Способ количественного определения новокаина
Владельцы патента RU 2715997:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" (RU)
Изобретение относится к аналитической химии, в частности к количественному определению новокаина. Предложен способ количественного определения новокаина, включающий обработку анализируемой пробы растворами органического реагента и додецилсульфата натрия, добавление цитратного буферного раствора, фотометрирование и определение содержания новокаина по градуировочной кривой, отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют водный раствор 4-диметиламинобензальдегида, полученный его диспергированием в растворе додецилсульфата натрия, добавляют полученную смесь 4-диметиламинобензальдегида и додецилсульфата натрия к анализируемой пробе в количестве 4⋅10-4 - 2⋅10-3 М и 3⋅10-3 - 1,4⋅10-2 М соответственно, а после добавления цитратного буферного раствора дополнительно к пробе добавляют водно-мицеллярный раствор Тритона Х-114 в количестве 2⋅10-3 - 1⋅10-2 М и насыщенный раствор хлорида натрия в количестве 0,5-1,0 М, после чего отделяют центрифугированием мицеллярно-насыщенную фазу и разбавляют цитратным буферным раствором, при этом раствор цитратного буфера используют с кислотностью 2,5-3,5. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности определения новокаина путем снижения предела его обнаружения. 6 табл., 2 пр.
Изобретение относится к аналитической химии, в частности к количественному определению новокаина, и может быть использовано в контрольно-аналитических лабораториях, биохимических лабораториях клиник и в практике химико-токсикологических лабораторий.
Предложен способ фотометрического или визуально-тестового определения новокаина (Коновалова О. Ю., Логинова Л. П. Особенности протекания индикаторной реакции на первичные ароматические амины в желатиновой пленке // Методы и объекты хим. анализа. 2008. Т. 3. №.2. С. 147-156), заключающийся в использовании индикаторных пленок, представляющих собой отвержденные желатиновые слои фотографических пленок «Микрат – 300», с последующей иммобилизацией реагента - п-диметиламинобензальдегида в присутствии додецилсульфата натрия и 2 М HCl. Устойчивый аналитический эффект (ярко-желтое окрашивание) обусловлен образованием основания Шиффа в массиве желатинового геля. Диапазон определяемых содержаний 71000 – 5430000 нг/мл с пределом определяемых содержаний 38000 нг/мл.
Однако, данный способ характеризуется очень низкой чувствительностью и, следовательно, недостаточной точностью определения микрограммовых количеств новокаина.
Известен также способ спектрофотометрического определения новокаина (Бакеева Р. Ф. и др. Использование наноструктурированных мицеллярных сред для модификации 5, 7-дихлор-4, 6-динитробензофуроксана при определении ароматических аминов // Вестник Казанского технологического университета. 2010. №. 10), заключающийся в прибавлении 2-кратного избытка хромогенного реагента 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксана (ДХДНБФО) к определяемому веществу (соотношение молярных концентраций СДХДНБФО : Сновокаина = 2:1) в присутствии организованной (мицеллярной) системы для увеличения солюбилизации ДХДНБФО, в которой образуются смешанные мицеллы, включающей смесь неионного – оксиэтилированного нонилфенола (АФ9-10) и анионного ПАВ – додецилсульфата натрия (ДДС) в соотношении αАФ9-10 : αДДС = 0,75 : 0,25, а также смешанный растворитель: вода (90 % об.) – диметилсульфоксид (ДМСО) (10 % об.) с последующим фотометрированием продукта замещения ДХДНБФО новокаином (ДХДНБФОН) красно-оранжевого цвета (λ = 420 нм).
Оптимальной концентрацией ПАВ, обеспечивающей максимальную чувствительность определений новокаина, является СПАВ =4⋅10-4 М (~ 4 величины ККМ), а оптимальный интервал значений рН - 2,5 – 4 ед. Предел определяемых содержаний составляет 300 нг/мл.
Недостатками данного способа являются использование малодоступного и дорогостоящего реагента и токсичного органического растворителя для приготовления его растворов. Также способ отличается недостаточно высокой чувствительностью.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ количественного определения новокаина (а.с. СССР №1529086, по кл. МПК G01N21/78, опуб. 15.12.1989), заключающийся в обработке пробы органическим реагентом – п-диметиламинокоричным альдегидом в этаноле (С = 4,5⋅10-5 - 4,5⋅10-4 М) в присутствии додецилсульфата натрия (С = 4⋅10-3 - 4⋅10-2 М) при рН среды 3-4 и дальнейшем фотометрировании полученного раствора. Диапазон определяемых содержаний составил 400 – 5600 нг/мл с пределом обнаружения 200 нг/мл.
Однако, способ характеризуется недостаточно высокой чувствительностью определения.
Технической проблемой является разработка способа количественного определения новокаина с применением смешанных мицелл неионного и анионного поверхностно-активного вещества (ПАВ).
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение чувствительности определения новокаина путем снижения предела его обнаружения.
Для достижения заявляемого результата в способе количественного определения новокаина, включающем обработку анализируемой пробы растворами органического реагента и додецилсульфата натрия, добавление цитратного буферного раствора, фотометрирование и определение содержания новокаина по градуировочной кривой, согласно изобретению, в качестве органического реагента используют водный раствор 4-диметиламинобензальдегида, полученный его диспергированием в растворе додецилсульфата натрия, добавляют полученную смесь 4-диметиламинобензальдегида и додецилсульфата натрия к анализируемой пробе в количестве 4 ⋅10-4 - 2 ⋅ 10-3 М и 3 ⋅ 10-3 – 1,4 ⋅ 10-2 М соответственно, а после добавления цитратного буферного раствора дополнительно к пробе добавляют водно-мицеллярный раствор Тритона Х-114 в количестве 2 ⋅ 10-3 - 1 ⋅ 10-2 М. и насыщенный раствор хлорида натрия в количестве 0,5 – 1,0 М, после чего отделяют центрифугированием мицеллярно-насыщенную фазу и разбавляют цитратным буферным раствором, при этом, раствор цитратного буфера используют с кислотностью 2,5 - 3,5.
Способ осуществляется следующим образом. Анализируемую пробу обрабатывают органическим реагентом, который с новокаином образует окрашенное в желтый цвет основание Шиффа. В качестве реагента выбран 4-диметиламинобензальдегид (ДМАБА) как один из наиболее селективных и доступных реагентов на первичные ариламины, плохо растворимых в воде, но хорошо в органических растворителях, альтернативой которым являются разбавленные водные растворы ПАВ с концентрацией выше критической концентрации мицеллообразования (ККМ).
Исходный раствор ДМАБА диспергируют в растворе одного из наиболее часто применяемых представителей анионных ПАВ - додецилсульфата натрия (ДДС), который увеличивает растворимость ДМАБА и стабилизирует его раствор, а также катализирует реакцию ДМАБА с новокаином.
После обработки пробы раствором ДМАБА, диспергированного в растворе ДДС, в количестве 4 ⋅10-4 ≤ СДМАБА ≤ 2 ⋅10-3 М и 3 ⋅ 10-3 ≤ СДДС ≤ 1 ⋅10-2 М, добавляют цитратный буферный раствор, поддерживающий постоянство рН (2,5 – 3,5) и способствующий максимальной стабилизации аналитической формы (основания Шиффа) и повышению сходимости результатов.
Далее к пробе добавляют Тритон Х-114 – наиболее часто применяемый представитель неионных ПАВ, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к таким ПАВ, для проведения экстракции на основе «точки помутнения» (cloud point extraction, CP), в количестве 2 ⋅ 10-3 ≤ С ≤ 1 ⋅ 10-2 М.
Важным отличительным свойством неионных ПАВ является способность их растворов подвергаться фазовому разделению при достижении температуры помутнения. При этом, гомогенный раствор разделяется на две фазы: водную, в которой неионногенное ПАВ (нПАВ) находится в концентрации ниже ККМ, и мицеллярную - обогащенную ПАВ. Температура в точке помутнения является важной характеристикой водных растворов нПАВ, зависит от многих факторов и достигает температур 20 – 25˚ С в присутствии добавок неорганических высаливателей, например NaCl.
Последний в количестве 0,5 – 1,0 М применяли для получения двухфазной системы с окрашенной в желтый цвет мицеллярно-насыщенной фазой, как наиболее доступный и дешевый высаливатель.
Полученные мицеллярные экстракты отделяют от водной фазы декантацией, разбавляют цитратным буферным раствором и фотометрируют при l = 1 см и λmax = 469 нм.
Способ отличается комбинацией двух эффектов концентрирования в смешанных мицеллах ПАВ: псевдофазное концентрирование, осуществляемое анионным ПАВ (ДДС); концентрирование в мицеллярно-насыщенные фазы неионного ПАВ (Тритон Х-114), основанное на эффекте «cloud point» экстракции.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Для количественного определения новокаина в жидких лекарственных формах готовят исходный 1⋅ 10-2 М раствор реагента - 4-диметиламинобензальдегида (ДМАБА) в 7 ⋅ 10-2 М растворе анионного ПАВ додецилсульфата натрия (ДДС). Для этого навески 0,1490 г ДМАБА и 2,019 г ДДС помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, добавляют дистиллированную воду на 2/3 объема колбы, диспергируют компоненты смеси в ультразвуковой установке 5 – 10 минут. После осаждения пены ДДС доводят содержимое колбы дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
Построение градуировочного графика.
Точную навеску сухого препарата новокаина (гидрохлорида 2-диэтиламиноэтилового эфира п-аминобензойной кислоты) 0,0025 г помещают в мерную колбу на 25 мл и растворяют в дистиллированной воде при нагревании на водяной бане. Стандартный раствор содержит 100 мкг/мл новокаина (раствор А). Для получения раствора новокаина с концентрацией 10 мкг/мл (раствор Б) стандартный раствор разбавляют дистиллированной водой в 10 раз.
Для построения градуировочной характеристики в 10 мерных колб емкостью Vобщ = 25 мл помещают отмеренные объемы 0,095 (0,95 мкг/мл); 0,2 (2 мкг/мл); 0,5 (5 мкг/мл); 1,0 (10 мкг/мл) мл раствора Б, а также 0,3 (30 мкг/мл); 0,5 (50 мкг/мл); 0,7 (70 мкг/ мл); 0,9 (90 мкг/мл); 1,1 (110 мкг/мл); 1,3 (130 мкг/мл) раствора А, в каждую колбу добавляют по 2,5 мл 1 ⋅ 10-2 М раствора ДМАБА, приготовленного в 7 ⋅ 10-2 М растворе ДДС. После этого доводят объем в каждой колбе до 15 - 20 мл цитратным буферным раствором с рН = 2,5 – 3,5 и перемешивают. В течение 1 минуты при комнатной температуре наблюдают развитие ярко-желтого окрашивания растворов, характерное продукту взаимодействия новокаина с ДМАБА. Далее в каждую колбу добавляют 2,5 мл 4 ⋅ 10-2 М раствора неионного ПАВ – Тритона Х – 114, перемешивают, вносят 5 мл 20 % - ного раствора NaCl, доводят до метки буферным раствором и снова перемешивают. Наблюдают помутнение системы. Полученные гомогенные растворы помещают в центрифугу на 5 минут (число оборотов n = 3000) для ускорения образования мицеллярной фазы. После центрифугирования наблюдают образование двухфазной системы с окрашенной в ярко-желтый цвет мицеллярно-насыщенной фазой, локализующейся в нижней части расслаивающейся системы. При фотометрическом детектировании полученные мицеллярные экстракты отделяют от водной фазы декантацией, разбавляют цитратным буферным раствором (рН = 2,5 – 3,5) в соотношении 1 часть мицеллярно-насыщенной фазы и 4 части буферного раствора и измеряют оптическую плотность полученного окрашенного раствора с помощью спектрофотометра Shimadzu UV – 1800 в кювете с l = 1 см при длине волны 469 нм относительно цитратного буферного раствора. Подчинение интенсивности поглощения окрашенных растворов закону Бугера – Ламберта – Бера находятся в пределах концентраций 0,038 – 4,8 мкг/мл.
Пример 2.
Для количественного определения новокаина в ампульных 0,5% -ных растворах для инъекций готовят рабочий раствор, содержащий 100 мкг/мл, путем разбавления 0,5%-ного раствора новокаина дистиллированной водой.
Вносят 0,3 мл приготовленного раствора в колбу вместимостью 25 мл, добавляют по 2,5 мл 1 ⋅ 10-2 М раствора ДМАБА, приготовленного в 7 ⋅ 10-2 М растворе ДДС, доводят объем в колбе до 15 - 20 мл цитратным буферным раствором с рН = 2,5 – 3,5 и перемешивают. Далее в колбу добавляют 2,5 мл 4 ⋅ 10-2 М раствора Тритона Х – 114, перемешивают, вносят 5 мл 20 % - ного раствора NaCl, доводят до метки буферным раствором и перемешивают. Полученные гомогенные растворы помещают в центрифугу на 5 минут (число оборотов n = 3000) для ускорения образования мицеллярной фазы. Полученные мицеллярные фазы фотометрируют аналогично примеру 1. Определение новокаина проводят по вышеописанной градуировочной характеристике.
Результаты определения приведены в таблице 1. Анализ данных, представленных в табл. 1, позволяет заключить, что предлагаемый способ определения новокаина отличается хорошей воспроизводимостью и правильностью.
Установлены оптимальные концентрации в реакционной системе: ДМАБА и ДДС (табл. 2), Тритона Х-114 (табл. 4), NaCl (табл. 5), а также оптимальный интервал рН (табл. 3). Последовательность проводимых операций аналогично примеру 2.
Как видно из табл. 2, введение в реакционную смесь 1,5 – 5,0 мл 1 ⋅ 10-2 М раствора ДМАБА, диспергированного в 7 ⋅ 10-2 М растворе ДДС, позволяет достигать наименьших ошибок определения новокаина не превышающих 7 - 8 %. Таким образом, оптимальные концентрации в реакционной смеси ДМАБА и ДДС составляют соответственно 4 ⋅ 10-4 ≤ С ≤ 2 ⋅ 10-3 М и 3 ⋅ 10-3 ≤ С ≤ 1,4 ⋅ 10-2 М.
Зависимость результатов определения новокаина от рН представлены в табл.3. Оптимальный интервал рН, создаваемый цитратными буферными растворами, составил 2,5 – 3,5.
Как следует из табл. 4, ошибка определения новокаина минимальна в интервале концентраций неионного ПАВ (Тритона Х – 114) 2 ⋅ 10-3 ≤ С ≤ 1 ⋅ 10-2 М.
Данные табл. 5 свидетельствуют о том, что в интервале концентраций 0,5 – 1,0 М высаливателя NaCl достигается наименьшая ошибка определения новокаина.
Установлены границы определяемых содержаний новокаина (l = 1 см), которые представлены в табл. 6, в интервале концентраций 0,95 – 120 мкг/ 25 мл (38 – 4800 нг/мл) с погрешностью, не превышающей 7 %, в отличие от прототипа, в котором диапазон определяемых содержаний составляет 400 – 5600 нг/мл.
| Таблица 1 | |||
| Определение содержания новокаина в ампулах 0,5 % - ного раствора новокаина (СДМАБА / ДДС = 2,5 мл 1 ⋅ 10-2 / 7 ⋅ 10-2 М, Vобщ = 25 мл, рН = 2,5, l = 1 см, λmax = 469 нм) |
|||
| № п/п | Введено, мкг/мл | Найдено, мкг/мл | Погрешность, % |
| 1 | 30,0 | 28,6 | 4,7 |
| 2 | 30,0 | 31,5 | 5,0 |
| 3 | 30,0 | 28,8 | 4,0 |
| 4 | 30,0 | 28,2 | 6,0 |
| 5 | 30,0 | 31,7 | 5,7 |
| 6 | 30,0 | 31,9 | 6,3 |
| 7 | 30,0 | 28,5 | 5,0 |
| Таблица 2 | ||||||
| Определение содержания новокаина при различной концентрации ДМАБА и ДДС (Vобщ = 25 мл, l = 1 см) |
||||||
| Исходный раствор 1 ⋅ 10-2 М ДМАБА в 7 ⋅ 10-2 М ДДС | Новокаин | Погрешность, % | Примечание | |||
| Добавлено, мл | СДМАБА, М | СДДС, М | Взято, мкг/мл | Найдено, мкг/мл | ||
| 0,5 | 2 ⋅ 10-4 | 1,4 ⋅ 10-3 | 1,00 | 1,32 | 32 | |
| 1,0 | 4 ⋅ 10-4 | 2,8 ⋅ 10-3 | 1,00 | 1,08 | 8,0 | Область наименьших ошибок |
| 1,5 | 6 ⋅ 10-4 | 4,2 ⋅ 10-3 | 1,00 | 0,94 | 6,0 | |
| 2,0 | 8 ⋅ 10-4 | 5,6 ⋅ 10-3 | 1,00 | 0,95 | 5,0 | |
| 2,5 | 1 ⋅ 10-3 | 7,0 ⋅ 10-3 | 1,00 | 1,04 | 4,0 | |
| 3,0 | 1,2 ⋅ 10-3 | 8,4 ⋅ 10-3 | 1,00 | 1,05 | 5,0 | |
| 3,5 | 1,4 ⋅ 10-3 | 9,8 ⋅ 10-3 | 1,00 | 1,06 | 6,0 | |
| 4,0 | 1,6 ⋅ 10-3 | 1,1 ⋅ 10-2 | 1,00 | 0,91 | 7,0 | |
| 5,0 | 2 ⋅ 10-3 | 1,4 ⋅ 10-2 | 1,00 | 0,92 | 8,0 | |
| 10,0 | 4 ⋅ 10-3 | 2,8 ⋅ 10-2 | 1,00 | 0,81 | 19 |
| Таблица 3 | ||||
| Зависимость предела обнаружения новокаина от рН среды (СДМАБА / ДДС = 2,5 мл 1 ⋅ 10-2 / 7 ⋅ 10-2 М, Vобщ = 25 мл, l = 1 см) |
||||
| рН среды | Новокаин | Погрешность, % | Примечание | |
| Взято, мкг/мл | Найдено, мкг/мл | |||
| 1,5 | 1,00 | 1,20 | 20 | - |
| 2,5 | 1,00 | 0,96 | 4,0 | Область наименьших ошибок |
| 3,5 | 1,00 | 0,94 | 6,0 | |
| 4,5 | 1,00 | 1,03 | 10 | - |
| 5,5 | 1,00 | 0,85 | 15 | - |
| 6,5 | 1,00 | 1,19 | 19 | - |
| Таблица 4 | |||||
| Определение содержания новокаина при различной концентрации Тритона Х-114 (СДМАБА / ДДС = 2,5 мл 1 ⋅ 10-2 / 7 ⋅ 10-2 М, Vобщ = 25 мл, l = 1 см) |
|||||
| Тритон Х-114 | Новокаин | Погрешность, % | Примечание | ||
| Добавлено 4 ⋅ 10-2 М , мл |
Сраб, М | Взято, мкг/мл | Найдено, мкг/мл | ||
| 0,5 | 0,8 ⋅ 10-3 | 1,00 | 1,13 | 13 | - |
| 1,5 | 2,4 ⋅ 10-3 | 1,00 | 1,05 | 5,0 | Область наименьших ошибок |
| 2,5 | 4,0 ⋅ 10-3 | 1,00 | 0,97 | 3,0 | |
| 3,5 | 5,6 ⋅ 10-3 | 1,00 | 0,96 | 4,0 | |
| 4,5 | 7,2 ⋅ 10-3 | 1,00 | 0,95 | 5,0 | |
| 5,5 | 8,8 ⋅ 10-3 | 1,00 | 1,06 | 6,0 | |
| 6,5 | 1,0 ⋅ 10-2 | 1,00 | 0,93 | 7,0 | |
| 7,5 | 1,2 ⋅ 10-2 | 1,00 | 1,20 | 20 | - |
| Таблица 5 | |||||
| Определение содержания новокаина при различной концентрации NaCl (СДМАБА / ДДС = 2,5 мл 1 ⋅ 10-2 / 7 ⋅ 10-2 М, Vобщ = 25 мл, l = 1 см) |
|||||
| NaCl | Новокаин | Погрешность, % | Примечание | ||
| Добавлено 3,45 М , мл |
Сраб, М | Взято, мкг/мл | Найдено, мкг/мл | ||
| 3,1 | 0,4 | 1,00 | 1,32 | 32 | - |
| 3,4 | 0,5 | 1,00 | 1,08 | 8,0 | Область наименьших ошибок |
| 4,4 | 0,6 | 1,00 | 0,94 | 6,0 | |
| 5,0 | 0,7 | 1,00 | 0,96 | 4,0 | |
| 5,6 | 0,8 | 1,00 | 1,05 | 5,0 | |
| 6,3 | 0,9 | 1,00 | 0,95 | 5,0 | |
| 7,5 | 1,0 | 1,00 | 1,06 | 6,0 | |
| 8,1 | 1,1 | 1,00 | 1,20 | 20 | - |
| Таблица 6 | |||
| Установление границ определяемых содержаний новокаина (СДМАБА / ДДС = 2,5 мл 1 ⋅ 10-2 / 7 ⋅ 10-2 М, Vобщ = 25 мл, рН = 2,5, l = 1 см) |
|||
| Введено, мкг/мл | Найдено, мкг/мл | Погрешность, % | Примечание |
| 0,500 | 0,610 | 22 | - |
| 0,950 | 0,920 | 3,2 | Область наименьших ошибок |
| 5,00 | 5,20 | 4,0 | |
| 25,0 | 23,5 | 6,0 | |
| 55,0 | 51,5 | 6,4 | |
| 120 | 112 | 6,7 | |
| 130 | 105 | 19 | - |
Таким образом, заявляемый способ позволяет повысить чувствительность определения новокаина путем снижения предела его обнаружения.
Способ количественного определения новокаина, включающий обработку анализируемой пробы растворами органического реагента и додецилсульфата натрия, добавление цитратного буферного раствора, фотометрирование и определение содержания новокаина по градуировочной кривой, отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют водный раствор 4-диметиламинобензальдегида, полученный его диспергированием в растворе додецилсульфата натрия, добавляют полученную смесь 4-диметиламинобензальдегида и додецилсульфата натрия к анализируемой пробе в количестве 4⋅10-4 - 2⋅10-3 М и 3⋅10-3 - 1,4⋅10-2 М соответственно, а после добавления цитратного буферного раствора дополнительно к пробе добавляют водно-мицеллярный раствор Тритона Х-114 в количестве 2⋅10-3 - 1⋅10-2 М и насыщенный раствор хлорида натрия в количестве 0,5-1,0 М, после чего отделяют центрифугированием мицеллярно-насыщенную фазу и разбавляют цитратным буферным раствором, при этом раствор цитратного буфера используют с кислотностью 2,5-3,5.
