CC BY
138
Елизарова Т.Е., Плетенева Т.В. Хемометрический анализ ИК-спектров в ближнем диапазоне.
ХЕМОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИК-СПЕКТРОВ В БЛИЖНЕМ ДИАПАЗОНЕ ПРИ ОЦЕНКЕ ПОДЛИННОСТИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Т.Е. Елизарова
ООО «Контрольно-аналитическая лаборатория ФАРМАНАЛИЗ»
ул. Чермянская, 2, Москва, Россия, 127282
Т.В. Плетенева
Кафедра фармацевтической и токсикологической химии Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8, Москва, Россия, 117198
Метод инфракрасной спектрометрии в ближней области широко используется для контроля качества лекарственных препаратов за рубежом не только в контрольно-аналитических лабораториях, но и на фармацевтических производствах. Он представлен в фармакопеях Европы, Великобритании и США в виде общих фармакопейных статей. Исследование возможностей метода ИК-спектрофотометрии в ближней области для идентификации природы лекарственного средства, его производителя, производственной серии, оценки чистоты (влажность, полиморфизм) и дозировки действующего вещества возможно на основе хемометрического анализа, базирующегося на многомерном статистическом анализе.
Внедрение хемометрики в аналитический анализ позволило разработать алгоритмы обработки результатов многооткликовых и многофакторных экспериментов, в том числе инфракрасных (ИК) спектров в ближней области (БИК) при исследовании подлинности и контроле качества лекарственных средств органической природы [1].
Хемометрические методы используют кластерный и дискриминантный анализ для классификации результатов анализа. При многомерном статистическом анализе применяют подходы, связанные со снижением размерности многомерного пространства и методы многомерной классификации. Последние позволяют разделить совокупности объектов, характеризующихся большим числом признаков, на однородные и близкие классы. Для выделения полезной информации используют методы сжатия данных, например, метод главных компонент, значительно снижая число переменных по сравнению с исходным.
Спектры лекарственных фальсификатов, лекарственных средств разных производителей или различных серий одного производителя содержат одно и то же действующее вещество и поэтому очень похожи. Эти субстанции невозможно различить ни химическими, ни хроматографическими методами, ни традиционно применяемой в фармацевтическом анализе ИК-спектрофотометрией в среднем диапазоне (2,5—50 мкм). Однако разделение этих близких по свойствам объектов
на классы возможно методом БИК-спектрофотометрии (0,74—2,5 мкм) с использованием хемометрических подходов для обработки данных.
В качестве примера метода многомерной классификации могут быть рассмотрены спектры лекарственных субстанций «Цефазолина натриевой соли» в БИК-диапазоне (рис. 1). На представленном рисунке отчетливо видно, что все спектры идентичны по форме, но имеют некоторый разброс по интенсивностям. Эти различия при статистической обработке дают возможность получить информацию по классификации одинаковых химических соединений, произведенных на разных предприятиях.
8 0,54
I 0,52
9 500 9 000 8 500 8 000 7 500 7 000 6 500 6 000
Wavenumbers (cm-1)
Рис. 1. Спектры в ближней инфракрасной области субстанции Цефазолина натриевой соли 22 различных серий, трех производителей (Harbin Pharmaceutical Group Co, Китай; субстанции Aurobindo Pharma Ltd, Индия; субстанции Orchid Chemicals & Pharmaceuticals Ltd, Индия)
Исследования проводили на БИК спектрофотометре марки «Nicolet ANTA-RIS», производства фирмы «Thermo Electron Corporation», США с программным обеспечением: «RESULT» (управление прибором), «TQ Analyst» (обработка спектральной информации), «OMNIC» и «Val Pro» (валидационный пакет). Для повышения прецизионности результатов измерений от каждой серии использовали по три образца и для каждого образца получали по три спектра. Все БИК-спектры были получены на интегрирующей сфере прибора методом диффузного отражения. В качестве классификационного метода был выбран метод дискриминантного анализа, позволяющий определить несколько близких классов.
В процессе калибровки производилось вычисление усредненного спектра и создавалась модель распределения через оценку отклонений на каждой частоте диапазона. Расчет расстояния от центра каждого класса производился в еди-
Елизарова Т.Е., Плетенева Т.В. Хемометрический анализ ИК-спектров в ближнем диапазоне...
ницах Махалонобиса, при этом чем ближе расстояние к нулю, тем выше соответствие между спектрами.
В таблицу стандартов программы «TQ Analyst» было включено 198 спектров 22 серий. На рис. 2 показано распределение 3 классов, соответствующих трем разным производителям субстанций (квадраты, окружности, треугольники). Все спектры субстанций «Цефазолина натриевой соли» распределились на графике по областям, соответствующим трем производителям. Плотность распределения наиболее высокая в группе субстанции Harbin Pharmaceutical Group Co, Китай, что свидетельствует о более высокой однородности качества представленных серий по сравнению с другими производителями.
Рис. 2. Статистическое разделение образцов субстанции «Цефазолина натриевой соли» в координатах Махалонобиса.
Квадраты — субстанции Harbin Pharmaceutical Group Co, Китай; треугольники — субстанции Aurobindo Pharma Ltd, Индия; окружности — субстанции Orchid Chemicals & Pharmaceuticals Ltd, Индия
Следует подчеркнуть, что параллельный контроль качества традиционными методами не позволил выявить различия между исследуемыми субстанциями — все анализируемые объекты соответствовали существующим требованиям нормативной документации. Указанное обстоятельство свидетельствует о необходимости внедрения БИК-спектрофотометрии в фармацевтическую практику.
ЛИТЕРАТУРА
[1] European Pharmacopoeia-5.0, V. 1. Near-Infrared Spectrophotometry. — 2004. — p. 59—63.
[2] Родионова О.Е., Померанцев А.Л. Хемометрика: достижения и перспективы // Успехи химии. — 2006. — 75. № 4. — С. 302—321.
CHEMOMETRIC ANALYSIS AT NEAR-INFRARED SPECTROPHOTOMETRY IDENTIFICATION OF PHARMACEUTICAL SUBSTANCES AND PREPARATIONS
T.E. Elizarova
Control-analytic Laboratory Pharmanalyse
Chermianskaya str., 2, Moscow, Russia, 127282
T.V. Pleteneva
The Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry Medical Faculty Peoples' FriendshipUniversity of Russia
M-Maklaya str., 8, Moscow, Russia, 117198
The NIR method is based on the combination of spectrometer and statistical methods of multifac-tor dependencies analysis. The potential of this method for the identification of drugs without violation of the packing opens good prospects of introducing it into the drug quality control system. Key words: Near-infrared spectrophotometry (NIR), identification of drugs.
РОЛЬ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЛИПОПОЛИСАХАРИДОВ
В ПАТОГЕНЕЗЕ ЖЕНСКОГО БЕСПЛОДИЯ НА ФОНЕ ХРОНИЧЕСКИХ ГИНЕКОЛОГИЧЕСКИХ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
Г.Г. Энукидзе
Институт общей и клинической патологии КДО РАЕН ул. Н. Масловка, 19, Москва, Россия, 125124
Впервые изучена динамика изменения интегральных показателей концентрации бактериальных липополисахаридов и активности антиэндотоксинового иммунитета в сыворотке крови у 66 пациенток с женским бесплодием (первичное — 20, вторичное — 28 и привычное невынашивание — 18) репродуктивного возраста (от 20 до 45 лет) на фоне хронических воспалительных гинекологических заболеваний. В результате проведенного исследования было обнаружено участие хронической эндотоксиновой агрессии (кишечного происхождения) в патогенезе изучаемой патологии. Использование скрининговых эндотоксин-тест-систем дает возможность разработать «антиэндо-токсиновую составляющую» в комплексной терапии больных, что позволит значительно повысить эффективность лечения женского бесплодия хронического воспаления и может свидетельствовать о важной роли бактериальных липополисахаридов в патогенезе изучаемой патологии.
