Флуориметрия

Флуориметрия - метод фотометрического анализа, основанный на

измерении интенсивности флюоресценции испытуемых веществ.

Интенсивность флюоресценции в разбавленных растворах может быть

определена следующим уравнением:

F = J02,3"эпсилон"сb"фи",

где F - общая интенсивность флюоресценции, квант/с; J0 -

интенсивность возбуждающего света, квант/с; с - концентрация

раствора, моль/л; "эпсилон" - молярный коэффициент поглощения; b -

толщина флюоресцирующего слоя, см; "фи" - квантовый выход

флюоресценции, зависящий от природы вещества.

Это уравнение может быть использовано для растворов с

оптической плотностью D, не превышающей 0,05 при длине волны

возбуждения (при D = 0,05 ошибка в определении интенсивности

флюоресценции составляет около 5%; влияние эффекта внутреннего

фильтра).

Практически флюоресценцию определяют в растворах с

-5 -6

концентрацией 10 - 10 моль/л и меньше, когда между

интенсивностью флюоресценции и концентрацией вещества наблюдается

прямолинейная зависимость: при более высоких концентрациях

линейность нарушается, а затем наблюдается концентрационное

тушение флюоресценции.

Интенсивность флюоресценции в значительной степени зависит от

длины волны возбуждающего света, величины рН испытуемого раствора,

характера растворителей и присутствия в растворе посторонних

веществ, поглощающих некоторую долю возбуждающей энергии

(экранирующий эффект) или дезактивирующих возбужденные молекулы.

Так, прибавление хлорида натрия снижает выход флюоресценции

хинина, прибавление веществ с фенольными или гидроксильными

группами тушит флюоресценцию рибофлавина, прибавление

хлористоводородной кислоты тушит флюоресценцию тиохрома,

прибавление едкого натра тушит флюоресценцию птеринов и т. д.

Во флюоресцентных исследованиях часто важно регулирование

температуры и удаление кислорода, являющегося сильным тушителем

флюоресценции. При одновременном определении испытуемого и

стандартного образцов необходимость термостатирования и удаления

кислорода, как правило, отпадает, для этого измерение надо

проводить достаточно быстро, чтобы не произошло нагревания образца

от источника облучения.

Спектр флюоресценции находится по сравнению со спектром

поглощения в более длинноволновой области (на 50 - 100 нм) и дает

широкие полосы излучения в пределах от 100 до 200 нм.

Характер спектра флюоресценции, а также цвет излучаемого света

специфичны для флюоресцирующих веществ (флуорохромов), поэтому

флюоресценция может быть применена как для качественного, так и

для количественного анализа.

Для выполнения флуориметрического анализа используют

спектрофлуориметры, принцип работы которых заключается в

следующем: свет от ртутно - кварцевой лампы через первичный

светофильтр и конденсор падает на кювету с раствором испытуемого

вещества; последнее начинает флюоресцировать. Кванты возбужденного

света проходят через вторичные светофильтры и падают на

фотоэлемент, соединенный с чувствительным гальванометром,

отмечающим количество поступающего на фотоэлемент света.

Для проведения количественного анализа в качестве раствора

сравнения применяют раствор стандартного образца флюоресцирующего

вещества известной концентрации. Расчет производят по формуле:

(n1 - n2)c

Х = ----------- ,

n - n2

где n1-n2 - показания спектрофлуориметра для испытуемого

раствора за вычетом поправки на контрольный опыт; n - n2 - то же

для раствора стандартного образца за вычетом поправки на

контрольный опыт; с - концентрация раствора стандартного образца в

выбранных единицах измерения.

Расчет производят с помощью калибровочного графика или шкалы

стандартных растворов.

Так как интенсивность флюоресценции пропорциональна

концентрации вещества обычно в очень узкой области, соотношение

Љ Jх - J0 Ї

Ј---------Ј (Jх, J0, Jс - соответственно интенсивности

ђ Jс - J0 ‰

флюоресценции испытуемого раствора, растворителя и стандартного

раствора) должно быть не менее 0,40 и не более 2,50.

Относительная ошибка флуориметрического метода составляет не

более 5%.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ БЕЛИЗНЫ

ПОРОШКООБРАЗНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

В случае твердых субстанций оценка степени белизны (оттенка)

может быть проведена инструментальным методом, исходя из

спектральной характеристики света, отраженного от образца. В

простейшем случае оценку степени белизны можно получить, исходя из

коэффициентов отражения, измеренных при освещении образца белым

светом (источник со спектральным распределением, соответствующим

спектральному распределению источника типа А по ГОСТу 7721-76), а

также белым светом, пропущенным через красный или синий фильтр с

эффективными максимумами пропускания соответственно при 614 и 459

нм. Коэффициент отражения белого света (rб) при оценке степени

белизны может быть заменен коэффициентом отражения света,

пропущенного через зеленый светофильтр с максимумом пропускания

при 522 нм.

Коэффициент отражения представляет собой отношение величины

отраженного светового потока к величине падающего светового

потока.

Измерение коэффициентов отражения осуществляют на приборах

типа лейкометра или спектрального фотометра "Specol-10" (фирмы

"Carl Zeiss Jena", ГДР). Измеренные относительно эталона с

коэффициентом отражения в видимой области спектра ~=0,85, значения

коэффициентов отражения образцов лекарственного вещества (r)

позволяют определить наличие или отсутствие у них цветового или

сероватого оттенка соответственно по величинам степени белизны

("альфа") и степени яркости ("бета"). Величину степени белизны

"альфа" определяют для лекарственных веществ с желтоватым,

r459

кремоватым или розоватым оттенками как отношение ----, а для

r614 r614

лекарственных веществ с голубоватым оттенком - как отношение ----.

r459

Степень яркости "бета" характеризуют величиной r522 или rб . (В

индексах r указана длина волны максимума пропускания

светофильтров).

Для белых и белых с сероватым оттенком лекарственных веществ

величина "альфа" теоретически равна 1. Если "альфа" < 1, то

лекарственное вещество имеет оттенок. Лекарственные вещества, для

которых "бета" < 0,85 и "альфа" находится в интервале 0,95-1,00,

имеют сероватый оттенок.

Уточненная оценка белизны лекарственных веществ с указанием

интенсивности цветовых и сероватого оттенков может быть проведена

с использованием абсолютных коэффициентов отражения (R),

определяемых с помощью спектрофотометров отражения, снабженных

интегрирующей сферой, например СФ-18 ("ЛОМО", СССР). Настройка

прибора в этом случае осуществляется по эталону с коэффициентом

отражения в видимой области ~= 1.

При этом интенсивность цветового и сероватого оттенков

оценивают по величинам степени белизны (альфа) и степени яркости

(бета) соответственно. Величину степени белизны альфа определяют

для лекарственных веществ с желтоватым, кремоватым и розоватым

R459

оттенками как отношение ------, а для лекарственных веществ c

R614

R614

голубоватым оттенком - как отношение ----. Степень яркости

R459

(бета) характеризуют величиной максимального коэффициента

отражения образца лекарственного вещества в видимой области Rmax.

Оценка интенсивности цветового и сероватого оттенков

проводится в соответствии с табл. 1 и 2.

Таблица 1

Оценка интенсивности цветового оттенка

по величине степени белизны альфа

Љ”””’””””””””””””””””’”””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””Ї

Ј N ЈПределы значенийЈ Оценка интенсивности цветового оттенка Ј

Јп/пЈ альфа Ј Ј

“”””•””””””””””””””””•”””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””¤

Ј 1 Ј 1,00 - 0,96 Ј Отсутствует оттенок Ј

Ј 2 Ј 0,96 - 0,94 Ј Едва заметный оттенок Ј

Ј 3 Ј 0,94 - 0,90 Ј Слабый оттенок Ј

Ј 4 Ј 0,90 - 0,86 Ј Отчетливый оттенок Ј

ђ”””‘””””””””””””””””‘”””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””‰

Примечание. При величине (альфа) < 0,86 лекарственное

вещество не следует рассматривать как имеющее белый цвет.

Значения степени белизны ("альфа" и альфа) и степени яркости

("бета" и бета) являются объективными характеристиками качества

белых и белых с оттенками лекарственных веществ. Пределы их

допустимых значений могут быть регламентированы в частных статьях.

Методика определения. Подготовка пробы. В зависимости от

поставленной задачи определение степени белизны и степени яркости

может производиться на образцах порошкообразных лекарственных

веществ без предварительной обработки или после их измельчения в

течение 2 мин на лабораторной электрической мельнице ЭМ-3А (ГОСТ

5.692-70). Масса пробы, необходимая для проведения измерений,

составляет 2-3 г.

Таблица 2

Оценка интенсивности сероватого оттенка

по величине степени яркости бета

Љ”””’””””””””””””””””””””’”””””””””””””””””””””””””””””””””””””””Ї

Ј N Ј Пределы значений Ј Оценка интенсивности Ј

Јп/пЈ бета Ј сероватого оттенка Ј

“”””•””””””””””””””””””””•”””””””””””””””””””””””””””””””””””””””¤

Ј 1 Ј 1,00 - 0,98 Ј Отсутствие оттенка Ј

Ј 2 Ј 0,98 - 0,97 Ј Едва заметный оттенок Ј

Ј 3 Ј 0,97 - 0,95 Ј Слабый оттенок Ј

Ј 4 Ј 0,95 - 0,92 Ј Отчетливый оттенок Ј

ђ”””‘””””””””””””””””””””‘”””””””””””””””””””””””””””””””””””””””‰

Примечание. При величине (бета) < 0,92 лекарственное вещество

не следует рассматривать как имеющее белый цвет.

Порошок лекарственного вещества помещают в кювету и легкими

ударами по дну последней уплотняют пробу. После этого стеклянным

матированным плоским пестиком прижимают поверхность порошка,

избегая горизонтальных перемещений пестика относительно

поверхности пробы. Затем при необходимости кювету накрывают

бесцветным плоским стеклом (лучше кварцевым).

Измерение на приборах типа лейкометра. Измерение коэффициентов

отражения проб проводят в соответствии с инструкцией по

пользованию прибором при белом свете (без светофильтра) и при

красном, синем и зеленом светофильтрах или настройке монохроматора

соответственно на длины волн 614, 459 и 522 нм. Перед каждым

измерением прибор настраивают по эталону, имеющему коэффициенты

отражения в видимой области ~= 0,85. Каждое измерение повторяют не

менее 2 раз.

Результаты измерений коэффициентов отражения представляют в

_

виде среднего арифметического rх и вычисляют значение "альфа".

Принимают "бета" = rб или "бета" = r522.

Љ”””””””””””””’”””””””””””””””””””””””””””””””””””’”””””””’””””””Ї

Ј Ј Показания лейкометра Ј Ј Ј

ЈЛекарственное“”””””’”””””’”””””’”””””’”””””’”””””¤"альфа"Ј"бета"Ј

Ј вещество Ј Ј _ Ј Ј_ Ј Ј_ Ј Ј Ј

Ј Ј rб Ј rб Јr459 Јr459 Јr614 Јr614 Ј Ј Ј

“”””””””””””””•”””””•”””””•”””””•”””””•”””””•”””””•”””””””•””””””¤

Ј Ј92,10Ј Ј91,49Ј Ј92,87Ј Ј Ј Ј

Ј Этазол Ј92,35Ј92,20Ј91,28Ј91,39Ј93,11Ј92,97Ј 0,98 Ј 0,92 Ј

Ј Ј92,15Ј Ј91,43Ј Ј92,93Ј Ј Ј Ј

ђ”””””””””””””‘”””””‘”””””‘”””””‘”””””‘”””””‘”””””‘”””””””‘””””””‰

Поскольку "альфа" < 1, a "бета" > 0,85, этазол имеет цветовой

оттенок и не имеет сероватого оттенка.

Измерение на спектрофотометре с интегрирующей сферой.

Измерение коэффициентов отражения проводят в соответствии с

инструкцией по пользованию спектрофотометром, в следующем порядке.

В правую и левую кюветы помещают эталон белизны бария сульфат

квалификации "для отражательной спектрофотометрии" и настраивают

прибор. Регистрируют спектр отражения исследуемого лекарственного

вещества. Исходя из полученной спектрограммы определяют значения

R459, R614 и Rmax.

Каждое измерение повторяют не менее 2 раз. Результаты

измерений коэффициентов отражения представляют в виде средних

_ _ _

арифметических R459, R614, Rmax. По получении указанных

коэффициентов отражения рассчитывают значение (альфа); величину

_

бета принимают равной Rmax.

Пример:

Љ”””””””””””””’”””””””””””””””””””””””””””””””””””’””””””’”””””””Ї

Ј Ј Показания спектрофотометра Ј Ј Ј

Ј Ј Ј Ј Ј

ЈЛекарственное“”””””’”””””’”””””’”””””’”””””’”””””¤альфаЈ бета Ј

Ј вещество Ј Ј_ Ј Ј_ Ј Ј_ Ј Ј Ј

Ј ЈR459 ЈR459 ЈR614 ЈR614 ЈRmax ЈRmax Ј Ј Ј

“”””””””””””””•”””””•”””””•”””””•”””””•”””””•”””””•””””””•”””””””¤

Ј Ј Ј Ј Ј Ј Ј Ј Ј Ј

Ј Ј0,802Ј Ј0,853Ј Ј0,980Ј Ј Ј Ј

ЈЭтазол Ј Ј0,800Ј Ј0,853Ј Ј0,980Ј 0,93 Ј 0,98 Ј

Ј Ј0,798Ј Ј0,853Ј Ј0,980Ј Ј Ј Ј

ђ”””””””””””””‘”””””‘”””””‘”””””‘”””””‘”””””‘”””””‘””””””‘”””””””‰

Найденное значение (альфа) находится в пределах 0,94 - 0,90,

следовательно, образец имеет слабый цветовой оттенок (см. табл.

1). Найденное значение (бета) составляет 0,98, следовательно, у

образца отсутствует сероватый оттенок (см. табл. 2).