isoelektrische Punkt
ist der pH-Wert, bei dem die Zahl der positiven und negativen Ladungen eines amphoteren Moleküls im statistischen Mittel genau gleich ist.
Haupteinsatzgebiete der pharmazeutischen Analytik
• (selbstredend) in der Pharmaindustrie– Qualitätskontrolle (Quality Control - QC) aller zuverarbeitenden Stoffe sowie der hergestellten Produkteverpflichtend• (aber auch) in der Apotheke– in Österreich ist eine Identitätsprüfung der bezogenen Stoffeverpflichtend– gilt auch in Deutschland, dort ist zusätzlich auch eineQualitätskontrolle der hergestellten Produkte vorgeschrieben
Magistrale Zubereitungen
sind Arzneimittel, die in einer Apothekedurch einen Apotheker/eine Apothekerin nach ärztlicher oder zahnärztlicherVerschreibung für einen bestimmten Patienten/eine bestimmte Patientinbzw. nach tierärztlicher Verschreibung für ein bestimmtes Tier zubereitetwerden.
Offizinale Zubereitungen
sind Arzneimittel, die in einer Apotheke nacheiner Monographie des Arzneibuches nach § 1 des Arzneibuchgesetzeshergestellt werden und dazu bestimmt sind, in der Apotheke, in der siehergestellt worden ist, unmittelbar an Verbraucher/Verbraucherinnenabgegeben zu werden.
Rezepturbasis
ist ein komplex zusammengesetztes Arzneimittel, daskeine Arzneispezialität im Sinne des § 1 Abs. 5 Arzneimittelgesetz ist im Vorausstets in gleicher Zusammensetzung hergestellt wird, mit Chargennummerund Ablaufdatum versehen ist, unter der gleichen Bezeichnung in einer zurAbgabe an die Apotheke bestimmten Form von der Apotheke zugekauft wirdund vom Hersteller und Vertreiber ausschließlich dazu bestimmt ist,magistralen Zubereitungen als Bestandteil zugemischt zu werden.
Das Arzneibuch
ist eine vom/von der Bundesminister/in fürGesundheit bekannt gemachte Sammlung anerkannter pharmazeutischerRegeln über die Definition, Herstellung, Qualität, Zusammensetzung,Dosierung, Bezeichnung, Lagerung, Abgabe und Prüfung von Arzneimittelnsowie über die Beschaffenheit von Behältnissen und Umhüllungen vonArzneimitteln.
Das Arzneibuch besteht aus
dem Europäischen Arzneibuch gemäß demÜbereinkommen über die Ausarbeitung eines Europäischen Arzneibuchs,BGBl. Nr. 181/1979, und dem Österreichischen Arzneibuch.
Qualitäts- und Identitätsprüfungen wie?
§ 5. (1) Wer Arzneimittel oder die in § 4 Abs. 1 genannten Behältnisse oderUmhüllungen herstellt oder prüft, hat die im Arzneibuch vorgesehenenQualitätsprüfungen entweder selbst durchzuführen oder1. in Betrieben, die über eine entsprechende Bewilligung gemäß § 63 Abs. 1Arzneimittelgesetz, BGBl. Nr. 185/1983, verfügen, oder2. in Betrieben, die über eine entsprechende Bewilligung einer zuständigenBehörde einer anderen Vertragspartei des Europäischen Wirtschaftsraumsverfügen, oder3. in Apothekendurchführen zu lassen. § 5. (2) Die Verpflichtung gemäß Abs. 1 besteht nicht, wenn bereitsentsprechende Prüfzertifikate über die Durchführung der im Arzneibuchvorgesehenen Qualitätsprüfungen vorliegen.(3) Wer Arzneimittel an Letztverbraucher/innen abgibt, hat die imArzneibuch vorgesehenen Identitätsprüfungen durchzuführen. Eine Prüfungauf Identität ist auch dann vorzunehmen, wenn das Arzneibuch keinediesbezüglichen Angaben enthält. Bei der Abgabe von Arzneispezialitätensind solche Identitätsprüfungen nicht erforderlich.
• ICH: International Council for Harmonisation of Technical
Requirements for Pharmaceuticals for Human Use
• Die Globalisierung erfordert weltweite Harmonisierung der Qualitätsanforderungen an Arzneimittel. – Konsequenzen auch in der Ph.Eur. sichtbar: Harmonisierte Monographien
Anerkannte Arzneibücher außerhalb Europas?
– USP: United States Pharmacopeia (+ NF: National Formulary)– JP: Japanisches Arzneibuch
Allgemeine Monographien
Immer wenn eine Monographie angewendet wird, mussunbedingt abgeklärt werden, ob eine allgemeineMonographie auf das jeweilige Produkt anwendbar ist.• hier von Bedeutung:– Substanzen zur pharmazeutischen Verwendung– (Pharmazeutische Zubereitungen)– DNA-rekombinationstechnisch hergestellte Produkte– Monoklonale Antikörper für Menschen
Gültig „ohne Einschränkung“
für organische und anorganische Wirk- und Hilfsstoffe des human- undveterinärmedizinischen Bereichs
Prüfung auf Identität warum?
ist nicht für die vollständige Bestätigung der chemischenStruktur vorgesehen, sondern soll „mit einemannehmbaren Maß an Sicherheit“ belegen, „dass dasProdukt mit den Angaben in der Beschriftungübereinstimmt“.
Prüfung auf Identität was?
• in der Regel mehrere (unterschiedliche) Prüfungenerforderlich, Ausnahme: IR-Fingerprint (Achtung:Polymorphie!)• Monographie kann zwei Identifikationsreihen enthalten:– 1. aufwendigere Geräte erforderlich (Pharmaindustrie– 2. einfachere Identifikationsreihe (insbes. für Apothekenanalytik).– 2. darf aber nur an Stelle von 1. angewendet werden,wenn die untersuchte Substanz eindeutig auf einezertifizierte Substanzcharge zurückgeführt werden kann(= die anderen Prüfpunkte der Monographie sind erfüllt) – neuerdings auch mehrere Varianten der Reihe 1. möglich (z.B.Tamsulosinhydrochlorid)
Ph.Eur. Temperatur-Messmethoden
SchmelzpunktSchmelztemperatur - KapillarmethodeSteigschmelzpunkt - Methode mit offener KapillareSofortschmelzpunktTropfpunktErstarrungspunktErstarrungstemperaturSiedepunktSiedetemperaturDestillationsbereich
Kapillarmethode
Die Prüfsubstanz wird in Kapillaren, die in einen Heizblock eingesetztwerden, geschmolzen.
Methode mit offener Kapillare
Hier wird in offenen Glaskapillaren gearbeitet.(l = ca. 80 mm;Kapillare: l = ca. 80 mm; Ø (außen): 1,4...1,5 mm, Ø (innen): 1,0...1,2 mm
Sofortschmelzpunkt
Prüfsubstanz wird auf einen Metall-Heizblock während der Aufheizphase undder darauffolgenden Abkühlphase mehrfach aufgestreut.Während der Aufheizphase wird die Temperatur festgestellt, bei der dieSubstanz sofort nach dem Berühren des Metalls schmilzt (= T1).Während der Abkühlphase wird die Temperatur festgestellt, bei der dieSubstanz aufhört, sofort nach dem Berühren des Metalls zu schmelzen (= T2).Der Sofortschmelzpunkt ist der Mittelwert von T1 und T2.
Identifizierung organischer Substanzen
nach Ludwig Kofler (ÖAB 2019)
• Schmelzintervall• Eutektische Temperatur einer Mischung der zuidentifizierenden Substanz mit einer bestimmtenTestsubstanz• Lichtbrechungsvermögen der Schmelze
Schmelzintervall
Schmelzintervall: Reinsubstanz 1-2 °C [Erlaubte Temperaturabweichung: ±2 °C (ÖAB)]Größere Intervalle bei:• Verunreinigungen• Substanzen, die unter Zersetzung schmelzenSonderfälle: Kristallwasser, Polymorphie (= chem. einheitl. Substanzliegt in versch. kristalliner Modifikationen vor; beeinflusst Löslichkeit,Freisetzung, Resorption)Salze organischer Säuren bzw. Basen sind nicht direkt bestimmbar.Organische Säuren bzw. Basen können aber heraussublimiertwerden.
Kofler Heiztisch-Mikroskop – Praktische Tipps
Regelbarer Temperaturanstieg (Einstellung an der Steuerung)Empfohlen 2°/min, bzw. wenn die Substanz unter Zersetzungschmilzt: 4°/minZersetzung oft mit Dunkelfärbung, Gasblasen etc.Trübung der Kristalle bei etwa 100°C – Hinweis auf KristallwasserUmwandlung polymorpher FormenSchmelzbeginn: Kantenrundung kleiner KristalleSchmelzende: auch alle großen Kristalle vollständig geschmolzen
Eutektische Temperatur
jene Temperatur, bei der ein Gemisch zweier Substanzen unabhängigvon seinem Mischungsverhältnis zu schmelzen beginnt.Achtung! Es zählt nur der Schmelzbeginn, das -ende hängt sehr wohlvom Mischungsverhältnis ab (Sonderfall beim eutektischen Punkt:Schmelzbeginn = Schmelzende)
Schmelztemperatur als
Identitätskriterium
nur zulässig, wenn die Bestimmung der Schmelztemperatur unter „Prüfungauf Identität“ angegeben ist. Zu verwendende Methode beachten!Ist die Schmelztemperatur unter „Eigenschaften“ angeführt, dann kann sienur ein Hinweis auf die Qualität sein!
In der Apotheke verwendete Geräte zur
Schmelztemperaturbestimmung
Kofler-Heizbank Kofler-Heiztischmikroskop
Brechungsindex (BI)
BI bei Flüssigkeiten (ca. 1,3...1,8): Luft als BezugsmediumBI keine absolute Stoffkonstante; hängt von der Temperatur undvon λ ab: daher Angabe als ntλ+ 1°C: n sinkt um ca. 0,0005Ph.Eur.: n20D-Linie des Na-Lichts: λ = 589 nm; Skaleneichung darauf bezogenBei Messung mit weißem Licht: Abbé-Kompensator
Bestimmung des BI über Messung des Grenzwinkels der Totalreflexion
Geht Licht von optisch dünnerem (BI=n1) in optisch dichteres Medium(BI=n2; n1< n2) über, werden die Strahlen zum Lot gebrochen sin Θ =n1/n2Θ : Grenzwinkelder Brechung bzw. der Totalreflexion
Praktische Durchführung Refraktometrie
Flüssige Probe aufbringen, Prismen zuklappen und verschließen(Thermostat kontrollieren: 20 °C)Farbsaum an der Grenzlinie kompensieren und dann dieSchwarz/Weiß-Grenze genau ins Fadenkreuz bringen.Skala mit BI-Werten 1,3...1,7 (auf 4 Nachkommastellen genauablesen)zweite Skala: ZuckergehaltTipp: Wasser hat einen n20 D von 1.3333
Lichtbrechungsvermögen der Schmelze
Probe wird mit Glaspulver (mit bekanntem Brechungsindex) verrieben. Es wird diejenige Temperatur bestimmt, bei der Schmelze und Glassplitter dasselbe Lichtbrechungsvermögen besitzen. Lichtbrechung - Probe = Lichtbrechung - Glassplitter Glassplitter sind in der Schmelze nicht mehr sichtbar. Ist BI der Glassplitter höher oder niedriger als BI der Probe? Beckesche Linie: umsäumt die Glassplitter als helle Linie. Hebt man den Mikroskoptubus, dann wandert die Beckesche Linie gegen das höher brechende Medium.Durchführung:– Monochromatisches Licht– Glaspulverskala (24 Gläser mit BI 1,3400...1,6877)– Erlaubte Temperaturabweichung: ±2 °C
Anwendung der Refraktometrie
• Identitätsprüfung flüssiger Arzneistoffe• Reinheitsprüfung flüssiger Arzneistoffe• Quantitative Bestimmung von Lösungen. (Kalibrationskurve nötig)• Identitätsprüfung fester Arzneistoffe über die. Bestimmung des Lichtbrechungsvermögens der. Schmelze• Detektionsmethode in der HPLC
Polarimetrie
Optisch aktive Substanzen (= chirale Verbindungen) bewirken dasVerdrehen der Schwingungsebene linear polarisierten Lichts.Messwert: Drehwinkel αEnantiomere ergeben jeweils den gleichen Drehwinkel, aber mitunterschiedlicher Drehrichtung = Vorzeichen Polarisator = Analysator = Prismen (oder Kunststoffpolarisationsfilter),die linearpolarisiertes Licht erzeugen (Licht schwingt nur mehr in einer Ebene)Polarisator ist fixAnalysator ist drehbar ⇒ Messung der Helligkeit des austretendenLichtstrahls in Abhängigkeit von der Stellung des AnalysatorsMesswert: „Winkeldifferenz“ zwischen Polarisator und Analysator
Polarimetrie
Wovon ist der gemessene Winkel abh.?
1. Wellenlänge des verwendeten Lichts⇒ Messung bei definierter Wellenlänge (Natriumdampflampe)• 2. Messtemperatur⇒ für genaue Messungen Thermostatisierung erforderlich• 3. Lösungsmittel⇒ kann nicht nur Messwert, sondern auch Drehrichtungbeeinflussen (Beispiel - Chloramphenicol: dreht in Ethylacetatlinks, in Ethanol rechts)• 4. Konzentration (analog Photometrie)⇒ Quantifizierung chiraler Verbindungen möglich• 5. Weglänge durch die Küvette (analog Photometrie)
Die spezifische Drehung
Der spezifische Drehwinkel
in Polarimetrie
• Substanzparameter• = die optische Drehung der Reinsubstanz– nur bei Flüssigkeiten direkt messbar (Achtung: Dichte!)– Feststoffe werden gelöst und auf 100% extrapoliert [α] D20 ... Messtemperatur 20 °C... Messwellenlänge 589 nm
Anwendung der Polarimetrie
• Angabe der spezifischen Drehung als Substanzparameterfür neue chirale Verbindungen• Identitätsparameter bei bekannter spezifischer Drehung• Quantitative Bestimmung von chiralen Verbindungen(allerdings nur für Reinsubstanzen sinnvoll!) • Bestimmung der Optischen Reinheit über den ee(enantiomeric excess = Enantiomerenüberschuss).Beispiel: Produkt einer stereoselektiven Reaktion
Probe auf der Magnesiarinne
flüchtig unter Verkohlung/Verbrennung:organische Verbindungen (C -> CO2; H -> H2O)flüchtig ohne Verkohlung:Ammoniumsalze, niedrigmolekulare undhochoxidierte organische Verbindungen(Oxalsäure, Harnstoff, Paraformaldehyd,...)
Probe auf der Magnesiarinne Rückstand nach Verkohlung:
Verbindungen mit anorganischem Anteil (z.B. Na-Salze organischer Säuren)vollständiges Ausglühen! (schwarze Rückstände möglich bei Glycerophosphaten und org. Borverbindungen)Alkali-Verbindungen:hellgraue Schmelze des Carbonats, alkalische Reaktion(ist auch Schwefel in der Verbindung vorhanden Alkalisulfate,neutrale Reaktion)Erdalkali-Verbindungen:farbloser, unschmelzbarer Rückstand des Carbonats(Identifizierung nach Lösen in 2M HCl)
Flammenfärbungen
Flammenfärbungen sind immer nur ein Hinweis! fahlblaue/violette Flamme: Kaliumionen,ev. Schwefel aus organischen Verbindungen (SO2)grüne Flamme: flüchtige Bariumverbindungenkarminrote Flamme: Lithiumionenziegelrote Flamme: Calciumionengelbe Flamme: Natriumionen, auch die meisten organischen Verbindungen beim Verbrennen
Charakteristischer Geruch beim Erhitzen auf der Magnesiarinne:
• Zucker: Karamel-Geruch• Peptide, Proteine: Geruch nach verbranntem Eiweiß• Trimethylammonium-Teilstrukturen: fischartiger Geruch (Freisetzung von Trimethylamin)• Fettsäuren: wachsartiger Geruch
Beilstein-Probe
Vorprobe auf Halogene (Chlor, Brom, Iod)Erhitzen der Verbindung auf Kupferblech:grüne Flamme als Hinweis auf Halogene(Bildung von flüchtigen Kupferhalogeniden
Aufschluss mit metallischem Natrium
(Lassaigne-Probe)
S,N,X mit Metallischem Na erhitzt S-> S2- N -> NH2- X -> X- S + N -> SCN-
Nachweis von S
Reagens: Natriumnitroprussid = Natriumpentacyanonitrosylferrat[II] S2- + Na2[Fe(CN)5NO] -> Na4[Fe(CN)5NOS] (violett) Wenn N anwesend Mit Fe(NO3)3 -> [Fe(SCN)6]3-
Nachweis von S
Reagens: Natriumnitroprussid = Natriumpentacyanonitrosylferrat[II] S2- + Na2[Fe(CN)5NO] -> Na4[Fe(CN)5NOS] (violett) Wenn N anwesend Mit Fe(NO3)3 -> [Fe(SCN)6]3-
Nachweis von N
Reagens: Fe(II)sulfat CN- mit Fe3+ erhitzen -> [Fe2(CN)6]4- -> [Fe3Fe2(CN)6]- lösliches berliner Blau
Nachweis von Cl, Br, I
(Vorprobe mit Beilstein-Probe positiv bei den meistenHalogenverbindungen, negativ aber bei Fluoriden und NaCl)Filtrat des Lassaigne-Aufschlusses mit HNO3ansäuernund Aufkochen (Cyanid HCN)dann mit AgNO3versetzen: X- + Ag+->AgX (Farbe und Löslichkeit hängen von X ab) AgCl weiss, AgBr gelblich, AgI gelbweitere Unterscheidung: Oxidation mit KMnO4/HNO3, mit CCl4ausschütteln (org. Phase = untere Phase!)org. Phase braun -> Bromorg. Phase violett -> Iod
spezifischer Chlorid-Nachweis
nach Erwärmen mit Permolybdänsäure (aus Ammonmolybdat, H2O2 , Essigsäure) mit AgNO3als AgCl fällbar Prinzip: Br- und I- durch Oxidation + Reaktion „aus dem Verkehr gezogen“, allfälliger Niederschlag mit Ag+ kann nur mehr von Cl- stammen (Chlorid wird von Permolybdänsäure nicht oxidiert).
Nachweis von F
Zirconium-Alizarin-S-Farblack Alizarin-S: Alizarinsulfonsäure-Natriumsalz Der rote Zirconium-Alizarin-S-Farblack wird durch Fluorid entfärbt.Zurück bleibt die gelbe Farbe des Alizarin-S
Löslichkeit sehr wichtig (!!) für das Verständnis u.a. von
• Bioverfügbarkeit• Wirksamkeit• Analytik, Identitäts- und Reinheitsprüfung• Trennstrategien• aber auch für die weitere Verarbeitung des Stoffes
Lösungsvorgang
Gitterkräfte müssen durchSolvatationsenergie überwunden werden Assoziative KräfteIonIon+Ion DipolDipol Dipolvan der Waals Kräfte(zwischen Alkanketten)
