Оптические методы в фармацевтическом анализе : лабораторный практикум

Министерство образования и науки российской Федерации 

уральский Федеральный университет  
иМени первого президента россии б. н. ельцина

оптические Методы  
в ФарМацевтическоМ анализе

лабораторный практикум

под общей редакцией с. Ю. сараевой

рекомендовано методическим советом урФу 
в качестве учебно-методического пособия для студентов, обучающихся 
по программам бакалавриата и магистратуры по направлениям подготовки 
04.04.01 «Химия», 18.04.01 «Химическая технология», 
18.03.01 «Химическая технология»

2-е издание, стереотипное

Москва
Издательство «ФЛИНТА»
Издательство Уральского университета
2017

удк 542(075.8)
ббк 35я73-1

о 258

а в т о р ы:

Ю. а. глазырина, с. Ю. сараева, а. н. козицина, 
е. л. герасимова, а. и. Матерн

р е ц е н з е н т ы:

лаборатория гетероциклических соединений
института органического синтеза уро ран

(заведующий лабораторией кандидат химических наук,
ведущий научный сотрудник г. л. русинов);

о. в. ледянкина, кандидат фармацевтических наук
(свердловский областной медицинский колледж)

н ау ч н ы й  р е д а к т о р

доктор химических наук Ю. Ю. Моржерин

о 258

Оптические методы в фармацевтическом анализе : 
лаборатор. практикум [Электронный ресурс] : [учеб.-метод. 
пособие] / [Ю. а. глазырина, с. Ю. сараева, а. н. козицина, е.л. 
герасимова, а. и. Матерн] ; под общ. ред. с. Ю. сараевой ; М-во 
образования и науки рос. Федерации, урал. федер. ун-т. — 2-е изд., 
стер. — М. : ФЛИНТА : Изд-во Урал. ун-та, 2017. —  96 с. 

ISBN 978-5-9765-3075-1 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1478-2 (Изд-во Урал. ун-та) 

изложены краткие теоретические основы оптических методов анализа 
(спектрофотометрия, поляриметрия и рефрактометрия) и даны указания к 
проведению лабораторных работ по выполнению анализа фармацевтических 
препаратов перечисленными методами.

для студентов, изучающих дисциплины «Методы фармацевтического 
анализа», «Физико-химические методы анализа», «основы фармацевтиче
ского анализа».

удк 542(075.8)
ббк 35я73-1

© уральский федеральный университет, 2015
ISBN 978-5-9765-3075-1 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1478-2 (Изд-во Урал. ун-та) 

Оглавление

СпиСОк ОСнОвных СОкращений .............................................................4

ввеДение .................................................................................................................5

СпекТрОФОТОМеТриЧеСкие МеТОДы ..................................................10

Лабораторная работа 1. качественный анализ растворов,  
содержащих одно лекарственное средство ................................................17
Лабораторная работа 2. количественное определение  
однокомпонентных лекарственных средств ..............................................21
Лабораторная работа 3. количественное определение лекарственных 
веществ в многокомпонентных лекарственных препаратах ....................29

пОлЯриМеТриЯ...................................................................................................35

Лабораторная работа 4. поляриметрическое определение  
содержания лекарственных веществ ..........................................................42

реФракТОМеТриЯ ..............................................................................................49

Лабораторная работа 5. количественный и качественный  
рефрактометрический анализ растворов, содержащих  
одно лекарственное средство 
57
Лабораторная работа 6. количественное определение лекарственных 
веществ в многокомпонентных лекарственных препаратах ....................64
Лабораторная работа 7. анализ спиртовых растворов  
лекарственных средств ................................................................................71

прилОжениЯ .......................................................................................................81

Приложение 1. Международные непатентованные названия (Мнн) 
некоторых лекарственных веществ ............................................................83
Приложение 2. выдержки из фармакопейных статей  
гФ ссср X издания и гФ рФ XII издания ...............................................84
Приложение 3. выдержки из норм отклонений, допустимых при 
изготовлении лекарственных форм (в том числе гомеопатических) 
в аптеках ........................................................................................................92
Приложение 4. оформление отчетов.  
требования к технике безопасности ...........................................................94

СпиСОк рекОМенДуеМОй лиТераТуры ...............................................95

СпиСОк ОСнОвных СОкращений

% (м/м) — массовый процент (число граммов вещества 
в 100 граммах раствора)
% (м/о) — массо-объемный процент (число граммов вещества 
в 100 мл раствора)
% (о/о)
— объемный процент (число миллилитров жидкого 
вещества в 100 мл раствора)
бав
— биологически активное вещество
бад
— биологически активная добавка
вЭЖХ
— высокоэффективная жидкостная хроматография
гост
— государственный стандарт
гсо
— государственный стандартный образец
гФ рФ
— государственная фармакопея российской Федерации
дио
— допустимый интервал отклонения
ик
— инфракрасная (область спектра)
лв
— лекарственное вещество
лп
— лекарственный препарат
лс
— лекарственное средство
лФ
— лекарственная форма
Мз
— Министерство здравоохранения
Мнн
— международное непатентованное название
нд
— нормативная документация
оа
— оптически-активные (вещества)
ост
— отраслевой стандарт
оФс
— общая фармакопейная статья
пво
— полное внутреннее отражение
PCO
— рабочий стандартный образец
уФ
— ультрафиолетовая (область спектра)
Фс
— фармакопейная статья
Фсп
— фармакопейная статья предприятия

ввеДение

Фармацевтический анализ является основой фармацевтической химии и решает задачи разработки и совершенствования 
методов оценки качества лекарственных средств на всех этапах 
производства: от контроля сырья до оценки качества полученного 
лекарственного препарата, изучения его стабильности, установления сроков годности и стандартизации лекарственной формы.
Фармацевтический анализ имеет свои особенности, отличающие его от других видов анализа. они заключаются в том, что 
анализу подвергаются вещества различной химической природы: 
неорганические, элементоорганические, радиоактивные, органические соединения от простых алифатических до сложных природных бав. диапазон концентраций анализируемых веществ 
чрезвычайно широк. объектами фармацевтического анализа 
являются не только индивидуальные лекарственные вещества, но 
и смеси, содержащие различное число компонентов. поэтому для 
оценки качества лекарственных средств целесообразно применять 
не только химические, но и более чувствительные инструментальные методы, среди которых наиболее широкое распространение получили оптические методы анализа благодаря целому ряду 
достоинств:
 – высокой чувствительности и возможности проводить исследование лв в области малых концентраций (10−7 моль/л);
 – разнообразию свойств определяемого вещества, используемых для аналитических целей;
 – универсальности, позволяющей применять методы как для 
анализа лекарственных веществ любой природы, так и для 
использования на всех стадиях контроля (установление подлинности, испытание на чистоту, количественный анализ);
 – объективности и минимизации ошибок эксперимента, 
обусловленных регистрацией измеряемых в процессе ана

лиза величин с помощью приборов, независимо от глаза 
наблюдателя;
 – простоте и экспрессности;
 – возможности использования как в фармакопейном анализе, 
так и во внутриаптечном контроле;
 – селективности и возможности анализировать отдельные 
компоненты смесей без их разделения;
 – возможности автоматизации, способствующей контролю 
серийных образцов.
в то же время оптические методы анализа имеют особенности, которые могут ограничивать их применение:
 – более высокую погрешность определений по сравнению 
с химическими методами анализа;
 – сложность и высокую стоимость некоторых видов применяемого оборудования;
 – необходимость использования стандартных образцов.
в настоящем учебно-методическом пособии представлены 
такие оптические методы анализа, как фотометрия, поляриметрия 
и рефрактометрия. после теоретической части по каждому методу 
анализа методически прописаны лабораторные работы для практического закрепления материала по курсу «инструментальные 
методы фармацевтического анализа».

ОснОвные пОнятия и термины 

фармацевтическОгО анализа

Объекты фармацевтического анализа
как отмечалось выше, объекты фармацевтического анализа 
чрезвычайно разнообразны по химической структуре, фармакологическому действию, по массе, числу компонентов в лекарственных препаратах, наличию примесей, сопутствующих и вспомогательных веществ. к числу таких объектов относятся:
1. Лекарственное вещество (ЛВ), субстанция, действующее 
вещество — вещество надлежащей чистоты, из которого в промышленности изготавливают лекарственные средства и лекарственные формы.

2. Лекарственное средство (ЛС), лекарство, лекарственный 
препарат (ЛП) — вещество или смесь веществ синтетического 
или природного происхождения в виде лекарственной формы, применяемое для профилактики, диагностики и лечения заболеваний.

3. Лекарственная форма (ЛФ) — придаваемое лекарственному средству или лекарственному растительному сырью удобное 
для применения состояние, при котором достигается необходимый 
лечебный эффект (таблетки, мази, гранулы и т. д.).

4. Гомеопатические лекарственные средства — многокомпонентные лекарственные средства, содержащие, как правило, 
микродозы активных соединений, производящихся по специальной технологии в виде различных лекарственных форм. существенная особенность гомеопатического метода лечения состоит 
в использовании малых и сверхмалых доз лс, приготовленных 
путем ступенчатого последовательного разведения. Это обусловливает специфические особенности технологии и контроля качества гомеопатических препаратов.
5. Биологически активные добавки (БАД ) к пище представляют собой концентраты натуральных или идентичных им биологически активных веществ, предназначенные для непосредственного приема или введения в состав пищевых продуктов с целью 
обогащения рациона питания человека.

кроме того, к числу объектов фармацевтического анализа 
относятся также исходные продукты, используемые для получения 
лекарственных веществ, промежуточные и побочные продукты 
синтеза, остаточные растворители, вспомогательные вещества, 
лекарственное растительное сырье.

Виды нормативной документации

все лекарственные средства, применяемые в медицинской 
практике, должны отвечать современным требованиям безопасности для человека и быть эффективными для лечения различных 
заболеваний.
обеспечение надлежащего качества лс во многом зависит от правильной организации контроля, его действенности 

и эффективности, а также от уровня требований, заложенных 
в нормативной документации (нд), и используемых методов анализа. государственная система контроля качества лс охватывает 
все стадии их создания, апробации, производства и применения.
приказом Министерства здравоохранения (Мз) рФ № 388 был 
введен в действие отраслевой стандарт (ост) 91500.05.001-00 
«стандарты качества лекарственных средств. основные положения», нормирующий качество лс, регламентирующий порядок 
создания новой и совершенствования действующей нд на лс. 
согласно осту государственные стандарты качества лс разрабатываются и утверждаются в следующих видах:
 – общая фармакопейная статья (оФс);
 – фармакопейная статья (Фс);
 – Фс на лс конкретного предприятия — производителя 
лекарственных средств (Фсп).

оФс включает перечень нормируемых показателей или методов испытания для конкретной лФ, описание физических, физикохимических, химических, биохимических, микробиологических 
методов анализа лс, требования к используемым реактивам, 
титрованным растворам, индикаторам.
Фс разрабатывается на лс под международным непатентованным названием (Мнн), если оно имеется (прил. 1), и содержит 
обязательный перечень показаний и методов контроля качества лс 
(с учетом его лекарственной формы).
оФс и Фс составляют государственную фармакопею (гФ). 
в настоящее время действует гФ XII издания.

Виды фармацевтического анализа

Фармацевтический анализ в зависимости от поставленных 
задач включает различные формы контроля качества лв: фармакопейный анализ, постадийный контроль производства лв, анализ 
лФ индивидуального изготовления, экспресс-анализ в условиях 
аптеки и биофармацевтический анализ. Эти направления отличаются объектами анализа, используемыми методиками, а также 

различными критериями оценки полученных результатов. виды 
фармацевтического анализа и их особенности представлены ниже 
на схеме (рис. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фармакопейный 

анализ 

Постадийный 

контроль 

Экспресс- 

анализ 

Био- 

фармацевтический 
анализ 

Сырье растительного, 
животного, минерального происхождения, 
ЛС и ЛП промышлен
ного производства 

Полу
продукты 
производства 

ЛС, 

изготовленные
в аптеках  

Биологические 
жидкости 
(слюна, кровь, 
моча и др.) 
и ткани
 

Химические и инструментальные 

+ Биологические и 
микробиологические 

Методы анализа 

Объекты контроля 

ГФ, ФС, приказы 
МЗ, инструкции, 
методические 
руководства 

Экспериментальноразработанные  
методики 

ГФ, ОФС, 
ФС, ФСП, 

ГОСТ 

Промышленные 

регламенты, 
спецификации 

Соответствие 

требованиям ГФ, 
ФС, приказов, 
инструкций 

Многократность

повторов 
и статистическая 
обработка 

Соответствие 

требованиям НД 

Соответствие 
требованиям 
регламентов, 
спецификаций 

Критерии оценки 

Нормативная документация, методики 

Фармацевтический анализ

рис. 1. виды фармацевтического анализа

СпекТрОФОТОМеТриЧеСкие МеТОДы

Методы спектрофотометрии — методы исследования и анализа веществ, основанные на поглощении молекулами вещества 
монохроматического электромагнитного излучения в ультрафиолетовой (уФ), видимой и инфракрасной (ик) областях спектра. 
природа полос поглощения в уФ и видимой областях спектра 
связана с различными электронными переходами в поглощающих 
молекулах и ионах (электронные спектры). в ик-области она связана с колебательными переходами и изменением колебательных 
состояний ядер, входящих в молекулу поглощающего вещества 
(колебательные спектры).
в случае поглощения веществами немонохроматического 
излучения выделяют фотоколориметрические (колориметрические) методы анализа. Фотоколориметрия отличается от спектрофотометрического анализа тем, что анализируемое вещество 
с помощью какого-либо реагента переводят (количественно) 
в окрашенное соединение. вначале получают окрашенные растворы, используя растворы стандартных образцов (гсо или PCO). 
затем строят градуировочный график зависимости интенсивности 
поглощения окрашенных растворов от концентрации стандартного 
раствора, по графику рассчитывают содержание вещества в испытуемых образцах.
Метод абсолютной спектрофотометрии (фотоколориметрии) 
основан на измерении светопоглощения анализируемого раствора 
относительно раствора сравнения, в качестве которого может 
использоваться чистый растворитель или раствор, содержащий 
все компоненты анализируемого раствора, кроме определяемого 
вещества.
Метод дифференциальной спектрофотометрии (фотоколориметрии) основан на измерении светопоглощения анализируемого раствора относительно раствора сравнения, содержащего 

определенное количество стандартного образца испытуемого 
вещества или его заменителя. такой прием приводит к изменению рабочей области шкалы прибора и снижению относительной погрешности определения до ±(0,5–1)  %, т. е. сопоставимой 
с титриметрическими методами.
спектрофотометрические и фотоколориметрические методы 
анализа основаны на использовании объединенного закона 
бугера — ламберта — бера:

0
lg
,
I
A
k
C
I =
=
⋅ ⋅


где I0 — интенсивность излучения, падающего на вещество; I — 
интенсивность излучения, прошедшего через вещество; А — оптическая плотность, поглощение; k — показатель поглощения данного вещества (молярный показатель поглощения ε или удельный 
показатель поглощения 
 , используемый в фармацевтическом 
анализе); с — концентрация раствора анализируемого вещества, 
моль/л; ℓ — длина рабочего слоя кюветы, см.
Удельный показатель поглощения (
 ) является спектрофотометрической константой для каждого вещества, не зависящей от 
концентрации, и представляет собой величину оптической плотности раствора, содержащего 1,0 г вещества в 100 cм3 раствора, 
измеренную в кювете с рабочей длиной 1 см:

установив по стандартному образцу величину 
 и преобразовав эту формулу, можно рассчитать концентрацию анализируемого вещества с относительной погрешностью до ±2 %:

в случае отклонений от закона бугера — ламберта — бера 
вначале с помощью стандартных растворов устанавливают 
зависимость оптической плотности от концентрации и строят