МИЦЕЛЛЯРНАЯ МАТРИЦА ДЛЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ 5-АМИНОСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ В ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТАХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ ОТКЛИКА И ПЛАНОВ БОКСА – БЕНКЕНА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Научная статья

УДК: 544.77.022.532:544.77.051.7:544.77.051.62:519.242.7

МИЦЕЛЛЯРНАЯ МАТРИЦА ДЛЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ 5-АМИНОСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ В ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТАХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ ОТКЛИКА И ПЛАНОВ БОКСА-БЕНКЕНА

Р. Ф. Бакеева*, С. Ю. Гармонов, В. Д. Осипова, К. В. Черный, С. Ю. Мамыкина, В. Ф. Сопин

Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия

А Н Н О Т А Ц И Я

Определение содержания труднорастворимых фармацевтических субстанций в лекарственных формах является актуальной задачей, поскольку их дозирование весьма существенно для оптимального соотношения между терапевтическим эффектом и обеспечением необходимой биодоступности. Увеличить растворимость позволяет применение мицеллярных сред в качестве матрицы. В настоящем сообщении приведены результаты влияния мицеллярной системы «цетилтриметиламмоний бромид (СТАВ) + диметилсульфоксид (DMSO) + вода» на определение содержания 5-аминосалициловой кислоты (5-АSА) в фармацевтической субстанции и в лекарственных формах. 5-АSА находит широкое применение для лечения воспалительных заболеваний кишечника, неспецифического язвенного колита и болезни Крона. Для получения оптимальной матрицы применяли методологию поверхности отклика (МПО) и трехуровневые планы Бокса -Бенкена (ПББ). В качестве целевой функции использовали интенсивность полосы поглощения 5-АSА А330, которая отражает содержание кислоты. Независимыми факторами служили: концентрация СТАВ (рС(СТАВ)); кислотность среды (рН); доля DMSO в бинарном растворителе (aDMSO). Составлен ПББ, состоящий из пятнадцати композиций, построены поверхности отклика. Определены оптимальные условия определения 5-АSА для полосы поглощения при А330: рС(СТАВ) = 1,1; рН = 7,6; aDMSO = 0,3. В этой матрице устанавливалось содержание 5-АSА в фармацевтической субстанции и были достигнуты хорошие метрологические параметры определений. Подтверждено, что применение МПО и ПББ способствует разработке эффективных методик контроля качества лекарственных форм 5-АSА разных производителей.

Для цитирования:

10.18083^САрр1.2024.1.36 Бакеева Р. Ф., Гармонов С. Ю., Осипова В. Д., Черный К. В., Мамыкина С. Ю.,

Сопин В. Ф. Мицеллярные матрицы для спектрофотометрического определения 5-аминосалициловой кислоты в лекарственных препаратах при использовании методологии поверхности отклика и планов Бокса - Бенкена // Жидк. крист. и их практич. использ. 2024. Т. 24, № 1. С. 36-49.

И Н Ф О Р М А Ц И Я

История статьи:

Поступила 31.10.2023 Одобрена 11.12.2023 Принята 18.12.2023

Ключевые слова:

мицеллы, кондуктометрия, цетилтриметиламмоний бромид,

диметилсульфоксид, лекарственные формы, 5 -аминосалициловая кислота,

спектрофотомерия, методология поверхности отклика,

многофакторный

эксперимент,

планы Бокса - Бенкена

DOI:

*Адрес для переписки: gurf71@mail.ru

© Бакеева Р. Ф., Гармонов С. Ю., Осипова В. Д., Черный К. В., Мамыкина С. Ю., Сопин В. Ф., 2024

Original Article

MICELLAR MATRICES FOR SPECTROPHOTOMETRIC DETERMINATION OF 5-AMINOSALICYLIC ACID IN MEDICINAL PREPARATIONS USING RESPONSE SURFACE METHODOLOGY AND BOX-BENKEN PLANS

R. F. Bakeeva*, S. Ju. Garmonov, V. D. Osipova, K. V. Chernyj, S. Ju. Mamykina, V. F. Sopin

Department of Analytical Chemistry, Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia

A B S T R A C T

Determination of the content of insoluble pharmaceutical substances in dosage forms is an urgent task, since their dosage is very important for the optimal ratio between the therapeutic effect and ensuring the necessary bioavailability. The use of micellar media as a matrix allows increasing solubility. This report presents the results of the influence of the micellar system consist from cetyltrime-thylammonium bromide, CTAB, dimethyl sulfoxide, DMSO and water on the determination of the content of 5-aminosalicylic acid (5-ASA) in pharmaceutical substances and in dosage forms. 5-ASA is widely used for the treatment of inflammatory bowel diseases, ulcerative colitis and Crohn's disease. To obtain the optimal matrix, the methodology of the response surface (MRS) and three-level Box-Benken plans (BBP) were used. The intensity of the absorption band of 5-ASA (A330), which reflects the acid content, was used as the target function. The independent factors were: the concentration of CTAB (pC(CTAB), mol/l); the acidity of medium (pH); the proportion of DMSO in the binary solvent (aDMSO). The BBP consisting of fifteen compositions were compiled and response surfaces constructed. Optimal conditions for the determination of 5-ASA by the absorption band A330 are: pC(CTAB) = 1.1, pH = 7.6, a(DMSO) = 0.3. In this matrix, the content of 5-ASA in the pharmaceutical substance was established and good metrological performance was achieved. The use of MRS and BBP contributes to the development of effective methods for quality control of 5-ASA dosage forms from different manufacturers.

A R TIC L E IN F O:

Article history: Received 31 October 2023 Approved 11 December 2023 Accepted 18 December 2023

Key words:

micelles,

conductometry,

cetyltrimethylammonium

bromide,

dimethyl sulfoxide, dosage forms, 5-aminosalicylic acid, spectrophotometry, response surface methodology, multivariate experiment, Box-Behnken plans

DOI: For citation:

10.18083/LCAppl.2024.1.36 Bakeeva R. F., Garmonov S. Ju., Osipova V. D., Chernyj K. V., Mamykina S. Ju., Sopin V. F. Micellar matrices for spectrophotometry determination of 5-aminosalicylic acid in medicinal preparations using response surface methodology and Box-Benken plans. Liq. Cryst. and their Appl., 2024, 24 (1), 36-49. (in Russ.).

Corresponding author: gurf71@mail.ru

© Bakeeva R. F., Garmonov S. Ju., Osipova V. D., Chernyj K. V., Mamykina S. Ju., Sopin V. F., 2024

Введение

Важной проблемой, которая возникает при обеспечении безопасного и эффективного применения лекарственных средств (ЛС), является всестороннее обеспечение их качества. При этом одним из инструментов обеспечения качества фармацевтической продукции является эффективный ее контроль в рамках концепции Quality by Design (QbD) [1].

5-Аминосалициловая кислота находит широкое применение для лечения воспалительных заболеваний кишечника, особенно неспецифического язвенного колита и болезни Крона [2]. Лекарственные препараты на ее основе (месалазин, месаламин, салофальк, кансалазин, асакол, пентаса) относятся к перечню жизненно необходимых лекарств. Для этого часто используются препараты как на основе субстанции 5-аминосалициловой кислоты, так и ее пролекарств (сульфасалазин, олсалазин, балсала-зид). Однако применение пролекарств 5-аминосалициловой кислоты весьма ограничено из-за большого количества побочных эффектов при их применении (лекарственные гепатиты, синдром Стивена - Джонсона, гемолитическая анемия, ин-терстициальный нефрит и др.), в формирование которых вносят вклад и особенности генетического статуса пациента.

Спектрофотометрическое определение 5-аминосалициловой кислоты предусматривает получение спектрохимических производных с альдегидами и солями железа [3, 4]. Однако эти реакции дериватизации характеризуются невысокими скоростями, многостадийностью, невысокой избирательностью и чувствительностью определений. Эти особенности фармацевтического анализа ограничивают использование доступного спектро-фотометрического метода для рутинной практики.

Интерес к использованию в спектрофото-метрии организованных сред, в частности мицел-

лярных, вызван простотой их формирования за счет самосборки при определенных концентрациях и температурах. Движущей силой в этом случае является процесс солюбилизации как полярных, так и неполярных лекарственных веществ за счет их локализации либо в области головных групп, либо в области углеводородных радикалов. Это явление применяется при создании эффективных сред для фармацевтического анализа, поскольку концентрирование лекарственных веществ и ускорение реакций в мицеллах приводит к улучшению аналитических характеристик [5-11]. Созданию оптимальных матриц и временных затрат на это способствует применение хемометрики, в частности методологии поверхности отклика и трехуровневых планов Бокса - Бенкена [12, 13].

В связи с этим проведение исследований по разработке простых, избирательных, экспрессных и точных методик спектрофотометрического определения 5-аминосалициловой кислоты для контроля качества лекарственных препаратов на ее основе весьма актуальны. Целью настоящей работы является исследование возможности использования мицеллярных сред на основе цетилтримети-ламмоний бромида СТАВ в бинарном растворителе диметилсульфоксид, DMSO - вода для спектрофотометрического определения 5-аминосали-циловой кислоты в лекарственных препаратах с привлечением методологии поверхности отклика и планов Бокса - Бенкена.

Экспериментальная часть

В работе использовали коммерческую субстанцию 5-аминисалициловой кислоты фармакопейной чистоты. Для создания мицеллярных матриц использовали катионное поверхностно активное вещество (ПАВ) - цетилтриметиламмоний бромид (СТАВ) фирмы «Пика».

NH

HO

O OH

5-аминосалициловая кислота (5-ASA)

Цетилтриметиламмоний бромид (CTAB)

Для приготовления матрицы аналита использовали биполярный апротонный растворитель диметилсульфоксид, DMSO фирмы «Chemapol» и воду, очищенную на установке «Millipore compact laboratory high purity system». Электрическое сопротивление воды 18,2 МОм. Определение 5-аминосалициловой кислоты проводили в водной мицеллярной матрице CTAB до и после формирования мицелл в бинарном растворителе DMSO + вода при варьировании содержания DMSO и различном значении рН.

Определение критической концентрации мицеллообразования ККМ проводили кондукто-метрическим методом на кондуктометре фирмы «ВЗОР Марк 603» (Россия).

При проведении спектрофотометрических измерений для построения градуировочного графика готовили растворы 5-аминосалициловой кислоты (5-ASA) с концентрацией в диапазоне от 1,010^ до 1,010^ моль/л.

Спектрофотометрические измерения проводили на приборе СФ «Agilent 8453» в спектральном диапазоне от 400 до 700 нм. При измерении оптической плотности растворов были использованы кварцевые кюветы с толщиной поглощающего слоя 0,2; 0,50; 1,0 см. В качестве раствора сравнения при проведении дифференциальных спек-трофотометрических измерений использовали раствор «холостого опыта».

Для определения спектров насыщенных растворов 5-ASA определенное количество 5-ASA добавляли в эппедорф и заливали раствором. Затем перемешивали на термошейкере TS 100-S Biosan (Латвия) при 25 °С в течение 4 ч и оставляли на 20 ч.

Для расчета эффектов и построения поверхностей отклика использовали пакет программ «Statistiса 10».

Методика определения 5-ASA. Таблетку лекарственного препарата измельчают в порошок, взвешивают около 0,0030 г (точная навеска), растворяют в DMSO и количественно переносят в мерную колбу на 25 мл. Содержимое мерной колбы доводят DMSO до метки и тщательно перемешивают. Далее раствор фильтруют через бумажный фильтр. Из полученного фильтрата отбирают

аликвоту объемом 2,5 мл в мерную колбу на 25 мл, добавляют 2 мл раствора СТАВ концентрации 0,01 моль/л, 1 мл фосфатного буферного раствора с рН = 7,6 и доводят содержимое колбы бидистил-лированной водой до метки. Далее измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 330 нм в кювету с длиной оптического пути 1 см. Используя градуировочную зависимость, построенную в этих же условиях, определяют количественное содержание 5-аминосалициловой кислоты в пробе.

Результаты и их обсуждение

Для количественного определения 5-аминосалициловой кислоты использован спектро-фотометрический метод, в качестве аналитической среды применялась мицеллярная матрица в бинарном растворителе (СТАВ + DMSO + вода), что весьма актуально и перспективно для фармацевтического анализа [6-8, 11, 14, 15]. Ранее мы использовали эту систему для определения нитроксолина [14] и показали кондуктометрическим методом формирование мицелл при критической концентрации мицеллообразования, ККМ при 0,0026 моль/л (СТАВ + DMSO (20 %) + Н2О (80 %).

Применение методологии поверхности отклика (МПО) весьма перспективно для нахождения оптимальных условий анализа некоторых лекарственных препаратов (ЛП) [11-14], поэтому мы применили МПО и трехуровневые планы Бокса -Бенкена (ПББ) для выявления универсальности такого подхода.

Нами установлены основные факторы, влияющие на целевую функцию (или отклик), которой является интенсивность полос поглощения (1111). Это кислотность среды, рН, концентрация СТАВ и доля DMSO, aDMSO.

Как известно, 5-ASA трудно растворяется в воде. Мы попытались определить положение ПП 5-ASA в насыщенных водных растворах (рис. 1, а) - это 300 нм. При добавлении DMSO растворимость 5-ASA существенно возрастает. Однако положение ПП зависит от доли DMSO (рис. 1, Ь).

0,8

0,6

0,4

<

0,2

0,0

0,350,300,25 0,200,150,10 0,05 0,00-0,05 ■

X, нм

350 400

X, нм

300

400

a b

Рис. 1. УФ-спектры 5-ASA: a - в насыщенных водных растворах (l = 0,2 см, t = 25 °С, Xmax = 300 нм), b - в бинарном растворителе DMSO + H2O при различных соотношениях DMSO/H2O

Fig. 1. UV spectra of 5-ASA: a - in saturated aqueous solutions (l = 0.2 cm, t = 25 °C, X max = 300 nm), b - in a binary solvent DMSO + H2O at different DMSO/H2O ratios

Учитывая структуру 5-ASA, можно предположить влияние кислотности среды на положение ПП, что и показано на рис. 2.

Влияние мицеллообразования на ПП 5-ASA выражается в смещении ПП до 330 нм, очевидно, за счет образования комплекса с переносом заряда.

Это показано на рис. 3. Увеличение концентрации СТАВ приводит к батохромному сдвигу с 300 нм до 330 нм. При анализе ЛВ это важно, поскольку добавки в таблетках обычно органические и их поглощение может мешать определению.

X, нм

Рис. 2. Влияние кислотности среды на спектр поглощения 5-ASA. l = 1 см, t = 25 °С. рН = 2 (0,01н НС1); рН = 4 и 7,6 (в фосфатном буфере); рН = 9,18 (в боратном буфере)

Соотношение DMSO/H2O = 1/9

Fig. 2. The influence of medium acidity on absorption spectra of 5-ASA. l = 1 cm, t = 25 °C. pH = 2 (in 0.01 N HCl); pH = 4 and 7.6 (in phosphate buffer); pH = 9.18 (in a borate buffer)

DMSO/H2O ratio is 1/9

x, нм

Рис. 3. УФ-спектры 5-ASA в системе CTAB + DMSO (1) + H2O (9). Концентрации CTAB соответствуют тем, которые использовались для определения ККМ кондуктометрическим методом. l = 1 см, t = 25 °C

Fig. 3. UV spectra of 5-ASA in the system CTAB + DMSO (1) + H2O (9). CTAB concentrations correspond to those used to determine CMC by the conductometric method. l = 1 cm, t = 25 °C

Таким образом, на положение и интенсивность 1111 влияют концентрация СТАВ, рН и доля DMSO, aDMSO. Эти независимые переменные приняты нами за факторы, при составлении трехуровневых планов Бокса - Бенкена, а интенсивность 1111 - за целевую функцию у, которую необходимо оптимизировать. Поскольку мы имеем три независимых фактора, то число экспериментов должно быть Ы = 2К(К — 1) + СР, где К - число независимых факторов и СР - центральная точка (для определения ошибки в центральной точке

проводили три эксперимента). Поскольку К = 3, то N = 15. В таблице 1 приведены кодированные и декодированные значения факторов, влияющих на интенсивность IIII 5-ASA. В таблице 2 обобщены результаты 15 экспериментов.

Количественную оценку зависимости величины отклика от значимых факторов получили из серии выполненных спектральных экспериментов в соответствии с приведенным в табл. 2 трехуровневым планом Бокса - Бенкена. Состав матрицы и значения отклика приведены в этой же таблице.

Таблица 1. Декодированные значения факторов, влияющих на интенсивность полос поглощения 5-ASA Table 1. Decoded values of the factors influencing the intensity of absorption bands of 5-ASA

Наименование фактора и единицы измерения Обозначение Уровни фактора Интервал варьирования

Нижний (-1) Средний (0) Верхний (+1)

С (CTAB), моль/л Х1 0,000008 pC = 5,1 До ККМ 0,0008 pC = 3,1 ККМ 0,08 pC = 1,1 После ККМ ApC= 2

pH системы Хз 2 4,8 7,6 2,8

a DMSO Х2 0,1 0,2 0,3 0,1

Таблица 2. Значения Азоо и Аззо, план Бокса - Бенкена и уровни факторов для дизайна поверхности отклика в исследованных системах при определении содержания 5-аминосалициловой кислоты, 5-ASA

Table 2. Values of Азоо and Аззо, Box-Behnken plan and factor levels for response surface design in studied systems when determining the content of 5-aminosalicylic acid, 5-ASA

№ опыта Кодированные уровни факторов Реальные (декодированные) уровни факторов Отклик, y = A

X1 X2 X3 pC(CTAB), моль/л pH a DMSO A300 нм A330 нм

1 -1 -1 0 5,1 2 0,2 0,3750 0,03922

2 +1 -1 0 1,1 2 0,2 0,4661 0,07174

3 -1 +1 0 5,1 7,6 0,2 0,2457 0,3989

4 +1 +1 0 1,1 7,6 0,2 0,2304 0,3678

5 -1 0 -1 5,1 4,8 0,1 0,3245 0,1135

6 +1 0 -1 1,1 4,8 0,1 0,2504 0,2457

7 -1 0 +1 5,1 4,8 0,3 0,3257 0,1721

8 +1 0 +1 1,1 4,8 0,3 0,3064 0,2738

9 0 -1 -1 3,1 2 0,1 0,3599 0,0346

10 0 +1 -1 3,1 7,6 0,1 0,1275 0,3234

11 0 -1 +1 3,1 2 0,3 0,4171 0,04494

12 0 +1 +1 3,1 7,6 0,3 0,1969 0,3594

13 0 0 0 3,1 4,8 0,2 0,3155 0,1324

14 0 0 0 3,1 4,8 0,2 0,3189 0,1373

15 0 0 0 3,1 4,8 0,2 0,3192 0,1303

16 1 1 1 5,1 7,6 0,3 - 0,4078 0,4100*

Примечание: Концентрация 5-АСК во всех опытах поддерживалась постоянной С 5-asa = ЬЮ^моль/л *Экспериментальное значение Аззо

Использование МПО и трехуровневых планов Бокса - Бенкена позволило определить композиционный состав каждого из 15 растворов при варьировании pC(CTAB), моль/л, pH и a DMSO, то есть провести многофакторный эксперимент. С помощью пакета программ «Statistica 10» мы построили математическую модель зависимости отклика от факторов (y = f (X)), а также поверхности отклика и определили лучшую матрицу.

Кодирование уровней факторов осуществлялось на основе формулы X* t = (Xi — М)/Н, где Х* -кодированный уровень i-го фактора, Хi - декодированный (реальный) уровень i-го фактора, М -среднее значение, а Н - полуширина интервала. М = X (верхний уровень) + ^(нижний уровень)/2, Н= X (верхний уровень) — ^(нижний уровень) /2. Декодирование уровней факторов выполнялось по формуле Хi = Xi*H + M

Модели для определения целевой функции У при использовании интенсивности ПП при 300 нм и 330 нм аппроксимируются полиномами второй степени и имеют вид:

Y = Азоо = 0,318 - 0,113 Х2 + 0,042 Xl (Хг)2 - 0,035 ■(Хз)2 + 0,032 Хз - 0,026 XX - 0,023 Х1 + 0,022 (Х1)2 Х2 + 0,019 (Х1)2 - 0,017 (Х1)2 Х5 + 0,014 XX -0,007 -Х)2 (Я2 =0,99992)

Y = Аззо = 0,133 + 0,058 Х1 0,048 (Х1)2 + 0,151 Х2 + +0,038 (Х2)2 + 0,012 Хз + 0,0196 (Х3)2 - 0,016 XX --0,058 (Х1Х2)2 + 0,013 (Х1)2Х2 (Я2 = 0,99989),

где значения 0,318 и 0,133 являются свободными членами; значения с индексом Хп - регрессионные коэффициенты линейных (главных) факторных эффектов; значения с индексом Хп — регрессионные коэффициенты квадратичных (нелинейных) факторных эффектов; значения с индексом ХХт - регрессионные коэффициенты эффектов взаимодействия [11-13]. Высокие значения коэффициентов детерминации Я2 указывают на адекватность моделей.

Математическая модель адекватно описывает поверхность отклика - графическое представление зависимости отклика от величин значимых факторов. Наглядно представить эффекты всех факторов можно с помощью диаграммы Парето (рис. 4).

(2)X2(L)

X3(Q) 32,79196

1Lby2Q -29,1606

(3)X3(L) 26,22252

1Lby2L -25,8141

X1(Q) -17,7225

1Qby2L -15,1222

1Lby3L ^13,33285

1Qby3L ^ 11,93952

X2(Q) 6,962009

(1)X1(L) 6,397859

2Lby3L 2,968261

p=,05

(a)

(2ЙИ X,(Q) 1Lby2Q

(1ЙИ (3j5(l) X,(Q)

1Lby2L 1Qby2L 1 LbyBL 1Qby3L 2Lby3L

_14,7368В

13.57865 ^-10,461 ^-8,8554S 1-5,16533 -4,2454 -3,97242 3,571706

p=,05

a b

Рис. 4. Диаграмма Парето стандартизированных эффектов факторов на целевую функцию (интенсивность ПП 5-ASA при (a) А300 и (b) А330). Х1 = pС(CTAB), Х2 = pH, Х3 = aDMSO, L, Q -линейные и квадратичные эффекты. В рассмотрение брались эффекты с уровнем значимости p > 0,05. В этом случае доверительная вероятность 95 %

Fig. 4. Pareto diagram of standardized factor effects on the objective function (intensity AB of 5-ASA at (a) A300 and (b) A330). Х1 = pQCTAB), Х2 = pH, Х3 = a DMSO, L, Q - linear and quadratic effects. Effects with a significance level of p > 0.05 were taken into consideration. In this case, the confidence level is 95 %

-128,61

Как известно, в диаграмме Парето положительные значения содействуют увеличению целевой функции, а отрицательные - ее снижению. На интенсивность ПП А3оо доля DMSO и концентрация CTAB влияют положительно. Влияние рН негативное. Для ПП А330 все факторы содействуют увеличению интенсивности в порядке Х2 > X\ > X3, то есть рН > C (CTAB) > a DMSO.

Ниже изображены поверхности отклика для зависимостей интенсивности ПП 5-АСК: А300 = /рС (СТАВ), рН) (рис. 5); А300 = ДрС (СТАВ), а DMSO) (рис. 6); А300 = /рН, а DMSO) (рис. 7) и для зависимостей интенсивности ПП 5-АСК: А330 = /рС (СТАВ), рН) (рис. 8); А330 = ЖрС (СТАВ), а DMSO) (рис. 9); А330 = ЛрН, а DMSO) (рис. 10).

(a)

I_I > 0,45

I I < 0,41

I I < 0,36

I I < 0,31

I I < 0,26

I I < 0,21

I I < 0,16

I I < 0,11

(b)

I_I > 0,5

I I < 0,47

I I < 0,42

I I < 0,37

I I < 0,32

I I < 0,27

I I < 0,22

I I < 0,17

Рис. 5. Поверхности отклика зависимости интенсивности ПП 5-ASA А300 от концентрации CTAB, (Xi) и pH, (Х2) при: (a) a DMSO = 0,1; X3 = -1; (b) а DMSO = 0,3; X3 = 1

Fig. 5. Response surfaces of intensity of AB A300 of 5-ASA versus CTAB concentrations (Xi) and pH (X2): (a) a DMSO = 0.1, X3 = -1; (b) a DMSO = 0.3, X3 = 1

Рис. 6. Поверхности отклика зависимости интенсивности I II I 5-ASA А300 от концентрации pC CTAB (Xi) и a DMSO (Xs): (a) pH = 2,X2 = -1, (b) pH = 7,6; X2 = 1

Fig. 6. Response surfaces of intensity AB 5-ASA A300 versus pC CTAB (Xi) and a DMSO (X3):

(a) pH = 2, X2 = -1, (b) pH = 7,6; X2 = 1

Проведенный анализ рис. 6 показывает, что интенсивность IIII при 300 нм при увеличении рН снижается, что находится в согласии с однофак-торными экспериментами. Рисунок 7 демонстрирует, что при увеличении концентрации CTAB

интенсивность IIII при 300 нм увеличивается, то есть можно предположить, что формирование ми-целлярных агрегатов приводит к солюбилизации 5^А.

Рис. 7. Поверхности отклика зависимости интенсивности IIII 5-ASA А300 от pH (Х2) и a DMSO (Х3): (a) pC (CTAB) 5,1 X1 = -1; (b) pC (CTAB) 1,1 X = 1 Fig. 7. Response surfaces of intensity AB 5-ASA A300 dependence on pH (Х2) and a DMSO (Х3): (a) pC (CTAB) 5,1 X1 = - 1; (b) pC (CTAB) 1,1 X = 1

I I < 0,35 I I < 0,25 I I < 0,15

< 0,05

Рис. 8. Поверхности отклика зависимости интенсивности I II I 5-ASA А330 от концентраций CTAB, (Х1) и pH, (Х2) при: (a) a DMSO 0,1, X3 = - 1; (b) а DMSO 0,3, Хз = 1

Fig. 8. Response surfaces of intensity AB 5-ASA A330 versus CTAB (Xi) concentrations and pH (X2): (a) a DMSO 0,1, X3 = -1; (b) a DMSO 0,3, X3 = 1

Рис. 9. Поверхности отклика зависимости интенсивности I II I 5-ASA А330 от концентрации pC CTAB (X1) и a DMSO (X3): (a) pH = 2, X2 = - 1, (b) pH = 7,6; X2 = 1

Fig. 9. Response surfaces of intensity AB 5-ASA A330 versus pC CTAB (X1) and a DMSO (X3):

(a) pH = 2, X2 = - 1, (b) pH = 7,6; X2 = 1

I I < 0,35 I I < 0,25 H < 0,15

< 0,05

Рис. 10. Поверхности отклика зависимости интенсивности ПП 5-ASA А330 от pH (Х2) и a DMSO (Х3): (a) pC (CTAB) 5,1 X = - 1; (b) pC (CTAB) 1,1 X = 1

Fig. 10. Response surfaces of intensity AB 5-ASA A300 dependence on pH (Х2) and a DMSO (Х3): (a) pC (CTAB) 5,1 X1 = - 1; (b) pC (CTAB) 1,1 X = 1

На рисунке 11 приведены профили для предсказанных значений и функции желательности (Desirability). Координаты оптимального состава для А300, рассчитанные с помощью функции желательности, в кодированных значениях: Х1:1; Х2:1; Х3:0Д-0,7. Декодированные значения составляют: рС (CTAB) 1,1; pH = 7,6; a DMSO 0,18. Расчетное значение А300 = 0,2353. Оптимальный состав для

А330 Х±:1; Х2:1; Х3:1 или рС (СТАВ) 1,1; рН = 7,6; а DMSO 0,3, причем ожидаемое значение 0,4078, а экспериментальное 0,4100.

В оптимизированных условиях зависимость оптической плотности от концентрации 5-АСК в растворе линейна и описывается уравнением: А330 = 0,05228 + 4053,15 С (моль/л) А330 = 0,0523 + 26,665 С (мг/мл) (Я2 = 0,99965).

Рис. 11. Профили предсказанных значений и функции желательности: (a) для А300; (b) для Азз0 Fig. 11. Profiles of predicted values and desirability functions: (a) for А300, (b) for А330.

В оптимальной матрице изучено влияние компонентов пробы (вспомогательных веществ -плацебо) на результаты аналитических определений (табл. 3) и установлено, что спектрофотомет-рическому определению 5-аминосалициловой кислоты не мешает их присутствие в широких пределах. Методика апробирована на лекарственных формах различных производителей. Для анализа были использованы лекарственных препараты двух производителей: Кансалазин (Россия) и Са-

лофальк (Германия), которые содержат 500 мг и 250 мг 5-аминосалициловой кислоты соответственно. В таблице 4 представлены результаты определения содержания 5-аминосалициловой кислоты в готовых лекарственных формах в виде таблеток. Как видно, найденное содержание фармацевтической субстанции соответствует заявленным производителями количествам действующего вещества в лекарственной форме.

Таблица 3. Мешающее влияние компонентов на результаты определения 5-аминосалициловой кислоты (n = 3, P = о.95)

Table 3. Interfering influence of components on the results of determination of 5-aminosalicylic acid (n = 3, P = о.95)

Компонент (А) Са, мг Введено 5-аминосалициловой кислоты, мкг/мл Найдено 5-аминосалициловой кислоты, мкг/мл Sr

Глицин 10,0 7,00 7,13+0,28 0,04

Натрия карбонат 80,0 12,0 12,3+0,6 0,05

Кальция стеарат 5,0 12,0 11,9+0,5 0,05

Повидон 10,0 15,0 14,9+0,6 0,04

Гипромеллоза Кремния диоксид коллоидный Целлюлоза микрокристаллическая 2,00 5,00 50,0 15,0 15,2+0,4 0,03

Таблица 4. Результаты определения 5-аминосалициловой кислоты в лекарственных формах в виде таблеток (n = 3, P = о.95)

Table 4. Results of determination of 5-aminosalicylic acid in tablet dosage forms (n = 3, P = о.95)

Лекарственная форма, производитель Содержание 5-аминосалициловой кислоты, мг/таблетку

Заявлено Найдено

Кансалазин (ЗАО «Канонфарма продакшн») 500 495+18

Салофальк (Лозан Фарма ГмбХ/ Др.Фальк Фарма ГмбХ) 250 253+9

Выводы

В результате проведенного исследования показана целесообразность применения мицеллярной матрицы системы СТАВ + DMSO + вода для определения основного содержания 5-аминосали-циловой кислоты в фармацевтической субстанции и в лекарственных формах. Кроме того, весьма полезным оказалось применение такого инструмента

оптимизации, как методология поверхности отклика и планы Бокса - Бенкена. В оптимальных условиях определения (при А330: рС (СТАВ) 1,1; рН = 7,6; а DMSO 0,3) устанавливали содержание 5-АSА в фармацевтической субстанции с хорошими метрологическими характеристиками. Разработанная методика может служить средством независимого контроля качества лекарственных форм 5-АSА разных производителей.

Список источников / References

1. Lawrence X.Yu. Pharmaceutical quality by design: product and process development, understanding, and control. Pharm. Res., 2008, 25 (10), 2463.

DOI: 10.1007/s11095-008-9667-3.

2. Tripathi K., Feuerstein J.D. New developments in ulcerative colitis: latest evidence o n management, treatment, and maintenance. Drugs Context, 2019, 8, 212572 (11 p.). DOI: 10.7573/dic.212572.

3. Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ. Л. : Химия, 1981. 624 с. [Pohloudek-Fabini R., Beyrich Th. Organische analyse. Leipzig: Akademische Verlagsgesflilschaft, 1975, 621 р.].

4. Коренман И. М. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. М. : Химия, 1970. 343 с. [Korenman I.M. Photometric analysis. Methods for the determination of organic compounds. M. : Chemistry, 1970, 343 p. (in Russ.)].

5. Бакеева Р. Ф., Горбунова Т. С., Сафиуллина Л. И., Вахитова О. Е., Гармонов С. Ю., Юсупова Л. М., Со-пин В. Ф. Модификация 5,7-дихлор-4,6-динитро-бензофуроксана для применения в качестве аналитического реагента и компонента биологически активных композиций. Ч. 1: Иммобилизация смешанными мицеллами // Вестник Казан. технол. ун-та. 2010. № 5. С. 48-54. [Bakeeva R.F., Goibunova T.S., Safiulli-na L.I., Vakhitova O.E., Garmonov S.Yu., Yusupova L.M., Sopin V.F. Modification of 5,7-dichloro-4,6-dinitroben-zofuroxane for use as an analytical reagent and a component of biologically active compositions. Part 1: Immobilization with mixed micelles. Bull. of Kazan. Tekhnol. Univ., 2010, (5), 48-54 (in Russ.)].

6. Бакеева Р. Ф., Горбунова Т. С., Вахитова О. Е., Гай-сина А. И., Юсупова Л. М., Гармонов С. Ю., Сопин В. Ф. Cпектрофотометрическое определение п-амино-фенола в лекарственных препаратах при использовании 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксана как реагента в мицеллярной среде // Хим.-фарм. журн. 2010. Т. 44, № 4. С. 51-55. [Bakeeva R.F., Gorbuno-va T.S., Vakhitova O.E., Gaisina A.I., Yusupova L.M., Garmonov S.Y., Sopin V.F. Spectrophotometric determination of p-aminophenol in drugs using 5,7-dichloro-4,6-dinitrobenzofuroxan reagent in micellar medium. Pharm. Chem. J., 2010, 44 (5), 282-286.

DOI: 10.1007/s11094-010-0450-5/].

7. Штыков С. Н. Поверхностно-активные вещества в анализе: основные достижения и тенденции развития // Журн. аналит. химии. 2000. Т. 55, № 7. С. 679-686. [Shtykov S.N. Surfactants in analysis: progress and development trends. J. Anal. Chem, 2000, 55 (7), 608-614].

8. Чернова Р. К., Доронин С. Ю., Гусакова Н. Н., Гаври-лова Ю. Ю. Проблема избирательности и чувствительности спектрофотометрического определения

компонентов лекарственных средств в водных, неводных и организованных средах // Фармацевтический анализ/ под ред. Г. К. Будникова, С. Ю. Гармонова. М. : Аргамак-Медиа, 2013. Т. 16. С. 187-229. [Cherno-va R.K., Doronin S.Yu., Gusakova N.N., Gavrilova Yu.Yu. The problem of selectivity and sensitivity of spectrophoto-metric determination of drug components in aqueous, non-aqueous and organized media. // Pharmaceutical analysis / eds. G.K. Budnikov, S.Yu. Garmonov. Moscow: Argamak-Media, 2013, 16, 187-229. (in Russ.)].

9. Березин И. В., Мартинек К., Яцимирский А. К. Физико-химические основы мицеллярного катализа // Успехи химии. 1973. Т. 42, № 10. С. 1729-1756. [Be-rezin I.V., Martinek K., Yatsimirskii A.K. Physico-chemical foundations of micellar catalysis. Russ. Chem. Rev., 1973, .42 (10), 787-802.

DOI: RC1973v042n10ABEH002744].

10. Bhat P.A. Rather G.A. Solubilization capabilities of some cationic, anionic, and nonionic surfactants toward the poorly water-soluble antibiotic drug erythromycin. Chem. Eng. Data, 2008, 53, 1271-1277.

11. Бакеева Р. Ф., Гармонов С. Ю., Вахитова О. Е., Со-пин В. Ф. Спектрофотометрическое определение аминосодержащих лекарственных препаратов в ми-целлярных матрицах при использовании планов Бокса - Бенкена // Журн. аналит. химии. 2022. Т. 77, № 6. С. 540-549. [Bakeeva R.F., Garmonov S.Yu., Vakhitova O.E., Sopin V.F. Determination of amine-containing drugs in micellar matrices by spectropho-tometry using Box-Behnken plans. J. Anal. Chem., 2022, 77 (6), 686-695.

DOI: 10.1134/S106193482206003X].

12. Ferreira S.L.C., Bruns R.E., Ferreira H.S., Matos G.D., David J.M., Brandao G.C., Silva E.G.P., Portugal L.A., Reisc P.S., Souza A.S., Santos W. Box-Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods. Analytica Chimica Acta, 2007, 597 (2), 179186. DOI:10.1016/j.aca.2007.07.011.

13. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Граеновский Ю. В. Планирование при поиске оптимальных условий. М. : Мир, 2004. 725 c. [Adler Yu.P., Markova E.V., Graenovskii Yu.V. Planning for the search for optimal conditions. M. : Mir, 2004, 725 p. (in Russ.)].

14. Бакеева Р. Ф., Гармонов С. Ю., Осипова В. Д., Черный К. В., Мамыкина С. Ю., Сопин В. Ф. Спектро-фотометрическое определение нитроксолина в лекарственных препаратах при использовании методологии поверхности отклика // Учен. зап. Казан. ун-та. Серия: Естественные науки. 2023. Т. 165, кн. 1. С. 118-132. [Bakeeva R.F., Garmonov S.Yi., Osipova V.D., Chernyj K.V., Mamykina S.Yu., Sopin V.F. Spectrophotometric determination of nitroxo-line in medicines using response surface methodology.

Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2023, 165 (1), 118-132. DOI: 10.26907/2542-064X.2023.1.118-132 (in Russ.)]. 15. Бакеева Р. Ф., Вахитова О. Е., Гармонов С. Ю., Со-пин В. Ф. Дизайн мицеллярной матрицы для определения о-фенилендиамина в лекарственных формах спектрофотометрическим методом. Планирование и оптимизация // Жидк. крист. и их практич. использ. 2022. Т. 22, № 2. С. 19-31. [Bakeeva R.F., Vakhitova O.E., Garmonov S.Yu., Sopin V.F. Design of micellar matrix for determination of o-phenylenediamine in do-sage forms by spectrophoto-metric method. Planning and optimization. Liq. Cryst. and their Appl., 2022, 22 (2), 19-31 (in Russ.). DOI: 10.18083/LCAppl.2022.2.19].

Вклад авторов: Бакеева Р. Ф. - разработка концепции научной работы, консультация по вопросам планирования, методологии и реализации исследования, написание текста статьи.

Гармонов С. Ю. - разработка концепции научной работы, консультация по вопросам методологии и реализации исследования, написание текста статьи. Осипова В. Д. - проведение исследований. Черный К. В. - проведение исследований. Мамыкина С. Ю. - проведение исследований.

Сопин В. Ф. - разработка концепции научной работы, редактирование текста статьи.

Contribution of the authors: Bakeeva R. F. - development of the concept of scientific work, consultation on planning, methodology and implementation of the study, writing the text of the article. Garmonov S. Yu. - development of the concept of scientific work, consultation on the methodology and implementation of the study, writing the text of the article. Osipova V. D. - researching. Chernyj K. V. - researching. Mamykina S. Yu. - researching.

Sopin V. F. - development of the concept of scientific work, editing the text of the article.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interests.

Orcid отсутствует у всех авторов.

Поступила 31.10.2023, одобрена 11.12.2023, принята 18.12.2023 Received 31.10.2023, approved 11.12.2023, accepted 18.12.2023