Диссертация (1150106), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Вдругих сериях измерений общий вид зависимости может отличаться отприведенного на рис. 4.5. В условиях подобной нелинейности детектированияметод последовательных стандартных добавок оказывается практическиединственным методом количественного анализа, причем особенности егоприменения могут отличаться в различных диапазонах концентрации МЭА.Однако во всех случаях экстраполяция результатов на нулевую величинудобавки [75] позволяет с приемлемой точностью оценить содержание МЭА в60растворе. В таблице 4.5 приведены результаты количественного определенияМЭА в водных растворах методом последовательных стандартных добавок.Пиридин использовали для независимого контроля точности определений.Таблица 4.5.
Результаты количественного определения МЭА в водныхрастворах методом последовательных стандартных добавок в условияхнелинейности детектирования.МЭА (серия 1)Пиридин (серия 1)МЭА (серия 2)Участок (I) на рис.Участок (I) на рис.Участок (II) на рис.4.54.54.50,1250,1252.0mдоб1, мкг0,3750,1251.0mдоб2, мкг*0,8750,3752.0mдоб3, мкг-0,875ПараметропределенийЗаданноеколичество(мкг/мл)-Sx ± станд. откл.(1,6 0,4)×106(2,3 ± 0,2)×106(5,6 ± 0,1)×106Sx + доб1 ± станд. откл.(4,2 0,6)×106(4,2 ± 0,2)×106(8,7 ± 0,8)×106Sx+доб2 ± станд. откл.(5,2 0,7)×106(7,0 ± 0,6)×106(11,8 ± 0,2)×106Sx + доб3 ± станд.
откл.(9,7 ± 0,2) ×106--Сx1, мкг/мл**0,230,151,88Сx2, мкг/мл**0,350,181,84Сx3, мкг/мл**-0,27-a0,240,17 ± 0,02-0,03b0,140,13 ± 0,011,910,14 ± 0,120,13 ± 0,01НайденоСx,0 ± станд. откл.rПримечания-0,9981,92 ± 0,13-*) для второй добавки указано суммарное с первой количествоаналитов, для третьей – суммарное с двумя предыдущими;**) значения приведены без погрешностей, поскольку данныерезультаты можно рассматривать как промежуточныеПри сравнении данных, приведенных в таблице 4.5, видно, чтозависимости определяемого количества МЭА в образце от массы добавки,61характеризуемые уравнением линейной регрессии Мxi = amдоб + b для разныхконцентраций аналита, отличаются знаком коэффициента a.Расчет значений Мx,0 проводили по уравнению линейной регрессии,которое при экстраполяции результатов на нулевую величину добавкипринимает вид Мx,i = b. В таблице 4.5 приведены значения Мх,0, вычисленныепо двум (МЭА) и трем (пиридин) добавкам.
Большее число добавок в данномслучае использовать нерационально, потому что аппроксимация нелинейнойзависимости Мх от mдоб, обусловленной нелинейностью зависимости S(C),линейным соотношением может приводить к значительным ошибкам. Дляуменьшениятакихошибокрекомендуемоечислопоследовательныхстандартных добавок в случае нелинейности детектирования не должнопревышать двух.4.3.1 Определение концентрации моноэтаноламина в водном раствореметодом двукратной добавки с экстраполяцией результатов нанулевую величину добавкиДля расчета концентрации МЭА, экстраполированной на нулевую величинудобавки (Сx,0),и погрешности его определенияиспользовали уравнениелинейной регрессии для абсолютных количеств определяемого аналита Мxi =amдоб + b [76].Из этого уравнения для двух добавок получаем системууравнений:Мx1= amдоб1 + bМx2 = amдоб2 + bТак какmдоб → 0,Mx,0 = b, поэтому эту систему решаем относительнокоэффициента b:M x,0 mдоб1 mдоб2mдоб2 mдоб1SxSx S x доб1 S x S x доб2 S x(4.5)Для оценки погрешности Mx,0, полученной по уравнению (4.5), использовалипрограммное обеспечение Maple 13.
Так как вклад первого сомножителя всуммарную составляющую погрешности для Mx,0, по сравнению со вторым62невелик, опустим его при расчете погрешности. Рассмотрим основные этапыполучения результатов в среде Maple. Строки со значком > – команды, безэтого значка – комментарии (игнорируются при проведении вычислений).Выражение для Mx,0 обозначаем через W, а Sx, Sx+доб1, Sx+доб2 через P[0], P[1],P[2], соответственно.1. Подготовкакработе,вызовнеобходимойScientificErrorAnalysis> restart:> with (ScientificErrorAnalysis):2. Ввод экспериментальных данных.библиотеки> W:=P[0]/(P[1]-P[0])-P[0]/(P[2]-P[0]);W :=P0P1 P0P0P2 P0После дифференцирования данного выражения получаем:>Diff(`W`,P[0])=diff(W,P[0]);[Diff(`W`,P[1])=diff(W,P[1]),Diff(`W`,P[2])=diff(W,P[2])]; P0 P 1P0 P0 P P P P020 1P0 P0 P PP2 P00 1P0P011 P P 2P2 P0 ( P P ) 210( P1 P0 )20P0 ,2 P( P1 P0 )2P0 P0 P PP2 P00 1P02 ( P2 P0 )Таким образом, выражение для погрешности W выглядит следующимобразом:>P[0]:=Quantity(p[0],s[0]):P[1]:=Quantity(p[1],s[1]):P[2]:=Quantity(p[2],s[2]):> combine(W,errors); pp00Quantity , p 1 p 0 p 2 p 0p0p011 p p2p 2 p 0 ( p p ) 2 10( p 1 p 0 )202p0 s 2 0( p 1 (4.6)Для обработки результатов серии 1 (табл.
4.5) подставляем в формулу(4.5) значения площадей пиков МЭА (таблица 4.5) (для упрощения опускаемстепенной сомножитель 106). Результат, записанный в общем виде как Quantity(x,y), где x – полученная величина, а y – ее погрешность позволяет рассчитать63относительную погрешность результатов (y/x), которая равна относительнойпогрешности Мх,0.>P[0]:=Quantity(1.59,.39):P[1]:=Quantity(4.18,.59):P[2]:=Quantity(5.52,.67):combine(W,errors,rule=round[2]);Quantity ( 0.21 , 0.19 )Такимобразом,относительнаяпогрешностьэкстраполированногозначения Mx,0 для серии 1(табл.
4.5) составляет 90 %.Аналогично для серии 2:>P[0]:=Quantity(5.60,.073):P[1]:=Quantity(8.70,.077):P[2]:=Quantity(11.80,.019):combine(W,errors,rule=round[2]);Quantity ( 0.903 , 0.063 )Таким образом, относительная погрешность Мx,0 для серии 2 (табл. 4.5)составляет 6 %.Результаты расчета Мx,0 по формуле 4.5 идентичны результатам расчетаМx,0 графически и с использованием экстраполяции полученных данных нанулевую величину добавки, однако для оценки погрешности определенийаналита использют формулу 4.5.
Без программного обеспечения и данногоалгоритма вычислений ошибок сложно было бы предсказать, что в двух напервый взгляд однотипных случаях разная погрешность (90 % и 6 %).Расчет Мх,0 и ее относительной погрешности для пиридина (три добавки)проводили, используя параметры, вычисленные с помощью программногообеспечения Origin (версия 8.2). Таким образом, при применении методапоследовательных стандартных добавок величины относительной погрешностиотличаются более чем в 10 раз. Причина, на наш взгляд, кроется в сильномразбросе площадей пиков МЭА, в области его низких концентраций (серия 1).Причины необходимости экстраполяции результатов на нулевуювеличину добавки при использовании метода последовательных стандартныхдобавок могут быть различной природы: изменение свойств матрицы,искажение формы хроматографических пиков, вариации условий измерения ихплощадей и другое, однако при анализе МЭА в водных растворах нелинейностьдетектирования является преобладающей.64Вариации знаков коэффициента a в зависимости от диапазона I или II нарис.
4.5 при использовании метода последовательных стандартных добавокобъясняли ранее только применительно к сложным матрицам, обладающимсорбционными свойствами [77], однако экстраполяция результатов анализа на«нулевую» добавку в данном случае обеспечивает приемлемую точностьполученных результатов в условиях нелинейности детектирования.4.4 Количественный анализ методом последовательных стандартныхдобавок в условиях нелинейности детектирования Определениетриметилгидразиний пропионовой кислоты в моче3-(2,2,2-триметилгидразиний)пропионовая кислота (в литературе чащевстречается название «пропионат 3-(2,2,2-триметилгидразиния») [(CH3)3N+NH-CH2-CH2-COOH, THP, CAS 86426-17-7] является основной субстанциейряда фармацевтических препаратов.
ТНР блокирует биосинтез карнитина, способствуя накоплению в организме его предшественника – γ-бутиробетаина,улучшающего микроциркуляцию крови в тканях. Препараты на основе ТНРпоказали хорошие результаты при профилактике и лечении ишемическойболезни сердца, с чем связан повышенный интерес к ним в последнее время.Появление серии «вторичных» препаратов (так наз. дженериков) инициировало исследования их биоэквивалентности относительно оригинального препарата THP (МилдронатТМ) [78].Применение ВЭЖХ-МС для количественного определения THP не требуеттрудоемкой подготовки проб и позволяет определять следы этого препарата,как в водных растворах, так и непосредственно в биологических жидкостях(моча).
Для изучения профиля экскреции THP ранее [78,79] был использованметод абсолютной градуировки.Метод абсолютной градуировки предполагает предварительную градуировкуприбора по серии заранее приготовленных растворов аналита с различнымиконцентрациями. Это подразумевает соответствующие затраты времени навыполнение этой операции и, главным условием этого метода количественного65анализа является стабильность параметров режима детектирования во времени.Поскольку при использовании такого способа ионизации как электроспрейсуществует проблема временной нестабильности режимов ионизации («day-today»), то более предпочтительными представляются методы количественногоанализа, не требующие использования градуировочных уравнений с заранееопределенными параметрами.Определяемая концентрация THP, усл.
ед.1000концентрация,мВ*с8006004002000050100ПРис.4.6л150ощадь200Площадь пика THP, усл. ед.пика,мВ*сГрадуировочный график THP в диапазоне концентраций 10-1000мкг/мл (способ ионизации – электроспрей).Рисунок 4.6 представлен в координатах «площадь пика (аргумент) –определяемая концентрация ТНР (функция)».
Наблюдаемая нелинейная зависимость может быть удовлетворительно аппроксимирована уравнением второгопорядка вида Сх = dS2 + eS + f, где d = 0.019 ± 0.001, e = 0.91 ± 0.30, f = 10.4 ±11.1. В литературе известны примеры линейной аппроксимации аналогичныхградуировочных зависимостей для ТНР 79, однако они выявлены для областей значительно меньших концентраций THP в пробах и меньших диапазонових вариаций. В нашем же случае нелинейный градуировочный графикохватывает два порядка концентраций THP (от 10 до 1000 мкг/мл). Такой диапазон необходим при определении фармакокинетических характеристик THP,когда его содержание в биологических жидкостях может варьировать вшироких пределах.66Для оценки погрешностей результатов, полученных методом нелинейнойабсолютной градуировки, использовали приближенное соотношение ΔСх ΔdS2+ ΔeS + Δf.Подобный способ количественного анализа достаточно прост и при определении содержания ТНР им можно было бы ограничиться, если бы неотмеченнаявышенедостаточнаявоспроизводимостьхарактеристикэлектроспрея «day-to-day».