Способ определения амиодарона (кордарона) методом инверсионной вольтамперометрии
Владельцы патента RU 2246722:
Научно-исследовательский институт кардиологии Томского научного центра Сибирского отделения Академии медицинских наук (RU)
Изобретение относится к области аналитической химии. Технический результат изобретения: увеличение чувствительности и экспрессности метода. Сущность: проводят предварительное концентрирование вещества в течение 300 с при потенциале электролиза (-1,2) В на приборе ТА-2, в качестве рабочего электрода используют стекло-углеродный, с последующей регистрацией поляризационных кривых при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 300 мВ/с, а концентрацию амиодарона определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов 0,1-0,3 В относительно хлор-серебряного электрода на фоне 0,005 моль/л раствора аммония нитрата, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната. 4 табл.
Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к инверсионному вольтамперометрическому способу определения лекарственного вещества амиодарона (кордарона, [2-бутил-3-бензофуранил]-[4-(2-диэтиламиноэтокси)-3,5-дийодфенил]-кетона гидрохлорид), и может быть использовано в медицине для определения концентрации в крови амиодарона, являющегося антиаритмическим препаратом III класса.
Амиодарон, являясь основным представителем антиаритмических препаратов III класса, оказывает характерное влияние на электрофизиологические свойства миокарда. Он существенно удлиняет потенциал действия кардиомиоцитов (за счет пролонгирования реполяризации) и, таким образом, увеличивает эффективный рефракторный период предсердий, желудочков, предсердножелудочкового узла, пучка Гиса и волокон Пуркинье, а также добавочных путей проведения возбуждения. В молекулярном механизме антиаритмического действия амиодарона определенную роль может играть его способность блокировать калиевые каналы клеточных мембран. Проявляет неконкурентный антагонизм к α- и β-рецепторам. Как антиаритмическое средство амиодарон применяют для купирования и предупреждения угрожающих жизни желудочковых аритмий, а также суправентрикулярных аритмий, рефракторных к обычно применяемой терапии, особенно связанных с синдромом Вольфа-Паркинсона-Уайта, включая пароксизмальную фибрилляцию и трепетание предсердий, эктоническую тахикардию; аритмии на фоне коронарной или сердечной недостаточности; имеются данные о том, что препарат эффективен при парасистолии [1; 2; 3].
Количественное определение амиодарона является актуальным в оценке эффективности лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Сведения по количественному определению микроколичеств амиодарона методом инверсионной вольтамперометрии отсутствуют.
Наиболее близким способом является инверсионно-вольтамперо-метрическое определение лекарственного препарата дигоксина, взятое за прототип. Определение дигоксина заключается в электрохимическом концентрировании дигоксина на поверхности ртутно-пленочного электрода в течение 180 с. При потенциале электролиза (-1,80)-(-1,75) В на фоне 0,2 н. лития хлорида с последующей регистрацией вольтамперных кривых при скорости развертки потенциала 20 мВ/с, а концентрацию дигоксина определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов (-1,10)-(-1,00) В относительно хлор-серебряного электрода [4]. Использование условий, приведенных в способе-прототипе, не обеспечивает чувствительности и экспрессности определения амиодарона в модельных смесях и биологических жидкостях.
Целью изобретения является увеличение чувствительности и экспрессности способа определения амиодарона методом инверсионной вольтамперометрии.
Поставленная цель достигается техническим решением, представляющим собой определение амиодарона методом инверсионной вольтамперометрии на приборе ТА-2, путем регистрации поляризационных кривых с предварительным электрохимическим концентрированием вещества на поверхности электрода. Для этого через раствор пропускают азот с содержанием кислорода менее 0,001% и, не прекращая перемешивания, проводят электролиз раствора при потенциале (-1,2) В в течение 300 с. В качестве рабочего используют стекло-углеродный электрод. Затем регистрацию поляризационных кривых проводят при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 300 мВ/с. Концентрацию амиодарона определяют по высоте пика в интервале потенциалов от 0,1 В до 0,3 В, относительно хлор-серебряного электрода. Определение проводят на фоне 0,005 моль/л раствора аммония нитрата, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната.
Новым в способе является то, что проводят предварительное электрохимическое накопление амиодарона при потенциале электролиза, равном (-1,2) В, на приборе ТА-2 в течение 300 с. В качестве рабочего электрода используют стекло-углеродный электрод. Регистрацию поляризационных кривых проводят при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 300 мВ/с, а концентрацию амиодарона определяют по высоте пика в интервале потенциалов от 0,1 В до 0,3 В относительно хлор-серебряного электрода на фоне 0,005 моль/л раствора аммония нитрата, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната.
Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства: увеличение чувствительности (10-6-10-7 мг/л) и экспрессности анализа.
С учетом изложенного следует считать заявляемое решение соответствующим критерию “существенные отличия”.
Все условия определения амиодарона подобраны экспериментально. Приготовление фоновых и стандартных растворов органического вещества в воде являются общепринятыми.
В процессе поиска оптимальных условий инверсионного вольтамперометрического определения амиодарона было изучено влияние ряда факторов (индикаторный электрод, фоновый электролит, его концентрация и рН, время и потенциал электролиза, границы и скорость развертки потенциала) на высоту аналитического сигнала (табл.1-3).
В качестве фоновых электролитов были исследованы растворы аммония нитрата, натрия гидрофосфата моно- и дизамещенного, калия хлорида, лития хлорида, натрия гидрокарбоната, кальция хлорида с добавлением разведенной серной, хлористоводородной, винной кислот; натрия гидрокарбоната, натрия и калия гидроксидов. Исходя из полученных результатов в качестве фонового электролита был выбран раствор аммония нитрата, так как на нем наблюдалась четкая волна окисления амиодарона, кроме того, данный раствор обеспечивал хорошую электропроводность, широкую рабочую область и необходимую площадь для обработки сигнала, был прост в приготовлении, к преимуществам также можно отнести продолжительный срок годности.
Оптимальная концентрация раствора аммония нитрата составила 0,005 моль/л. В более концентрированных растворах мы не наблюдали прироста от добавки при наличии большого остаточного тока, тогда как более разбавленный раствор был неустойчив во времени.
Оптимальное значение рН фонового электролита составило 8,0, которое обеспечивал натрия гидрокарбонат в концентрации 0,015 моль/л. В кислой среде при подобранных условиях сигнал амиодарона отсутствовал, тогда как в нейтральной был слабо выражен, при изменении рН в более щелочную сторону (более 8,0) сужалась рабочая область электрода, при этом невозможно было зафиксировать пик амиодарона. Оптимальным подщелачивающим агентом был выбран натрия гидрокарбонат, так как в присутствии натрия гидроксида и калия гидроксида не наблюдалось воспроизводимисти результатов.
В предлагаемом способе в качестве индикаторного электрода использовали стекло-углеродный. Преимуществом такого электрода является возможность получения более узких и высоких пиков, служащих аналитической характеристикой определяемого вещества, что повышает разрешающую способность метода. Амиодарон легко адсорбируется на рабочей поверхности стеклоуглерода, это позволяет концентрировать его на электроактивном электроде.
Оптимальное время накопления составило 300 с, при этом достигается максимальное значение величины тока растворения накопленных осадков с поверхности стекло-углеродного электрода и хорошая воспроизводимость для количественного определения исследуемого вещества. При времени электролиза более 300 с происходит насыщение осадка на электроде, аналитический сигнал амиодарона искажается и затрудняется обработка полярограмм. При времени электролиза менее 300 с величина тока растворения не достигает максимального значения, что снижает чувствительность определения вещества (табл.1).
Другим отличительным признаком являются установленные условия электрохимического накопления. Оптимальный потенциал электролиза составил (-1,2) В. В прототипе диапазон потенциалов электролиза соответствует (-1,80)-(-1,75) В, который не позволяет накапливать амиодарон на индикаторном электроде. При значениях потенциала электролиза менее (-1,2) В величина регистрируемого анодного тока значительно уменьшается, что снижает чувствительность определения, а при значениях потенциала электролиза более (-1,2) В происходит частичное накопление осадка (табл.2).
Важным для определения амиодарона инверсионным вольтамперометрическим методом является выбор скорости развертки потенциала. Оптимально экспериментально установленной является 300 мВ/с. Изменение скорости развертки потенциала в сторону увеличения или уменьшения заметно понижало высоту аналитического сигнала, при этом уменьшалась и разрешающая способность метода, что затрудняло обработку полярограмм, увеличивало время анализа и не позволяло определять очень низкие концентрации амиодарона (табл.3).
Пример 1. Определение амиодарона методом инверсионной вольтамперометрии в растворе.
В кварцевый стаканчик емкостью 20 мл, наливают 10 мл 0,005 моль/л раствора аммония нитрата, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната. При потенциале (-1,2) В раствор деаэрируют азотом с содержанием кислорода менее 0,001% в течение 30 с и, не прекращая перемешивания, проводят электролиз при потенциале (-1,2) В в течение 300 с. Отключают газ и фиксируют вольтамперограмму при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 300 мВ/с. Отсутствие пиков свидетельствует о чистоте фона.
Затем добавляют N капель объемом 0,01 мл стандартного раствора амиодарона 0,1 мг/л, перемешивают раствор и проводят электрохимическое концентрирование вещества при потенциале (-1,2) В в течение 300 с. Отключают газ и фиксируют вольтамперограмму при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 300 мВ/с. Аналитический сигнал для указанной концентрации амиодарона регистрируют в диапазоне потенциалов от 0,1 В до 0,3 В.
Время единичного анализа не превышает 20 мин.
Установленные условия впервые позволили количественно определить амиодарона путем регистрации вольтамперных кривых при потенциале(-1,2)В на фоне 0,005 моль/л раствора аммония нитрата, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната. Нижняя граница определяемых концентраций амиодарона составляет 10-7 мг/л.
Относительная погрешность отдельной варианты (ε) для диапазона концентраций 1000-0,01 мг/л не превышает 5% (табл.4).
Установленные экспериментальные условия определения амиодарона методом инверсионной вольтамперометрии, позволяют с высокой чувствительностью и экспрессностью определить указанное соединение в водной и биологической средах, а также позволяют разработать методику определения содержания микроколичеств амиодарона в плазме и сыворотке крови.
| Таблица 1 ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ ЭЛЕКТРОЛИЗА НА ВЫСОТУ АНАЛИТИЧЕСКОГО СИГНАЛА АМИОДАРОНА | |||
| № п/п | Концентрация раствора стандартного образца амиодарона в электролитической ячейке, мг/л | Время электролиза, с | Высота аналитического сигнала, мкА |
| 1 | 30 | 0,237±0,014 | |
| 2 | 60 | 0,242±0,005 | |
| 3 | 90 | 0,495±0,004 | |
| 4 | 120 | 1,111±0,006 | |
| 5 | 150 | 1,302±0,001 | |
| 6 | 180 | 1,537±0,002 | |
| 7 | 210 | 1,895±0,007 | |
| 8 | 240 | 2,470+0,004 | |
| 9 | 270 | 2,753±0,003 | |
| 10 | 4,975·10-4 | 300 | 3,007±0,002 |
| 11 | 330 | 2,990±0,005 | |
| 12 | 360 | 2,941±0,002 | |
| 13 | 390 | 2,906±0,001 | |
| 14 | 420 | 2,856±0,007 | |
| 15 | 450 | 2,505±0,003 | |
| 16 | 480 | 2,496±0,004 | |
| 17 | 510 | 2,350±0,004 | |
| 18 | 540 | 2,285±0,008 | |
| 19 | 570 | 2,272±0,011 | |
| 20 | 600 | 2,264+0,010 | |
| Примечание: Потенциал электролиза - (-1,2)В; границы развертки потенциала от (-1,2) до 0,7В; скорость развертки потенциала - 300 мВ/с. |
| Таблица 2 ВЛИЯНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ЭЛЕКТРОЛИЗА НА ВЫСОТУ АНАЛИТИЧЕСКОГО СИГНАЛА АМИОДАРОНА | |||
| № п/п | Концентрация раствора стандартного образца амиодарона в электролитической ячейке, мг/л | Потенциал электролиза, В | Высота аналитического сигнала, мкА |
| 1 | -1,70 | 1,379±0,073 | |
| 2 | -1,60 | 1,513±0,011 | |
| 3 | -1,50 | 1,618±0,007 | |
| 4 | -1,40 | 1,854±0,010 | |
| 5 | -1,30 | 2,615±0,006 | |
| 6 | -1,20 | 3,007±0,002 | |
| 7 | -1,10 | 2,670±0,005 | |
| 8 | -1,00 | 2,257±0,003 | |
| 9 | 4,975·10-4 | -0,90 | 1,640±0,003 |
| 10 | -0,80 | 1,514±0,001 | |
| 11 | -0,70 | 1,479±0,008 | |
| 12 | -0,60 | 1,407±0,009 | |
| 13 | -0,50 | 1,279±0,004 | |
| 14 | -0,40 | 1,091±0,001 | |
| 15 | -0,30 | 0,547±0,007 | |
| 16 | -0,20 | 0,369±0,003 | |
| 17 | -0,10 | 0,184±0,008 | |
| 18 | 0 | 0,101±0,010 | |
| Примечание: Время электролиза - 300 с; границы развертки потенциала от (-1,2) до 0,7В; скорость развертки потенциала - 300 мВ/с. |
| Таблица 3 ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ РАЗВЕРТКИ ПОТЕНЦИАЛА НА ВЫСОТУ АНАЛИТИЧЕСКОГО СИГНАЛА АМИОДАРОНА | |||
| № п/п | Концентрация раствора стандартного образца амиодарона в электролитической ячейке, мг/л | Скорость развертки потенциала, мВ/с | Высота аналитического сигнала, мкА |
| 1 | 50 | 0,327±0,012 | |
| 2 | 100 | 0,774±0,009 | |
| 3 | 4,975·10-4 | 150 | 1,278±0,008 |
| 4 | 200 | 1,627±0,003 | |
| 5 | 250 | 2,536±0,004 | |
| 6 | 300 | 3,007±0,002 | |
| 7 | 350 | 2,915±0,001 | |
| 8 | 400 | 2,826±0,002 | |
| Примечание: Время электролиза - 300 с; потенциал электролиза - (-1,2)В; границы развертки потенциала от (-1,2) до 0,7В. |
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Профилактика пароксизмов мерцательной аритмии с помощью амиодарона у больных в амбулаторных условиях. /Б.Я.Барт, О.Л.Смирнова, В.Г.Ларин и др.// Кардиология. - 1997. - Т.37, №3. - С.33-36.
2. Машковский М.Д. Лекарственные средства. В 2-х томах. - 14-е изд. / М.Д.Машковский. - М.: OOO “Издательство новая волна”, 2001. - Т.2. - С.371-373.
3. Шабалин А.В. Влияние амиодарона на вегетативный статус и его эффективность в лечении разных вариантов пароксизмальной фибрилляции предсердий /А.В.Шабалин, Ю.С.Шапошникова, И.А.Гусева // Кардиология. - 2002. - Т.42, №8. - С.25-30.
4. Ивановская Е.А. Количественное определение дигоксина в сыворотке крови методом инверсионной вольтамперометрии // Патент РФ № 21322553.
Способ определения амиодарона (кордарона, [2-бутил-3-бензофуранил]-[4-(2-диэтиламиноэтокси)-3,5-дийодфенил]-кетона гидрохлорида) методом инверсионной вольтамперометрии, заключающийся в электрохимическом концентрировании вещества на поверхности электрода с последующей регистрацией вольтамперных кривых, отличающийся тем, что концентрирование проводят на стеклоуглеродном электроде в течение 300 с при потенциале электролиза -1,2 В на фоне 0,005 моль/л раствора аммония нитрата, приготовленного на 0,015 моль/л растворе натрия гидрокарбоната, с последующей регистрацией вольтамперных кривых при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 300 мВ/с, а концентрацию амиодарона определяют по высоте пика в диапазоне потенциалов 0,1-0,3 В относительно хлорсеребряного электрода.
