Методы определения качества антибиотиков - аминогликозидов

 Аминогликозиды как  органические основания образуют осадки с осадительными общеалкалоидными реактивами. Например, канамицина сульфат идентифицируют по реакции взаимодействия с кислотой пикриновой. При этом образуется желтый осадок с характерной температурой плавления. Схематично реакция может быть представлена следующим образом [12]:

Благодаря наличию первичных  алифатических аминогрупп в составе  сахарной и несахарной частей аминогликозидов  препараты образуют окрашенные продукты при взаимодействии с нингидрином, с пара-диметиламинобензальдегидом. Так, при нагревании аминогликозидов с 0,2% раствором нингидрина в смеси бутанола и пиридина появляется фиолетовое окрашивание.

Остатки гуанидина в молекуле стрептомицина сульфата можно открыть по выделению аммиака при нагревании со щелочью, с помощью реакции Сакагучи, по реакции взаимодействия с диацетилом, по реакции с окисленным нитропруссидом натрия (реактив Вебера) [2,3,5,13,10].

 

При взаимодействии с  раствором α –нафтола и натрия гипобромитом в щелочной среде наблюдается появление фиолетово-красного окрашивания (тест Сакагучи). При этом происходит процесс окисления и бромирования α – нафтола , а далее образование окрашенного нафтохинонимина [ 17,19]:

При взаимодействии с раствором нитропруссида натрия в щелочной среде, подвергнутым воздействию ультрафиолетовых лучей, или со смесью нитропруссида натрия и гексацианоферрата (III) калия наблюдается оранжево-вишневое окрашивание [2,3,13,19].

 Наличием гуанидиновых  групп обусловлена реакция стрептомицина  с диацетилом в щелочной среде  (оранжево-красное окрашивание). Предполагают, что при нагревании диацетила  с раствором натрия гидроксида  выделяется вода и получается  альдоль, который, теряя в свою очередь воду, образует 2,5-диметилбензохинон. 2,5-диметилбензохинон конденсируется со свободной аминогруппой гуанидина с образованием окрашенного продукта [13]:

                        диацетил            альдоль                               2,5-диметилбензохинон

 

 

В отличие от канамицина амикацин за счет амидной группы образует окрашенные комплексы с солями тяжелых  металлов. Для идентификации амикацина  применяется реакция с нитратом кобальта после нейтрализации раствором гидроксида натрия. В результате реакции появляется фиолетовое окрашивание [19].

Наличие сульфат-иона в  составе аминогликозидов обнаруживают по образованию белого осадка при  взаимодействии с раствором бария  хлорида [5]:

 

ГЛАВА 3.

Испытания на чистоту 

Поскольку аминогликозиды могут окисляться с образованием окрашенных и нерастворимых продуктов, в нормативной документации рекомендуется  определение прозрачности и цветности  растворов. Раствор стрептомицина сульфата должен быть прозрачным и бесцветным в течение 24 часов. Растворы канамицина сульфата и гентамицина сульфата должны быть прозрачными, допускается окраска, которая должна быть не интенсивнее определенного эталона цветности [4,5,19].

В фармакопейных статьях  приводятся значения рН водных растворов  аминогликозидов.

Аминогликозиды гигроскопичны, поэтому в них контролируется потеря в массе при высушивании.

Доброкачественность амикацина  сульфата, канамицина сульфата и гентамицина  сульфата определяют также по показателю удельное вращение [2,3,12,19].

При испытании на чистоту  в 33%-ных растворах антибиотиков – аминогликозидов в серной кислоте  определяют на спектрофотометре светопоглощающие примеси при длине волны 400 нм (оптическая плотность не должна превышать 0,3) [2]. Определение специфических примесей в гентамицине сульфате также проводят спектрофотометрическим методом после нагревания препарата с 40% раствором серной кислоты. Оптическая плотность полученного раствора в УФ-области спектра при длине волны 280 нм должна быть не более 0,15 [19].

Специфические примеси  в амикацине сульфате обнаруживают методом жидкостной хроматографии. В канамицине сульфате устанавливают  присутствие канамицина В методом тонкослойной хроматографии. В качестве подвижной фазы используют 7% раствор гидрофосфата калия. Пятна обнаруживают, опрыскивая пластину раствором нингидрина и  хлорида олова [2,3].

Методом ГЖХ определяют содержание остаточных растворителей  в амикацине сульфате (этилового  и пропилового спирта) [2].

Количество сульфатов  определяют гравиметрическим методом  после реакции с бария хлоридом; гравиметрическая форма – бария  сульфат. Содержание сульфатов должно быть от 31 до 34% [19].

Аминогликозиды получают методом биосинтеза, поэтому в  них определяют токсичность, а у стрептомицина, кроме того,- содержание веществ гистаминоподобного действия. Для лекарственных форм, предназначенных для парентерального применения, определяют стерильность и пирогенность [4,5,13,19].

 

ГЛАВА 4.

Количественное  определение антибиотиков - аминогликозидов

 

Количественное определение  аминогликозидных антибиотиков проводят микробиологическим методом диффузии в агар с тест-микробами по соответствующим стандартам [4].

Известно использование  микробиологического метода при  определении фармакокинетики стрептомицина у мышей после введения липосомальной формы антибиотика [9].

Для стрептомицина сульфата описаны также спектрофотометрические и фотоэлектроколориметрические методики количественного определения, основанные на реакции получения мальтола и его взаимодействии с раствором хлорида железа, на образовании окрашенных продуктов при взаимодействии с нингидрином [2,3,6,13].

Предложена методика количественного определения стрептомицина сульфата флуориметрическим методом по реакции образования флуоресцирующего продукта при взаимодействии с 9-гидразиноакридином. Реакция протекает за счет наличия альдегидной группы в L-стрептозе:

Канамицина сульфат  можно определять фотометрическими методами по цветной реакции с орцином.

Разработана унифицированная  методика спектрофотометрического  количественного определения антибиотиков-аминогликозидов, основанная на образовании продуктов  взаимодействия с азокрасителем  кислотным хром сине-черным R.  Особенно широко для количественного экстракционно-фотометрического определения канамицина и гентамицина в лекарственных формах и биологических жидкостях применяют такие красители, как бромтимоловый синий, кислотный черный С и др.[2,3]

Для количественного  определения гентамицина сульфата применяют поляриметрический метод. Сопоставимые результаты с поляриметрическим анализом дает фотоколориметрический метод, основанный на образовании окрашенного комплекса гентамицина с солями меди в щелочной среде. Для фотометрического определения гентамицина используют также цветную реакцию с салициловым альдегидом при рН 7,0. Образующееся при нагревании окрашенное салицилиденовое производное поглощает в области 405 нм [2,14].

Известны титриметрические методы количественного определения   аминогликозидов: цериметрическое титрование, перманганатометрический метод определения антибиотиков в лекарственных препаратах. Цериметрическое определения стрептомицина сульфата основано на образовании мальтола в щелочной среде. После подкисления мальтол титруют раствором церия сульфата в присутствии 2% раствора хлорида железа (III) до исчезновения красноватой окраски [2,3].

Поскольку лекарственные  препараты аминогликозидов содержат связанную серную кислоту, они могут  быть количественно определены гравиметрическим методом (весовая форма – бария сульфат) или обратным комплексонометрическим методом по связанному объему раствора бария хлорида (индикатор – металлофталеин) [2].

Описана возможность полярографического определения стрептомицина и его солей  [19]. Для количественного определения аминогликозидов разработаны методики газо-жидкостной хроматографии и жидкостной хроматографии.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как клинически значимые препараты аминогликозиды получили известность после описания Ваксманом  с сотрудниками наиболее важного  до сих пор представителя этой группы - стрептомицина. Дальнейший поиск природных аминогликозидных антибиотических структур привел к открытию нескольких антибиотиков, пригодных для местного применения, и нескольких, применяемых системно - канамицин А, гентамициновый комплекс, сизомицин. Известны также некоторые полусинтетические аминогликозиды, среди которых наибольшее значение приобрел амикацин. Поиск новых эффективных аминогликозидных препаратов среди природных и особенно полусинтетических структур продолжается, причем на фоне все углубляющихся знаний о молекулярных механизмах резистентности к аминогликозидам, внедренным в практику в 40-70-х годах [1,10,15,18].

Широкое применение в  медицинской практике, а также серьезные побочные эффекты обусловливают необходимость мониторинга аминогликозидов как в лекарственных формах, так и в биологических объектах. С этой целью применяется комплекс химических, физико-химических и микробиологических методов. При этом все большее значение в анализе качества аминогликозидов приобретают такие методы, как ИК-спектроскопия, ЯМР, ПМР, ТСХ, ВЭЖХ, ГЖХ.

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антибиотики-аминогликозиды www.soros.karelia.ru/projects/ 1998/ diagnostika/kardio/razdel12/razdel12_5.htm - 7k.
2. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч.: Учебн. пособие.-М.: МЕДпресс-информ, 2007.-624 с.
3. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2-х ч. Ч. 2. Специальная фармацевтическая химия.- Пятигорск,1996.- 608 с.
4. Государственная фармакопея СССР. ХI издание. Выпуск 1.- М.: Медицина, 1987.-384 с.
5. Государственная фармакопея СССР Х изд.- «Медицина»:Москва, 1968. - 1079 с.
6. Калашников В.П., Долотова Т.М., Минка А.Ф. Фотоэлектроколориметрическое определение стрептомицина сульфата. // Фармацевтический журнал. - 2000. - №3. - с.61-63.
7. Карташов В.С. Методические аспекты применения спектроскопии ЯМР в фармацевтическом анализе.- Фармация, 1995.-№ 5.-С.37-40.
8. Кудрин А.Н. Фармакология: Учебник.- М.: Медицина, 1991.-496 с.
9. Ладыгина Г.А., Владимирский М.А., Фирсов А.А., Тенцова А.И. Фармакокинетика стрептомицина у мышей после введения липосомальной формы антибиотика.-Фармация, 1984.-№6.-С. 38-42.
10. Лайко А.В., Терехова Л.П., Сумарукова И.Г. и др. Актуальные направления поисков антибиотиков: Тез докл II-го Всесоюз сем. Алма-Ата 1989; 25.
11. Машковский М.Д. Лекарственные средства.-15-е изд.-М.:РИА «Новая волна», 2008.- 1206 с.
12. Международная фармакопея. III издание.-Женева, 1981.- Т. I, II, III.
13. Мелентьева Г.А. Фармацевтическая химия.-Изд.2-е, перераб. и доп., М: Медицина, 1976.-Т.2.-828 с.
14. Методы анализа лекарств /Н.П. Максютина, Ф.Е. Каган, Л.А. Кириченко, Ф.А. Митченко.-Киев:Здоров’я, 1984.-224 с.
15. Перспективы применения химиопрепаратов.-ivb.webservis.ru/practice/ jornal/n1x1.html - 16k.
16. Практическое руководство по антиинфекционной химиотерапии./ Под редакцией Л.С. Страчунского, Ю.Б. Белоусова, С.Н. Козлова.– М.: Боргес, 2002. – 384 с.
17. Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии: Учеб. пособие./Э.Н. Аксенова, О.П. Андрианова, А.П. Арзамасцев и др./Под ред.А.П.Арзамасцева.-М.:Медицина, 2001-384 с.
18. Соколов В.Д. Перспективы применения химиопрепаратов .ivb.webservis.ru/practice/jornal/n1x1.html - 16k.
19. Фармацевтическая химия: Учеб. пособие /Под ред. А.П. Арзамасцева.- М.: ГЭОТАР, 2004.-640 с.

 

 

 

 

   :