Экстракционно-фотометрическое определение микрограммовых количеств бензилпенициллина (натриевая соль) основным красителем тиазинового ряда тионином

Родоначальником пенициллинов (и, вообще, всех β-лактамов) является бензилпенициллин (пенициллин G, или просто пенициллин H), применяющийся в клинической практике с начала 40-х годов.

В настоящее время группа пенициллинов включает целый ряд препаратов, которые в зависимости от происхождения, химической структуры и антимикробной активности подразделяются на несколько подгрупп. Из природных пенициллинов в медицинской практике применяются бензилпенициллин и феноксиметилпенициллин. Другие препараты представляют собой полусинтетические соединения, получаемые в результате химической модификации различных природных АМП или промежуточных продуктов их биосинтеза.

Пенициллины (и все другие β-лактамы) обладают бактерицидным эффектом. Мишень их действия – пенициллино-связывающие белки бактерий, которые выполняют роль ферментов на завершающем этапе синтеза пептидогликана–биополимера, являющегося основным компонентом клеточной стенки бактерий. Блокирование синтеза пептидогликана приводит к гибели бактерий.

Натриевая соль бензилпенициллина получается путем биосинтеза из продукта жизнедеятельности плесневого гриба – Penicillium chrysogenium. Белый, мелкокристаллический порошок горького вкуса, слегка гигроскопичен. Легко разрушается под действием кислот, щелочей, спиртов, окислителей, солнечного света, желудочного сока, при нагревании в водных растворах, также при воздействии пенициллиназы. Легко растворим в спирте, воде и физиологическом растворе. В основе антибактериального действия пени-циллина лежит угнетение синтеза полимера мукопептида, входящего в состав клеточной стенки микробов.

Пенициллин резко нарушает обменные процессы чувствительных к нему микроорганизмов. В зависимости от концентрации в крови его действие бывает бактериостатическим или бактерицидным, бактерицидные концентрации обычно в 2–4 раза выше бактериостатических. Пенициллин обладает высокой антибиотической активностью главным образом в отношении грамположительных микроорганизмов, грамотрицательных коков и некоторых патогенных грибов.

Низкая актовность бензилпенициллина в отношении бактерий кишечной группы, синегнойной палочки и других микроорганизмов также связаны с выработкой ими пенициллиназы. 

В отличие от сульфаниламидов пенициллин проникает в фиброзные ткани, обеспечивая хороший терапевтический эффект, при патологических процессах, сопровождающихся воспалением и некрозом тканей.

Таким образом, по литературным данным, несмотря на наличие разных групп антибиотиков, а также новых эффективных синтетических антибактериальных препаратов пенициллин продолжает занимать значительное место в терапии инфекционных болезней.

Основной краситель тионин – первый представитель тиазинового ряда.

Ранее нами был использован другой представитель тиазинового ряда тетраметилтионин (метиленовый голубой – МГ) [1–5] для определения микрограммовых количеств бензилпенициллина экстракционно-абсорбцио-метрическим методом.

Цель настоящей работы разработать новый экстракционно-абсорбцио-метрический метод определения миктоколичеств бензилпенициллина тиони-ном, который ранее для этой цели другими авторами не применялся.

Формула реагента красителя:

Экспериментальная часть.

Методика исследования. Запасной раствор бензилпенициллина (натриевая соль) готовили из лекарственного препарата растворением точной навески препарата производства фирмы ОАО “Биосинтез” (Россия) в дистиллированной воде. Рабочие растворы бензилпенициллина готовили еже-дневно, соответствующим разбавлением запасного раствора. Водный раствор реагента-красителя тионина (ТН) готовили растворением точной навески препарата марки ч.д.а. в воде и отфильтровали.

Органические растворители квалификации ч.д.а. и х.ч. использовались без дополнительной очистки. Оптическую плотность (ОП) измеряли на спектрофотометре СФ–16, рН-растворов – на потенциометре ЛПУ-01 со стеклянным электродом. Предварительными опытами было установлено, что натриевая соль бензилпенициллина с катионом красителя ТН образует ионный ассоциат (ИА) голубого цвета.

Исследованы оптимальные условия образования и экстракции ИА. Из большого числа органических растворителей, а также из бинарных смесей опробованных для излечения образующегося ионного ассоциата (ИА) наиболее эффективным оказалась дихлорэтана (ДХЭ). Объемное соотношение водной и органических фаз составляет 2:1 (10 мл+5 мл).

Максимум светопоглощения экстрактов и растворов ТН наблюдается при длине волны λ=590 нм.

При установлении оптимальной кислотности водной фазы опыты проводили в широком интервале кислотности водной фазы от pH=1,0–5,0 и 0,5–1,0 моль/л по HCl, а так же pH=5,6–5,8 по дистиллированной воде, при котором наблюдается максимальное извлечение оптической плотности (ОП) и значение экстракта ИА. В дальнейшем, исходя из практических целей, экстракцию проводили при pH=5,8 по дистиллированной воде. Количественное извлечение ИА в органическую фазу имеет место при добавлении в водную фазу 1,0 мл 0,1% раствора ТН. БПЦ практически полностью извлекается однократной экстракцией при одноминутном встряхивании из pH=5,8 по дистиллированной воде. Степень извлечения (R) составляет ~94,3%, что было определено методом повторного экстрагирования. Окрашенные экстракты устойчивы в течение 90 минут. Диапазон определяемой концентрации бензилпенициллина составляет 6,0–300 мкг БПЦ/мл водной фазы. Кажущийся молврный коэффициент светопоглощения органических экстрактов ИА бензилпенициллина с ТН.Мольное соотношение между анионом БПЦ и катионом красителя ТН в образующемся ИА было определено методом прямой линии Асмуса и оказалось равным 1:1. Реакция взаимодействия и образование ИА идет по уравнению:

Бензилпенициллин – БПЦ

БПЦ–Na++R+Cl–= R+ БПЦ– Cl–+NaCl,

где RCl – молекула тионина.

Таким образом, исходя из экспериментальых данных установлено: тиазиновые красители отличаются от других классов основных красителей тем, что как водные растворы, так и экстракты тиазиновых красителей очень устойчивы во времени (1,5 часа). Они не разлагаются даже при действие дневного света, что проявляется неизменностью значений ОП соответствующих экстрактов во времени, этим обеспечивают воспроизводимые результаты оптической плотности экстрактов ИА.

Поэтому в условиях образования соединений ИА проверили годность препарата бензилпенициллина во времени.

Полученные данные приведены в таблице.

Таблица

Литература

1. Геокчян Н.О. Вестник хирургии Армении им. Г.С. Тамазяна, 2009, № 3(68), с. 78–83.
2. Геокчян Н.О. Вестник хирургии Армении им. Г.С. Тамазяна, 2010, № 1(70), с. 60–64.
3. Геокчян Н.О., Арутюнян М.Г., Геогчян М.Ж, Микаелян Дж.А. В сборнике Тезисы докладов первой научной конференц. Армянского химического общества “Актуальные проблемы химической науки Армении” 17–18 июля. Ереван, 2008, с. 58.
4. Геокчян Н.О., Микаелян Дж.А. В сборнике Тезисы докладов научной конференц., посвященной 90-летию ЕГУ 14–17 апреля. Ереван, 2009, с. 29.
5. Геокчян Н.О., Егиазарян А.А., Арутюнян М.Г., Микаелян Дж.А. В сборнике Тезисы докладов Международной конф. по химии и химической технологии 13–17 сентября. Ереван, 2010.

Вопросы, ответы, комментарии