Несмотря на наличие разных групп антибиотиков, а также новых синтетических антибактериальных препаратов, пенициллины продолжают занимать значительное место в терапии инфекционных болезней. Ампициллин и амоксициллин относятся к полусинтетическим пенициллинам, применяемым парентерально и энтерально, отличаются широким спектром действия, причем амоксициллин характеризуется значительно улучшенной фармакокинетикой при приёме внутрь и во всем мире является ведущим пероральным антибиотиком [2].
Содержание воды в фармацевтической субстанции является одним из важных показателей, необходимых для закладки действующего вещества при изготовлении лекарственных форм, а также при контроле качества готовой продукции. Особенно этот параметр важен для гигроскопичных субстанций (ампициллина натриевая соль) и кристаллогидратов (ампициллина тригидрат и амоксициллина тригидрат), так как возможно протекание таких побочных процессов, как выветривание кристаллизационной воды в кристаллогидратах, гидролиз солей, что непременно будет влиять на содержание действующего вещества и такие характеристики, как сыпучесть, прессуемость и т.д. Для определения воды в субстанциях аминопенициллинов и их препаратах Фармакопеей США рекомендовано использовать волюмометрическое титрование по методу Фишера (табл. 1) [3].
Таблица 1
Содержание воды в аминопенициллинах согласно требованиям Фармакопеи США [3]
|
Активное вещество |
Форма выпуска |
Содержание воды |
|
Ампициллина натриевая соль |
Субстанция |
Не более 2,0% |
|
Порошок для приготовления раствора для внутривенного и внутримышечного введения |
Не более 2,0% |
|
|
Ампициллина тригидрат |
Субстанция |
12,0-15,0% |
|
Таблетки |
9,5-12,0% |
|
|
Амоксициллина тригидрат |
Субстанция |
11,5-14,5% |
|
Капсулы |
Не более 14,5% |
|
|
Для приготовления суспензии для приема внутрь |
Не более 3,0% |
Перспективно применение кулонометрического титрования при постоянной силе тока (гальваностатическая кулонометрия), которая имеет ряд преимуществ перед классическим волюмометрическим титрованием по Фишеру и отличается высокой точностью и воспроизводимостью [1]. В отличие от волюмометрического титрования в гальваностатической кулонометрии йод не поступает в ячейку извне, а образуется на аноде при электролизе йодидсодержащих соединений, входящих в состав фонового электролита. В связи с этим нет необходимости в стандартизации титранта. К тому же в кулонометрической ячейке можно проводить до ста определений без замены фонового электролита, что существенно уменьшает стоимость анализа.
Целью данного исследования явилась разработка методики кулонометрического определения содержания воды по методу Фишера в субстанциях амоксициллина, ампициллина и их лекарственных формах.
Материалы и методы
Объектами исследования являлись субстанции амоксициллина тригидрата («Жухай Юнайтед Лабораториз Ко, Лтд», Китай), ампициллина тригидрата («Шицзячжуан Фарм Групп Хэбэй Чжун-жунь Фармасьютикл Ко., Лтд», Китай) и ампициллина натриевой соли («Ауробиндо Фарма Лтд», Индия), лекарственные формы: таблетки, капсулы, гранулы для приготовления суспензии для приема внутрь и порошок для приготовления раствора для внутривенного и внутримышечного введения различных производителей.
Определение воды по методу Фишера проводили на кулонометре «Эксперт-007» (Эконикс-Эксперт, Россия). Одним из основных блоков прибора является кулонометрическая ячейка, состоящая из большего по объему анодного отделения, в котором протекает реакция Фишера, и меньшего катодного отделения. В каждое отделение опущен платиновый электрод. Анодная камера заполняется анолитом, в качестве которого используется модифицированный реактив Фишера – КФИ Анод (Акваметрия, Россия), катодная – католитом КФИ-Катод (Акваметрия, Россия). Камеры разделены диафрагмой, предотвращающей смешение двух растворов. Конечную точку титрования определяли бипотенциометрически. Изоляция внутреннего объема ячейки от атмосферной влаги достигалась герметизацией шлифовых соединений и использованием осушительной трубки, которую заполняли индикаторным силикагелем (ГОСТ 8984-75). Контроль герметичности кулонометрической ячейки проводили путем измерения дрейфа, который не превышал 0,05 мг H2O/мин. Правильность определения воды проверяли по стандартному раствору HYDRANALÒ-Check Solution 1.00 с содержанием воды 1,00±0,03 мг H2O/г (Fluka, Германия). В качестве растворителя использовали КФИ-Анод (для субстанции и препаратов амоксициллина и ампициллина тригидрата) и карбинол (для субстанции и препаратов ампициллина натрия) с содержанием воды не более 0,05%. Растворы готовили с содержанием воды 1 мг в 0,5 мл приготовленного раствора для амоксициллина и ампициллина тригидрата и 1 мг в 1 мл для ампициллина натрия. Для растворения субстанций амоксициллина тригидрата и ампициллина тригидрата, а также их лекарственных форм использовали лабораторный шейкер Vortex Genius 3 (IKA, Германия). Взвешивание проводили на аналитических весах HTR-220CE (Shinko Denshi, Япония). Время кулонометрического титрования пробы с содержанием воды 1 мг - около 4 минут.
Методика кулонометрического определения воды в аминопенициллинах. В кулонометрическую ячейку вносят 0,5-1 мл приготовленного раствора шприцем, который взвешивают до и после ввода пробы. Время перемешивания – 10 с. По окончании измерения содержание воды в пробе в мг выводится на цифровой дисплей кулонометра автоматически. Параллельно проводят контрольный опыт и вычисляют содержание воды в испытуемом веществе в процентах.
Результаты и их обсуждение
Реакция Фишера протекает только тогда, когда в растворе присутствуют два активных компонента − йод и диоксид серы [4; 5]. И если йод постоянно генерируется из йодидсодержащих соединений, находящихся в фоновом электролите, и затем вновь восстанавливается до иодид-ионов, то диоксид серы, содержащийся в фоновом электролите, постепенно заканчивается. В связи с этим было предложено использовать в качестве растворителя рабочий раствор КФИ-Анод, содержащий диоксид серы (IV), что позволит восполнять его содержание в фоновом электролите.
На воспроизводимость метода существенно влияет герметичность кулонометрической ячейки, и введение пробы в виде порошка нежелательно, поэтому исследуемые образцы вводили в виде раствора с помощью шприца через силиконовую прокладку порта ввода. В тех случаях, когда образец представляет собой нерастворимое вещество (например, при определении воды в таблетках, капсулах и гранулах, содержащих нерастворимые вспомогательные вещества), воду экстрагировали с использованием соответствующего растворителя, и для анализа брали надосадочную жидкость.
Содержание воды определяли на трех уровнях концентрации субстанций в диапазоне 70-130% от уровня, принятого за 100% (табл. 2), и в 6 навесках на среднем уровне (табл. 3). Относительное стандартное отклонение не превышало 0,02. Относительная ошибка среднего составила 1%. Полученные результаты позволили предложить методику кулонометрического определения воды в лекарственных формах.
Таблица 2
Определение воды на трёх уровнях концентрации в субстанциях (n=5, Р=95%)
|
Субстанция |
Содержание субстанции в пробе, % |
Найдено воды, % |
Sr |
|
Ампициллина натриевая соль |
7,0 10,0 13,0 |
0,87±0,02 0,87±0,01 0,87±0,01 |
0,017 0,009 0,012 |
|
Ампициллина тригидрат |
1,0 1,5 2,0 |
12,8±0,1 12,9±0,1 12,9±0,2 |
0,009 0,010 0,016 |
|
Амоксициллина тригидрат |
1,0 1,5 2,0 |
12,89±0,02 12,95±0,02 12,96±0,02 |
0,011 0,011 0,013 |
Таблица 3
Метрологические характеристики определения воды на среднем уровне концентрации в субстанциях аминопенициллинов (n=6, Р=95%)
|
Субстанция |
Найденное содержание воды, % |
Xср |
S |
Sr |
Sx ср |
DXср |
eср, % |
|
Ампициллина натриевая соль |
0,86; 0,88; 0,87; 0,89; 0,87; 0,87 |
0,87 |
0,00011 |
0,009 |
0,0042 |
0,009 |
1 |
|
Ампициллина тригидрат |
13,11; 12,96; 12,87; 13,02; 12,77; 12,80 |
12,92 |
0,1320 |
0,010 |
0,0539 |
0,14 |
1 |
|
Амоксициллина тригидрат |
12,91; 12,99; 12,84; 13,07; 13,13; 12,77 |
12,95 |
0,1375 |
0,011 |
0,0561 |
0,14 |
1 |
Учитывая, что некоторые вспомогательные вещества таблеток, капсул и гранул для приготовления суспензии не растворяются в выбранном растворителе и для того, чтобы убедиться, что предложенная методика позволяет определять как кристаллизационную, так и гигроскопическую воду в них, было проведено определение воды в зависимости от времени растворения навески из лекарственной формы. Опыт проводили следующим образом: в 7 пенициллиновых флаконов отвешивали одинаковое количество таблеточной массы/содержимого капсул/гранул, наливали растворитель. Герметично закрывали, хорошо взбалтывали. Содержание воды в первых двух флаконах определяли через 15 мин, в остальных через 30 мин. Как видно из рис. 1, через 30 мин вода полностью извлекается из пробы и процент содержания воды с течением времени не изменяется.
(а) 
(б) 
(в)
Рис. 1. Содержание воды в таблетках ампициллина (а), капсулах (б) и гранулах амоксициллина (в) в зависимости от времени растворения в растворителе.
Содержание воды в лекарственных препаратах определяли на трех уровнях концентрации вещества в диапазоне 70-130% от уровня, принятого за 100% (табл. 4), и в 6 навесках на среднем уровне (табл. 5). Относительное стандартное отклонение не превышает 0,02.
Таблица 4
Определение воды на трёх уровнях концентрации в лекарственных препаратах аминопенициллинов (n=5, Р=95%)
|
Активное вещество |
Лекарственная форма и дозировка |
Производитель, серия |
Содержание вещества в пробе, % |
Найдено воды, % |
Sr |
|
Ампициллин натрия |
Порошок для приготовления раствора для внутривенного и внутримышечного введения, 1000 мг |
ОАО «Синтез», Россия. Серия 630214 |
7,0 10,0 13,0 |
0,68±0,02 0,71±0,02 0,70±0,02 |
0,019 0,02 0,02 |
|
ОАО «Синтез», Россия. Серия 1890913 |
7,0 10,0 13,0 |
1,47±0,04 1,48±0,04 1,44±0,03 |
0,02 0,02 0,019 |
||
|
Ампициллина тригидрат |
Таблетки, 250 мг |
ЗАО «Произ-водственная фармацевтическая компания Обнов-ление», Россия. Серия 51113 |
1,0 1,5 2,0 |
11,9±0,2 11,9±0,1 11,9±0,2 |
0,013 0,011 0,013 |
|
Ампициллина тригидрат |
Таблетки, 250 мг |
ОАО «Био-химик», Россия. Серия 091113 |
1,0 1,5 2,0 |
11,9±0,3 11,9±0,3 11,9±0,2 |
0,018 0,017 0,013 |
|
Амоксициллина тригидрат |
Капсулы, 250 мг |
Хемофарм А.Д., Сербия. Серия 1301145 |
1 1,5 2 |
12,3±0,2 12,3±0,2 12,3±0,2 |
0,012 0,015 0,013 |
|
Капсулы, 500 мг |
Хемофарм А.Д., Сербия. Серия 1301340 |
1 1,5 2 |
12,5±0,1 12,4±0,2 12,5±0,2 |
0,008 0,013 0,011 |
|
|
Гранулы для приготовления суспензии для приема внутрь, 250 мг/5 мл |
Хемофарм А.Д., Сербия. Серия 1300814 |
3,5 5,0 6,5 |
2,17±0,05 2,15±0,05 2,18±0,05 |
0,02 0,02 0,02 |
Таблица 5
Метрологические характеристики определения воды на среднем уровне концентрации в лекарственных препаратах аминопенициллинов (n=6, Р=95%)
|
Лекарственный препарат |
Найдено воды, %, Xi |
Метрологические характеристики |
|
Ампициллин, порошок для приготовления раствора для внутривенного и внутримышечного введения, 1000 мг (Серия 630214, ОАО «Синтез», Россия) |
0,70 0,69 0,71 0,70 0,73 0,72 |
Xср = 0,71 ΔXср = 0,02 S = 0,0147 Sr = 0,02 Sx ср = 0,0060 εср,% = 2 |
|
Ампициллин, порошок для приготовления раствора для внутривенного и внутримышечного введения, 1000 мг (Серия 1890913, ОАО «Синтез», Россия) |
1,44 1,53 1,45 1,50 1,46 1,47 |
Xср = 1,48 ΔXср = 0,04 S = 0,0339 Sr = 0,02 Sx ср = 0,0138 εср,% = 2 |
|
Ампициллин, таблетки, 250 мг (Серия 51113, ЗАО «Производственная фармацевтическая компания Обновление», Россия) |
11,76 11,68 11,97 11,83 11,86 11,98 |
Xср = 11,9 ΔXср = 0,2 S = 0,1172 Sr = 0,010 Sx ср = 0,0479 εср,% = 1 |
|
Ампициллин, таблетки, 250 мг (Серия 091113, ОАО «Биохимик», Россия) |
11,89 11,70 11,95 11,96 11,99 11,54 |
Xср = 11,8 ΔXср = 0,2 S = 0,0322 Sr = 0,015 Sx ср = 0,0733 εср,% = 2 |
|
Амоксициллин, капсулы, 250 мг (Серия 1301145, Хемофарм А.Д., Сербия) |
12,28 12,34 12,18 12,13 12,59 12,19 |
Xср = 12,3 ΔXср = 0,2 S = 0,1674 Sr = 0,014 Sx ср = 0,0683 εср,% = 1 |
|
Амоксициллин, капсулы, 500 мг (Серия 1301340, Хемофарм А.Д., Сербия) |
12,26 12,29 12,62 12,48 12,54 12,50 |
Xср = 12,5 ΔXср = 0,2 S = 0,1429 Sr = 0,011 Sx ср = 0,0583 εср,% = 1 |
|
Амоксициллин, гранулы для приготовления суспензии для приема внутрь, 250 мг/5 мл (Серия 1300814, Хемофарм А.Д., Сербия) |
2,13 2,21 2,19 2,10 2,12 2,17 |
Xср = 2,15 ΔXср = 0,05 S = 0,0019 Sr = 0,02 Sx ср = 0,0176 εср,% = 2 |
Выводы
Установлено, что по содержанию воды субстанции и лекарственные препараты аминопенициллинов отвечают требованиям нормативной документации. Разработанная методика кулонометрического определения содержания воды в субстанциях и лекарственных препаратах амоксициллина, ампициллина и его натриевой соли с помощью электрогенерированного в неводной среде йода может быть использована для включения в раздел нормативной документации «Вода».
Рецензенты:
Егорова С.Н., д.фарм.н., профессор, заведующая кафедрой фармации факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Казань.
Шакирова Д.Х., д.фарм.н., доцент, профессор кафедры управления и экономики фармации ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава России, г.Казань.