Использование хроматографических методов в фармацевтическом анализе. Часть 1
Гомогенизатор лабораторный пилотный HMG Pharma Test |
Компания «Аналитэксперт» занимается продажей различного лабораторного оборудования, включая анализаторы и пилотные установки для фармацевтических предприятий. Вся сложная техника проходит предпродажную проверку, устанавливается на площади заказчика, настраивается и передается в эксплуатацию полностью готовой к использованию. Если нужно, то проводится обучение персонала особенностям работы с новым аппаратом. Опытные установки создаются на базе универсального привода, к которому крепятся сменные насадки. Это может быть шаровая лабораторная мельница BM-5 Pharma Test, мельница для приготовления мазей и кремов TRM-S Pharma Test, пилотный лабораторный гомогенизатор для приготовления эмульсий HMG Pharma Test и другие устройства. Благодаря компактным размерам и высокой производительности, они незаменимы при приготовлении лекарственных средств в условиях лаборатории или небольшого производства. С их помощью можно производить сухие и жидкие препараты, можно отработать технологию изготовления, заранее выявить узкие места и убедиться в том, что полученный продукт полностью соответствует нужным требованиям. |
Очень важной задачей любого фармацевтического производства является подтверждение состава полученного препарата. Для анализов применяют различные методы и приборы. В последнее время все более востребованными стали разные виды хроматографического анализа. Они отличаются высокой точностью, воспроизводимостью, универсальностью и эффективностью. Поэтому данную статью мы посвятим описанию хроматографических методов в фармацевтическом анализе, а также устройств, с помощью которых хроматографию выполняют.
Хроматография как аналитический метод
Хроматография — это аналитический метод, основанный на разделении веществ на компоненты. Разделение происходит путем распределения отдельных ингредиентов вещества или смеси веществ между фазами, как правило, между подвижной (жидкой или газообразной) и неподвижной (твердым сорбентом). Название «хроматография» ему дал российский ученый М.Цвет, который первоначально разработал этот метод для разделения интенсивно окрашенных пигментов растительного происхождения.
На практике метод хроматографии выглядит следующим образом. В колонку (высокий узкий сосуд), заполненную сорбентом (неподвижная фаза) наливают исследуемое вещество, растворенное в подходящем растворителе (подвижная фаза). Поток подвижной фазы под действием гравитации начинает протекать сквозь сорбент. Часть ингредиентов смеси сорбируется и в данном месте колонки устанавливается равновесие между фазами. Такая секция колонки называется «тарелкой». В это время подвижная фаза с оставшимися компонентами смеси продолжает протекать через сорбент и в какой-то момент между другим ингредиентом опять образуется равновесное состояние. И так происходит до самого конца колонки. Эта схема называется «теорией тарелок».
На выходе из колонки стоит детектор, который регистрирует количество выходящего вещества и определяет концентрацию данного компонента в исходной смеси. После того, как все исходное вещество прошло через колонку, по показаниям детектора строится хроматограмма.
Быстрее всего (первым) до низа доходит ингредиент, который хуже всего сорбируется в колонке. И наоборот, последним на детектор поступает компонент, который сорбировался первым.
Описанная схема сильно упрощена, но позволяет понять принцип распределения и разделения веществ методом хроматографии.
Из схемы можно сделать вывод, что эффективность колонки и самого метода зависит от типов подвижной и неподвижной фазы, т.е. от выбора растворителя и сорбента. Их подбирают, в зависимости от свойств ингредиентов анализируемого вещества. Чем больше сродство ингредиента к выбранному сорбенту и чем меньше к растворителю, тем медленнее этот ингредиент будет перемещаться по колонке. При этом важно, чтобы исследуемое вещество растворялось в растворителе и взаимодействовало с сорбентом. В противном случае, разделение вещества на ингредиенты не произойдет.
Классификация методов хроматографии
Хроматографические методы, применяемые в фармацевтическом анализе, можно разделить по нескольким признакам.
- По типу подвижной фазы: газ (газовая Х.), жидкость (жидкостная Х., ВЭЖХ — высокоэффективная жидкостная Х.), смешанная ГЖХ — газожидкостная Х.
- По способу разделения: адсорбционная, распределительная, осадочная, ионообменная.
- По виду сорбционного слоя: колоночная, плоскостная (планарная).
Газовый хроматограф Shimadzu GC-2014 |
Газовая Х. — это способ разделения и анализа газообразных, твердых и жидких летучих веществ с молекулярной массой не более 400. Чаще всего — для разделения газообразных органических веществ или веществ, которые предварительно переводят в газообразное состояние. Метод основан на различии в летучести и сорбируемости компонентов исследуемого вещества, которое вводится в поток газа. Классическая газовая Х. подразумевает твердую неподвижную фазу и газообразную подвижную. Вариантом газовой Х. является газо-жидкостная Х. Неподвижной фазой выступает нелетучая жидкость на инертном носителе, а подвижной — газ. Метод основан на различии в растворимости ингредиентов газа в жидкости. |
Этот список далеко не полный. Существует много других критериев, по которым делят различные методы хроматографического анализа. Например, по способу ввода проб в колонку, по виду колонок, по способу сорбции и т.п.
В жидкостной Х. и ВЭЖХ в качестве подвижной фазы выступает жидкость, а неподвижной фазы — твердый сорбент. Эти методы анализа отличаются высокой точностью и воспроизводимостью результатов, позволяют разделять сложные многокомпонентные лекарственные средства на отдельные ингредиенты высокой степени чистоты. В настоящее время, это один из самых популярных методов анализа в фармацевтике.
Жидкостной хроматограф Shimadzu LC-20 Prominence
Колоночная Х. использует распределительные колонки, заполненные сорбентом.
Планарная Х. бывает бумажной или тонкослойной. В бумажной — неподвижную фазу, как правило, воду наносят на специальную бумагу. Потом на нее подается исследуемое вещество, растворенное в растворителе. И разделение происходит между водой и подвижной фазой (растворителем).
Тонкослойная Х. (ТСХ) использует в качестве неподвижной фазы тонкий слой сорбента, нанесенного на инертную поверхность. Этот тип анализа более точный и чувствительный, чем бумажная Х. Кроме этого, ТСХ проще в исполнении, пластинки с сорбентом долговечнее бумажных, устойчивы к нагреванию и разным реактивам, позволяют проводить анализ более широкого спектра веществ. ТСХ часто комбинируют с другими методами фармацевтического анализа, например, со спектрометрическими.
Адсорбционная Х. основана на разной способности ингредиентов адсорбироваться на сорбенте.
Распределительная Х. основана на различной растворимости ингредиентов в подвижной и неподвижной фазе.
Ионообменная Х. использует разные константы ионообменного равновесия для ингредиентов.
Осадочная Х. разделяет компоненты смеси в зависимости от растворимости осадков в растворителе (подвижной фазе).