Analisi quantitativa dei farmaci
Di Lia Nussor
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Analisi quantitativa dei farmaci - Lia Nussor
1. Misure, volumi e massa
L'analisi chimica comprende due processi:
- analisi qualitativa : viene di solito eseguita per prima su una sostanza o su una miscela di sostanze totalmente incognita ed ha lo scopo di determinare quali elementi e/o sostanze siano presenti in una miscela. Lo scopo è fornire risposte ai seguenti quesiti: cos’è la sostanza esaminata? Cosa contiene?
- analisi quantitativa : viene eseguita dopo l’analisi qualitativa ed ha lo scopo di determinare le quantità delle specie chimiche presenti . Lo scopo è fornire risposte ai seguenti quesiti: quanta sostanza X contiene? Qual è la percentuale dei vari componenti? In che limiti sono contenute le sostanze X ed Y?
È alla base di numerose discipline scientifiche: chimica, fisica, biologia, medicina ecc.
Per l’analisi di un composto si intende la determinazione dei singoli componenti della miscela/compressa ecc., oppure si può analizzare/determinare anche un singolo componente (es. determinazione del calcio nelle acque).
Fasi del processo analitico
Campionamento : si deve avere un campione omogeneo e rappresentativo del lotto (campione primario), va preparato all’analisi (per essere maneggiato in laboratorio), non è detto che lo sia, es. deve essere essiccato o subire altri processi per portarlo nella forma
adatta all’analisi, processo che di solito implica la soluzione del campione. Campioni a bassa concentrazione di analita possono dover essere concentrati prima dell’analisi. Si ha la rimozione o mascheramento delle specie che interferiscono con l’analisi.
Analisi : Misura della concentrazione di analita ripetuta su varie aliquote. In alcuni casi vengono usati metodi analitici differenti su campioni simili per assicurarsi che ciascun metodo dia lo stesso risultato. Ci possono essere altre sostanze che interferiscono con l’analisi da fare, es. nell’analisi delle acque (durezza), formazione del complesso con EDTA (sostanza chelante), interferisce con l’alluminio ecc (vedi oltre).
Interpretazione dei risultati : e presentazione delle conclusioni che possono essere tratte. La statistica è fondamentale, perché permette di interpretare i risultati sperimentali. Attendibilità dei risultati.
Metodi chimici/volumetrici implicano reazioni chimiche nella determinazione del composto, le reazioni devono essere riproducibili ed andare a completezza. La maggior parte si basa sulla determinazione strumentale delle varie sostanze presenti nella farmacopea.
Metodo gravimetrico (in disuso). Trasforma l’analita in un prodotto che può essere pesato (precipitato), es. determinazione del piombo precipitato come cromato. Si determina la massa dell’analita o di qualche composto in relazione chimica con esso.
Oggi si usano i Metodi chimico-fisici , si basano sulle proprietà dei composti (analiti), misurabili e proporzionali alla concentrazione in soluzione. Tramite la determinazione dell’UV, pH della soluzione (si ricava la concentrazione dell’analita), metodi cromatografici (HPLC, elettroforesi, cromatografia ionica, gascromatografia ecc).
I metodi strumentali sono quelli più usati, perché sono più veloci rispetto al metodo chimico classico, sono più sensibili e riproducibili ma sono i più costosi (strumenti e manutenzione) e serve un operatore specializzato (costo aggiunto).
Strumenti e vetreria per analisi quantitative
Bilance
analitica: precisione 0,0001 (microanalitica) -0,00001 g, con scomparto chiuso,
tecnica: precisione 0,01 g (l’area della pesata è aperta),
di precisione a scala industriale 0,0001-0,1 kg,
di precisione 0,001-0,1 g.
Bilancia analitica : la macroanalitica è in grado di dare misure almeno entro il decimo di milligrammo (0.0001 g), la semimicro 0.00001 g, la micro 0.000001 g e l’ultamicro 0.0000001 g.
La scelta della bilancia dipende da:
- carico massimo o capacità, la massa più grande che la bilancia può misurare in modo attendibile,
- leggibilità, la più piccola frazione di massa che può leggere,
- risoluzione, tra capacità e leggibilità.
Consigli e precauzioni
Centrare il carico sul piattino della bilancia
Proteggere la bilancia da fenomeni di corrosione
Prestare maggiore attenzione quando si pesano i liquidi
Mantenere la bilancia in perfetto stato di ordine e pulizia
Lasciare raffreddare i sali prima di pesarli.
Per la pesata si possono utilizzare i vetrini da orologio
(o pezzetti di carta lucida opportunamente ritagliati), il trasferimento deve essere effettuato con becher (imbuti a tramoggia o di carta), si pulisce
il vetro con il solvente (acqua) per recuperare tutto il materiale pesato.
TC per contenere: matraccio per un errore minimo +/- 0,05%, contro il cilindro 1% e beuta e becher ~10%.
TD per versare: pipetta tarata e buretta +/- 0,1%, pipetta graduata +/- 0,05%.
Per trasferire in modo accurato una quantità fissa (tarata ad una o due tacche) o variabile (graduata) di soluzione, si usa la palla di Peleo o porcellino
per le pipette : si elimina l’aria schiacciando la pallina e premendo la prima valvola, poi si aspira premendo la seconda valvola fino alla quantità giusta e infine la terza (laterale) per evacuare. CLASSE AS (classe A con scolamento veloce). Per gli strumenti calibrati per VERSARE (TD) c’è un tempo di scolamento compreso tra 8 e 12 s.
La vetreria può essere di classe A e B: Classe A hanno un errore massimo ammissibile che corrisponde alla metà di quello della classe B . Dato che il volume di una massa liquida varia con la temperatura, le attrezzature volumetriche sono calibrate per convenzione a temperatura di 20°C.
Come si porta esattamente il volume in un matraccio? Come si fa la lettura?
Un liquido in un recipiente non si dispone in piano, ma forma una curvatura, detta menisco. Il menisco (la parte bassa) deve stare sulla tacchetta. Portare a volume il matraccio facendo attenzione a non commettere un errore di parallasse
. La lettura corretta del volume è quella per la quale la linea di riferimento incisa nel collo del matraccio si trova all’altezza degli occhi e il livello inferiore del menisco è tangente alla linea di riferimento stessa. Queste indicazioni sono valide anche nel caso di misura del volume in recipienti differenti quali le burette o le pipette.
Misure di riempimento
Si usa il matraccio per contenere una quantità FISSA di soluzione (5 mL-5 L), errore +/-0,05%, per preparare le soluzioni standard, effettuare diluizione (in particolar modo in molarità).
Pipette automatiche di precisione: capacità da 0,1 μL a 5000 μL, errori ammissibili di +/- 0,5-2%.
Cifre significative
Esprimono il grado di precisione con cui una misura è stata eseguita, sono tutte cifre certe più la prima incerta, quindi il valore di un risultato sperimentale deve essere scritto in modo che compaia una sola cifra incerta, sebbene l’ultima cifra sia incerta l’errore non deve essere maggiore di ± 5 unità del decimale successivo. Il numero di cifre significative di un numero è il numero di cifre che si hanno eliminando tutti gli zeri A SINISTRA, e mantenendo tutti gli zeri A DESTRA. La posizione della virgola non ha nessuna importanza, dipende solo dall’unità di misura utilizzata per scrivere la grandezza.
Operazioni
Nell’esecuzione delle varie operazioni matematiche la precisione del risultato non può essere superiore alla precisione del dato sperimentale meno preciso che viene utilizzato.
Il risultato dell’operazione deve contenere lo stesso numero di decimali dell’addendo o del sottraendo che ne contiene il minor numero. Esempi: (27,8 + 3,175 + 42,24) g = 73,215 ~ g 73,2;
(142 – 3,264) mL = 138,736 mL ~ 139 mL.
Il risultato della moltiplicazione o della divisione deve contenere lo stesso numero di cifre significative presenti nel fattore meno preciso (con più basso numero di cifre significative).
Esempi: 5,326 mL · 1,16 g/mL = 6,18 g; 117 g / 7,6 mL = 15 g/mL.
Deve contenere tante cifre decimali quante sono le cifre significative del numero di cui si vuole calcolare il logaritmo. Esempio: log 2,1 · 10 ⁶ = 6,32; 2 cifre significative 2 cifre decimali.
Per i calcoli che coinvolgono diverse operazioni matematiche, l’arrotondamento al corretto numero di cifre significative deve essere effettuato solamente sul risultato finale. In genere nei calcoli intermedi si utilizza una cifra significativa in più (cifra di guardia) rispetto al numero esatto di cifre significative e si arrotonda al numero giusto alla fine per evitare errori di arrotondamento.
L’arrotondamento si effettua eliminando tutte le cifre che seguono l’ultima cifra significativa secondo le seguenti regole:
- se la prima delle cifre eliminate è maggiore di 5, si aumenta l’ultima cifra significativa di una unità.
- se la prima delle cifre eliminate è minore di 5, l’ultima cifra significativa resta invariata.
- se la prima delle cifre eliminate è uguale a 5, è buona regola arrotondarlo sempre al più vicino numero pari. In pratica si considera l’ultima cifra significativa: se è dispari la si aumenta di una unità, se è pari la si lascia invariata: 15,3 7 5 = 15,38 dispari; 15,3 6 5 = 15,36 pari.
Espressioni di concentrazione di una soluzione
Percentuale in peso (massa %): Indica la massa di soluto (in grammi) contenuta in 100 g di soluzione.
Percentuale in volume