission d'une couche de 1 cm d'épaisseur, est appelée transmittance. La densité optique D et la transmission T sont liées l'une à l'autre par la relation

D et T sont les principales grandeurs qui caractérisent l'absorption d'une solution d'une substance donnée avec une certaine concentration à une certaine longueur d'onde et épaisseur de la couche absorbante.

La dépendance D(C) est linéaire et T(C) ou T(l) est exponentielle. Ceci n'est strictement observé que pour les flux de rayonnement monochromatiques.

La valeur du coefficient d'extinction K dépend de la méthode d'expression de la concentration de la substance dans la solution et de l'épaisseur de la couche absorbante. Si la concentration est exprimée en moles par litre et l'épaisseur de la couche en centimètres, on parle alors de coefficient d'extinction molaire, désigné par le symbole ε, et est égal à la densité optique d'une solution avec une concentration de 1 mol/L. placé dans une cuvette d'une épaisseur de couche de 1 cm.

La valeur du coefficient molaire d’absorption lumineuse dépend :

De la nature du soluté ;

Longueurs d'onde de la lumière monochromatique ;

Températures ;

Nature du solvant.

Raisons du non-respect de la loi Bouguer-Lambert-Bière.

1. La loi a été dérivée et n'est valable que pour la lumière monochromatique, par conséquent, une monochromatisation insuffisante peut provoquer une déviation de la loi et, dans une plus grande mesure, moins la lumière est monochromatique.

2. Différents processus peuvent se produire dans les solutions qui modifient la concentration de la substance absorbante ou sa nature : hydrolyse, ionisation, hydratation, association, polymérisation, complexation, etc.

3. L'absorption de la lumière par les solutions dépend fortement du pH de la solution. Lorsque le pH de la solution change, les éléments suivants peuvent changer :

Le degré d'ionisation d'un électrolyte faible ;

La forme d'existence des ions, qui entraîne une modification de l'absorption lumineuse ;

Composition des composés complexes colorés résultants.

Par conséquent, la loi est valable pour des solutions très diluées et sa portée est limitée.

Colorimétrie visuelle

L'intensité de la couleur des solutions peut être mesurée par diverses méthodes. Parmi elles, il existe des méthodes colorimétriques subjectives (visuelles) et objectives, c'est-à-dire photocolorimétriques.

Les méthodes visuelles sont celles dans lesquelles l'évaluation de l'intensité de la couleur de la solution d'essai est effectuée à l'œil nu. Dans les méthodes objectives de détermination colorimétrique, des photocellules sont utilisées à la place de l'observation directe pour mesurer l'intensité de la couleur de la solution d'essai. La détermination dans ce cas est effectuée dans des appareils spéciaux - des photocolorimètres, c'est pourquoi la méthode est appelée photocolorimétrique.

Couleurs visibles :

Les méthodes visuelles incluent :

Méthode des séries standard ;

Méthode de titrage colorimétrique ou de duplication ;

Méthode d'égalisation.

Méthode des séries standard. Lors de l'analyse à l'aide de la méthode des séries étalons, l'intensité de la couleur de la solution colorée analysée est comparée aux couleurs d'une série de solutions étalons spécialement préparées (avec la même épaisseur de couche).

La méthode de titrage colorimétrique (duplication) est basée sur la comparaison de la couleur de la solution analysée avec la couleur d'une autre solution - le contrôle. La solution témoin contient tous les composants de la solution d'essai, à l'exception de la substance à déterminer, et tous les réactifs utilisés pour préparer l'échantillon. Une solution étalon de la substance à déterminer y est ajoutée à partir d'une burette. Lorsqu'une quantité telle de cette solution est ajoutée que les intensités de couleur des solutions témoin et analysée sont égales, on considère que la solution analysée contient la même quantité d'analyte que celle introduite dans la solution témoin.

La méthode d'égalisation diffère des méthodes colorimétriques visuelles décrites ci-dessus, dans lesquelles la similitude des couleurs des solutions étalon et test est obtenue en modifiant leur concentration. Dans la méthode d'égalisation, la similitude des couleurs est obtenue en modifiant l'épaisseur des couches de solutions colorées. À cette fin, lors de la détermination de la concentration de substances, des colorimètres à drain et à immersion sont utilisés.

Avantages des méthodes visuelles d'analyse colorimétrique :

La technique de détermination est simple, il n’y a pas besoin d’équipement complexe et coûteux ;

L'œil de l'observateur peut évaluer non seulement l'intensité, mais aussi les nuances de couleur des solutions.

Défauts:

Il est nécessaire de préparer une solution étalon ou une série de solutions étalons ;

Il est impossible de comparer l’intensité de la couleur d’une solution en présence d’autres substances colorées ;

Lorsqu'on compare l'intensité de la couleur des yeux d'une personne pendant une longue période, celle-ci se fatigue et l'erreur de détermination augmente ;

L'œil humain n'est pas aussi sensible aux petits changements de densité optique que les appareils photovoltaïques, ce qui rend impossible la détection de différences de concentration allant jusqu'à environ cinq pour cent relatifs.

Méthodes photoélectrocolorimétriques

La photoélectrocolorimétrie est utilisée pour mesurer l'absorption ou la transmission de la lumière des solutions colorées. Les instruments utilisés à cet effet sont appelés colorimètres photoélectriques (PEC).

Les méthodes photoélectriques pour mesurer l’intensité des couleurs impliquent l’utilisation de photocellules. Contrairement aux instruments dans lesquels les comparaisons de couleurs sont effectuées visuellement, dans les photoélectrocolorimètres, le récepteur d'énergie lumineuse est un appareil - une photocellule. Cet appareil convertit l'énergie lumineuse en énergie électrique. Les photocellules permettent des déterminations colorimétriques non seulement dans le visible, mais également dans les régions UV et IR du spectre. La mesure des flux lumineux à l'aide de photomètres photoélectriques est plus précise et ne dépend pas des caractéristiques de l'œil de l'observateur. L'utilisation de photocellules permet d'automatiser la détermination de la concentration de substances dans le contrôle chimique des processus technologiques. En conséquence, la colorimétrie photoélectrique est beaucoup plus largement utilisée dans la pratique des laboratoires d’usine que la colorimétrie visuelle.

En figue. La figure 1 montre la disposition habituelle des nœuds dans les instruments de mesure de la transmission ou de l'absorption de solutions.

Fig. 1 Principaux composants des appareils de mesure de l'absorption des rayonnements : 1 - source de rayonnement ; 2 - monochromateur; 3 - cuvettes pour solutions ; 4 - convertisseur ; 5 - indicateur de signal.

Les photocolorimètres, en fonction du nombre de photocellules utilisées dans les mesures, sont divisés en deux groupes : à faisceau unique (à bras unique) - appareils avec une photocellule et à double faisceau (à double bras) - avec deux photocellules.

La précision des mesures obtenues avec les FEC à faisceau unique est faible. Dans les usines et les laboratoires scientifiques, les installations photovoltaïques équipées de deux photocellules sont les plus utilisées. La conception de ces dispositifs est basée sur le principe d'égalisation de l'intensité de deux faisceaux lumineux à l'aide d'un diaphragme à fente variable, c'est-à-dire le principe de compensation optique de deux flux lumineux en modifiant l'ouverture de la pupille du diaphragme.

Le schéma de principe de l'appareil est présenté sur la Fig. 2. La lumière de la lampe à incandescence 1 est divisée en deux faisceaux parallèles à l'aide des miroirs 2. Ces faisceaux lumineux traversent les filtres lumineux 3, les cuvettes avec les solutions 4 et tombent sur les photocellules 6 et 6", qui sont connectées au galvanomètre 8 selon un circuit différentiel. Le diaphragme à fente 5 modifie l'intensité du flux lumineux incident sur la photocellule 6. Le coin neutre photométrique 7 sert à atténuer le flux lumineux incident sur une photocellule de 6".

Fig.2. Schéma d'un photoélectrocolorimètre à deux faisceaux

Détermination de la concentration en photoélectrocolorimétrie

Pour déterminer la concentration d'analytes en photoélectrocolorimétrie, on utilise les éléments suivants :

Une méthode pour comparer les densités optiques des solutions colorées étalon et test ;

Méthode de détermination basée sur la valeur moyenne du coefficient molaire d’absorption lumineuse ;

Méthode de courbe d'étalonnage ;

Méthode additive.

Méthode de comparaison des densités optiques de solutions colorées étalons et tests

Pour la détermination, préparez une solution étalon de l’analyte de concentration connue, qui se rapproche de la concentration de la solution d’essai. La densité optique de cette solution est déterminée à une certaine longueur d'onde D fl. Ensuite, la densité optique de la solution d'essai Dx est déterminée à la même longueur d'onde et à la même épaisseur de couche. En comparant les densités optiques des solutions test et de référence, la concentration inconnue de l'analyte est trouvée.

La méthode de comparaison est applicable pour des analyses uniques et nécessite le respect obligatoire de la loi fondamentale de l'absorption lumineuse.

Méthode graphique d’étalonnage. Pour déterminer la concentration d'une substance à l'aide de cette méthode, préparez une série de 5 à 8 solutions étalons de concentrations variables. Lors du choix de la plage de concentration des solutions étalons, les principes suivants sont utilisés :

* il doit couvrir le domaine des mesures possibles de la concentration de la solution étudiée ;

* la densité optique de la solution d'essai doit correspondre approximativement au milieu de la courbe d'étalonnage ;

* il est souhaitable que dans cette plage de concentrations, la loi fondamentale de l'absorption de la lumière soit respectée, c'est-à-dire que le graphique de dépendance soit linéaire ;

* la valeur de la densité optique doit être comprise entre 0,14 et 1,3.

La densité optique des solutions étalons est mesurée et un graphique de D(C) est tracé. Après avoir déterminé D x de la solution étudiée, C x est trouvé à partir du graphique d'étalonnage (Fig. 3).

Cette méthode permet de déterminer la concentration d'une substance même dans les cas où la loi fondamentale de l'absorption lumineuse n'est pas respectée. Dans ce cas, un grand nombre de solutions étalons sont préparées, dont la concentration ne diffère pas de plus de 10 %.

Riz. 3. Dépendance de la densité optique de la solution sur la concentration (courbe d'étalonnage)

La méthode additive est un type de méthode de comparaison basée sur la comparaison de la densité optique de la solution d'essai et de la même solution avec l'ajout d'une quantité connue de la substance à déterminer.

Il est utilisé pour éliminer l’influence perturbatrice des impuretés étrangères et pour déterminer de petites quantités d’analyte en présence de grandes quantités de substances étrangères. La méthode nécessite le respect obligatoire de la loi fondamentale de l'absorption de la lumière.

Spectrophotométrie

Il s'agit d'une méthode d'analyse photométrique dans laquelle le contenu d'une substance est déterminé par son absorption de lumière monochromatique dans les régions visible, UV et IR du spectre. En spectrophotométrie, contrairement à la photométrie, la monochromatisation n'est pas assurée par des filtres de lumière, mais par des monochromateurs, qui permettent de modifier en permanence la longueur d'onde. Des prismes ou des réseaux de diffraction sont utilisés comme monochromateurs, qui fournissent une monochromaticité de la lumière nettement plus élevée que les filtres de lumière, de sorte que la précision des déterminations spectrophotométriques est plus élevée.

Les méthodes spectrophotométriques, par rapport aux méthodes photocolorimétriques, permettent de résoudre un plus large éventail de problèmes :

* effectuer une détermination quantitative de substances dans une large gamme de longueurs d'onde (185-1100 nm) ;

* effectuer des analyses quantitatives de systèmes multicomposants (détermination simultanée de plusieurs substances) ;

* déterminer la composition et les constantes de stabilité des composés complexes absorbant la lumière ;

* déterminer les caractéristiques photométriques des composés absorbant la lumière.

Contrairement aux photomètres, le monochromateur des spectrophotomètres est un prisme ou un réseau de diffraction, qui permet de modifier continuellement la longueur d'onde. Il existe des instruments pour les mesures dans les régions visible, UV et IR du spectre. Le diagramme schématique du spectrophotomètre est pratiquement indépendant de la région spectrale.

Les spectrophotomètres, comme les photomètres, sont disponibles en types à faisceau unique et à double faisceau. Dans les appareils à double faisceau, le flux lumineux est bifurqué d'une manière ou d'une autre soit à l'intérieur du monochromateur, soit à la sortie de celui-ci : un flux traverse alors la solution à tester, l'autre traverse le solvant.

Les instruments à faisceau unique sont particulièrement utiles pour les déterminations quantitatives basées sur des mesures d'absorbance à une seule longueur d'onde. Dans ce cas, la simplicité de l'appareil et la facilité d'utilisation constituent un avantage non négligeable. La plus grande vitesse et la facilité de mesure lors du travail avec des instruments à double faisceau sont utiles dans l'analyse qualitative, lorsque la densité optique doit être mesurée sur une large plage de longueurs d'onde pour obtenir un spectre. De plus, un appareil à deux faisceaux peut être facilement adapté pour l'enregistrement automatique d'une densité optique en constante évolution : tous les spectrophotomètres d'enregistrement modernes utilisent un système à deux faisceaux à cet effet.

Les instruments à simple et double faisceau conviennent aux mesures visibles et UV. Les spectrophotomètres IR produits commercialement sont toujours basés sur une conception à double faisceau, car ils sont généralement utilisés pour numériser et enregistrer une large région du spectre.

L'analyse quantitative des systèmes monocomposants est réalisée selon les mêmes méthodes qu'en photoélectrocolorimétrie :

En comparant les densités optiques des solutions étalons et tests ;

Méthode de détermination basée sur la valeur moyenne du coefficient molaire d’absorption lumineuse ;

En utilisant la méthode du graphique d'étalonnage,

et n'a pas de caractéristiques distinctives.

Spectrophotométrie en analyse qualitative

Analyse qualitative dans la partie ultraviolette du spectre. Les spectres d'absorption ultraviolette comportent généralement deux ou trois, parfois cinq bandes d'absorption ou plus. Pour identifier sans ambiguïté la substance étudiée, son spectre d'absorption dans divers solvants est enregistré et les données obtenues sont comparées aux spectres correspondants de substances similaires de composition connue. Si les spectres d'absorption de la substance étudiée dans différents solvants coïncident avec le spectre de la substance connue, il est alors possible avec un degré de probabilité élevé de tirer une conclusion sur l'identité de la composition chimique de ces composés. Pour identifier une substance inconnue par son spectre d'absorption, il est nécessaire de disposer d'un nombre suffisant de spectres d'absorption de substances organiques et inorganiques. Il existe des atlas qui montrent les spectres d'absorption de nombreuses substances, principalement organiques. Les spectres ultraviolets des hydrocarbures aromatiques ont été particulièrement bien étudiés.

Lors de l'identification de composés inconnus, il convient également de prêter attention à l'intensité de l'absorption. De nombreux composés organiques possèdent des bandes d’absorption dont les maxima sont situés à la même longueur d’onde λ, mais leurs intensités sont différentes. Par exemple, dans le spectre du phénol il existe une bande d'absorption à λ = 255 nm, pour laquelle le coefficient d'absorption molaire au maximum d'absorption est ε max = 1450. A la même longueur d'onde, l'acétone possède une bande pour laquelle ε max = 17 .

Analyse qualitative dans la partie visible du spectre. L'identification d'une substance colorée, telle qu'un colorant, peut également être effectuée en comparant son spectre d'absorption visible avec celui d'un colorant similaire. Les spectres d'absorption de la plupart des colorants sont décrits dans des atlas et des manuels spéciaux. À partir du spectre d'absorption d'un colorant, on peut tirer une conclusion sur la pureté du colorant, car dans le spectre des impuretés, il existe un certain nombre de bandes d'absorption qui sont absentes dans le spectre du colorant. A partir du spectre d'absorption d'un mélange de colorants, on peut également tirer une conclusion sur la composition du mélange, surtout si les spectres des composants du mélange contiennent des bandes d'absorption situées dans différentes régions du spectre.

Analyse qualitative dans la région infrarouge du spectre

L'absorption du rayonnement IR est associée à une augmentation des énergies vibrationnelles et rotationnelles de la liaison covalente si elle entraîne une modification du moment dipolaire de la molécule. Cela signifie que presque toutes les molécules ayant des liaisons covalentes sont, à un degré ou à un autre, capables d'être absorbées dans la région IR.

Les spectres infrarouges des composés covalents polyatomiques sont généralement très complexes : ils sont constitués de nombreuses bandes d’absorption étroites et sont très différents des spectres UV et visible conventionnels. Les différences proviennent de la nature de l’interaction entre les molécules absorbantes et leur environnement. Cette interaction (en phases condensées) affecte les transitions électroniques dans le chromophore, de sorte que les raies d'absorption s'élargissent et tendent à se fondre en larges bandes d'absorption. Dans le spectre IR, au contraire, la fréquence et le coefficient d'absorption correspondant à une liaison individuelle changent généralement peu avec les changements de l'environnement (y compris les changements dans les parties restantes de la molécule). Les lignes s'étendent également, mais pas suffisamment pour se fondre en une bande.

Généralement, lors de la construction de spectres IR, la transmission est tracée sur l'axe des y sous forme de pourcentage plutôt que de densité optique. Avec cette méthode de construction, les bandes d’absorption apparaissent comme des dépressions dans la courbe et non comme des maxima dans les spectres UV.

La formation de spectres infrarouges est associée à l'énergie vibratoire des molécules. Les vibrations peuvent être dirigées le long de la liaison de valence entre les atomes de la molécule, auquel cas elles sont appelées valence. Il existe des vibrations d'étirement symétriques, dans lesquelles les atomes vibrent dans les mêmes directions, et des vibrations d'étirement asymétriques, dans lesquelles les atomes vibrent dans des directions opposées. Si des vibrations atomiques se produisent avec une modification de l’angle entre les liaisons, elles sont appelées déformation. Cette division est très arbitraire, car lors des vibrations d'étirement, les angles se déforment à un degré ou à un autre et vice versa. L'énergie des vibrations de flexion est généralement inférieure à l'énergie des vibrations d'étirement, et les bandes d'absorption provoquées par les vibrations de flexion se situent dans la région des ondes plus longues.

Les vibrations de tous les atomes d’une molécule provoquent des bandes d’absorption propres aux molécules d’une substance donnée. Mais parmi ces vibrations on peut distinguer les vibrations de groupes d'atomes, qui sont faiblement couplées aux vibrations des atomes du reste de la molécule. Les bandes d'absorption provoquées par de telles vibrations sont appelées bandes caractéristiques. En règle générale, ils sont observés dans les spectres de toutes les molécules contenant ces groupes d'atomes. Un exemple de bandes caractéristiques sont les bandes à 2960 et 2870 cm -1. La première bande est due aux vibrations d'étirement asymétriques de la liaison C-H dans le groupe CH 3 méthyle, et la seconde est due aux vibrations d'étirement symétriques de la liaison C-H du même groupe. De telles bandes avec une légère déviation (± 10 cm -1) sont observées dans le spectre de tous les hydrocarbures saturés et, en général, dans le spectre de toutes les molécules contenant des groupes CH 3.

D'autres groupes fonctionnels peuvent influencer la position de la bande caractéristique et la différence de fréquence peut aller jusqu'à ±100 cm -1, mais de tels cas sont peu nombreux et peuvent être pris en compte sur la base des données de la littérature.

L'analyse qualitative dans la région infrarouge du spectre est réalisée de deux manières.

1. Prenez un spectre d'une substance inconnue dans la région de 5 000 à 500 cm -1 (2 à 20 μ) et recherchez un spectre similaire dans des catalogues ou des tableaux spéciaux. (ou en utilisant des bases de données informatiques)

2. Dans le spectre de la substance étudiée, des bandes caractéristiques sont recherchées, à partir desquelles on peut juger de la composition de la substance.

Basé sur l’absorption des rayons X par les atomes. La spectrophotométrie ultraviolette est la méthode d'analyse par absorption la plus simple et la plus utilisée en pharmacie. Il est utilisé à toutes les étapes de l'analyse pharmaceutique des médicaments (tests d'authenticité, de pureté, détermination quantitative). Un grand nombre de méthodes d'analyse qualitative et quantitative ont été développées...

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L'une des tâches les plus importantes de la chimie pharmaceutique est le développement et l'amélioration des méthodes d'évaluation de la qualité des médicaments.

Pour établir la pureté des substances médicinales, diverses méthodes d'analyse physiques, physico-chimiques, chimiques ou une combinaison de celles-ci sont utilisées.

Le Fonds mondial propose les méthodes suivantes pour le contrôle de la qualité des médicaments.

Méthodes physiques et physico-chimiques. Ceux-ci comprennent : la détermination des températures de fusion et de solidification, ainsi que les limites de température de distillation ; détermination de la densité, de l'indice de réfraction (réfractométrie), de la rotation optique (polarimétrie) ; spectrophotométrie - ultraviolet, infrarouge ; photocolorimétrie, spectrométrie d'émission et d'absorption atomique, fluorimétrie, spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, spectrométrie de masse ; chromatographie - adsorption, distribution, échange d'ions, gaz, liquide haute performance ; électrophorèse (frontale, zonale, capillaire) ; méthodes électrométriques (détermination potentiométrique du pH, titrage potentiométrique, titrage ampérométrique, voltamétrie).

De plus, il est possible d'utiliser des méthodes alternatives à celles de la pharmacopée, qui présentent parfois des caractéristiques analytiques plus avancées (rapidité, précision de l'analyse, automatisation). Dans certains cas, une entreprise pharmaceutique achète un dispositif basé sur une méthode non encore incluse dans la Pharmacopée (par exemple, la méthode de spectroscopie Raman - dichroïsme optique). Parfois, il est conseillé de remplacer la technique chromatographique par une technique spectrophotométrique lors de la détermination de l'authenticité ou du test de pureté. La méthode de la pharmacopée permettant de déterminer les impuretés de métaux lourds par précipitation sous forme de sulfures ou de thioacétamides présente un certain nombre d'inconvénients. Pour déterminer les impuretés de métaux lourds, de nombreux fabricants introduisent des méthodes d'analyse physique et chimique telles que la spectrométrie d'absorption atomique et la spectrométrie d'émission atomique à plasma inductif.

Une constante physique importante caractérisant l’authenticité et le degré de pureté d’un médicament est le point de fusion. Une substance pure a un point de fusion distinct, qui change en présence d'impuretés. Pour les substances médicinales contenant une certaine quantité d'impuretés acceptables, le Fonds d'État régule la plage de température de fusion dans la limite de 2 °C. Mais conformément à la loi de Raoult (AT = iK3C, où AT est la diminution de la température de cristallisation ; K3 est la constante cryoscopique ; C est la concentration) à i = 1 (non électrolyte), la valeur de AG ne peut pas être la même pour toutes les substances. Cela est dû non seulement à la teneur en impuretés, mais également à la nature du médicament lui-même, c'est-à-dire à la valeur de la constante cryoscopique K3, qui reflète la diminution molaire de la température de fusion du médicament. Ainsi, à la même AT = 2 °C pour le camphre (K3 = 40) et le phénol (K3 = 7,3), les fractions massiques d'impuretés ne sont pas égales et sont respectivement de 0,76 et 2,5 %.

Pour les substances qui fondent avec décomposition, la température à laquelle la substance se décompose et un changement brusque de son aspect se produit est généralement spécifiée.

Un intervalle plus large indique la présence d'impuretés.

De nombreux articles privés du Fonds d'État X fournissent des valeurs acceptables de densité, et moins souvent de viscosité, confirmant l'authenticité et la bonne qualité du médicament.

Presque tous les articles privés du Fonds mondial X standardisent un indicateur de qualité des médicaments tel que la solubilité dans divers solvants. La présence d'impuretés dans un médicament peut affecter sa solubilité, la réduisant ou l'augmentant selon la nature de l'impureté.

Les critères de pureté incluent également la couleur du médicament et/ou la transparence des formes galéniques liquides.

Un certain critère de pureté d'un médicament peut être constitué de constantes physiques telles que l'indice de réfraction d'un faisceau lumineux dans une solution de la substance à tester (réfractométrie) et la rotation spécifique, en raison de la capacité d'un certain nombre de substances ou de leurs solutions à tourner. le plan de polarisation lorsque la lumière polarisée dans le plan les traverse (polarimétrie). Les méthodes de détermination de ces constantes appartiennent aux méthodes d'analyse optique et sont également utilisées pour établir l'authenticité et l'analyse quantitative des médicaments et de leurs formes posologiques.

Un critère important pour la bonne qualité d’un certain nombre de médicaments est leur teneur en eau. Une modification de cet indicateur (notamment pendant le stockage) peut modifier la concentration de la substance active et, par conséquent, l'activité pharmacologique et rendre le médicament impropre à l'utilisation.

Méthodes chimiques. Il s'agit notamment des réactions qualitatives d'authenticité, de solubilité, de détermination des substances volatiles et de l'eau, de la détermination de la teneur en azote des composés organiques, des méthodes titrimétriques (titrage acide-base, titrage dans des solvants non aqueux, complexométrie), de la nitritométrie, de l'indice d'acide, de l'indice de saponification. , indice d'éther, indice d'iode, etc.

Méthodes biologiques. Les méthodes biologiques de contrôle de la qualité des médicaments sont très diverses. Ceux-ci incluent des tests de toxicité, de stérilité et de pureté microbiologique.

Pour effectuer l'analyse physico-chimique des produits intermédiaires, des substances médicamenteuses et des formes posologiques finies lors du contrôle de leur qualité pour vérifier leur conformité aux exigences de la loi fédérale, le laboratoire de contrôle et d'analyse doit être équipé de l'ensemble minimum d'équipements et d'instruments suivant :

Spectrophotomètre IR (pour déterminer l'authenticité) ;

spectrophotomètre pour la spectrométrie dans le domaine visible et UV (identification, quantification, uniformité du dosage, solubilité) ;

équipements pour chromatographie sur couche mince (CCM) (détermination de l'authenticité, impuretés associées) ;

chromatographe pour chromatographie liquide haute performance (HPLC) (identification, quantification, détermination des impuretés associées, uniformité du dosage, solubilité) ;

chromatographe gaz-liquide (GLC) (teneur en impuretés, détermination de l'uniformité du dosage) ;

polarimètre (identification, quantification) ;

potentiomètre (mesure du pH, détermination quantitative) ;

spectrophotomètre d'absorption atomique (analyse élémentaire des métaux lourds et des non-métaux) ;

Titreur K. Fischer (détermination de la teneur en eau) ;

dérivatographe (détermination de la perte de poids au séchage).

Comme on le sait, l'analyse pharmacopée vise à établir l'authenticité, à déterminer la pureté et à quantifier le ou les ingrédients actifs d'une forme galénique complexe. Bien que chacune de ces étapes d’analyse pharmacopée résolve son problème spécifique, elles ne peuvent être considérées isolément. Ainsi, réaliser une réaction d’authenticité donne parfois une réponse à la présence ou à l’absence d’une impureté particulière. Dans la préparation PAS-Na, une réaction qualitative est réalisée avec une solution de chlorure de fer (III) (en tant que dérivé de l'acide salicylique, il forme une couleur rouge violet). Mais l'apparition d'un précipité dans cette solution au bout de trois heures indique la présence d'un mélange d'acide 5-aminosalicylique, qui n'est pas pharmacologiquement actif. De tels exemples sont cependant assez rares.

La détermination de certaines constantes - point de fusion, densité, taux d'absorption spécifique - permet de tirer simultanément une conclusion sur l'authenticité et la pureté d'une substance donnée. Les méthodes de détermination de certaines constantes pour différents médicaments étant identiques, nous les étudions dans le cadre de méthodes générales d'analyse. Vous aurez besoin d'une connaissance des fondements théoriques et de la capacité de prendre des décisions lors de l'analyse ultérieure de divers groupes de médicaments.

L'analyse pharmacopée fait partie intégrante de l'analyse pharmaceutique et constitue un ensemble de méthodes d'étude des médicaments et des formes posologiques, définies dans la Pharmacopée d'État et autres ND (FS, FSP, GOST) et utilisées pour déterminer l'authenticité, la pureté et l'analyse quantitative.

Lors du contrôle qualité des médicaments, des méthodes d'analyse physiques, physico-chimiques, chimiques et biologiques sont utilisées. Les tests ND comprennent plusieurs étapes principales :

description;

solubilité;

authenticité;

constantes physiques (points de fusion, d'ébullition ou de distillation, indice de réfraction, rotation spécifique, densité, caractéristiques spectrales) ;

transparence et couleur des solutions ;

acidité ou alcalinité, pH de la solution ;

détermination des impuretés;

perte de poids au séchage ;

cendres sulfatées;

quantification.

Selon la nature du médicament, certains de ces tests peuvent être soit absents, soit d'autres inclus, comme l'indice d'acidité, l'indice d'iode, l'indice de saponification, etc.

Une monographie de pharmacopée privée pour tout médicament commence par une section "Description", qui caractérise principalement les propriétés physiques d'une substance :

état d'agrégation (solide, liquide, gaz), si la substance est un solide, alors le degré de sa dispersion (cristallin fin, cristallin grossier) et la forme des cristaux (en forme d'aiguille, cylindrique) sont déterminés.

couleur de la substance – un indicateur important d’authenticité et de pureté. La plupart des médicaments sont incolores, c’est-à-dire blancs. Coloration visuelle lors de la détermination de l'état d'agrégation. Une petite quantité de la substance est placée en couche mince sur une boîte de Pétri ou un verre de montre et vue sur un fond blanc. Dans le Fonds d'État X1, il y a un article « Détermination du degré de blancheur des médicaments en poudre ». La détermination est effectuée par la méthode instrumentale utilisant des photomètres spéciaux « Specol-10 ». Elle est basée sur les caractéristiques spectrales de la lumière réfléchie par un échantillon de drogue. Ils mesurent ce qu'on appelle coefficient de reflexion– le rapport entre l’amplitude du flux lumineux réfléchi et l’amplitude du flux lumineux incident. Les réflectances mesurées permettent de déterminer la présence ou l'absence d'une couleur ou d'une teinte grisâtre dans des substances en calculant le degré de blancheur (α) et le degré de luminosité (β). Étant donné que l'apparition de nuances ou un changement de couleur est, en règle générale, une conséquence de processus chimiques - oxydation, réduction, même cette étape initiale de l'étude des substances nous permet de tirer des conclusions. Ce la méthode est exclue de l'édition GF X11.

Odeur rarement déterminé immédiatement après l'ouverture du colisà une distance de 4 à 6 cm. Pas d'odeur après avoir ouvert le colis immédiatement selon la méthode: 1 à 2 g de la substance sont répartis uniformément sur un verre de montre d'un diamètre de 6 à 8 cm et après 2 minutes, l'odeur est déterminée à une distance de 4 à 6 cm.

Il peut y avoir des instructions dans la section "Description" sur la possibilité de changements dans les substances pendant le stockage. Par exemple, dans la préparation de chlorure de calcium, il est indiqué qu'il est très hygroscopique et se dissout dans l'air, et l'iodure de sodium - dans l'air, il devient humide et se décompose avec libération d'iode ; hydrates cristallins, en cas d'altération ou de non-respect des conditions de la cristallisation en production, n'aura plus l'aspect ni la forme des cristaux désirés, ni la couleur.

Ainsi, l'étude de l'apparence d'une substance est la première, mais très importante étape de l'analyse des substances, et il est nécessaire de pouvoir associer les changements d'apparence à d'éventuels changements chimiques et tirer la bonne conclusion.

Solubilité(GF XI, numéro 1, p. 175, GF XII, numéro 1, p. 92)

La solubilité est un indicateur important de la qualité d’une substance médicamenteuse. En règle générale, le RD contient une certaine liste de solvants qui caractérisent le mieux cette propriété physique afin qu'à l'avenir, elle puisse être utilisée pour évaluer la qualité à l'une ou l'autre étape de l'étude de cette substance médicinale. Ainsi, la solubilité dans les acides et les alcalis est caractéristique des composés amphotères (oxyde de zinc, sulfamides), des acides et bases organiques (acide glutamique, acide acétylsalicylique, codéine). Un changement de solubilité indique la présence ou l'apparition lors du stockage d'impuretés moins solubles, ce qui caractérise un changement de sa qualité.

Dans SP XI, la solubilité signifie non pas une constante physique, mais une propriété exprimée par des données approximatives et servant aux caractéristiques approximatives des médicaments.

Outre le point de fusion, la solubilité d'une substance à température et pression constantes est un des paramètres, selon lequel ils établissent authenticité et pureté (bonne qualité) de presque tous les médicaments.

Il est recommandé d'utiliser des solvants de polarités différentes (généralement trois) ; L'utilisation de solvants à bas point d'ébullition et inflammables (éther diéthylique) ou très toxiques (benzène, chlorure de méthylène) n'est pas recommandée.

Pharmacopée XI éd. accepté deux façons d'exprimer la solubilité :

En parties (rapport substance/solvant). Par exemple, pour le chlorure de sodium selon la FS, la solubilité dans l'eau est exprimée dans un rapport de 1:3, ce qui signifie qu'il ne faut pas plus de 3 ml d'eau pour dissoudre 1 g de substance médicamenteuse.

En termes conventionnels(GF XI, p. 176). Par exemple, pour le salicylate de sodium présent dans le PS, la solubilité est donnée en termes conditionnels : "très facilement soluble dans l'eau". Cela signifie que pour dissoudre 1 g d'une substance, il faut jusqu'à 1 ml d'eau.

Pharmacopée XII édition uniquement au conditionnel (en termes de 1 g)

Les termes conventionnels et leurs significations sont donnés dans le tableau. 1. (GF XI, numéro 1, p. 176, GF XII, numéro 1, p. 92).

Termes conventionnels de solubilité

Conditions conditionnelles	Abréviations	Quantité de solvant (ml), nécessaire à la dissolution 1g substance
Très facilement soluble
Facilement soluble		Plus de 1 à 10
Dissolvons-nous
Modérément soluble
Légèrement soluble		» 100 à 1000
Très légèrement soluble		» 1000 à 10000
Pratiquement insoluble

Le terme conditionnel correspond à une certaine plage de volumes de solvant (ml), dans laquelle devrait se produire la dissolution complète d'un gramme de substance médicamenteuse.

Le processus de dissolution est effectué dans des solvants à température 20°С. Afin d'économiser la substance médicinale et le solvant, la masse du médicament est pesée de telle manière (avec une précision de 0,01 g) que pas plus de 100 ml ne soient dépensés pour établir la solubilité de l'eau, et pas plus de 10- 20 ml de solvants organiques.

Substance médicinale (substance) considéré comme soluble , si aucune particule de la substance n'est détectée dans la solution lorsqu'elle est observée en lumière transmise.

Méthodologie . (1 voie). Une masse pesée du médicament, préalablement broyée en une fine poudre, est ajoutée à un volume mesuré de solvant correspondant à son volume minimum et secouée. Ensuite, conformément au tableau. 1, ajoutez progressivement le solvant jusqu'à son volume maximum et agitez continuellement pendant 10 minutes. Passé ce délai, aucune particule de la substance ne doit être détectable à l’œil nu dans la solution. Par exemple, pesez 1 g de benzoate de sodium, placez-le dans un tube à essai avec 1 ml d'eau, agitez et ajoutez progressivement 9 ml d'eau, car le benzoate de sodium est facilement soluble dans l'eau (de 1 à 10 ml).

Pour une dissolution lente les médicaments qui nécessitent plus de 10 minutes pour une dissolution complète, Le chauffage au bain-marie jusqu'à 30°C est autorisé. L'observation est effectuée après refroidissement de la solution à 20°C et agitation vigoureuse pendant 1 à 2 minutes. Par exemple, la caféine est lentement soluble dans l'eau (1:60), la codéine est lentement et légèrement soluble dans l'eau (100-1000), le gluconate de calcium est lentement soluble dans 50 parties d'eau, le lactate de calcium est lentement soluble dans l'eau, l'acide borique est lentement soluble dans 7 parties de .glycérine.

Méthode 2. La solubilité, exprimée en parties, indique le volume de solvant en ml nécessaire pour dissoudre 1 g d'une substance.

Méthodologie. (2ème méthode) La masse de médicament pesée sur une balance manuelle est dissoute dans le volume ND spécifié de solvant. Il ne doit y avoir aucune particule de substance non dissoute dans la solution.

La solubilité en partie est indiquée dans les monographies de la pharmacopée pour les médicaments suivants : acide borique(dissoudre dans 25 parties d'eau, 25 parties d'alcool, 4 parties d'eau bouillante) ; Iodure de potassium(soluble dans 0,75 partie d'eau, 12 parties d'alcool et 2,5 parties de glycérine) ; bromure de sodium(soluble dans 1,5 parties d'eau, 10 parties d'alcool) ; bromure de potassium(soluble dans 1,7 partie d'eau et d'alcool mélangé) ; chlorure de potassium et chlorure de sodium(r. dans 3 heures d'eau).

Dans le cas de tests, par exemple sur le bromure de sodium, procéder comme suit : peser 1 g de bromure de sodium sur une balance manuelle, ajouter 1,5 ml d'eau et agiter jusqu'à dissolution complète.

Monographie de la pharmacopée générale" Solubilité » L'édition SP XII est complétée par une description des méthodes permettant de déterminer la solubilité des substances dont la solubilité est inconnue et connue.

Point de fusion (T ° PL)

Le point de fusion est une constante caractérisant propreté substance et en même temps son authenticité. On sait en physique que le point de fusion est la température à laquelle la phase solide d'une substance est en équilibre avec la matière fondue. La substance pure a un point de fusion clair. Étant donné que les médicaments peuvent contenir une petite quantité d’impuretés, nous n’obtiendrons plus une image aussi claire. Dans ce cas, l'intervalle auquel la substance fond est déterminé. Habituellement, cet intervalle se situe entre 2 ◦ C. Un intervalle plus étendu indique la présence d'impuretés dans des limites inacceptables.

Selon la formulation du Fonds d'État X1 sous point de fusion les substances comprennent l'intervalle de température entre le début de la fusion (l'apparition de la première goutte de liquide) et la fin de la fusion (le passage complet de la substance à l'état liquide).

Si la substance a un début ou une fin de fusion incertaine, déterminer température juste au début ou à la fin de la fusion. Parfois, une substance fond avec décomposition, dans ce cas, elle est déterminée température de décomposition, c'est-à-dire la température à laquelle cela se produit changement soudain de substance(par exemple moussant).

Méthodes détermination du point de fusion

Le choix de la méthode est dicté deux points:

stabilité de la substance lorsqu'elle est chauffée et

capacité à être réduit en poudre.

Selon l'édition GF X1, il existe 4 façons de déterminer T ° PL:

Méthode 1 – pour les substances pouvant être réduites en poudre et stables lorsqu’elles sont chauffées

Méthode 1a – pour les substances pouvant être réduites en poudre, Pas résistant à la chaleur

Méthodes 2 et 3 - pour les substances qui ne triturent pas en poudre

Les méthodes 1, 1a et 2 impliquent l'utilisation de 2 appareils :

PTP ( dispositif pour déterminer Tmel) : familier du cours de chimie organique, il permet de déterminer le point de fusion des substances contenues dans à partir de 20 ◦ Jusqu'à 360 ◦ AVEC

Dispositif constitué d'un ballon à fond rond dans lequel est scellé un tube à essai, dans lequel est inséré un thermomètre auquel est fixé un capillaire contenant la substance de départ.. Le ballon extérieur est rempli aux ¾ du volume avec du liquide de refroidissement :

eau (permet de déterminer Tmelt jusqu'à 80 ◦ C),

Huile de vaseline ou silicones liquides, acide sulfurique concentré (permet de déterminer la Tfondre jusqu'à 260 ◦ C),

un mélange d'acide sulfurique et de sulfate de potassium dans un rapport de 7:3 (permet de déterminer Tmel au-dessus de 260 ◦ C)

La technique est générale, quel que soit l’appareil.

Une substance sèche finement broyée est placée dans un capillaire de taille moyenne (6 à 8 cm) et introduite dans l'appareil à une température inférieure de 10 degrés à celle prévue. Après avoir ajusté le taux d'augmentation de la température, la plage de température des changements de la substance dans le capillaire est enregistrée. En même temps, au moins 2 déterminations sont effectuées et la moyenne arithmétique est prise.

Le point de fusion est déterminé non seulement pour les substances pures, mais aussi pour leurs dérivés– les oximes, hydrazones, bases et acides isolés de leurs sels.

Contrairement au GF XI au GF XIIéd. température de fusion dans la méthode capillaire moyens pas l'intervalle entre le début et la fin de la fonte, mais température de fusion finale , ce qui est conforme à la Pharmacopée Européenne.

Limites de température de distillation (T° kip.)

La valeur GF est définie comme intervalle entre les points d'ébullition initial et final à pression normale. (101,3 kPa – 760 mmHg). L'intervalle est généralement de 2°.

Sous initiale Point d'ébullition comprendre la température à laquelle les cinq premières gouttes de liquide sont distillées dans le récepteur.

Sous la finale– la température à laquelle 95 % du liquide passe dans le récepteur.

Un intervalle plus long que celui indiqué dans le FS correspondant indique la présence d'impuretés.

Le dispositif de détermination du TPP se compose de

un ballon résistant à la chaleur avec un thermomètre dans lequel est placé le liquide,

réfrigérateur et

ballon récepteur (éprouvette graduée).

Chambre du Commerce et de l'Industrie, observé expérimentalement conduit à une pression normale selon la formule :

Tispr = Tnabl + K (r – r 1)

Où : p – pression barométrique normale (760 mm Hg)

р 1 – pression barométrique pendant l'expérience

K – augmentation du point d'ébullition pour 1 mm de pression

Ainsi, en déterminant les limites de température de distillation, déterminez authenticité et pureté éther, éthanol, chloroéthyle, fluorothane.

GFS CA XII" Détermination des limites de température pour la distillation » complété par une définition points d'ébullition et dans le privé, FS recommande de déterminer solidification ou point d’ébullition pour les médicaments liquides.

Densité(GF XI, numéro 1, p. 24)

Densité est la masse par unité de volume d'une substance. Exprimé en g/cm3.

ρ = m/ V

Si la masse est mesurée en grammes et le volume en cm3, alors la densité est la masse de 1 cm3 d'une substance.

La densité est déterminée à l'aide d'un pycnomètre (jusqu'à 0,001). ou hydromètre (précision de mesure jusqu'à 0,01)

Pour la conception des appareils, voir l'édition GF X1.