Перспективы использования вольтамперометрии в анализе сердечно-сосудистых лекарственных средств (контроль качества и фармакокинетика)

• Автор: Терентьева, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 14.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 375 с. : 21 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы. Перспективы использования

электрохимических методов исследования в фармации

Экспериментальная часть

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Объект исследования

2.2. Методы исследования

Глава 3. Результаты квантово-химического исследования

молекул лекарственных средств

Глава 4. Результаты разработки методик количественного определения лекарственных средств вольтамперометрическим методом в растворе стандартного образца
Глава 5. Разработка вольтамперометрических методик количественного определения лекарственных средств в модельных смесях и лекарственных формах
Глава 6. Фармакокинетическое исследование лекарственных средств с использованием вольтамперометрии
Глава 7. Изучение возможности использования вольтамперометрического экспресс-анализа для определения эндогенных пептидов в биожидкостях
ОБСУЖДЕНИЕ РЕУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
В настоящее время в распоряжении врачей имеются десятки и даже сотни тысяч лекарственных средств, которых только в России зарегистрировано и внесено в Государственный реестр около 3000, при этом общее количество имеющихся в разных странах препаратов и различных их комбинаций превышает 200000. Еще 20 - 30 лет тому назад 60 - 80 % применяющихся в настоящее время препаратов не были известны или не использовались. Ежегодно список лекарственных средств пополняется на 200 - 300 наименований; вместе с тем, каждый год из списка разрешенных для клинического применения исключаются около 100 - 200 препаратов, чаще всего по причине высокой токсичности и широте побочных эффектов. Необходимо учитывать также и то, что лекарственные средства в качестве монотерапии используют редко, чаще в виде сочетаний, иногда в одной лекарственной форме, что усиливает терапевтический эффект и увеличивает число побочных реакций [6; 7; 9; 81].
В связи с этим, актуальными становится поиск и выбор современных высокочувствительных методов для контроля качества лекарственных средств, при этом оптимальным является метод, осуществляющий детекцию по фармакологически активной группе в присутствии сопутствующих веществ, и пригодный для анализа лекарственного средства в биологических жидкостях. К таким методам относятся электрохимические, используемые для контроля состояния окружающей среды, лекарственных средств и исследования физиологических процессов в организме, способные обеспечить определение огромного числа неорганических и органических веществ. Для них характерны высокая чувствительность и селективность, быстрота отклика на изменение состава анализируемого объекта, легкость автоматизации и возможность дистанционного управления, они не требуют дорогостоящего аналитического оборудования и могут применяться в лабораторных, производственных и полевых условиях. Непосредственное отношение к рассматриваемой проблеме имеют три электроаналитических метода: вольтамперомет-рия, кулонометрия и потенциометрия. Нижняя граница определяемых концентраций в методе вольтамперометрии с линейным изменением потенциала индикаторного электрода (классической вольтамперометрии) составляет 1(Г6 - 1(Г5 моль/л. Для ее снижения до КГ8 - 10“7 моль/л используют усовершенствованные инструментальные варианты вольтамперометрии: переменнотоковую (с наложением переменного напряжения) и дифференциальную импульсную (с наложением импульсов напряжения).
Особый интерес представляет изучение возможности использования вольтамперометрии для анализа сердечно-сосудистых лекарственных средств (кардиопрепаратов), как наиболее обширной части рынка всех ле-

карственных средств, тем более следует учесть, что в оказании фармакологического эффекта непосредственно задействованы эндогенные электрохимические процессы.
Цель диссертационной работы. Обоснование целесообразности использования вольтамперометрии для контроля качества и изучения фармакокинетики сердечно-сосудистых лекарственных средств на примере амиода-рона, нибентана, спираприла гидрохлорида, фозиноприла натрия, беназепри-ла гидрохлорида и карведилола. Исследование возможности использования вольтамперометрии в анализе эндогенных полипептидов на примере инсулина и ангиотензина II.
Задачи исследования
1. Выполнить квантово-химические расчеты структуры амиодарона, нибентана, спираприла гидрохлорида, фозиноприла натрия, беназеприла гидрохлорида и карведилола.
2. Разработать вольтамперометрические методики количественного определения лекарственных средств в модельных растворах стандартного образца.
3. Предложить валидированные условия количественного определения лекарственных средств в лекарственных формах
4. Изучить возможность использования методик количественного анализа лекарственных средств в сыворотке крови и предложить схему пробопод-готовки анализируемых образцов крови.
5. Провести сравнительные фармакокинетические исследования сердечно-сосудистых лекарственных средств вольтамперометрическим методом в сравнении с высокоэффективной жидкостной хроматографией.
6. Исследовать возможность использования вольтмаперометрии в анализе эндогенных полипептидов (инсулина и ангиотензина II).
Научная значимость и новизна результатов
С помощью квантово-химических расчетов структур амиодарона, нибентана, спираприла гидрохлорида, фозиноприла натрия, беназеприла гидрохлорида и карведилола, выполненных методом РМ-3, впервые получены соответствующие значения энергий ионизации атомов, на основании чего дано заключение о вероятном механизме электродного процесса.
Впервые в мировой практике:
• обнаружена способность и показана возможность амиодарона, нибентана, спираприла гидрохлорида, фозиноприла натрия, беназеприла гидрохлорида, карведилола и ангиотензина II участвовать в процессах, протекающих на поверхности стационарных электродов с образованием мало-диссоциированных соединений, электрорастворение которых приводит к появлению сигнала на вольтамперной кривой с параметрами, являющимися качественной и количественной характеристикой определяемого вещества. Получены патенты:

угольных пластовых электродах, модифицированных меди(П)циклогексил-бутиратом, в водных буферных растворах (pH 4,5); потенциал накопления (- 0,6) - (- 1,1) В (относительно насыщенного каломельного электрода), соединение накапливается в виде комплекса с Cu(I), который окисляется при + 0,03 В, давая цистеин и Cu(II) [275]. Наряду с этим, показана возможность использования электрода, изготовленного на основе платинового и покрытого слоем, содержащим антитела проводящего полимера, для импульсного амперометрического детектирования протеинов, предел определения менее 1 мг/л [252]. Установлено, что определение протеинов при наличии 17 дисульфидных мостиков в структуре молекулы проходит в виде двух типичных волн протеина, вместо постоянно-токовой полярографии целесообразно использовать дифференциально-импульсную [251]. Рассмотрены примеры селективной экстракции органических веществ в объем угольно-пастового электрода. Обсуждены возможности использования угольно-пастового электрода с различными связующими для избирательного концентрирования органических соединений на электроде и определения методом инверсионной вольтамперометрии. Приведены данные по применению полимерных мембран для модификации электрода на основе углеродных материалов и их использованию в процессах мембранной экстракции при концентрировании органических веществ [99]. Анализ поведения протеинов, иммобилизованных на поверхности пирографитового электрода, показал, что их неидеальная редокс-характеристика связана с тем, что перенос электрона зависит от динамики протеина, кислотно-основного равновесия, возможной замедленности (по сравнению с переносом заряда), редокс-реакции на электроде, взаимодействий протеин-протеин. Поэтому при рассмотрении даже простого электронного переноса в случае протеинов следует проводить сравнительные исследования на альтернативных электродных материалах в сочетании со спектроскопическими измерениями [171; 191; 196].
Изучено адсорбционное поведение гемоглобина на платиновом электроде и предложена методика его определения с помощью циклической вольтамперометрии. Скорость сканирования 500 мВ/с при потенциале 0,70 -1,00 В. Определяемая концентрация гемоглобина 1,6 • 10-5 моль/л. Относительное стандартное отклонение 0,063. Предел определения равен 1,6 моль/л [204]. Циклическая вольтамперометрия применена для одновременного определения аминокислот (цистин, тирозин, триптофан), окисляющихся на композитном электроде (графит-метакрилат) при использовании метода многомерной градуировки для оптимизации условий определения [190]. На допированном бором алмазном электроде L-цистеин образует более четкий анодный пик при потенциале 0,57 В, чем на стеклоуглеродном электроде. Пик пригоден для аналитических целей. Высота пика пропорциональна концентрации в интервале 1 - 200 мкм. Предел обнаружения равен 0,9 мкм [284]. Разработана методика разделения и определения катехоламинов (до-памина, L-норэпинефрина и L-эпинефрина), индоламинов (5-гидрокситриптамин), предшествующих им соединений (3,4-дигидроксифениламин, L-триптофан и 5-гидрокситриптофан) и их основ-