The metrological parameters of diosmin quantitation in pharmaceutical dosage forms

Cover Page

Cite item

Abstract

Introduction. Pharmaceutical dosage forms with diosmin are allowed for medical use in Russian Federation. Simple and informative methods of diosmin quantitation for drug quality control are needed.

Aim: determination of metrological parameters of diosmin quantitation in pharmaceutical dosage forms by UV-spectrophotometry.

Matherials and methods. The study subjects Venarus®, Detralex® (tablets, suspension), Phlebopha®. Diosmin were quantified by UV-spectrophotometry. The reference-specific absorbance values of diosmin at wavelengths of 268 and 370 nm by the parameters of calibration were determined. Statistical data processing was carried out by the methods of variation statistics, correlation, one-way analysis of variance using computer programs ChemMetr 1.0, ChemMetr Evaluation 1.0, Statistica 6.0 (Statsoft Inc., USA).

Results. The range of diosmin quantitation by UV-spectrophotometry was revealed for the wavelength of 268 nm — 0,0001-0,001%, 370 nm — 0,0002-0,002%. The reference-specific absorbance values for diosmin at the wavelength of 268 and 370 nm in a sodium hydroxide solution 0,02M were 463,0 ± 24,6 and 259,0 ± 9,9 respectively. The mean errors of diosmin concentrations in pharmaceutical dosage forms were revealed for the wavelength of 268 nm — 8-12% and for 370 nm — 6-8%. Prognostic calculation of the sample preparation error (extraction) for diosmin was performed using the example of Detralex® tablets. The sample preparation error was 8%.

Conclusion. The values components of error for reference-specific absorbance value and sample preparation error for diosmin quantitation were determined (as exemplified by the study of Detralex® tablets). Calculation algorithms can be used for error estimation of sample preparation for other multicomponent samples in drug quality control.

Full Text

Введение

В РФ зарегистрирован ряд лекарственных препаратов на основе фармацевтической субстанции диосмина (3ʹ,5,7-тригидрокси-4ʹ-метоксифлавон-7-рутинозид) [1]. Для контроля качества большинства из них соответствующие фармакопейные статьи предлагают количественное определение основного действующего вещества и специфических примесей методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Актуальным вопросом является разработка методик анализа с применением простых и доступных в рутинной практике методов анализа с приемлемыми метрологическими характеристиками [2]. В качестве альтернативного варианта количественного анализа диосмина применяют метод спектрофотометрии [3].

Цель исследования — определение метрологических характеристик методики количественного определения диосмина методом спектрофотометрии в некоторых лекарственных препаратах.

Материалы и методы

Объектами исследования были лекарственные препараты на основе фармацевтической субстанции диосмина: «Венарус», «Детралекс» (таблетки, суспензия), «Флебофа».

В качестве образца сравнения использовали фармакопейный стандартный образец диосмина (Hyderabad, Индия).

Пробоподготовку анализируемых лекарственных препаратов осуществляли путем экстракции раствором натрия гидроксида концентрации 0,02 моль/л. Для количественного определения диосмина использовали метод спектрофотометрии в УФ-диапазоне. Значения удельных показателей поглощения при длинах волн 268 и 370 нм определяли на основании параметров соответствующих уравнений градуировочных зависимостей.

Статистическую обработку аналитических данных осуществляли методами вариационной статистики, корреляционного, однофакторного дисперсионного анализа с применением компьютерных программ ChemMetr 1.0, ChemMetr Evaluation 1.0 [4, 5], а также Statistica 6.0 (Statsoft Inc., USA) [6].

Расчет теоретической величины предела сходимости RSD_r исследуемых методик количественного определения осуществляли по уравнению Горвица [7]:

RSD_r = 0,67 · RSD_R; RSD_R = 21 – 0,5 · log C; С = w/100;

где w — концентрация анализируемого вещества в пробе, % (мас.); RSD_R — предел воспроизводимости, %, C — коэффициент концентрации.

Расчет теоретических величин стандартного отклонения Sсред и относительной ошибки среднего значения εсред, исходя из величины предела сходимости RSD_r методики, осуществляли по формулам:

Sсред = (RSD_r · xсред) · 100; ∆x = Sсред · t (P, f); εсред = (∆x/xсред) · 100,

где xсред — среднее значение содержания анализируемого вещества в пробе; t (P, f) — критерий Стьюдента; ∆x — полуширина доверительного интервала среднего значения содержания анализируемого вещества.

Расчет относительной ошибки (погрешности) εсред методики количественного анализа диосмина осуществляли по формуле:

ε=σx1x12+σx2x22+...+σxnxn2,

где σx1, σx2, σxn — значения абсолютных погрешностей измерений отдельных этапов методики количественного определения; x1, x2, xn — значения измеряемых величин при реализации методики количественного определения.

Результаты и обсуждение

Выбор экстрагента для пробоподготовки анализируемых лекарственных препаратов определялся растворимостью диосмина. Диосмин практически нерастворим в воде и в этиловом спирте. Растворимость диосмина в растворах натрия гидроксида обусловлена ионизацией фенольных гидроксильных групп (образованием фенолятов). В связи с этим для приготовления растворов стандартного образца диосмина и его экстракции из анализируемых лекарственных препаратов использовали раствор натрия гидроксида концентрации 0,02 моль/л.

Рабочий диапазон методики, в котором наблюдается линейный характер зависимости оптической плотности от концентрации диосмина, составил для аналитических длин волн: 268 нм — 0,0001–0,001 %, 370 нм — 0,0002–0,002 %.

Значения удельных показателей поглощения диосмина при длинах волн 268 и 370 нм в растворе натрия гидроксида концентрации 0,02 моль/л составили 463,0 ± 24,6 и 259,0 ± 9,9 соответственно.

Относительные ошибки вышеуказанных показателей поглощения, определенные в 5 сериях параллельных определений и влияющие на общую ошибку результатов определения, равны 5,3 и 3,8 %.

Метрологические характеристики методики количественного определения диосмина методом спектрофотометрии представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Метрологические характеристики методики количественного определения диосмина методом спектрофотометрии в некоторых лекарственных препаратах / Table 1. The metrological parameters of diosmin quantitation in pharmaceutical dosage form by means of UV-spectrophotometry

Препарат / Длина волны

μ, мг%

f

xсред, мг%

S2

S

P

t (P, f)

Δx

ε, %

εсред, %

δ, %

Детралекс сусп. / 268 нм

0,9

9

0,92

0,021

0,15

0,95

2,26

0,33

36,06

11,40

1,79

Детралекс сусп. / 370 нм

1,8

9

1,69

0,022

0,15

0,95

2,26

0,34

19,82

6,27

5,82

Венарус / 268 нм

0,9

9

0,86

0,01

0,098

0,95

2,26

0,22

25,80

8,16

4,48

Венарус / 370 нм

0,9

9

0,89

0,011

0,10

0,95

2,26

0,24

26,38

8,34

1,10

Детралекс табл. / 268 нм

0,9

9

0,92

0,015

0,12

0,95

2,26

0,28

30,06

9,51

2,09

Детралекс табл. / 370 нм

0,9

9

0,86

0,006

0,076

0,95

2,26

0,17

20,09

6,35

5,04

Флебофа / 268 нм

0,6

9

0,60

0,011

0,10

0,95

2,26

0,24

38,99

12,33

0,29

Флебофа / 370 нм

1,2

9

1,20

0,02

0,14

0,95

2,26

0,32

26,31

8,32

0,32

Примечание. μ — истинное значение содержания диосмина в лекарственном препарате (принятое опорное значение); xсред — среднее значение содержания диосмина в лекарственном препарате, определенное экспериментальным путем; f — число степеней свободы; S2 — дисперсия; S — стандартное отклонение; P — уровень доверительной вероятности; ∆x — полуширина доверительного интервала среднего значения; ε — относительная ошибка (погрешность) единичного определения; εсред — относительная ошибка (погрешность) среднего значения; δ — относительное отклонение среднего значения содержания диосмина в лекарственном препарате от истинного значения содержания (систематическая ошибка).

Note. μ — reference level of diosmin concentration in pharmaceutical dosage form; xсред — average diosmin concentration in pharmaceutical dosage form (experimental value); f — degrees of freedom; S2 — dispersion; S — standard deviation; P — confidence level; ∆x — confidence interval half-width of average diosmin concentration; ε — relative measurement error, %; εсред — relative measurement error of average concentration; δ — accuracy (bias) of diosmin concentration in pharmaceutical dosage form.

 

Для всех анализируемых лекарственных препаратов наблюдали значимое отличие относительной ошибки среднего значения при двух аналитических длинах волн: при длине волны 268 нм величина ошибки определения была статистически значимо больше по сравнению с ошибкой определения при длине волны 370 нм, за исключением лекарственного препарата «Венарус».

Величина относительной ошибки при определении среднего значения содержания диосмина находилась в диапазонах: 8–12 % — для аналитической длины волны 268 нм и 6–8 % — для 370 нм.

Результаты однофакторного дисперсионного анализа подтверждают наличие статистически значимых различий для параметра «относительная ошибка среднего значения содержания диосмина в лекарственных препаратах»: уровень значимости F-критерия был менее 0,05. Систематическая ошибка определений значимо не различалась при аналитических длинах волн 268 нм и 370 нм (табл. 2).

 

Таблица 2. Результаты дисперсионного анализа для сравнения относительной ошибки среднего значения и систематической ошибки при определении диосмина в лекарственных препаратах методом спектрофотометрии / Table 2. Findings of variance analysis for comparison of mean error and bias to quantitate diosmin by UV-spectrophotometry

Параметры

Общая дисперсия выборки SSобщ

Дисперсия эффекта MSэф

Дисперсия межгрупповая SS

Дисперсия ошибки MSошиб

F-критерий

Уровень значимости p

εсред 268 нм / εсред 370 нм

18,36

18,36

14,60

2,43

7,54

0,033

δ268 нм / δ370 нм

1,65

1,65

31,91

5,32

0,31

0,60

Примечание. εсред — относительная ошибка (погрешность) среднего значения; δ — относительное отклонение среднего значения содержания диосмина в лекарственном препарате от истинного значения содержания (систематическая ошибка).

Note. εсред — relative measurement error of average concentration; δ — accuracy (bias) of diosmin concentration in pharmaceutical dosage form.

 

Анализ корреляционных зависимостей «относительная ошибка среднего значения»- «систематическая ошибка» в выборке результатов, объединенной для двух аналитических длин волн, показывает наличие высокой связи: величина коэффициента корреляции r составляет –0,73.

Вышеуказанные зависимости, рассчитанные для аналитических длин волн 268 нм и 370 нм, характеризуются очень высокой связью, при этом величины коэффициентов корреляции r равны –0,94 и –0,98 соответственно. Таким образом, можно предположить, что рост относительной ошибки среднего значения содержания диосмина в лекарственных препаратах связан с увеличением вклада случайных ошибок, в числе которых — ошибки пробоподготовки (варьирование степени извлечения диосмина). Следует отметить, что величина систематической ошибки определения не зависит от используемой аналитиком длины волны.

На примере анализа таблеток «Детралекс» нами был выполнен прогностический расчет относительной ошибки (погрешности) степени извлечения диосмина (пробоподготовки), который был основан на следующих принципах:

  • учет минимальных уровней погрешностей каждого этапа анализа, кроме экстракции диосмина из навески таблеток;
  • наличие экспериментальных данных о величине общей относительной ошибки определения диосмина;
  • аддитивность квадратов относительных ошибок отдельных этапов анализа (табл. 3).

 

Таблица 3. Метрологическая оценка ошибки методики количественного определения диосмина в таблетках «Детралекс» методом спектрофотометрии / Table 3. The error evaluation of diosmin quantitation in Detralex® tablets by UV-spectrophotometry

Этап анализа

Абсолютная ошибка σX

Относительная ошибка (σX/x) · 100, %

1

Взятие точной навески 1,0 г

0,0002 г

0,020

2

Отмеривание объема 250 мл (мерная колба)

0,3 мл

0,12

3

Отбор аликвоты 1 мл (пипетка)

0,01 мл

1,00

4

Отмеривание объема 500 мл (мерная колба)

0,5 мл

0,10

5

Измерение оптической плотности при 268 нм (спектрофотометр СФ-2000)

0,004

0,93

6

Погрешность величины удельного показателя поглощения, 268 нм

5,30

7

Степень извлечения диосмина расчетная: программа ChemMetr Evaluation 1.0 / уравнение Горвица

7,95/16,60

Относительная ошибка расчетная εсред, % (без учета относительной ошибки пробоподготовки, программа ChemMetr Evaluation 1.0)

5,2

Предел сходимости расчетный RSD_r, % (уравнение Горвица)

7,7

Относительная ошибка расчетная εсред, % (уравнение Горвица)

17,4

Относительная ошибка εсред, %, определенная в ходе эксперимента

9,5

 

Относительная ошибка этапа пробоподготовки — степени извлечения диосмина из таблеток «Детралекс» составила 8 %. При реализации варианта расчета общей относительной ошибки анализа по алгоритму, основанному на уравнении Горвица, ее величина достигала 17 %.

Вне зависимости от используемого варианта прогностического расчета, очевидно, что наибольший вклад в погрешность методики спектрофотометрического определения диосмина в таблетках «Детралекс» вносит этап пробоподготовки.

Заключение

Таким образом, в результате исследований были определены метрологические характеристики методики количественного определения диосмина методом спектрофотометрии в ряде лекарственных препаратов. Установлены величины вкладов в относительную ошибку данной методики удельных показателей поглощения димосмина при аналитических длинах волн 268 и 370 нм, а также степени извлечения диосмина из анализируемых лекарственных форм (на примере анализа таблеток «Детралекс»). Предложенные расчетные алгоритмы могут быть реализованы для теоретической оценки погрешности пробоподготовки для других многокомпонентных объектов анализа в контроле качества лекарственных средств.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

×

About the authors

Alexander V. Voronin

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: dimmu2000@mail.ru

Candidate of Pharmaceuticals Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Chemistry of Pharmaceutical Faculty

Russian Federation, Samara

Maksim N. Kachalkin

Samara State Medical University

Email: maxroso@yandex.ru

Assistant of the Department of Chemistry of Pharmaceutical Faculty

Russian Federation, Samara

Alexander V. Karpov

Samara State Medical University

Email: karpov.sasha111@gmail.com

Student of Pharmaceutical Faculty

Russian Federation, Samara

References

  1. Государственный реестр лекарственных средств [Электронный ресурс]. Министерство здравоохранения РФ. Режим доступа: https://grls.rosminzdrav.ru/GRLS.aspx. Дата обращения: 21.02.2020. [Gosudarstvennyj reestr lekarstvennyh sredstv [Elektronnyj resurs]: Ministerstvo zdravoohraneniya RF. (In Russ.)]. Available from: https://grls.rosminzdrav.ru/GRLS.aspx. Accessed: 21.02.2020.
  2. Вершинин В.И., Бриленок Н.С., Цюпко Т.Г. Методология спектрофотометрического анализа смесей органических соединений. Погрешность оценки суммарного содержания аналитов с учетом их коэффициентов чувствительности // Журнал аналитической химии. – 2012. – Т. 67. – № 7. – С. 715–721. [Vershinin VI, Brilenok NS, Cyupko TG. Metodologiya spektrofotometricheskogo analiza smesej organicheskih soedinenij. Pogreshnost’ ocenki summarnogo soderzhaniya analitov s uchetom ih koefficientov chuvstvitel’nosti. Journal of Analytical Chemistry. 2012;67(7):715–721.(In Russ.)]
  3. Srilatha D, Nasare M, Nagasandhya B, et al. Development and validation of UV spectrophotometric method for simultaneous estimation of hesperidin and diosmin in the pharmaceutical dosage Form. ISRN Spectroscopy. 2013. https://doi.org/10.1155/2013/534830.
  4. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № RU2017663573/07.12.17. «ChemMetr 1.0». Воронин A.В., Воронин С.В., Малкова Т.Л., Ледяев М.Е. [Svidetel’stvo o gosudarstvennoj registracii programmy dlya EVM No. RU2017663573/07.12.17. Voronin AV, Voronin SV, Malkova TL, Ledyaev ME. “ChemMetr 1.0” [Internet]: Baza patentov Rossii. Available from: https: //patentinform.ru/programs/reg-2017663573.html. Accessed: 21.02.2020. (In Russ.)]
  5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № RU2019617347/ 06.06.19. Воронин А.В., Сынбулатов И.В., Качалкин М.Н., Воронин С.В. “ChemMetr Evaluation 1.0.” Режим доступа: https://patentinform.ru/programs/reg-2019617347.html. Дата обращения: 21.02.2020. [Svidetel’stvo o gosudarstvennoj registracii programmy dlya EVM No. RU2019617347/06.06.19. Voronin AV, Synbulatov IV, Kachalkin MN, Voronin SV. “ChemMetr Evaluation 1.0”. Available from: https://patentinform.ru/programs/reg-2019617347.html. Accessed: 21.02.2020. (In Russ.)]
  6. Халафян А.А. Статистический анализ данных. Statistica 6.0.: учебное пособие. – Краснодар: КубГУ, 2003. [Halafyan AA. Statisticheskij analiz dannyh. Statistica 6.0.: uchebnoe posobie. Krasnodar: KubGU; 2003.(In Russ.)]
  7. Lisinger Thomas PJ, Josephs Ralf D. Limitations of the Application of the Horwitz Equation. Trends in Analytical Chemistry. 2006;25(11):1125–1130. https://doi.org/10.1016/j.trac.2006.11.002.

Copyright (c) 2020 Voronin A.V., Kachalkin M.N., Karpov A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies