Разработка методики определения флавоноидов в лекарственном растительном сырье

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Апреля 2013 в 12:12, дипломная работа

Краткое описание

Целью дипломной работы является разработка методики качественного и количественного анализа природных флавоноидов (рутина и кверцетина) с использованием спектрофотометрического и хроматомасспектрометрического методов.
Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:
выявить необходимость качественного и количественного анализа биофлавоноидов;
выявить особенности (строение, физические и химические свойства) природных флавоноидов как объектов исследования;
проанализировать содержание рутина и кверцетина в лекарственном растительном сырье;
изучить современные методы выделения и идентификации флавоноидов;
изучить теоретические вопросы анализа методами спектрофотометрии и хроматомасспектрометрии;

Содержание

Введение 8
1 Общая часть 10
1.1 Краткая характеристика флавоноидов 10
1.2 Подготовка растительного сырья, идентификация, выделение и разделение флавоноидов 14
1.2.1 Сушка растительного сырья 14
1.2.2 Первичное исследование растительного сырья 15
1.2.3 Экстрагирование флавоноидов из растительного сырья 17
1.2.4 Хроматографические методы идентификации флавоноидов 18
1.2.4.1 Тонкослойная хроматография 18
1.2.4.2 Высокоэффективная жидкостная хроматография 20
1.3 Количественное и качественное определение флавоноидов 22
1.3.1 Химические методы исследования флавоноидов 22
1.3.1.1 Методы качественной идентификации флавоноидов 22
1.3.1.2 Объемные методы количественного определения флавоноидов 26
1.3.2 Электрохимические методы исследования флавоноидов 26
1.3.2.1 Потенциометрический метод количественного определения флавоноидов 26
1.3.2.2 Полярографические методы количественного определения флавоноидов 27
1.3.2.3 Метод капиллярного электрофореза 27
1.3.3 Физико-химические методы исследования флавоноидов 31
1.3.3.1 Оптические методы определения флавоноидов 31
1.3.3.2 Абсорбционная спектроскопия 34
1.3.4 Комбинированные методы исследования флавоноидов 45
1.3.4.1 Хроматомасспектрометрическое определение флавоноидов 45
2 Специальная часть 50
2.1 Выбор объекта исследования 50
2.1.1 Характеристика исследуемого сырья 50
2.1.1.1 Цветки календулы 50
2.1.1.2 Трава пустырника 51
2.1.1.3 Плоды боярышника 51
2.2 Методики экспериментов и анализов 52
2.2.1 Методы отбора проб 52
2.2.2 Метод определения влажности лекарственного растительного сырья 53
2.2.3 Методика количественного определения суммы флавоноидов в растительном сырье спектрофотометрическим методом 54
2.2.4 Количественное определение рутина и кверцетина в лекарственном растительном сырье методом хроматомасспектрометрии 57
2.2.5 Использованные реагенты 60
2.3 Результаты и обсуждение 61
2.3.1 Определение влажности 61
2.3.2 Количественное определение суммы флавоноидов в растительном сырье спектрофотометрическим методом при оптимальных условиях экстрагирования 62
2.3.3 Количественное определение флавоноидов в лекарственном растительном сырье методом хроматомасспектрометрии 63
3 Экономическая часть 69
Введение 69
3.1 Определение затрат на проведение исследования 74
3.1.1 Материальные затраты 74
3.1.2 Затраты на израсходованную электроэнергию 75
3.1.3 Заработная плата исполнителей исследования 76
3.1.4 Амортизационные отчисления 76
3.1.5 Расчет отчислений в социальные фонды 77
3.1.6 Определение накладных расходов 78
3.1.7 Смета затрат 78
Заключение 79
4 Безопасность и экологичность 80
4.1 Идентификация опасных и вредных факторов при работе в химической лаборатории 80
4.1.1 Основные понятия и гигиенические требования к производственному освещению 81
4.1.2 Влияние вибрации на условия труда в химической лаборатории 82
4.1.3 Влияние шума на организм человека 82
4.1.4 Вредные вещества в воздухе рабочей зоны и их воздействие на организм человека 83
4.2 Техника безопасности при работе в химической лаборатории 85
4.2.1 Общие требования безопасности при работе в лаборатории 85
4.2.2 Требования охраны труда перед началом работы 86
4.2.3 Требования охраны труда во время работы 86
4.2.4 Требования охраны труда по окончании работы 88
4.3 Общие положения по технике безопасности при использовании электроустановок в лаборатории 89
4.4 Эксплуатация электроприборов 89
4.5 Требования охраны труда в аварийных ситуациях 90
4.5.1 Общие требования безопасности в аварийных ситуациях 90
4.5.2 Требования безопасности в аварийных ситуациях при использовании электроустановок в лаборатории 91
4.5.3 Первая помощь пострадавшим от электрического тока 91
4.5.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях при возникновении пожара в лаборатории 92
4.5.5 Действия по оказанию первой помощи пострадавшим 93
4.6 Экологичность эксперимента 94
4.7 Расчет осветительной установки для учебно-аналитической лаборатории 95
Заключение 100
Список использованных источников 101

Вложенные файлы: 1 файл

Весь Диплом.docx

— 1.69 Мб (Скачать файл)

2.3.1 Определение влажности

 

Для определения влажности  проводили два параллельных определения  на содержание влаги в растительном сырье по методике, указанной в  п. 2.2.2.  Для этого берут по две  точные навески (около 5 г) каждой пробы. Отбор проб производился согласно ГОСТ 24027.0-80 «Правила приемки и метода отбора проб».  В сушильном шкафу  при температуре 100-1050С навески были доведены до постоянной массы. После проведения испытаний и расчетов, указанных в п. 2.2.2 получены следующие результаты, приведенные в таблице 2.3.

 

 

 

 

 

Таблица 2.3 – Содержание влаги в пробах лекарственного растительного  сырья

№ пробы

Масса пробы до высушивания

Масса пробы после высушивания

Содержание влаги, %

Среднее значение содержания влаги,

%

Проба 1

Навеска 1

Навеска 2

 

5.0137

5.0073

 

4.5976

4.5817

 

8.30

8.50

 

8.40

Проба 2

Навеска 1

Навеска 2

 

5.0203

5.0508

 

4.4329

4.4498

 

11.70

11.90

 

11.8

Проба 3

Навеска 1

Навеска 2

 

5.0196

5.0068

 

4.4925

4.4661

 

10.50

10.80

 

10.70


 

На основании проведенных  исследований можно сделать вывод  о том, что во всех пробах лекарственного растительного сырья содержание влаги соответствует ГФ 11 (содержание влаги для травы пустырника должно быть не более 13%, а для цветков  календулы и плодов боярышника –  не более 14%).

2.3.2 Количественное определение суммы флавоноидов в растительном сырье спектрофотометрическим методом при оптимальных условиях экстрагирования

В ходе исследования было выявлено, что наиболее полное извлечение определяемых веществ достигалось с использованием 70%-го спирта этилового, временем экстрагирования 2 ч и при температуре проведения эксперимента 60 °С. При определении количественного содержания флавоноидов лекарственного растительного сырья в пересчете на рутин, были получены данные, представленные в таблице 2.4. Эксперимент проводился согласно методике, представленной в п. 2.2.3.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.4 – Содержание флавоноидов в пересчете на рутин в растительном сырье

Наименование экстракта

Содержание флавоноидов  в пересчете на рутин, мг/мл

Экстракт травы пустырника

0.0055

Экстракт цветков календулы

0.0053

Экстракт плодов боярышника

0.0015


2.3.3 Количественное  определение флавоноидов в лекарственном  растительном сырье методом хроматомасспектрометрии

 

Метод количественного анализа  основан на комбинации двух самостоятельных  методов – хроматографии и масс-спектрометрии. С помощью первого осуществляют разделение смеси на компоненты, с помощью второго – идентификацию и количественный анализ. Перед количественным определением содержания кверцетина и рутина в исследуемых образцах экстрактов растительного сырья, необходимо построение градуировочного графика с использованием ГСО анализируемых биофлавоноидов. Градуировочный график в координатах площадь пика – концентрация должен быть линеен и прямая должна проходить через начало координат. Для построения такого графика достаточно, вообще одной экспериментальной усредненной точки. Однако градуировочный график обычно строят не менее чем по 3-8  средним точкам, полученным в результате 3-х последовательных измерений, что повышает точность и надежность определений. Для построения калибровочного графика используют аликвоты  растворов рутина  и кверцетина равные 0.2 см3. Далее путем последовательного разбавления 70% этиловым спиртом получают растворы с концентрацией, указанной в таблице 2.5, 2.6 для рутина и кверцетина, соответственно.

Для построения калибровочной кривой методом последовательного разбавления была приготовлена серия растворов каждого исследуемого биофлавоноида. Затем анализируемые образцы помещали в виалки и последовательно располагали в автоматическом пробоотборнике. Далее с использованием программного обеспечения прибора задавали условия проведения анализа, указанные в п. 2.2.4.

Данные для построения калибровочных кривых для рутина и кверцетина, представлены в таблице 2.5, 2.6, соответсвенно:

 

 

 

Таблица 2.5 – Данные для построения калибровочных кривых для рутина и кверцетина

Концентрация раствора, мг/мл

Площадь пика.10-6 (рутин), импульсы

Площадь пика.10-6 (кверцетин), импульсы

0.0001

0.0664

0.808

0.0002

0.0657

1.060

0.0005

0.4150

3.890

0.001

2.3200

17.10

0.002

0.5690

6.090

0.02

2.1900

25.800

0.05

6.2500

56.600

0.1

7.0000

97.500


 

На основании полученных данных были построены калибровочные  графики, на которых показана зависимость  площади пика от концентрации рутина и кверцетина. Построение графика  производилось с помощью программы  SigmaPlot 11. Полученные зависимости приведены на рисунке 2.2 для рутина и на рисунке 2.3 для кверцетина.

 

 

Рисунок 2.2 – График зависимости площади пика от концентрации рутина

Следует отметить, что кривая, описывающая зависимость площади пика от концентрации рутина имеет область линейности и область полного насыщения детектора. Отклонение от линейности связано с увеличением концентрации анализируемого вещества.

 

Рисунок 2.3 – График зависимости площади пика от концентрации кверцетина

 

По разработанной методике, указанной в п. 2.2.3 раздела подготовка к анализу, получены экстракты травы пустырника сердечного, цветков календулы и плодов боярышника. Далее был проведен хроматомасспектрометрический анализ биофлавоноидов (рутина и кверцетина) в исследуемых образцах. Результаты, полученные в ходе анализа представлены в таблице 2.7 для рутина и в таблице 2.8 для кверцетина.

 

Таблица 2.7 – Площадь пика для рутина в исследуемых экстрактах

Наименование экстракта

Площадь пика .10-6, импульс

Средняя площадь пика 10-6, импульсы

1

2

3

Экстракт травы пустырника

0.0784

0.07790

0.0771

0.0783


 

Продолжение таблицы 2.7

1

2

3

Экстракт цветков календулы

0.0359

0.03590

0.0360

0.0358

Экстракт плодов боярышника

0.00260

0.00264

0.00268

0.00264


 

 

Таблица 2.8 – Площадь пика для кверцетина в исследуемых  экстрактах

Наименование экстракта

Площадь пика .10-6, импульс

Средняя площадь пика 10-6, импульсы

Экстракт травы пустырника

0.00546

0.00546

0.00544

0.00547

Экстракт цветков календулы

0.00192

0.00193

0.00199

0.00188

Экстракт плодов боярышника

0.0172

0.01540

0.0121

0.0168


 

 

На основании полученных данных, с использованием градуировочных графиков для рутина (рисунок 2.1) и кверцетина (рисунок 2.2), определи количественное содержание исследуемых биофлавоноидов в экстрактах растительного сырья. Результаты количественного содержания рутина и кверцетина представлены в таблице 2.9 и 2.10, соответственно. Для расчетов использовали данные средних площадей пиков для рутина и кверцетина в анализируемых экстрактах.

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.9 – Содержание рутина в исследуемых экстрактах

Наименование экстракта

Содержание рутина .10-3, мг/мл

Экстракт травы пустырника

0.1900

Экстракт цветков календулы

0.0353

Экстракт плодов боярышника

0.0097


 

Таблица 2.10 – Содержание кверцетина в исследуемых экстрактах

Наименование экстракта

Содержание кверцетина .10-3, мг/мл

Экстракт травы пустырника

0.0051

Экстракт цветков календулы

0.0014

Экстракт плодов боярышника

0.0140


 

На основании полученных данных (таблица 2.4 и 2.9) было проведено сравнение количественного содержания рутина в анализируемых экстрактах. На рисунке 2.3 представлено сравнение содержания рутина в экстрактах растительного сырья по данным, полученным на основании спектрофотометрического и хроматомасспектрометрического анализа.

 

Рисунок 2.4 – Сравнение спектрофотометрического и хроматомасспектрометического методов

 

Из представленных данных очевидно, что спектрофотометрический метод определения биофлавоноидов показывает завышенное содержание рутина по сравнению с результатами хроматомасспектрометрического анализа. Это связано с тем, что спектрофотометрический метод позволяет оценить только суммарное содержание флавоноидов в экстрактах, так как максимумы поглощения родственных соединений располагаются в одной области (например, 408-420 нм для рутина, морин, кемпферол, гиперазид и др.). Поэтому данные спектрофотометрического анализа всегда пересчитывается на тот или иной флавоноид (чаще всего рутин).

Таким образом, спектрофотометрия не дает возможности проводить, наряду с количественным, качественный анализ биофлавоноидов и оценить реальное содержание исследуемого флавоноида в лекарственном растительном сырье. Этот недостаток устраняется при использовании хроматомасспектрометрического метода анализа, который позволяет идентифицировать отдельные флавоноиды независимо от присутствия посторонних и/или родственных соединений.

 

3 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

Введение

 

Фармацевтический рынок  является одним из прибыльных и быстро растущих секторов экономики развитых стран. Это обусловлено тем, что  создание, производство и применение лекарств тесно связаны с такой общечеловеческой ценностью как здоровье. Для изготовления лекарственных препаратов, наряду использования синтетических компонентов, используют лекарственное растительное сырье.

В начале прошлого века бурный прогресс в области создания лекарств синтетического происхождения стал теснить лекарственные растения, как в лечебной, так и в профилактической практике. Однако в последние десятилетия  интерес к лечебно-профилактическим средствам природного происхождения (фитопрепаратам) возродился и развивается с нарастающим темпом. Основным фактором повышения интереса к лечебным свойствам лекарственных растений явилось то, что значительной части синтетических сильнодействующих препаратов присущи различные нежелательные, даже опасные побочные эффекты. Особенно чувствительны к нежелательным эффектам синтетических лекарств люди пожилого возраста, больные хроническими заболеваниями и дети.

Наиболее привлекательными чертами фитопрепаратов являются: возможность длительного применения, высокая безопасность при достаточной эффективности, простота приготовления и применения. По мнению экспертов, одним из основных факторов, сдерживающих развитие фитотерапии и ее внедрение в практику, выступает недостаточный уровень образования, информированности об этом методе врачей и провизоров.

Для российского рынка  лекарственных трав и сборов в  настоящее время характерна тенденция к росту. Однако объем рынка и его доля в общем объеме рынка фармпрепаратов на сегодняшний день выглядят довольно скромно, составляя 11-12 млн. долларов США или 0.5-1.5%. В странах же Евросоюза аналогичная продукция занимает до 10% от общего объема лекарственного рынка (рисунок 4.1).

Оценивая современные тенденции развития российского рынка лекарственных средств и сборов, эксперты полагают, что, несмотря на довольно скромные объемы, он представляет весьма перспективный сегмент российского фармацевтического рынка. В настоящее время интерес к фитопрепаратам проявляет целый ряд компаний. Со стороны потенциальных производителей интерес к лекарственным травам во многом стимулируется относительно небольшими размерами необходимых инвестиций. Так, при организации производства по переработке лекарственных трав и сборов основная часть средств требуется на фасовочное оборудование и составляет порядка 10 тыс. долларов США. Помимо этого для производства фитопродукции требуется разрешение Министерства здравоохранения и помещение для его размещения. В технологическом плане производство лекарственных трав и сборов является несложным, продукция не облагается НДС и налогом на прибыль.

Информация о работе Разработка методики определения флавоноидов в лекарственном растительном сырье