Основные критерии фармацевтического анализа

На различных этапах фармацевтического анализа в зависимости от поставленных задач имеют значение такие критерии, как избирательность, чувствительность, точность, время, затраченное на выполнение анализа, израсходованное количество анализируемого препарата (лекарственной формы).

Избирательность методаочень важна при проведении анализа смесей веществ, поскольку дает возможность получать истинные значения каждого из компонентов. Только избирательные методики анализа позволяют определять содержание основного компонента в присутствии продуктов разложения и других примесей.

Требования к точности и чувствительностифармацевтического анализа зависят от объекта и цели исследования. При испытании доброкачественности препарата используют методики, отличающиеся высокой чувствительностью, позволяющие устанавливать минимальное содержание примесей.

При выполнении постадийного контроля производства, а также при проведении экспресс-анализа в условиях аптеки важную роль имеет фактор времени,которое затрачивается на выполнение анализа. Для этого выбирают методы, позволяющие провести анализ в наиболее короткие промежутки времени и вместе с тем с достаточной точностью.

При количественном определении лекарственного вещества используют метод, отличающийся избирательностью и высокой точностью. Чувствительностью метода пренебрегают, учитывая возможность выполнения анализа с большой навеской препарата.

Под чувствительностью реакциипонимают наименьшее количество искомого вещества, которое может быть обнаружено данным реактивом в 1 мл раствора.

Мерой чувствительности реакции является предел обнаружения. Он означает наименьшее содержание, при котором по данной методике можно обнаружить присутствие определяемого компонента с заданной доверительной вероятностью. Термин «предел обнаружения» введен вместо такого понятия, как «открываемый минимум», им пользуются также взамен термина «чувствительность».

На чувствительность качественных реакций оказывают влияние такие факторы, как объемы растворов реагирующих компонентов, концентрации реактивов, pH среды, температура, продолжительность опыта. Это следует учитывать при разработке методик качественного фармацевтического анализа.

Для установления чувствительности реакций все шире используют показатель поглощения (удельный или малярный), устанавливаемый спектрофотометрическим методом. В химическом анализе чувствительность устанавливают по величине предела обнаружения данной реакции.

Высокой чувствительностью отличаются физико-химические методы анализа. Наиболее высокочувствительны радиохимические и масс-спектральный методы, позволяющие определять 10^-8 – 10^-9 % анализируемого вещества, полярографические и флуориметрические 10^-6 – 10^-9 %; чувствительность спектрофотометрических методов 10^-3 – 10^-6 %, потенциометрических 10^-2 %.

Методы количественного анализа классифицируют в зависимости от количества, вещества (навески), необходимого для определения. Различают макрометоды, требующие 0,1 г и более анализирующего вещества, полумикрометоды – 0,1 – 0,01, микрометоды – 0,01 – 0,001 г.

В фармацевтическом анализе используют эти методы в зависимости от стоящих перед химиком-аналитиком задач. Макрометоды в основном применяют в фармакопейном анализе индивидуальных лекарственных веществ, полумикрометоды – при анализе лекарственных форм и выполнении экспресс-анализа, микрометоды – главным образом для определения небольшого содержания примесей физико-химическими методами.

В последние годы получил распространение метод определения ничтожно малых количеств компонентов смесей. Метод известен под названием метода анализов следов или ультрамикрохимического метода.Содержание анализируемого вещества исчисляется микрограммами (10^{-6 г), нанограммами (10-9 г) и даже пикограммами (10-12 г).}

Метод анализа следов применяют для испытаний доброкачественности лекарственных препаратов, а также для биофармацевтического анализа.

Термин точность анализа включает одновременно два понятия: воспроизводимость и правильность полученных результатов. Воспроизводимостьхарактеризует рассеяние результатов анализа по сравнению со средним значением. Правильностьотражает разность между действительным и найденным содержанием вещества. Точность анализа у каждого метода различна и зависит от многих факторов: калибровки измерительных приборов, точности отвешивания или отмеривания, опытности аналитика и т.д. Точность результата анализа не может быть выше, чем точность наименее точного измерения.

Так, при вычислении результатов титриметрических определений наименее точная цифра – количество миллилитров титранта, израсходованного на титрование. В современных бюретках максимальная ошибка отмеривания около ±0,02 мл. Ошибка от натекания тоже равна ±0,02 мл. Если при указанной общей ошибке отмеривания и натекания ±0,04 мл на титрование расходуется 20 мл титранта, то относительная ошибка составит 0,2%. При уменьшении навески и количества миллилитров титранта точность соответственно уменьшается.

Таким образом, титриметрическое определение можно выполнять с относительной погрешностью ±0,2 – 0,3%.

Точность титриметрических определений можно повысить, если пользоваться микробюретками или «весовыми» бюретками, применение которых значительно уменьшает ошибки от неточного отмеривания, натекания и влияния температуры. В этом случае наименее точной операцией становится взятие навески.

Отвешивание навески при выполнении анализа лекарственного вещества осуществляют с точностью до ±0,2 мг. При взятии обычной для фармакопейного анализа навески 0,5 г препарата и точности взвешивания ±0,2 мг относительная ошибка будет равна 0,4%. При анализе лекарственных форм, выполнении экспресс-анализа такая точность при отвешивании не требуется, поэтому навеску берут с точностью ±0,001 – 0,01 г, т.е. с предельной относительной ошибкой 0,1 – 1%. Это можно отнести и к точности отвешивания навески для колориметрического анализа, точностьрезультатов которого ±5%.

При выполнении количественного определения любым химическим или физико-химическим методом могут быть допущены три группы ошибок: грубые (промахи), систематические (определенные) и случайные (неопределенные).

Грубые ошибкиявляются результатом просчета наблюдателя при выполнении какой-либо из операций определения или неправильно выполненных расчетов. Результаты с грубыми ошибками отбрасываются как недоброкачественные.

Систематические ошибкиотражают правильность результата анализов. Они искажают результаты измерений обычно в одну сторону (положительную или отрицательную) на некоторое постоянное значение. Причиной систематических ошибок в анализе могут быть, например, гигроскопичность препарата при отвешивании его навески; несовершенство измерительных и физико-химических приборов; опытность аналитика и т.д. Однако всегда необходимо добиваться того, чтобы систематическая ошибка была соизмерима с ошибкой прибора и не превышала случайной ошибки.

Случайные ошибкиотражают воспроизводимость результатов анализа. Они вызываются неконтролируемыми переменными. Среднее арифметическое случайных ошибок стремится к нулю при постановке большого числа опытов в одних и тех же условиях. Поэтому для расчетов необходимо использовать не результаты единичных измерений, а среднее из нескольких параллельных определений.

Правильность результатов определений выражают абсолютной ошибкой и относительной ошибкой.

Абсолютная ошибкапредставляет собой разность между полученным результатом и истинным значением. Эта ошибка выражается в тех же единицах, что и определяемая величина (граммах, миллилитрах, процентах).

Относительная ошибкаопределения равна отношению абсолютной ошибки к истинному значению определяемой величины. Выражают относительную ошибку обычно в процентах (умножая полученную величину на 100).

Относительные ошибки определений физико-химическими методами включают как точность выполнения подготовительных операций (взвешивание, отмеривание, растворение), так и точность выполнения измерений на приборе (инструментальная ошибка).

Значения относительных ошибок находятся в зависимости от того, каким методом выполняют анализ и что представляет собой анализируемый объект – индивидуальное вещество или многокомпонентную смесь.

Индивидуальные вещества можно определять при анализе спектрофотометрическим методом в ультрафиолетовой и видимой областях с относительной погрешностью ±2-3%, ИК-спектрофотомерией ±5-12%, газожидкостной хроматографией ±3-3,5%; полярографией ±2-3%%; потенциометрией ±0,3-1%.

При анализе многокомпонентных смесей относительная погрешность определения этими методами возрастает примерно в два раза. Сочетание хроматографии с другими методами, в частности использование хроматооптических и хроматоэлектрохимических методов, позволяет выполнять анализ многокомпонентных смесей с относительной погрешностью ±3-7%.

Точность биологических методов намного ниже, чем химических и физико-химических. Относительная ошибка биологических определений достигает 20-30 и даже 50 %. Для повышения точности в ГФ X введен статический анализ результатов биологических испытаний.

Очень важно подтверждение правильности полученных результатов оссобенно тогда, когда анализируется смесь веществ. Для этого приготовляют модельные смеси, включающие те же компоненты, что и анализируемая смесь; анализируют испытаемую смесь двумя или тремя разными методами; используют метод добавок, а также дифференциальные методы, позволяющие снизить относительную ошибку физико-химического анализа до десятых долей процента.

Относительная ошибка определения может быть уменьшена за счет увеличения числа параллельных измерений. Однако эти возможности имеют определенный предел. Уменьшать случайную ошибку измерений, увеличивая число опытов, целесообразно до тех пор, пока она станет систематической. Обычно в фармацевтическом анализе выпоняют 3-6 параллельных измерений.