of 26/26
660 CAPITOLUL15 METODE TERMICE IN ANALIZA ?l CONTROLUL MEDICAMENTELOR Calorimetria cu scanare diferenfiala a fost utilizata, de asemenea, la cercetarea comportarii la topire apolietilenglicolilor (PEG), asacum se poate vedea in figure 15.41 Din examinarea acestei figuri se observa ca, daca in PEG 6000 exists lanturi inch.se s, deschise de cristate, in curba DSC apar doua picuri. Se observa ca, in cazul PEG cu masa moleculara mai mare (ex.: 20.000), in curba DSC apare un singur pic, deoarece aces polimer confine numai lanturi crislaline inchise. In schimb, in cazul PEG cu mase moleculare mai mici, exista numai lanturi lungi. PEG 20000 T —i— 85.0 60.0 35.0 40.0 <5.0 50.0 Figura 15.41 Curbele DSC ale unor PEG-uri M.O 70 T°C CAPITOLUL 15 METODE TERMICE IN ANALIZA $l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 661 Este cunoscut faptul ca PEG cu masa moleculara stint utilizate in sisteme solide disperse, iar comportarea lor la topire este importanta pentru temperattira preparatelor faramaceutice. Continutul in apa al PEG 20.000 influenfeaza comportarea acestuia la topire (se lucreaza in sistem Tnchis ermetic), asa cum se poate observa in figura 15.42. 35 40 45 50 55 60 65 15 20 25 apa % 'T°C 3 Figura 15.42 Influen^a'apei asupra comportarii la topire a PEG 20.000 Calorimetria cu scanare diferentiala este folosita ca metoda de analiza si control a polietilenei. polimer utilizat la ambalarea unor produse farmaceutice, cunoscut fiind faptul ca punctul de topire si densitatea polietilenei sunt corelate liniar. Asa de exemplu, polietilena cu densitate mica are p.t. ~ 110°C. iar cea cu densitate mare are p.t. ~ 135°C. De remarcat ca prin DSC se pot cerceta si foliile triplu laminate de aluminiu - polietilena - poliester. Cristalinitalea unor astfel de materiale se poate calcula folosind relatia: Cristalinitatea% = Aria in cal/mg/69,4 x 100 (15.17) In figura 15.43 sunt prezentate curbele DSC ale foliei de impachetat triplu laminate de aluminiu - polietilena - poliester. Aceste metode term ice de analiza pot fi utilizate si pentru analiza sj controlul altor polimeri, cum sunt polistirenul, polietilentereftalatul, polimetilmetacrilatul etc. Dintre excipientii utilizati la obtinereaproduselor farmaceutice, un rol important il an unele grasimi solide, semisolide si uleiurile. Asa cum se stie, grasimile naturale, inclusiv uleiurile, sunt amestecuri de grasimi ale acizilor saturati si nesaturati, iar componentele ncsaturate din grasimi sufera procese de descompunere sub actiunea oxigenului din aer, a temperaturii si a luminii. Din aceste procese rezulta aldehide iji acizi cu mase moleculare mici care dan mirosul §i gtistul de ranced. Timpul de inducere a descompunerii in timpul conservarii depinde de conditiile existente in locul de depozi- tare.

14-analiza si controlul medicamentului

  • View
    181

  • Download
    12

Embed Size (px)

DESCRIPTION

analiza si controlul medicamentului

Text of 14-analiza si controlul medicamentului

  • 660 CAPITOLUL15 METODE TERMICE IN ANALIZA ?l CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    Calorimetria cu scanare diferenfiala a fost utilizata, de asemenea, la cercetareacomportarii la topire apolietilenglicolilor (PEG), asacum se poate vedea in figure 15.41Din examinarea acestei figuri se observa ca, daca in PEG 6000 exists lanturi inch.se s,deschise de cristate, in curba DSC apar doua picuri. Se observa ca, in cazul PEG cu masamoleculara mai mare (ex.: 20.000), in curba DSC apare un singur pic, deoarece acespolimer confine numai lanturi crislaline inchise. In schimb, in cazul PEG cu masemoleculare mai mici, exista numai lanturi lungi.

    PEG 20000

    T i85.0 60.035.0 40.0

  • 662 CAPITOLUL15 METODE TERMICE tN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    0,8%

    Figura 15.43 Curbele DSC, TG si TGD ale unei folii triplu laminate de aluminiu -- polietilena - poliester

    Pentru cercetarea oxidabilitatii uleiurilor se pot utiliza tehnicile DSC si TG inprezenta aerului sau a oxigenului. In f igura 15.44 este prezentata comportarea la oxidare,prin DSC si TG.

    Este important de subliniat fap-tul ca cerurile sunt amestecuride component! din care, instare lichidafiind, pot cristalizaanumiji component!, ca urmarea transformed! lor in formemai stabile si mai pu^in solu-bile.

    Multe grasimi si com-pusi similar! prezinta fenome-nul de polimorfistn, a$a cumeste caz.ul alcoolului stearilic sicetostearilic, gliceridelor, ule-iurilor hidrogenate sau a inase-lor pentru supozitoare. Astfel,uleiul de palmier poate fi anali-zat prin DSC. In f igura 15.45este prezentata curba DSC caredemonstreaza polimorfismululeiului de seminte de butnbachidrogenat.

    Temperatura sau timpul

    m

    Temperatura sau tfinpulFigura 15.44 Studiul prin DSC si TG al comportariiuleiurilor la oxidare: 1-ulei vechi; 2-ulei proaspat

    CAPITOLUL 16 METODE TERMICE iN ANALIZA ?l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 663

    Figura 15.45 Curba DSCa uleiului de seminte de

    bumbac hidrogenat

    Cele dou5 picuri corespund ladoua modificatii polimorfe

    Este cuuoscut faptul ca excipientii solizi se transforms prin imbatranire. fapt cese poate observa din f igura 15.46.

    Plecandu-se de la efectulTmbatranirii grasimilor folositeca excipienti, a fost studiat cuasiduitate fenomenul de imba-tranire a gliceridelor si supozi-toarelor, care are ca rezultatpicrderea activitatii. De aceea,tehnica DSC este mult utilizatapentru determinarea raportuluisolid/lichid, raport ce se numesteindice de griisime solida, p r inmasurarea fract iunii topite acurbei DSC si utilizarea unorprograme soft existente in litera-tura.40 45 50 55 60 T C

    Figura 15.46 Curbe DSC care evidentiaza efectulTmbatranirii grasimilor utilizate ca excipienji In aceste context, se pot menfiona

    si unele studii de comparare aDSC cu topirea, dilatometria si vascozimetria pentru masuratori de viteza de dizolvarea supozitoarelor vaginale de metenprost, demonstrandu-se astfel corelatia cu biodispo-nibilitatea acestui medicament. In acest fel s-a demonstrat si utilitatea DSC pentrucontrolul de calitate al acestor fonnulari.

  • 664 CAPITOLUL15METODE TERMICE IN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    in figura 15.47 se prezinta indicele de grasime solida si curbele DSC ale supozi-toarelor de paracetamol in Witepsol HIS, dupa 18 luni de conservare, la temperaturidiferite.

    25C 100|-. =---s.---v;-^ o 20C.;1< %solidla) s.c.--, :ZJ

    :>.',:/ / ?

    26 31 36 41 C

    Figura 15.47 Curbele DSC pentru supozitoare cu paracetamol din Witepsol H15,dupa 18 luni de conservare

    Se observe ca topirea incepe inca la 25C, iar la 37C topire este de 50%.

    Imbatranirea excipientilor grasi poate afecta proprietatile de comprimare alesupozitoarelor. Pentru aceasta s-au luat in studiu doua loturi de supozitoare, preparate lao clistanta de 6 luni, utilizand exact aceia^i component!. In figura 15.48 este prezentatmodul in care imbatranirea afecteaza curbele DSC (a) si vitezele de dizolvare (b). Seobserva diferente intre curbele DSC si vitezele de dizolvare ale celor doua loturi desupozitoare Witepsol HIS la 36,5C.

    Metodele DSC si TG au fost utilizatc pentru controlul proceselor de uscare prininghetare si prin pulverizare, cu aplicatii latranzitii le de faza in antibioticeie inghetate,la determinarca principiilor active, pe baza picului de topire al curbei DSC si in studiulliofilizateloramorfededigoxina. S-aconstatatcatransformareaciclofosfamideiamorfein hidrat stabilizeaza liofilizatul. Tot in astfel de studii s-a urmarit modif icarea structuriiliofilizatelor prin imbatranire.

    Se pot aprecia ca deosebit de importante aplicatiile DSC, dar si ale altor metocletermice de analiza, iacontrolul formelor farmaceutice, in special atunci cand componen-tele medicamentelor nu sunt miscibile in stare solida. In astfel de cazuri s-a observat capicurile componentelor sunt ncschimbate in amestecuri, ceea ce se poate utiliza laidentificai'ea principiilor active sail a unor excipienti. In figura 15.49 este prezentatacurba DSC pentru identif icarea acidului stearic si a manitei din capsule continand acestiexcipienti si, ca substanta activa, o forma amorfa de avicel.

    CAPITOLUL 15 METODE TERMICE JN ANALIZA $l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 665

    3,00

    0,00 45 C 10

    37C Lot 2

    30 50 min

    Figura 15.48 Curbele DSC (a) si curbele vitezelor de dizolvare pentru doua loturi desupozitoare produse la un interval de 6 luni

    100-

    80-70-60-504030J

    2010-0

    50 75 100 125 150 175 200 225 250

    Figura 15.49 Identificarea unor excipienti din capsule continand substantaactiva avicel (amorfa) si, ca excipienti, manita si acid stearic1 = acid stearic; 2 = manita

    Desigur ca se pot identifica si substante medicamentoase din forme farmaceutice.daca ele an structure cristalina. amorfa sau daca ele interactioneaza cu grasimi. in figura15.50 sunt prezentate curbele DSC pentru detectia haloperidoiului ca atare sau dinHaldol-tablete, a paracetamolului din supozitoare si a cimetidinei din tablete.

  • 666 CAPITOLUL 15METODE TERMICE iN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR CAPITOLUL 15 METODE TERMICE IN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    667

    substanta

    (a) (b)

    [25 150~ 5 0 7 5 100 125 150 175 200 22550 75

    (c)

    150 175 200 225 250 27f

    Figura 15.50 Curbele DSC pentru identificarea haloperidolului ca atare si din Haldol (a)paracetamolului din granule (b) si a a cimetidinei din tablete (c)

    p.t. = !50,0C pentru haloperidol ca atare, p.t. = !4l-143C pentru cimetidina (tabletede 200 mg) si p.t. = 169C pentru paracetamol

    In sfarsit, pictirile curbelor DSC sunt utilizate frecvent pentru determinareacantitativa a substanjelor medicamentoase si a excipientilor. In tabelul 15.4 sunt prezen-tate cateva date privind determinarea cantitativa a haloperidolului din tablete si capsule,precum si determinarea acidului stearic si manitei din formule farmaceuticc.

    Tabelul 15.4 Dozarea unor substante medicamentoase si excipienti prin DSC

    Substanta dozata

    Haloperidol

    Acid stearic

    Manila

    Formula farmaceutica

    - tablete de 400 mg(proba: 20 mg tableta)

    -

    Cantitatea gasita

    94,0%

    98,0%teoretic: 4,0%oasit: 3,9%teoretic: 81,7%asit: 79,3%

    Eroarea relative

    (5,0%

    3,0%

    -

    -

    15.5. Titrare entalpica sau termometricaLa origine, aceasta metoda s-a numit ,,titrare termica" sau titrare termometrica si

    ea s-a bazat pe rnasurarea calorimetrica a cantitatii de caldura degajatft In cursul uneireaclii chimice.

    Orice reactie chimica este fnsofita de o variatie de entalpie a sistemiilui chimicimplicat in reactie, care are drept consecinta efecte termice. Cunoasterea modificarilortermice in cursul unei reactii ofera informatii pretioase asupra reactiei si asuprapartenerilor de reacjie.

    Trebuie spus ca determinarea calorimetrica a cantitatii de caldura degajata Tntr-oreactie comporr.fi anumite dificultati, de aceea s-a inlocuit aceasta metoda cu metodamasurarii variafiilor de temperatura, ceea ce face obiectul titrarii entalpice sau entaipi-metrice. Prin intermediul unei reactii se evaliieaza variajia energiei libere cu ajutorulecuafiei:

    AF = -ezFy (15.18)in care:- e = forta elcctromotrice a pilei;- z = numarul de echivalenti care participa la transportul curentului electric;- Fy = constanta lui Faraday.

    Titrarea entalpica evidentiaza, pe de o parte, energia libera. iar pe de alta parte.entropia sistemiilui implicat Tntr-o reactie, care sunt reunite in urmatoarea ecuatie:

    AH = AF + TAS (15.19)in care:- AH = variafia de entalpie, adica a continutului caloric;- AS = variafia entropiei;- AF = variatia energiei libere;- T = temperatura absoluta.

    Prin urmare, denumirea de titrare entalpica (sau entalpimetrica) exprima maicorect principiul acestei metode de analiza.

    Grupul de metode care se bazeaza pe cest principal cuprinde titrarile entalpicetermometrice (TET) si entalpimetria cu injectie directa (DIE). In titrarea TET, titrantul esteadaugat treptat, cu viteza constanta, la o solutie de analizat, iar In titrarea DIE, proba esteinjectala rapid si direct intr-o solutie de titrant. In ambele cazuri semnalul masurat estevariatia de temperatura, care creste sau scade. Pentru determinarea diferentei de tem-peraturS AT se utilizeaza ecuatia urmatoare:

    -nAH I n AHAT = = AH = CK o V 0 (15.20)

    !

  • 668 CAP1TOLUL15 METODE TERMICE IN ANALIZA l CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    in care:- n = numSrul de moli de analit care reactioneaza;- V = volumul in mL;- K = capacitatea calorica;- o~ = caldura specifics pe unitatea de volum;- AH = caldura efectiva a reactiei;- C = concentratia molara.Relatia (15.20) este ecuatia fundamentals in titrarile entalpimetrice. Aparent

    relajia liniara dintre AT si concentrate este dependents de invariabilitatea masurarii AHcare, in solutii diluate. se poate aproxima astfel:

    AH = AHo (15.21)

    Aceasta Tnseamna ca, la diluarea solutiei (cand c = 0), caldura de diluare se poateconsidera neglijabila. De aceea in titrarile entalpimetrice se lucreaza in domeniul deconcentratii 10" -10" M, ceea ce implies masurarea unor variafii mici de temperatura,de 0,001-0,1C. Pentru a asigura o capacitate de rezolutie de 10 C, ar trebui sa selucreze la concentratii mai mici, sau mai bine sa existe senzori de temperatura maisensibili. Mult timp s-a lucrat cu ,,termometre-senzori" cu rezistenta, cum sunt termistorii.In prezent exists senzori cu punct Curie, din ceramics dopata cu titanat de bariu. In f igura15.51 este prezentat un grafic comparativ care ilustreaza dependenta de temperatura arezistentei termometrelor (senzorilor termici). Termistorii si, in general, senzorii curezistenta sunt legati la un braj al unei puiTfi Wheatstone. De regula. o variatie de tempe-ratura AT = 0,001C se poate masura cu o precizie de 1%.

    Figura15.51 Dependenta detemperatura a rezistentei senzorilortermici de diferite tipuri

    1 = ceramics - titanat de bariu dopatcu strontiu aproape de temperaturapunctului Curie;2 - termistor;3 = platina

    3CXD

    CAPITOLUL 15 METODE TERMICE IN ANALIZA ?l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 669

    Analizoarele entalpimetrice sunt alcatuite din mai multe componente si anume:- o celula adiabaticS (tip vas Devvar sau un picurator de 2-50 mL);- o bale cu temperatura constants, controlata pana la 0,001 C;- un circuit de caldura calibrat in Jouli;- o biureta automata pentvu proba si/sau reactiv TET;- un sistem de injectie rapida in DIE. pentru volume fixe.

    in figura 15.52 este prezentata o schema constructiva a unui analizor entalpi-metric.

    Circuit de masurare Celula adiabatica Circuit decalibrare aa temperaturii; punte incalzirii zonaletermistor

    Figura 15.52 Schema constructiva a unui analizor entalpimetric pentru TET si DE1 = intrare tensiune, V; 2 = tensiune V neechilibrata; 3 = amplificator; 4 = recorder; 5 =agitator; 6 = termistor; 7 = rezistenta R^ incalzitor de calibrare; 8 = intrare; 9 =rezistenta standard Rg; 10 = sursa de putere de slab voltaj variabil reglat; 11 = voltmetrudigital: 12 = rezistenta de balast, Rg; 13 = cronometru

    In figura 15.53 este prezentata o schema-bloc a unui analizor entalpimetric pentruinjectia probei in flux continuu.

  • 670 CAPITOLUL 15 METODE TERMICE IN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    S3 !1 -

    i 8i

    l9

    Figura 15.53 Schema-bloc a unui analizor entalpimetric cu injectia probei In flux continuu1 = flux solvent; 2 = flux reactiv/titrant; 3 = valva de injectie a probei; 4 = camera deamestecare: 5 = evacuare reziduu; 6 = bale termostatata; 7 = termistorul probei; 8 =termistorul referintei; 9 = punte Wheatstone

    Temperattira care se citeste este o reflectare a profilului gaussian al concentratieiprobei. Variatia de temperatura care se mascara este proportionala in orice moment cuconcentratia probei in momentul respectiv. Proba este injectata Tntr-un flux de solventtransporter.

    Este important faptul ca se pot face titrari termometrice in flux continuu si tn cazulunor reactii catalizate de enzime. Se utilizeazi un exces de cca. 10 ori mai mare fata decantitatea necesara de enzima, care se imobilizeaza intr-o pipeta specials pregatita inprealabil. Proba se introduce prin intermediul unei supape (valve), fiind transportata defluxi.il de solvent si de reactivi, flux care ajunge la enzima imobilizata cand are loc reactiaenzimatica. Variatia de temperatura este sesizata de un termistor situat la iesirea dincoloana de reactie. Temperatura citita este o masura liniara a concentratiei probei. Seobtine o curba gaussiana, iar inaltimea picului, proportionala cu variatia temperaturii,corespunde concentratiei probei. Printr-o astfel de tehnica a fost determinate, cu rezul-tate foarte bune, ureea in prezenta ureazei:

    H2NCONH2 + H2O ~-> CO? +2NH3

    AH = -13,17kcal/mol

    Pentru aceasta determinare s-au injectat probe de 100 mL de ser de sange uman(simulat). intr-un flux de solutie apoasa de tampon fosfat 0,5 M cu pH = 7,4, ureeadeterminandu-se in domcniul de concentratii de 1-100 mM/L, cu o viteza de 30 analize/ora, cu o precizie de 3%. In figura 15.54 este prezentat analizorul entalpimetric utilizatlao astfel de analiza, iar Tn figura 15.55 un termistor cu enzime imobilizate.

    CAPITOLUL 15 METODE TERMICE IN ANALIZA l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 671

    Figura 15.54 Schema constructiva a unui analizor entalpimetric, cu injectie in fluxpentru reac{ii enzimatice

    I = pompS; 2 = rezervor; 3 = baie exterioarS; 4 = valva probei; 5 = container proba; 6= coloana-reactor; 7 = termistor; 8 = spre puntea Wheatstone; 9 = baie interna; 10 =reziduu efluent; 11 = echilibrare termicS; 12 = serpentina

    (a)

    i* 5

    Figura 15.55 Schema constructiva a unui termistor cu enzima imobilizataa = termistorul indicator; b = termistor de referinfa;a) \ = termistor; 2 = Imbracaminte din sticla; 3 = enzima imobilizata;b) I = enzima adsorbita; 1 = mercur; 3 = fixare cu rasina epoxidica; 4 = termistor;

    5 = tub de sticla; 6 = spre puntea Wheatstone

  • T672CAPITOLUL 15 METODE TERWICE IN ANALIZA l CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    Astfel de termistori (senzori termici) au fost utilizati la determinarea urecii inprezenta ureazei, cu analizorul enzimatic in injectie in flux, cu aplicatii directe in analizaclinica, datorita specificitatii, sensibilitatii mari si neinfluentarii lor de posibilii inter-ferenti prezenti. S-au putut determina pana la 75 mg azot-ureic/L, cu o viteza de 40probe/ora.

    Acelasi sistem a fost utilizat la determinarea microanalitica a glucozei din ser, pebaza reactiei de fosforilare catalizata de hexochinaze. Aceasta tehnica a fost utilizata pebaza unei drepte de ctalonare, care permite dozarea a 25 mM glucoza din 100-150 U.Lser. Utilizand tennistorul indicator (sau de masurare) si eel de referinta, se determinavariatia de temperatura AT care este proportionate cu concentratia glucozei. In modobisnuit, determinarea glucozei se face pe baza reactiei de oxidare in prezenja gluco-zoxidazei (GOD) si a catalazei, reactie care se poate reprezenta astfel:

    (3 - A - glucoza + H2O + 02 - gluconic + H2O2

    Catalaza asiform reactiei:

    iaura reclucerea peroxidului de hidrogen cu formare de oxigen, con-

    H202 Cata'aza-> 1/202 + H20

    Trebuie precizat c5 titrarile entalpimetrice permit determinari de mare finete,fiind superioare celor potentiometrice. Pentru ilustrarea acestei superioritati se prezinta,in figura 15.56, curbele de titrare termometrica 5! potentiometrica a solutiei de ovoal-bumina (masa noleculara este 3800 u.a.m), care contine numeroase grupari prototropice?i anume: 46 grupe carboxil, 7 grupe imidazolice si 19 grupe aminice. Asa cum se poateobserva din aceasta figura, diferentele sunt evidente, deoarece prin titrare termometricase pot diferentia cele trei tipuri de grupari functionale pe care le contine ovoalbumina.In tabelul 15.5 sunt date constantele de ionizare si parametrii termochimici ai gruparilorfunctionale prototropice ale ovoalbuminei.

    Tabelul 15.5 Constantele de ionizare si parametrii termochimici ai gruparilor prototro-pice ale ovoalbuminei

    Caldura de neutralizarekcal/mol

    CAPITOLUL 15 METODE TERMICE IN ANALIZA l CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    Figura 15.56 Curbele de titraretermometrica (1) si potentiome-trica (2) ale unei solutii deovoalbumina (M = 3800 u.a.m)

    zonagrupelorcarboxil

    673

    zona grupelorimidazolice

    Titrarea entalpimetrica a fost aplicata si in laboratoarele Gatedrei de ChimieAnalitica a Facultafii de Farmacie a U.M.F. , , luliu Hatieganu" din Cluj-Napoca latitrareaunor derivati de bistiouree, 2,5-dimercapto-l,3,4-tiadiazoli si a unor monoamine sidiamine alifatice si aromatice, cu eliminarea efectelor termice secundare. deci a zgomo-tu lu i de fond, prin utilizarea unu i sistem de cloua ecuatii de trecere de la coordonate dreptela coordonate,,obi ice". O parte din datele experimental an fost expuse in ,,Cap.5. Vol. I"al acestei lucrari, de aceea in acest capital datele respective nu mai sunt tratate. Subliniemnumai faptul ca problema .,curatirii" semnalelor analitice a preocupat autorii acestorlucrari (E. Popper, L. Roman, P. Marcu) inca de acum 40 de ani.

    Dintr^e aplicatiile titrarii entalpimetrice in analiza si controlul medicamentelor se da,pentru exemplificare, determinarea acidului ascorbic ca atare si din forme farmaceutice.

    In principiu, aceasta dozare se bazeaza pe oxidarea acidului ascorbic cu o solutiede sulfat deceriu (IV) in acid sul fur icdi lua t sau solutie desulfatde ceriu (IV) si amoniu;din solutie rezulta acid dehidroascorbic:

    - 2e 2Ce4+ 2Ce3+ 2H

    De subliniat ca an mai fost incercati si alti oxidanti, intre care bromul, iodul,N-brom-succinimida, cloramina T, hexacianoferatul (111) si a l t i i .

    In continuarc se prezinta titrarea TET a acidului ascorbic cu o solutie 0,1 M deCe(SO4)2 in H2SO4 2M; s-a utilizat acid ascorbic p.a. (BDH) dizolvat si el in H2SO4 2M.

    I

  • 674 CAPITOLUL 15 METODE TERMICE JN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    Pentru pregatirea probei de analiza, 20 tablete, se cantaresc si se calculeaza masamedie a unci tablete. Apoi se omogenizeaza tabletele, iar in cazul celor acoperite, seomogenizeaza numai miezurile. Se cantareste o proba care sa corespunda la cca. 30 mgacid ascorbic, direct in celula de titrare si se adauga 10 mL H2SO4 2M. in cazuldrajeurilor omogenizate, se ia de asemenea o proba care sa corespunda la cca. 200 mgacid ascorbic si se agita cu 20 mL H2SO4 2M, timp de 25 min. Apoi se dilueaza la 50 mLcu H2SO4 2M, se filtreaza prin hartie Whatman Nr. 1, indepartand primii 10 mL dinf iltrat, dupa care se masoara exact 10 mL care se introduc in celula de titrare. Se amestecabine solutia din celula de titrare pana la temperature constants, dupa care se face titrareaTET cu solutia de Ce(IV) titrata. Inregistrarea curbei de titrare se face pana ce apare odiscontinuitate accentuata, care arata atingerea punctului de echivalenta. Continutul inacid ascorbic se calculeaza cu ajutorul urmatoarei relatii:

    m=^88,lC (15.22)

    in care:- x este diagrama exacta a vitezei (in cm-min" );- y este viteza exacta de curgere a titrantului (in cm j-min~ );- z este distanta parcursa de la inceputul titrarii pana la punctul final;- C este concentratia in mol-L" a solufiei de Ce (IV) consumat la titrare.Din aceste date se calculeaza masa medie a acidului ascorbic/tablets, pentru

    intregul lot analizat. Rezultatele experimentale obtinute sunt foarte bune, coeficientii decorelatie avand valori de cca. 0,9999.

    A fost determinat acidul ascorbic si din tablete de produse polivitaminatecontinand, pe langa vitamina C, i nicotinamida, vilamina A si D, riboflavina si tiamina.In acest caz a fost necesara separarea componentelor prin HPLC si detectia in efluent avitaminei C prin spectrometrie UV la 254 nm, prin TET sau cu un detector electrochimic.Rezultatele comparative sunt date in tabelul 15.6.

    Tabelul 15.6 Determinarea TET a acidului ascorbic comparativ cu alte metodeTablete

    TipuM:

    Neacoperit

    Acoperite

    Tipul 2

    Grupul

    ABCABCDEF

    Masamedie atabletei

    130130131236245241260289280

    Metoda de analizaTitrimetrie

    termometrica15,510,1(8)15,7+0,2(8)15,1+0,3(3)15,30.1(4)15,2+0,2(4)14,90,1(3)12,0+0,3(4)12,30,5(4)12,710,3(3)

    UV

    15,3+0,115,4+0,115,110,115,2+0,115,3+0,215,010,11 1 ,910,212,410,211,810,4

    EC

    15.010,1(3)15,3+0,1(3)15,0+0,1(3)

    Titrimetrievizuala

    14,90+0,01(3)15,03+0,03(3)15,0910,11(3)14,83+0,06(3)15,15+0,04(3)15,0610,04(3)13,5510,55(3)13,64+0,23(3)13,3310,41(3)

    CAPITOLUL 15 METODE TERMICE IN ANALIZA $l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 675

    15.6. Titrarea calorimetrica izotermaAceasta metoda de analiza se bazcaza pe masurarea directa a energiei asociale

    proceselor chimice cercetate, prin efectele care an loc. Metoda de titrare calorimetricaizoterma, ITC (Izotermal Titration Calorimetry), consta in monitorizarea caldurii dega-jata sau absorbita dupa f iecare adaugare de titrant, cu ajutorul unui calorimetru diferen-tial, cu putere compensata, in conditii izoterme, deci latemperatura constanta. In figura15.57 este prezentata o schema constructiva a acestui analizor (Centrul de Biocalorime-trie al Universitatii Johns Hopkins).

    Figura 15.57 Schema construc-tiva a calorimetrului diferential cuputere compensata

    1 = sursa de curent a probei2 = sursa de curent a referintei3 = computer4 = nanovoltmetru5 = controlor injectie6 = baie de apa termostatata7 = vas de scufundare cald8 = element de compensare aputerii real imentat (feedback)9 = termopila10 = celula de titrare a probei11 = celula de titrare a referintei12 = agitator

    11 12

    Aceasta telmica a fost utilizata pentru caracterizarea termodinamica a reactiilorenzimatice, a proceselor de legare liganzi - macromolecule, a modificarilor suferite demacromoleculesubactiunea ligaiizilorsiapH-uluietc. Inani i '80s-auconstruit microca-lorimetre de acest tip, capabile sa masoare efecte calorice pana la 10"6 cal, concomitentcu cresterea sensibilitatii specif ice si micsorareatimpului de raspuns.

    Reactiile de asociere bimoleculara se pot caracteriza prin constante de legaturafoarte mari (cca. 10 M"1 sau chiar mai mari), ceea ce permite determinarea cu mareexactitate a constantelor de echilibru si a entalpiilor de legatura. Pentru astfel dedeterminari trebuie sa se lucreze cu reactivi foarte diluati , 10" M sau mai putin, iar ladescrierea echilibrului de legare trebuie sa se aiba in vedere urmatorii parametri:

    - numarul pozitiilor (situ-urilor) de legare sau stoechiometria reactiilor;

  • 676 CAPITOLUL15 METODE TERMICE IN ANALIZA l CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    - taria (forta) asocierii exprimata prin constants de asociere (Ka) sau prin energialibera de asociere Gibbs:

    AG=-RTlnKa (15.23)- caracterizarea pozitiilor (situ-urilor) multiple si a interactiunilor pozitive sau

    negative, pentru care exista rnai mult de o pozitie de legare;- caracterizarea contributiilor entalpice si entropice la energia de asociere Gibbs:

    AG = AH - T-AS (15.24)

    - caracterizarea dependentei echi l ibrului de legare de alte variabile din mediul dereactie, precum pH-ul, forta ionica si altele.

    Calorimetria izotermica are un avantaj major fata de alte metode termice deanaliza, deoarece asigura masurarea directs a marimilor termodinamice, respectivenergia libera, entropia si entalpia. Acest avantaj se explica prin aceea ca izotermele delegatura sunt definite in termenii caldurii de reactie, care Spre deosebire de Constanta deasociere, permite estimarea directs a variatiilor de entalpie, iar ulterior se poate calculavariatia de entropie, folosind relatia:

    AG = _RT In Ka = AM - T-AS (15.25)

    Sensibilitatea intrinseca. marita a acestui analizor se datoreaza preciziei demasurare a variatii lor de temperatura, respectiv a efectelor calorice. Iar aceasta precizieeste determinate de utilizarea termopilelor semiconductoare de Bi-Te. care sunt dotatecu 70 termocupluri (senzori de teniperatura) per cm"1. Un numar mare de termocupluriinseamna un numar si mai mare de jonctiuni. Spre exemplu, un calorimetru izotermicdiferenfial este echipat cu 1056 astfel de jonctiuni si este capabil sa detecteze variatii decaldura foarte mici, de ordinul a 10"' cal-S , ceea ce corespunde la 40-50 nW (nanowati).

    Titrarea calorimetrica izotermica (JTC) are numeroase aplicatii la cercetareasistemelor biologice, implicate in procese biomedicale de cea mai mare insemnatate,dintre care se pot mentiona:

    - legarea nucleotidelor de ribonucleaza A;- legarea unui ligand si tran/itiile confonnationale in hemoglobina umana;- studiul semnalului lipido-proteic;- legatura toxinei holerei cu oligo-G^i;- interactiunile aminoacizilor cu plasminogen uman;- legarea calciului si a magneziului de oncomodulina, etc.

    CAPITOLUL 16 UTiLIZAREA CHEMOMETRIEI IN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR 677

    CAPITOLUL 16

    UTILIZAREA CHEMOMETRIES4%

    IN

    Analiza si controlul medicamentelor are ca obiectiv obtinerea de date experimen-tale (separare, detectie, delerminare cantitativa) din care sa rezulte cat mai multe infor-matii referitoare la compozitia, la puritatea lor precum si la impuritatile pe care le contin,cu alte cuvinte, obtinerea cle date referitoare la calitatea si siguranta medicamentelor.

    Cea mai buna metodologie de abordare a unor astfel de probleme este chemome-tria. Trebuie subliniat, ca pentru optimizarea si validarea metodelor de analiza utilizatein controlul medicamentelor eel mai bun mijloc este proiectul sau designul experimental,deoarece experimentele proiectate statistic sunt deosebit de cficiente, oferind cantitatiimportante de informatii, obtinute cu un efort uman mult mai mic decat printr-o abordareclasica variabila l a u n moment dat. Fnformati ile care se obfin privesc interactiunile dintrefactorii analitici statistic! implicati in procesele analitice de separare, detectie, dozare.

    16.1. Preprocesarea probelorDin punctul de vedere al instrumentelor (procedeelor) de preprocesare a probelor

    exista patru procedee care opereaza asupra fiecarei probe si care se descriu succint incontinuare.

    16.1.1. NormalizareaAccst procedeu se poate utiliza pentru a elimina (de la proba la proba) variabili-

    tatea absoluta, cum este cazul volumelor de injectie variabile in cromatografie. Rezultaca toate probele trebuie sa fie ordonate (asezate) pe aceeasi scala. prin impart i rea cu oconstanta. Prin urmare, normalizarea unu i veclor-proba se realizeaza pr in impartireafiecarei variabile la o constanta, existancl trei cai de normalizare.

  • 678 CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI !N ANALIZA ?l CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    (1) Normalizarea la o unitate de arie (suprafata)In acest caz se imparte fiecare element din vector cu "norma-1", care este suma

    valorilor absolute a tuturor celor "j" intrari in vectorul x, potrivit ecuatiei:n v a r s

    norma -1 = 2., (16.1)

    (2) Normalizarea la o unitate de lungime, care se face impartind fiecare elemental vectorului cu norma-2, care se calculeaza scofand radacina patrata din suma patratelorvalorilor din vector:

    (16.2)

    (3) Normalizarea facuta astfel meat intensitatea maxima sa fie egala cu 1Se realizeaza prin impartirea fiecarui element al vectorului cu o infinitate de

    norme, prin aceasta definindu-se maximul in valoare absoluta al vectorului.Normalizarea este necesara pentru eliminarea variatiei sistematice, asociata de

    regula cu cantitatea totala de proba.Un astfel de exemplu, se intalneste in spectrometria de masa, ea avand scopul de

    a obtine eel mai mare raport (maxim) m/z pentru un pic.In cromatograf ie normalizarea unei Tntregi cromatograme in raport cu unitalea de

    suprafata se utilizeaza pentru eliminarea efectului volumului de injectie variabil. Nor-malizarea la unitatea de arie se mai utilizeaza si in cercetarea bibliotecii de spectre, inspectrometria de masa si a rezolutiei a doua substante componente dintr-o curba. Pentruexemplificave, se considera o cromatograma cu doua componenete-analiti care intere-seaza. In figura 16.1 se prezinta doua cromatograme brute obtinute din doua injec}ii adoua probe.

    Figura 16.1

    Cromatograma a doicomponent! cu aceeasiconcentrate relativa, darvariind volumele de injectie(a) inainte de normalizare;(b) dupa normalizarea la

    unitatea de suprafata.

    CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI IN ANALIZA l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 679

    Cromatograma normalizata la unitatea de suprafata (b) (norma-1) arata elimi-narea variatiei volumelor de injectie, adica a cromatogramelor ascunse (suprapuse) aleaceleiasi probe; este vorba de cazul celor mai mici picuri pentru care l in ia continua sil ini i le punctate sunt practic suprapuse.

    Un al doilea exemplu se refera la normalizarea in spectrometria in IR-apropiatprin reflectanta, pentru sortarea containerelor de plastic reciclale (si pentru re-cunoasterea lor). In figura 16.2 (a) sunt reprezentate spectrele unor probe de polietilena,de fapt derivata a doua a datelor. Din cauza lungimii parcursului, intensitatea spectrelcrvariaza, iar normalizarea la unitatea de arie (divizand cu norma-1) reduce variatiaparcursului, a?a cum se vede din figura 16.2 (b).

    0.02

    .0.01

    0.05

    (a)

    (b)

    A.nm1600 1650 17UO 1800

    Figura 16.2 Derivata a doua a spectrelor IR-apropiat a containerelor de polietilenareciclate, Tnainte (a) si dupa (b) normalizarea la unitatea de arie

    Suprapunerea (ascunderea sau inabusirea) spectrelor mai ales in domeniul I 750-1800 nm este limitata. Diferentele spectrale ramase se datoreaza variatiilor chimice aleprobelor.

    A patra cale de preprocesare a probelor o constituie ingreunarea, care se realizeazaprin inmultirea fiecarui element dintr-o proba-vector cu o constanta. In acest mod sepoate manipula matcmatic influenta unei probe, ingreunarea probei este similara norma-lizarii , dar difera criteriile de definire a constantelor. Greutatile pot avea orice valoare.cu toate ca ingreunarea trebuie sa se aplice numai cand informatia aferenta estedisponibila, cu referire la importanta relativa a unor probe fata de altele. Spre exemplu.datele provenind de la un analist cu experienta pot f i date cu greutate mai mare decat ceieale unuia care se instruieste (fi ind in curs de formare).

  • 680 CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI iN ANALIZA ?l CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    O alta utilizare a mgreunarii este aceea de a satisface asumarea prime! metode deanaliza, cum ar fi presupunerea erorilor homoscedastice in regresia liniara.

    Alte metode de preprocesare a probelor sunt netezirea (curatirea) semnalcloranalitice pentru reducerea zgomotului de fond, adica acantitatii variatiei Tntamplatoare.De asemenea se poate lua in considerare operatiunea de corectare a l in ie i de baza(baseline) pentru reducerea variatiei sistematice.

    16.2. Netezirea sau curatirea semnalului analitic de zgomotulde fond

    In determinarile analitice este cunoscut si acceptat faptul ca scmnalul analiticmasurat este alcatuit din doua componente:

    - semnalul analitic adevarat, propriu-zis;- semnalul TiTtampIator, parazit, sau zgomotul de fond:- cantitatea si structura zgomotului depinde de'experiment, deci de tipul si

    conditiile de lucru/operare (vezi si Vol. 1 din aceasta lucrare, p. 362-374).

    Mijioacele de curatire/netezire a semnalului an drept scop:- reducerea matematica a zgomotului (semnalului parazit);- crcsterea raportului semnal analitic / zgomot;- este admisa ideea ca zgomotul este de o frecventa relativa mai malta decat

    aceea a semnalului analitic care intereseaza;- unele surse de zgomot contribuie la frecventajoasa a semnalului;- este (Tn context) dif icila eliminarea matematica a zgomotului fara a el imina

    unele informatii chimice de mare interes;- baza metodelor de corectie consta in eliminarea semnalelor de joasa

    frecventa.Metodeie de curatire/netezire folosesc o fereastra care poate f i o reflectare/imag-

    ine a regiunii influcntei. Toate punctele ferestrei sunt utilizate pentru a determinavaloarea la centrul ferestrei si de aceea largimea ei afecteaza direct curatirea rezultata.Exista 5 metode de curatire.

    16.2.1. Curatirea medieCuratirea medie este utilizata pentru reducerea numarului variabilelor Tntr-un

    vector al probei, ceea ce este necesar daca, de exemplu, trebuie sa se mareasca vitezacalculului . Pentru Tnceput se alege o largime a ferestrei (n) si se calculeaza media prime-lor n puncte in vectorul probei.

    CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI IN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR 681

    A doua intrare (Tnregistrare) se calculeaza ca medie a n+l Ia2n puncte in vectoruloriginal al probei.

    Acest proces este repetat pentru toate elementele In vectorul original. Vectorulcurafat rezultat are un factor al catorva elemente (mai putine), n.

    Curatirea medie, cu o fereastra cu largime rezonabila, este mai buna decat vecto-rul contractat prin luarca fiecarui al n-lea punct, deoarece calcultil mecliu rezulta dinsemnalul mediu.

    Figura 16.3 (a) prezinta un spectru continand 800 variabile, iar Tn figura 16.3 (b)curatirea medie cu o largime a ferestrei de 20, prin care s-a redus numarul variabilelorla 39!

    Curatirea medie reduce Intotdeauna rezolutia, ceea ce se observa Tn figura 16.3(b), prin eliminarea trasaturilor mai asutite. Prin urmare, alegand o fereastra cu largimenepotrivita, se pot el imina unele date caracteristice importante.

    -Po

    o

    "2M^ JL ^ ; ^M

    numar variabile100 200 300 400 500 600 700 SOO

    numar variabile

    Figura 16.3 Spectrul inainte (a) si dupa (b) aplicarea curatirii medii cu o fereastralarga de 20

    16.2.2. Curatirea medie susecesiva (coeitinua, ciclica}Aceasta tehnica opereaza prin miscarea diagonalei ferestrei datelor vectorului

    unui element. Rezulla un vector curatat care are aceeasi, sau aproape aceeasi lungime cavectorul probei orig'male. Pentru succesiunea curat i r i i medii este specific ca al j-leaelement in noul vector este media datelor originale f ixate/blocate in centrul ferestrei injun.ll elementului j. Curatirea de acest tip introduce caracteristici in sfarsitul vectoruluiprobei, num'ite efecte terminale. De exemplu, p r imul element Tn vector este aclesea stersdeoarece el mi poate fi Tn centrul ferestrei. De fapt, punctele corespunzand raportului

  • 682 CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI TN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    marimilor ferestrelor 1/2 ale oricarui final/sfarsit al vectorului nu poate fi curajat inacelasi mod ca punctele ramasc. Din f igura 16.4 se observa ca aceasta curaf ire este o calede tmbunatatire a raportului semnal/zgomot.

    Figura 16.4 Rezultate dupSaplicarea curatirii medii succe-sive cu largimi variabile aleferestrei, la vectorul probei

    a) date initiale;b) curatirea medie, fereastrade 3 puncte;c) curatirea medie, fereastrade 11 puncte;d) curatirea medie, fereastradc 21 puncte

    20 40 60 80

    (C)

    20 40 60 80

    Datele originate an acelasi zgomot aleator vizibil si marline a varfului.Curatirea medie cu o fereastra de 3 puncte reduce zgomotul semnificativ, dar nu

    elimina varful. Cu o fereastra mai mare, de exemplu de 21 puncte, varful este eliminat,dar forma picului se schimba (este mai larg si mai putin intens). Schimbarea aparenta apicului la un numar variabil mai redus se datoreaza cfectului terminal, sau de sfarsit,(pentru fiecare sfarsit/capat al vectorului probei au fost eliminate cate 10 puncte).

    16.2.3. Curatirea mediana succesivaAceasta metoda este similara celei anterioare, dar se dcosebeste de aceasta prin

    faptul ca in locul mediei se utilizeaza mediana. De remarcat ca mediana nu este asasensibila ca media in punctele extreme, ceea ce-i confera acesteia o mare eficacitatepentru eliminarea varfurilor din datele analitice. Totusi, trebuie spus ca aceasta metodanu este atat de eficienta cum este filtrarea zgomotului. Ea se aplica datelor bruteprezentate in f igura 16.4 si se observa in figura 16.5. De altfel, fereastra de trei puncteeste asemanatoare (comparabila) cu datele prezentate in aceste f iguri. Pentru uncle seturide date se poate face o combinare a curatirii succesive medii cu cea mediana, datoritanaturii complementare a celor doua abordari.

    CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI TN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR 683

    1.5

    Figura 16.5 Rezultate dupS 'aplicarea unei curafiri mediisuccesive, cu largimi variate -5ale ferestrei, la aceleasi dateprezentate in figura 16.4

    a) date initiale;b), c) si d) curati ri mediane ,acu ferestre de 3,11 ?i 21 de ^puncte. ,

    3Q.

    20 4() 60 HO

    (a)20 40 60 SO

    (b)

    i

    0.5

    0

    1

    0.5

    20 40 60 HO nr_ va) .ab.le 20 40 60 SO

    (c) (d)

    nr. variabile

    Figura 16.6 Ajustarea polinomiala cu o largime a ferestrei de 13 puncte.Valoarea curatata a celui de-al 7-lea punct este notata cu X.

  • 684 CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI IN ANALIZA 51 CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    16.2.4. Curatirea polinomiala succesivaAceasta tehnica se deosebeste de celedoua anterioare (medie si mediana). Elemen-

    tul j in vectorul datelor curajite este egal cu predictia polinomiala a elementuluiy, iarSavitzky si Golay au realizat o implementare convenabila a acestei abordari. Pentruexemplificare, in figura 16.6. este prezentata o ajustare polinomiala cu o largime aferestrei de 13 puncte, iaT datele din aceasta fereastra sunt utilizate pentru calculareavalorii curatate-netezite in mijlocul ferestrei. Linia continua arata ajustarea polinomialade ordinul II a datelor, iar X este valoarea curatata pentru punctul 7.

    Utilizarea metodei Savitzky-Golay conduce la eliminarea a doua puncte pentruf iecare capat (extremitate) al vectorului probei. Daca aceasta este de neacceptat, se poateaplica procedeul Gorry care nu conduce la eliminarea acelor puncte. Trebuie spus ca,pastrand numarul original de variabile, acest procedeu poate introduce caracteristici(trasaluri) aberante la extremitatile vectorului probei.

    Alegerea marimii ferestrei in curatirile polinomiale este foarte importanta. DupaBarak se pot face curatiri polinomiale de ordinul doi sau trei. In figura 16.7 este data,pentru exemplificare, aplicarea curafirii polinomiale de ordinul doi cu o largime aferestrei de 7, 13 si 25 puncte.

    Figura 16.7 Rezultstele dupa aplicarea unei curatiri polinomiale succesive cu largimivariate ale ferestrei, la vectorul probei (compensarile au fost adaugate pentru claritate)

    Cu cat marimea ferestrei creste, cu atat zgomotul se reduce mai mult. Dar dacafereastra este prea larga, ascutimea picukii poate fi eliminata. iar picurile ramase sedeformeaza. ceea ce este ilustrat in figura 16.8 in care spectrul initial (l inia continua) sedeformeaza (l inia punctata) prin aplicarea unei curatiri polinomiale de ordinul doi cu 49de puncte.

    CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI IN ANALIZA $l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 685

    nr. variabile

    Figura 16.8 liustrarea deformarii picului daca se utilizeaza o curatire/netezire cu ofereastra prea larga, 49 puncte (linia continua pentru date brute, iar

    linia punctata pentru datele curatate)

    Pentru un set de date, marimea optima a ferestrei si ord inul polinomia! depinde denatura datelor. in primul rand este importanta largimea picurilor in raport cu largimeaferestrei (ex.: alegand o fereastra de 10 ori rnai larga decat largimea picukii, acesta vafi eel mai probabil deformat sau eliminat). O abordare pentru selectarea unei largimirezonabile a ferestrei si a ordinului polinomial necesita aplicarea catorva combinatii sievaluarea datelor prelticrate obtinute si a rezultatelor finale.

    16.2.5. Cura|irea cu filtrul FourierFiltrarea Fourier se poate utiliza pentru curatirea (netezirea) generala sau pentru

    eliminarea componentelor specifice de frecventa. Ambele cai se rcalizeaza prin trans-fonnarea Fourier a semnalului, cantarind (cumpanind) transformarea cu o funct ieapodizata si retransformand la unitatile originale.

    Analiza Fourier are multe domenii de aplicare, de aceea notarea este variata siuneori contradictorie (Tabelul 16.2).

    Notatiile spectroscopiei IR si cele matematice sunt complet opuse; datorita acesteiambiguitati, coloana 3 din tabelul 16.1 se denumeste ca domeniu! de apodizare deoareceea este aplicata (apodizarea) Tntotdcauna. In lipsa unui termen mai bun, ne referim lacoloana a 2-a ca domeniu.

  • 686 CAPITOLUL16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEMN ANALIZA l CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    Tabelul 16.1 Notajii ale analizei Fourierdomeniul de timp domeniul dc apodizare

    (programare)

    1.5

    1

    grafic tipic Q t;

    0

    -0.5

    cromatografie 1FTIR, FT-RMN

    (FTN1R

    An

    ^J w^^3 50 100 15imp de lucru; frecvenex. K, nr. de unda)

    15

    10

    5

    0

    -5

    -100

    ta 11

    ill-"*-"

    0 50 100 150recventa, timp de relaxare

    :ID, pozitie, timp, interfe-ogrania

    Matematica Timp Frecventa

    De regula, efectuarea unei curatin cu muu ruunci a., m^ m...^ r ._

    apodizare Tn domeniul de apodizare. Prin functia de apodizare interferograma se multi-plica tnainte de a se transforma Tn domeniul programat.

    Exista mai multe tipuri de funcjii de apodizare si poate ca cea mai simpla esteapodizarea acoperita (boxcar = vagon acoperit!). Un exemplu de astfel de apodizare csteaducerea la zero a coeficientilor Fourier de Tnalta f recventa. In figura 16.9 a se prezintadatele vectorului care este transformat la domeniul de apodizare din figura 16.9 b.Primele si ultimele 50 de puncte ale acestei interferograme sunt aduse la zero, (Figura16.9 c). Aceasta este retransformata in unitati originale, (Figura 16.9 cl). Acest final alvectorului probei este mai curat decat vectorul original, deoarece sunt indepartaticomponentii de Tnalta frecvenfa. Modificand numarul coeficientilor Fourier, care suntadusi la zero Tn figura 16.9 b, se produce un rezultat diferit. Figurile 16.10 a si 16.10 barata rezultatul aducerii la zero a 70 de coeficienti, Tn loc de 50, ceeace produce o largiresemnificativa a picului si introduce artefacte la linia de baza.

    Filtrarea Fourier poate fi utilizata de asemenea pentru a elimina o frecventaspecifics prezenta Tn date. Exemple comune (obisnuite) ale acesteia includ indepartareacompensarii iiniei de baza (frecventa joasa) si linia de zgomol de 60 Hz. Figura 16.11 aarata un vector proba cu o caracteristica peiiodica. Dupa aplicarea transformariiFourier, aceasta caracteristica apare in interferograma ca un singur punct la variabila100 (figura 16.11 b). Figura 16.11 c aduce la zero aceasta frecventa care la retransfor-mare apare Tn datele curatite/netezite, fara zgomotul periodic (figura 16.11 d).Datele/concluziile acestei discutii si recomandarile sumare ce se fac sunt dale Tn tabelul16.2.

    CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI JN ANALIZA $l CONTROLUL MEDICAMENTELOR 687

    (a)0.5 L

    10

    n

    -10

    !>- -f*

    150 nr. variabile

    (c)

    150 nr. variabile

    (d)

    nr. variabileFigura 16.9 Exemplu de curatire Fourier cu apodizare boxcar, aducand la zero cate50 puncte pentru fiecare extremitate(a) spectnil original; (b) spectrul in domeniul de apodizare; (c) potrivirea la zero a primelor ?iultimelor 50 puncte; (d) dupa retransformarea la unitatile inij iale.

    Figura 16.10 Exemplu decuratire Fourier cu apodizarecu boxcar; aducerea la zero a70 de puncte pentru fiecareextremitate

    (a) spectrul din figura 16.9Tr. domeniul de apodizarecu primele si ultimele 70puncte aduse ia zero;(b) dupa retransformareain unitatile originate.

    (a)

    50 ISO

    nr. variabile 140

  • 688 CAPITOLUL 16 UTILIZAREA CHEMOMETRIEI IN ANALIZA SI CONTROLUL MEDICAMENTELOR

    i nr. variabile40 60 KO 100 I2(l I40

    Figura 16.11 Exemplu de eliminare a componentei-zgomot periodic intr-un vector alprobei utilizand netezirea Fourier

    (.a) spectrul original cu linia zgomotului de 60 Hz; (b) spectral in domeniul de apodizare;(c) varf til la setarea variabilei 100 la zero; (d) dupa retransformarea in unitati originate.

    Tabeiu!16.2 Mijloace de netezire/curatire a semnalului analitici Procedeuimedia

    media experienlelor

    mediana experienjelor

    jcxpcrienle (cicluri)jpol inomiale

    prin acest proccdeu se reduce n u m a r u l variabi lelor , dar se evilascaderea rczolujiei; media este preferata simplei redari a f iecarui alw-lea punct, deoarece semnalul arata care sum mediile ce rezulta dincalcul.

    Ce se face si unele recomandari

    acesl procedeu lucreaza rezonabil pentru cura(irea generala; s