facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Wiki
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

Разработка и валидация спектрофотометрической методики определения остатков пероксида водорода в промывных водах при контроле качества санитарной обработки оборудования

Разработка и валидация спектрофотометрической методики определения остатков пероксида водорода в промывных водах при контроле качества санитарной обработки оборудования
Дмитрий Рябко, докторант

Блажеевский Николай Евстафьевич, доктор химических наук, профессор

Харьковский национальный фармацевтический университет, Украина

Участник конференции

УДК 543.62

Разработанаи провалидирована методика определения трийодидным спектрофотометрическим методом остаточных количеств пероксида водорода на уровне 10 ppmв промывных водах технологического оборудования фармацевтического производства Лидокаина раствора для инъекций 2%.

Ключeвые слова: Пероксид водовода, остатки, спектрофотометрия, трийодид-ион,определение, промывныеводы

Method for detection of residual quantities of hydrogen peroxide in washing water by triiodide spectrophotometric methodat a level of 10 ppm in the washing water of technological equipment for pharmaceutical production of Lidocaine, solution for injection 2%has been developed and validated.

Keywords:Hydrogen peroxide, residual, spectrophotometry, three iodine-ion, determination,washing water

 

Введение. В настоящее время пероксид водорода (ПВ) находит широкое применение в пищевой и фармацевтической отраслях промышленности для дезинфекции воды и санитарной обработки оборудования [1]. В связи с этим возникает необходимость контроля содержания ПВ в последней порции промывной воды. В научной литературе описаны различные аналитические методики определения следовых количеств ПВ в водных растворахс использованием высокочувствительных методов хемилюминесценции [2], флуоресценции [3], электрохимии [5-6], спектрофотометрии [7-9],а также различных тест-систем [10-12] и др. [13-15]. Однако известные методики в основном длительны, требуют дорогостоящих реагентов и зачастую сложного оборудования. Относительно дешевыми, быстрыми и простыми в выполнении, а также достаточно чувствительнымиявляются спектрофотометрические методики. Так, в ранних работах описанонесколько заслуживающих внимание методик непрямого спектрофотометрического  определения ПВ, основанных на каталитической реакции окисления йодида калия ПВ в присутствии молдибдата до свободного йода с последующим измерением светопоглощения трийодида при 351-352нм [16-18]. Этот метод позволяет определять от 2∙10-7моль/л ПВ.

Целью настоящего исследования была разработка и валидация спектрофотометрической методики определения остаточных количеств ПВв промывных водах оборудования производства раствора для инъекций Лидокаина гидрохлорида 20 мг/мл, основанной на этом принципе.

В качестве критерия степени отмывки принято предельное количество ПВ в промывных водах на уровне 10ppm (мг/л).

Материалы и методы. В исследованиях использовалипрепарат Лидокаинагидрохлорида раствор для инъекций  20 мг/мл по 2 мл в ампулах (Артериум Корпорация, Украина).Все используемые реактивы были квалификации «хч», их растворы готовили объемно-весовым методом.Титрованные растворы, индикаторы и реактивы готовили и стандартизовали в соответствии с требованиями ГФУ (Государственной Фармакопеи Украины).Возможность применения разработанной методики для определения остаточных количеств ПВ в промывных водах оценивали с помощью процедуры валидации как для испытаний на предельное содержание примесей в соответствии с общей статьей ГФУ [19-21].

Для исследований использовали весы аналитические лабораторные XP-204S (Mettler-Toledo, Швейцария), спектрофотометр SPECORD210, фирмы Analytic, Германия; мерную  посуду класса А.За исходный  раствор принимали  пероксид водовод раствор 30%, точную концентрацию которого устанавливали перманганатометрически в соответствии с требованиями ГФУ.

Приготовление модельного раствора пероксида водорода.  0,3 г (точная навеска) исходного раствора «Пероксида водорода 30 %» помещают в мерную колбу объемом 100 мл, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и перемешивают.

1,00 мл полученного раствора помещают в мерную колбу объемом 100 мл, добавляют 0,50 мл разбавленноготочно в 10 раз раствора препаратаЛидокаина гидрохлорида (1 мглидокаина гидрохлорида), доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и перемешивают (основной модельный раствор).1,0 мл основного модельного раствора помещают в мерную колбу объемом 10 мл, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и перемешивают. Оптическую плотность испытуемого раствора измеряют трижды относительно компенсационного раствора.

Приготовление компенсационного раствора.3,00 мл дистиллированной воды вносили в кювету спектрофотометра. В кювету последовательно добавлялинесколько кристаллов аммония молибдататетрагидрата, 3-5 мг тщательно растертого в порошок калия фосфата однозамещенного, и 10-15 мг калия йодида и перемешивали 2-3 мин.

Методика определения. 1,00 мл промывной жидкости переносят а мернуюколбу на 10 мл, доводят объём раствора дистилированной водой до метки и перемешивают (испытуемый раствор). 3,00 мл испытуемого раствора помешают в кювету спектрофотометра. В кювету последовательно вносят несколько кристалликов молибдата аммония тетрагидрата, 3-5 мг тщательно растертого в порошок фосфата калия однозамещенного и 10-15 мг калия йодида и через 5 минуттрижды измеряютсветопоглощение раствора при 350 нмпо отношению к компенсационному раствору ирассчитываютсреднее значение А0. Содержание пероксида водорода, в % (Х), рассчитывают по формуле:

 ,

где А0 – усредненное значение оптической плотности испытуемого раствора после обработки реактивами; - удельныйп оказатель светопоглощения, который равен 7350.

Специфичность метода была проверена для испытуемого модельного раствора со 100% концентрацией ПВ(10 ppm) от предельной концентрации и концентрации лекарственного препарата (лидокаина гидрохлорида) 10 ppm.

Теоретическую массовую долю ПВ в модельном растворе, в %, рассчитывали по формуле:

                                                                        (1)

где mнав – навеска ПВ в г,  w(H2O2)– точно установленная концентрация Пероксида водорода 30%, в %.

Содержание ПВ в модельном растворе, в %, рассчитывали по формуле:  

                                                                                                               (2)

где Аср – усредненной значение оптической плотности испытуемого модельного раствора, полученного после его обработки реактивам;  – удельный показатель светопоглощения, который равен 7350.

Отношение «найдено/введено», в отн. %,  рассчитывали по формуле:

                                                                         (3).

Линейность была исследована в границах диапазона использования методики в пределах 25-125% от предельной концентрации ПВ в промывной воде. Все последующие расчеты были проведены в нормальной системе координат, где концентрация выражается в отн.% от предельной концентрации ПВ в промывной воде (предельная концентрация Сlimit= 10 ppm);оптическая плотность для каждого модельного раствора с концентрацией Сi(Ai) выражалась в отн.% от оптической плотности модельного раствора с предельной концентрацией Сlimit (Alimit).При изучении показателя линейность, светопоглощение каждого раствора измеряли трижды.Методом наименьших квадратов была рассчитана линейная зависимость (Аilimit)·100=b·(Ci/Climit)·100+aи построен график зависимости.

Робастность: измеряли оптическую плотность модельного раствора ПВ относительно компенсационного раствора на протяжении 2,6 и 12 часов.

Внутрилабораторная точность. Выполняли анализ модельного раствора ПВс концентрацией 100% от граничной концентрации ПВ у промывной воде в соответствии с требованиями методики в разные рабочие дни. Приготовление компенсационного и модельного растворов ПВ как при изучении показателя  «Линейность».

Граница определения. Использовали результаты, полученные при изучении линейности. Границу определения рассчитывали по данным линейной зависимости по формуле: ПО=3,3∙SDa/b, где SDа – значение стандартного отклонения свободного члена линейной зависимости; b – значение тангенса угла наклона линейной зависимости.

Пригодность аналитической системы. Подтверждение требований к пригодности аналитической системы рассчитывали по результатам, которые были получены в испытаниях на «Специфичность», «Робастность», «Линейность» и «Внутрилабораторная точность».

Результаты и обсуждение.Результаты проверки специфичности представлены в табл.1.

Таблица 1

Результаты проверки специфичности


Модельного раствора

mнав, г

Введено Н2О2
Xввед,%

Ai

Найдено
Н2О2
Хнайдено,%

найдено/ введено Н2О2
Х,% (отн.)

Разница найдено/введено
Н2О2
100%, %

1

0,2717

0,000830

0,5555

0,000756

91,10

8,88

1

0,2717

0,000830

0,5557

0,000756

91,14

8,86

1

0,2717

0,000830

0,5557

0,000756

91,14

8,86

2

0,3032

0,000926

0,6020

0,000819

88,48

11,52

2

0,3032

0,000926

0,6034

0,000821

88,69

11,31

2

0,3032

0,000926

0,6045

0,000822

88,85

11,15

3

0,3037

0,000927

0,6048

0,000823

88,75

11,25

3

0,3037

0,000927

0,6057

0,000824

88,88

11,12

3

0,3037

0,000927

0,6065

0,000825

88,99

11,01

Требования ≤ 16%

Выдерживается

 

Подтверждено, что наличие лекарственного препарата с концентрацией 100% от предельной концентрации в промывной воде (10 ppm) не влияет на определение ПВ.  Результаты проверки линейности представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты проверки линейности

№ модельного раствора

Содержание Н2O2  в модельном растворе, %отн.)

w(Н2O2), Ci,
%.


измерения,
j

Оптическая плотность j-го измерения, А ij

Среднее значение Аi

1

15,91

0,000159

1

0,11260

0,113

2

0,11406

3

0,11182

2

47,17

0,000472

1

0,34264

0,342

2

0,34203

3

0,34129

3

81,73

0,000817

1

0,59392

0,594

2

0,59342

3

0,59326

4

97,70

0,000977

1

0,71705

0,717

2

0,7177

3

0,71706

5

108,35

0,001084

1

0,80243

0,803

2

0,8031

3

0,80386

6

114,61

0,001146

1

0,84073

0,841

2

0,84058

3

0,84116

7

118,64

0,001186

1

0,87237

0,873

2

0,87326

3

0,87214

 

На рис. 1 представлена линейная зависимость (Аilimit)·100, % от (Ci/Climit) ·100, отн.%.

Рис. 1. Зависимость (Аilimit)∙100 (Y), % от (Ci/Climit)∙100 (Х) , отн.% .

Критерии линейности и рассчитанные параметры линейной зависимости представлены в табл. 3. Как видно из полученных данных, методика имеет достаточную линейность, так как требования к критериям линейности выполняются.

Результаты проверки робастности представлены в таблице 4.

Таблица 3.

Критерии линейности и параметры линейной зависимости

Параметры

Значения

Требования 1

Требования 2

Оценка

b

1,0091

 

 

 

Sb

0,0056

 

 

 

a

| -0,97 |

<= | 1,03 |

<= | 6,80 |

Выдерживается по первому критерию

Sa

0,51

 

 

 

RSD0

0,53

 

 

 

RSD0 /b

| 0,53|

<= | 2,53 |

 

выдерживается

RSDy

46,186124

 

 

 

r

| 0,9999 |

> | 0,9985 |

 

выдерживается

Таблица 4.

Результаты проверки робастности

п/п

Время, час

Ai,ср

Введено H2O2
wввед,%

Найдено
H2O2
Хнайдено,%

Найдено/ введено H2O2
Х,%(отн.)

Разница 
найдено/ введено для H2O2от 100%, %

1

0

0,7173

0,000915

0,000976

106,65

6,65

2

2

0,7171

0,000915

0,000976

106,63

6,63

3

6

0,6152

0,000915

0,000837

91,48

8,52

4

12

0,6057

0,000915

0,000824

90,06

9,94

Требования ≤ 16%

Выдерживается

 

Результаты проверки внутрилабораторной точности представлены в таблице 5.Результаты эксперимента соответствовали предложенным требованиям.

Таблица 5.

Результаты проверки внутрилабораторной точности

№ исслед.

№ измер.

Амод

Введено H2O2
Хвведено,%

Найдено
H2O2
Хнайдено,%

Найдено/ введено для H2O2
Х1,% (отн.)

│Х1-100│

Требов.

1

1

0,7171

0,00098

0,00098

99,69

0,31

≤ 16,0 %

2

0,7177

3

0,7171

среднее

0,7173

№ исслед.

№ измер.

Амод

Введено H2O2

Хвведено,%

Найдено

H2O2

Хнайдено,%

 

Найдено/ введено для H2O2

Х2,%

│Х2-100│

Требов.

2

1

0,71706

0,00097

0,00098

100,61

 

 

 

2

0,71702

 

 

 

0,61

≤ 16,0 %

 

3

0,71702

 

 

 

 

среднее

0,71703

 

 

 

Выдерживается

Результаты проверки границы определения для модельного раствора с концентрацией 15,91% от предельной концентрации ПВ в промывной воде, представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Результаты проверки границы определения

Введено,
%

Найдено,
%

Найдено/Введено,
%

Разница найдено/
введено от 100%

 

Требования

0,000159

0,000153

96,51

3,49

 

 

≤ 16,0

0,000159

0,000155

0,000159

0,000152

SDa

b

МВ

≤ 32,0

0,51172971

1,0090996

1,67

 

Выдерживается

Согласно полученным данным можно сделать вывод о том, что методика удовлетворяет требованиям к границе определения. Результаты расчета RSDp и RSDmax и пригодности аналитической системы представлены в таблице 7 и 8.

Таблица 7

Результаты расчета RSDp и RSDmax

n

F 5%,n-1

Требования к RSDmax

Гарантируемое RSD

4

2,92

13,60

0,46

3

3,32

9,49

0,49

2

4,17

3,58

0,55

 

Таблица 8.

Результаты расчета пригодности аналитической системы

νk= 2; νt = 28

Валидационный показатель

RSD

Специфичность

0,014057; 0,210134; 0,136283

Робастность

0,051922

Линейность

1,007805; 0,197681; 0,058006; 0,051922

0,089085; 0,035805; 0,067789

Внутрилабораторная точность

 

0,052335; 0,003543

 

RSDp

0,27

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод о том, что пригодность аналитической системы подтверждена.

Выводы

Разработана простая спектрофотометрическая методика и показана возможность применения её для определения остаточных количеств пероксида водорода в промывных водах при контроле качества санитарной отмывки технологического оборудования фармацевтического производства Лидокаина гидрохлорида раствора для инъекций 20 мг/мл по 2 мл на уровне 10 ppm.

Литература:

  • 1. Методичні рекомендації щодо виконання санітарно-гігієнічних вимог до проведення мікробіологічного контролю у виробництві нестерильних лікарських засобів. – Харків., Форт, 2002. – c. 63-80.
  • 2. Tsaplev Yu.B., J. Anal. Chem. – 2012. – Vol. 67, No. 6., pp. 506-514.
  • 3. Бельтюкова С.В., Витюкова Е.О., Егорова Е.В. Труды Одесского политехнического университета. – 2004., Вып. 2, No.  22., c. 1-5. 263.
  • 4. Kitte. S. A., Assresahegn B. A. E., Soreta T. R., J. Serb. Chem. Soc. 2013. – Vol., 78., No. 5., pp. 701–711.
  • 5. Блажеєвський М. Є., Мозгова О.О. Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології. - 2014., Вип. 4., c. 70-86.
  • 6. Blazheyevskiy M.Ye. Riabko D.N. «Управління якістю у фармації» : матеріали ІХ Науково-практичної конференції (22 траня 2015 року, м. Харків) – Харків., Вид-во НФаУ, 2015., p. 7-8.
  • 7. Zaribafan A., Haghbeen K., Fazli M., Akhondali A. Environ. Stud. Pers. Gulf. – 2014., Vol. 1, No. 2, pp. 93-101.
  • 8. Drandhuber P.J., Korshin G. Methods for the Detection of Residual Concentration of Hydrogen Peroxide in Advanced Oxidation Processes. - Alexandria., WateReuse Fundation, 2009. – 92 p.
  • 9. Blazheyevskiy M.Ye., Riabko D.N.  «Управління якістю у фармації» : матеріали ІХ Науково-практичної конференції (22 траня 2015 року, м. Харків) – Харків., Вид-во НФаУ, 2015., P. 9.
  • 10.  Амелин В. Г.  Журн. аналит. химии. 2000 - Т. 55, No. 9., С. 902-932.
  • 11.  Burmistrova N. A., Meier R. J., Schreml S. [et al.]. Sensors and Actuators B: Chemical. – 2014. – V. 193, No. 3., pp. 799–805.         
  • 12.  Моросанова Е.И. Моросанова Е. И., Беляков М. В., Золотов Ю. А. Журн. аналит. химии. – 2012. – Т. 67, No. 2.,С. 186–190.
  • 13.  Золотов Ю. А. Химические тест-методы анализа / Золотов Ю. А., Иванов В. М., Амелин В. Г. – М. : УРСС, 2002. – 302 с.
  • 14.  Трохименко А.Ю. Запорожець О.А. //Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, No. 2. – С. 125-231.
  • 15.  Егорова Л.С., Теслина  О.А. Изв. алтайского гос. ун-та. – 2009. – №3(63). Химия. – С.73-74.
  • 16.  Ovenston T.C.J., Ress W.T.  Analyst. – 1950. – vol. 75, № 889. – P. 204-208.
  • 17.  Frew J.E.,  Jones P., Scholes G., Anal. Chim. Acta. – 1983. – Vol. 155. – P. 139-150.
  • 18.  Klassen N.V., Marchlngton D., McGovan H.C.E. Anal. Chim. Acta. – 1994. – Vol. 66, №18. –P. 2921-2925.
  • 19.  Гризодуб А.И., Леонтьев Д.А., Доценко Т.Н., Загорий В.А. Фармаком. – 2005. - №2/3. – C. 78-94.
  • 20.  Державна Фармакопея України. – 1-е вид. – «Валидация аналитических методик и испытаний». – Харків: Рірег, 2004. – С. 58-67.
  • 21.  Державна Фармакопея України. – 1-е вид. – Доповнення 1. – Харків: Рірег, 2004. – С. 2-4.
Комментарии: 3

Мозговая Елена Александровна

Уважаемые Дмитрий и Николай Евстафьевич! Очень интересное техническое решение! Если учитывать современные требования GMP, то можна у уверенностью сказать, что эта методика может найти практическое применение уже сейчас. Полученные валидационные критерии об этом сами говорят. C уважением, Елена Мозговая.

Григоренко Любовь Викторовна

Уважаемые авторы Дмитрий и Николай Евстафьевич! Практическая ценность Вашей методики не вызывает сомнений. Поэтому хотелось бы узнать почему методику не используют на уровнеунифицированной по всей стране, особенно в работе хирургического отделения, да и в практике санитарной службы, будучи гигиенистом, я не встечала подобной методики. Я думаю что в условиях сегодняшних реалий подобная экспересс методика позволила бы проводить контроль качества санитарной обработки оборудования, прежде всего санитарной службой. С уважением Григоренко Любовь

Рябко Дмитрий Николаевич

Уважаемая Любовь! Большое спасибо за проявленный интерес к нашей работе. Да, вы совершенно правы, на сегодняшний день методика не внедрена повсеместно для использования. Мы продолжим работу в данном направлении и приложим максимум усилий для последующего внедрения предложенной методики на унифицированном уровне по всей стране. Спасибо! с Уважением Рябко Дмитрий.
Комментарии: 3

Мозговая Елена Александровна

Уважаемые Дмитрий и Николай Евстафьевич! Очень интересное техническое решение! Если учитывать современные требования GMP, то можна у уверенностью сказать, что эта методика может найти практическое применение уже сейчас. Полученные валидационные критерии об этом сами говорят. C уважением, Елена Мозговая.

Григоренко Любовь Викторовна

Уважаемые авторы Дмитрий и Николай Евстафьевич! Практическая ценность Вашей методики не вызывает сомнений. Поэтому хотелось бы узнать почему методику не используют на уровнеунифицированной по всей стране, особенно в работе хирургического отделения, да и в практике санитарной службы, будучи гигиенистом, я не встечала подобной методики. Я думаю что в условиях сегодняшних реалий подобная экспересс методика позволила бы проводить контроль качества санитарной обработки оборудования, прежде всего санитарной службой. С уважением Григоренко Любовь

Рябко Дмитрий Николаевич

Уважаемая Любовь! Большое спасибо за проявленный интерес к нашей работе. Да, вы совершенно правы, на сегодняшний день методика не внедрена повсеместно для использования. Мы продолжим работу в данном направлении и приложим максимум усилий для последующего внедрения предложенной методики на унифицированном уровне по всей стране. Спасибо! с Уважением Рябко Дмитрий.
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.