2.2.25. Абсорбционная спектрофотометрия в ультрафиолетовой видимой областях

И

Определение оптической плотности. Оптическая плотность (А) раствора представляет собой десятичный логарифм обратной величины пропускания (Т) для монохроматического излучения и выражается соотношением:

А = 1ogi0(1: T) = 1ogi0(/0 :I)

T = I: I0,

где:

I₀ - интенсивность падающего монохроматического излучения;

I - интенсивность прошедшего монохроматического излучения.

В отсутствии других физико-химических факторов измеренная оптическая плотность (А) пропорциональна длине пути (b), через который проходит излучение, и концентрации (с) вещества в растворе в соответствии с уравнением:

А = e ■ c ■ b, где:

e - молярный показатель (коэффициент) погашения; b - концентрация вещества в растворе, в молях на литр; c - длина оптического пути, в сантиметрах.

Величина А/СМ представляет собой удельный показатель поглощения, то есть оптическую плотность раствора вещества с концентрацией 10 г/л в кювете с толщиной слоя 1 см, то есть:

,10% = 1СМ -if

М .м.

Если нет других указаний в частной статье, измерение оптической плотности проводят при указанной длине волны с использованием кюветы 1 см и при температуре (20+1)^оС. Если нет других указаний в частной статье, измерение проводят по сравнению с тем же растворителем или той же смесью растворителей, в которой растворено вещество. Оптическая плотность растворителя, измеренная против воздуха при указанной длине волны, не должна превышать 0,4 и желательно, чтобы она была меньше 0,2. Спектр поглощения представляют таким образом, чтобы оптическая плотность или ее некоторая функция были приведены по оси ординат, а длина волны или некоторая функция от длины волны - по оси абсцисс.

Если в частной статье приводят только одно значение для положения максимума поглощения, то это означает, что полученное значение максимума не должно отличаться от указанного более чем на +2 нм.

Прибор. Спектрофотометр, предназначенный для измерений в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, состоит из оптической системы, выделяющей монохроматическое излучение в области от 200 нм до 800 нм, и устройства для измерения оптической плотности.

Проверка шкалы длин волн. Для проверки шкалы длин волн используют линии водородной или дейтериевой разрядной лампы или линии паров ртути, а также максимумы поглощения раствора гольмия перхлората Р, которые представлены в Табл. 2.2.25.-1. Допустимое отклонение составляет +1 нм для ультрафиолетового и +3 нм для видимого диапазонов.

Таблица 2.2.25.-1.

Максимумы поглощения (или испускания) для проверки шкалы длин волн

241,15 нм (Но) 404,66 нм (Hg)

253,7 нм (Hg) 435,83 нм (Hg)

287,15 нм (Но) 486,0 нм (DP)

302,25 нм (Hg) 486,1 нм (НР)

313,16 нм (Hg) 536,3 нм (Но)

334,15 нм (Hg) 546,07 нм (Hg)

361,5 нм (Но) 576,96 нм (Hg)

365,48 нм (Hg) 579,07 нм (Hg)

Проверка шкалы оптической плотности. Проверяют значения оптических плотностей, используя раствор калия дихромата Р при длинах волн, указанных в Табл. 2.2.25.-2. В таблице 2.2.25.-2 приведены точные значения удельного показателя погашения и его допустимые пределы для каждой длины волны.

Для проверки шкалы оптических плотностей используют раствор калия дихромата, приготовленный следующим образом. От 57,0 мг до 63,0 мг (точную навеску) калия дихро_омата Р, предварительно высушенного до постоянной массы при температуре 130^оС, растворяют в 0,005 М растворе кислоты серной и доводят до 1000,0 мл этим же растворителем.

Предельный уровень рассеянного света. Рассеянный свет может быть определен при данной длине волны с использованием соответствующих фильтров или растворов: например, оптическая плотность раствора 12 г/л калия хлорида Р в кювете с толщиной слоя 1 см при 200 нм, при использовании воды Р в качестве компенсационного раствора, должна быть больше 2.

Разрешающая способность (для качественного анализа). Если указано в частных статьях, то определяют разрешающую способность спектрофотометра следующим образом. Записывают спектр 0,02% (об/об) раствора толуола Р в гексане Р. Минимально допустимое значение отношения оптической плотности в максимуме поглощения при 269 нм к оптической плотности в минимуме поглощения при 266 нм указывают в частной статье.

Ширина спекральной щели (для количественного анализа). В случае использования спектрофотометра с изменяемой шириной спектральной щели при выбранной длине волны возможны погрешности, связанные с шириной этой щели. Для их исключения ширина спектральной щели должна быть малой по сравнению с полушириной полосы поглощения и в то же время должна быть максимально велика для получения высокого уровня 1_о. Таким образом, ширина щели должна быть такой, чтобы дальнейшее ее уменьшение не изменяло величину измеряемой оптической плотности.

Кюветы. Допустимые вариации в толщине слоя используемых кювет должны быть не более +0,005 см. Кюветы, предназначенные для испытуемого и компенсационного растворов, должны иметь одинаковое пропускание (или оптическую плотность) при заполнении одним и тем же растворителем. В противном случае это различие следует учитывать.

ПРОИЗВОДНАЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ

В производной спектрофотометрии используется преобразование исходного спектра поглощения (нулевой порядок) в производные спектры первого, второго и более высоких порядков.

Производный спектр первого порядка представляет собой график зависимости градиента кривой поглощения (скорость изменения оптической плотности с длиной волны,а!/Л/а!Л) от длины волны.

Производный спектр второго порядка представляет ₂собо₂й график зависимости кривизны спектра поглощения от длины волны (а²А/аЛ²). Вторая производная при любой длине волны Л связана с концентрацией следующим соотношением

d²А = d²А™ cb_ = d4_ dl² = dl² ' 10 = dl²

■ cb,

где:

с' - концентрация поглощающего раствора, в граммах на литр.

Прибор. Используют спектрофотометр, отвечающий указанным выше требованиям и оснащенный аналоговым резистентноемкостным дифференцирующим модулем или цифровым дефференциатором, или другими средствами получения производных спектров. Некоторые методы получения производных спектров второго порядка сдвигают их относительно спектра нулевого пордяка, что следует учитывать там, где это необходимо.

Разрешающая способность. Если указано в частных статьях, записывают производный спектр второго порядка для раствора 0,2 г/л толуола Р в метаноле Р, используя метанол Р в качестве компенсационного (сравнения) раствора. На спектре должен присутствовать небольшой отрицательный экстремум, расположенный между двумя большими отрицательными экстремумами при 261 нм и 268 нм, соответственно, как показано на Рис. 2.2.25.-1. Если нет других указаний в частных статьях, отношение А/В (см. Рис.2.2.25.-1) должно быть не менее 0,2.

Методика. Готовят раствор испытуемого вещества, устанавливают различные инструментальные характеристики в соответствии с инструкцией к прибору и рассчитывают количество определяемого вещества, как указано в частной статье.

# ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Абсорбционную спектрофотометрию в ультрафиолетовой и видимой областях спектра обычно применяют для идентификации лекарственного средства в следующих вариантах:

1. Сравнение спектров поглощения испытуемого раствора и раствора сравнения; в указанной области спектра должно наблюдаться совпадение положений максимумов, минимумов, плечей и точек перегиба.

2. В указанной области спектра при указанных длинах волн должны наблюдаться максимумы, минимумы, плечи и точки перегиба; возможно указание только некоторых из этих характеристик. Расхождение между наблюдаемыми и указанными длинами волн не должно обычно превышать 2 нм.

3. В дополнение к варианту 2 приводят еще и удельные показатели поглощения при указанных длинах волн.

4. В дополнение к варианту 2 приводят отношения оптических плотностей при указанных длинах волн.

Возможны и другие варианты применения, оговоренные в частных статьях.

# КОЛИЧЕСТЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Рекомендуется такая схема проведения спектрофотометрических измерений: "В измерительную кювету помещают испытуемый раствор и определяют его оптическую плотность по сравнению с компенсационным раствором. Затем кювету вынимают, удаляют ее содержимое, снова помещают испытуемый раствор и снова определяют оптическую плотность. Операцию повторяют, получая не менее трех значений оптической плотности для испытуемого раствора. Таким же образом получают не менее трех значений оптической плотности для раствора сравнения. Следует избегать попадания исследуемого раствора на внешнюю стенку кюветы. Для расчетов используют среднее значение полученных оптических плотностей испытуемого раствора и раствора сравнения".

1. Однокомпонентный одноволновой анализ. Однокомпонентный одноволновой анализ (или "обычная спектрофотометрия") - это количественное определение одного из компонентов лекарственного средства посредством измерения оптической плотности раствора испытуемого образца при одной аналитической длине волны (АДВ).

Такой анализ может проводиться методом показателя поглощения (МПП) и методом стандарта (МС).

При использовании МПП количественное определение проводят посредством измерения оптической плотности (А) раствора испытуемого образца при АДВ и расчете концентрации (с) анализируемого компонента по формуле:

с = —, (1)

где:

- удельный показатель поглощения анализируемого компонента при

АДВ;

с - концентрация анализируемого вещества, в процентах (масса/об).

При использовании МС количественное определение проводят посредством измерения при АДВ оптических плотностей раствора испытуемого образца (А) и раствора сравнения (А_о) с концентрацией с_о и расчете концентрации (с) анализируемого компонента, исходя из формулы:

с_ = А_

(2)

Измерение оптических плотностей испытуемого раствора и раствора сравнения следует проводить в одних и тех же условиях с минимальным интервалом времени.

В общем случае, более надежным является МС. Возможность применения МПП необходимо в каждом конкретном случае обосновывать, исходя из допусков количественного содержания анализируемого компонента, метрологических характеристик методики и требований к спектрофотометру. Обычно МПП применим при допусках содержания анализируемого компонента не менее +10% от номинального содержания.

Во всех случаях применения одноволнового однокомпонентного анализа необходимо, чтобы остальные компоненты препарата не оказывали существенного влияния на результаты. Обычно доля их суммарного поглощения в оптическом поглощении образца при АДВ не должна превышать десятой части допусков содержания анализируемого компонента.