Автореферат (Циклический инжекционный анализ лекарственного растительного сырья с вскрытием проб в УЗ-поле)

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиФалькова Марина ТахировнаЦиклический инжекционный анализ лекарственного растительного сырьяс вскрытием проб в УЗ-полеСпециальность 02.00.02 – аналитическая химияАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукСанкт-Петербург − 2014Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственныйуниверситет»Научный руководитель:доктор химических наукБулатов Андрей ВасильевичФГБОУВПО«Санкт-Петербургскийгосударственный университет»,доцент кафедры аналитической химииОфициальные оппоненты:Гармонов Сергей Юрьевичдоктор химических наук, профессор,ФГБОУВПО«Казанскийнациональныйисследовательский технологический университет»,профессор кафедрыаналитической химии,сертификации и менеджмента качестваЯковлев Константин Ивановичкандидат химических наук, доцентГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственнаяхимико-фармацевтическая академия»доцент кафедры аналитической химииВедущая организация:ФГБОУ ВПО «Московский государственныйуниверситет имени М.В.

Ломоносова» (г. Москва)Защита состоится «16» октября 2014 г. в 17:00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.232.37 по защите диссертаций на соискание ученойстепени кандидата химических наук на базе Санкт-Петербургского государственногоуниверситета по адресу: 199004, Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., д. 41/43,Большая химическая аудитория.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. А.М. ГорькогоСанкт-Петербургского государственного университета и на сайте spbu.ru.Автореферат разослан «___» июля 2014 г.Ученый секретарьдиссертационного советак.

ф.-м. н./В.В. Панчук/2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИАктуальность проблемыСреди большого ассортимента лекарственных средств, производимых в мире,доля препаратов растительного происхождения составляет 25–30 %, а в некоторыхфармакотерапевтических группах достигает 80 %. Повышенное внимание клекарственному растительному сырью (ЛРС) отражает мировую тенденцию кувеличению числа лекарственных препаратов (ЛП) на растительной основе.Постоянно возрастающие требования к контролю качества растительногосырья вызывают необходимость разработки оперативных методов оценки содержанияв нем биологически активных веществ (БАВ). При необходимости выполнениямассовых анализов важнейшими критериями выбора аналитических методовявляются: минимизация трудовых затрат на их выполнение, а также радикальноесокращение расходов проб, реагентов и образующихся отходов.

Общим решениемвсех перечисленных проблем является автоматизация и миниатюризацияаналитическихпроцедурнапринципахпроточныхметодованализа,удовлетворяющих основным принципам «зеленой аналитической химии».Проточные методы предполагают анализ растворов, поэтому твердые образцыразличного происхождения, в том числе ЛРС, требуют предварительнойпробоподготовки в условиях гидравлической схемы (растворение легкорастворимыхтвердофазных проб или извлечение аналитов), чтобы сформировать жидкую пробуаналита. Дальнейшее образование его аналитической формы в ранее предложенныхсхемах проточного анализа происходит при смешении зон раствора пробы ирастворов реагентов в процессе их перемещения в потоке носителя черезсмесительную спираль в детектор.

В этом случае не обеспечивается эффективноесмешение этих зон, а соответственно и установление термодинамического равновесияв аналитической реакции. Кроме того, в процессе перемещения зоны пробы в потокеносителя по гидравлическим трассам происходит ее дисперсия. Эти явления приводятк снижению чувствительности анализа.Актуальной задачей является поиск новых инструментальных методическихрешений, которые позволяли бы обеспечить полную автоматизацию анализа ЛРС ссохранением чувствительности применяемых методик.Обеспечить полноту протекания аналитических реакций и устранитьдисперсию пробы в потоке носителя позволяют проточные методы, включающиестадию конвективного перемешивания зон пробы и растворов реагентов всмесительных камерах. К числу таких проточных методов относится циклическийинжекционный анализ (ЦИА), унифицированная аэрогидравлическая схема которогопозволяет осуществлять различные операции пробоподготовки.

Новые эффективныеметодические приемы призваны расширить аналитические возможности ЦИА.Актуальность исследований в направлении решения данной проблемыподтверждается их поддержкой со стороны Российского фонда фундаментальныхисследований(грант13-03-00031-a),ПравительстваСанкт-Петербурга(постановление Правительства Санкт-Петербурга от 25.06.2010 № 823) иInternational Visegrad Fund (Visegrad Scholarship от 09.05.2013).

Полученныерезультаты отмечены присуждением диплома I-ой степени на конкурсе научноисследовательских работ в области фармацевтики и биотехнологий «IPhEB Science –2012».3Цель работыЦель данного исследования – разработка общей схемы автоматизации анализалекарственного растительного сырья на принципах циклического инжекционногоанализа с извлечением аналитов в раствор в ультразвуковом поле и подтверждение ееаналитических возможностей на методиках определения биологически активныхвеществ в лекарственном растительном сырье.Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующиезадачи:− разработать общую аэрогидравлическую схему ЦИА для автоматизированногоанализа лекарственного растительного сырья с извлечением аналитов в раствор вультразвуковом (УЗ) поле;− установить и оптимизировать условия извлечения флавоноидов, аскорбиновойкислоты (АК) и антрахинонов из лекарственного растительного сырья в раствор поддействием УЗ;− установить возможность применения растворов поверхностно-активных веществв качестве катализаторов спектрофотометрической реакции флавоноидов с ионамиалюминия (III);− проиллюстрировать возможности циклического инжекционного анализа свскрытиемпробвУЗ-поленапримерахавтоматизированногоспектрофотометрического определения флавоноидов, аскорбиновой кислоты иантрахинонов в лекарственном растительном сырье;− апробировать разработанные методики на реальных объектах и подтвердитьправильность получаемых результатов референтными методами.Научная новизна работыРазработана общая аэрогидравлическая схема циклического инжекционногоанализа лекарственного растительного сырья, включающая извлечение аналитов изнерастворимых твердофазных проб в раствор в УЗ-поле для их последующегоспектрофотометрического определения.Исследованы реакции образования комплексов флавоноидов с ионамиалюминия (III) в растворах цетилпиридиния хлорида (ЦПХ), додецилсульфата натрияи Triton X-100 и установлена возможность применения ЦПХ в качестве катализатораданной спектрофотометрической реакции.

Получены данные о кинетике реакциикомплексообразования рутина с ионами алюминия (III) в присутствии ЦПХ.Найдены оптимальные условия извлечения антрахинонов, аскорбиновойкислоты и флавоноидов из лекарственного растительного сырья в раствор поддействием УЗ для их экспрессного спектрофотометрического определения.Практическая значимость работыРазработана схема ЦИА, обеспечивающая полную автоматизацию анализалекарственного растительного сырья и его максимальную чувствительность.Разработаны и апробированы на реальных объектах циклическиеинжекционные спектрофотометрические методики:−определения общего содержания флавоноидов в лекарственном растительномсырье, обеспечивающая возможность существенного сокращения времени анализа,расходов реагентов и образующихся отходов;−определения аскорбиновой кислоты в лекарственном растительном сырье ипродуктах питания, обеспечивающая экспрессное выполнение массовых анализов;4−определения общего содержания антрахинонов в лекарственном растительномсырье, обеспечивающая замену органических экстрагентов на водные растворы ПАВ.Положения, выносимые на защиту1.Общая аэрогидравлическая схема циклического инжекционного анализалекарственного растительного сырья с ультразвуковым вскрытием проб.2.Обоснование возможности применения растворов поверхностно-активныхвеществ в качестве катализаторов спектрофотометрической реакции флавоноидов сионами алюминия (III) и схема спектрофотометрического анализа на ее основе.3.Обоснование условий извлечения флавоноидов, аскорбиновой кислоты иантрахинонов из лекарственного растительного сырья в раствор под действием УЗдля их экспрессного спектрофотометрического определения.4.Методикациклическогоинжекционногоспектрофотометрическогоопределения аскорбиновой кислоты в лекарственном растительном сырье ипродуктах питания, включающая ее автоматизированное извлечение в УЗ-поле, ирезультаты её испытаний.5.Методикициклическогоинжекционногоспектрофотометрическогоопределения общего содержания флавоноидов и антрахинонов в лекарственномрастительном сырье, включающие автоматизированное извлечение аналитов в УЗполе, и результаты их испытаний.Личный вклад соискателяАвтор принимал участие в дискуссиях по уточнению цели и задач исследования,планированииэкспериментальныхисследований.Всеэкспериментальныеисследования выполнены лично автором.

Соискатель принимал активное участие вобсуждении и интерпретации полученных результатов, написании статей, подготовкеи представлении докладов на Всероссийских и международных конференциях.Апробация работыМатериалы диссертации были представлены на 11 конференциях: VIВсероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Менделеев2012» (Санкт-Петербург, 2012), XII International conference on Flow Analysis «FlowAnalysis XII» (Греция, 2012), LXXIII Научно-практической конференции«Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины – 2012 (СанктПетербург, 2012), IV Всероссийской конференции «Аналитические приборы» (СанктПетербург, 2012), Санкт-Петербургском международном форуме «Фармацевтика.Медицинская промышленность.

Биотехнологии» (Санкт-Петербург, 2012),Всероссийской школе-конференции «Химия биологически активных веществ»молодых учёных, аспирантов и студентов с международным участием«ХимБиоАктив-2012» (Санкт-Петербург, 2012), VII Всероссийской конференциимолодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием по химии инаноматериалам «Менделеев-2013» (Санкт-Петербург, 2013), III Всероссийскойнаучной конференции студентов и аспирантов с международным участием «Молодаяфармация – потенциал будущего» (Санкт-Петербург, 2013), Первой зимнеймолодежной школе-конференции с международным участием «Новые методыаналитической химии» (Санкт-Петербург, 2013), 18th International conference ICFIA(Португалия, 2013), VIII Всероссийской конференции с международным участиеммолодых ученых по химии «Менделеев-2014» (Санкт-Петербург, 2014).5Публикация результатовМатериалы диссертации опубликованы в 3 статьях в отечественных изарубежных журналах и в форме тезисов докладов 11 конференций.Объем и структура диссертацииДиссертационная работа состоит из введения; общего обзора литературы попроточнымметодамфармацевтическогоанализа,фармакологическимибиологическим свойствам флавоноидов, аскорбиновой кислоты и антрахинонов, атакже методам их определения; методики экспериментальных исследований; главы,посвященной аэрогидравлической схеме ЦИА ЛРС, включающей извлечениеаналитов в раствор в УЗ-поле, и трёх экспериментальных глав (4, 5, 6), посвященныхразработке методик анализа на принципах ЦИА; выводов и списка цитируемойлитературы (135 наименований).