Спектральные скрининговые методы

Для скрининга лекарственных веществ могут быть применены:

1. Абсорбционная спектроскопия в видимой и УФ областях

2. ИК-спектроскопия

3. Спектроскопия ЯМР (ядерного магнитного резонанса)

4. МС (масс-спектрометрия)

Из перечисленных методов более доступным и в то же время достаточно информативным и чувствительным является метод абсорбционной спектроскопии в видимой и УФ областях.

Абсорбционная спектроскопия

С точки зрения квантово-механических представлений поглощение (абсорбция) веществом света, т.е. потока фотонов или электромагнитного излучения, в видимой и ультрафиолетовой областях связано с переходом электронов внешних орбиталей (валентных электронов) из основного состояния (с меньшей энергией) в возбужденное состояние (с большей энергией). При этом энергия поглощенного фотона:

Е= Е₁-Е₀, где

Е - энергия поглощенного фотона

Е₁ - энергия электрона в возбужденном состоянии

Е₀ - энергия электрона в основном состоянии

Е= h* или Е= h*c/, где

h -постоянная Планка

 - частота излучения

с - скорость света

 - длина волны

Поскольку h и c величины постоянные, очевидно, что энергия поглощенного излучения будет обратно пропорциональна .

Согласно хромофорно-ауксохромной теории избирательным поглощением в видимой и УФ областях спектра обладают вещества, имеющие в своей структуре определенные группы атомов - хромофоры.

Хромофоры содержат одну или несколько кратных (двойных) связей, или неподеленные пары электронов. Например:

С=С этиленовая группа

С=О карбонильная группа

N=О нитрозогруппа

N=N диазогруппа

С=N азометиновая группа

С₆ Н₆ бензольное ядро

Иногда в молекуле наряду с хромофорами находятся ауксохромные группы, которые не обладают собственным поглощением, но усиливают поглощение хромофоров. К таким группам относятся:

• NH₂ аминогруппа

• ОН гидроксильная группа

• ОСН₃ метоксигруппа

• N(СН₃)₂ диметиламиногруппа

• CL, Br, F,I –галогены

Идентификацию веществ в условиях скрининга проводят по спектрам поглощения. Кривая зависимости светопоглощения от длины волны () называется спектром поглощения и является качественной характеристикой вещества.

Характер спектра может меняться в зависимости от:

- природы растворителя (тонкая структура в неполярных растворителях);

- рН раствора для веществ, способных к ионизации, если молекулярная и ионизированная формы обладают различным светопоглощением.

Получение спектров поглощения в различных условиях повышает информативность метода.

Наряду с идентификацией веществ по характеру спектра можно провести их количественное определение, измеряя интенсивность поглощения в области максимума. Расчет концентрации вещества проводят по уравнению Бугера-Ламберта-Бера:

Д=Е^1%* l * C, где

^{1 см}

Д - оптическая плотность,

Е - удельный показатель поглощения

l - толщина светопоглощающего слоя

С - концентрация вещества (в %)

Измерение абсорбции (Д) проводят на спектрофотометрах различных марок, дающих монохроматическое излучение, т.к. закон Бера справедлив только для монохроматического излучения.

В условиях скрининга сравнивают спектры поглощения исследуемого вещества со спектрами эталонов (стандартов).

В настоящее время предложен групповой скрининг для 450 лекарственных веществ.

К достоинствам спектральных методов анализа следует отнести:

- универсальность, что позволяет анализировать различные классы химических соединений

- высокую чувствительность (мкг)

- достаточную информативность

К недостаткам - необходимость высокой степени чистоты исследуемых веществ, поэтому рекомендуется сочетать спектральные методы анализа с предварительной очисткой веществ, например, с помощью ТСХ или других методов.