Инверсионная вольтамперометрия корданума тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

РГб од - 5 ИЮН ш

На правах рукописи

Боблева Юлия Владимировна

ИНВЕРСИОННАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ КОРДАНУМА

02.00.02- аналитическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Томск —

2000

Работа выполнена в Томской политехническом университете

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Карбаинов Ю.А.

Научный консультант:

кандидат химических наук, с.н.с. Ивановская Е.А.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Марьянов Б.М.

кандидат химических наук, доцент Мамонтова И.П.

Ведущая организация: Томский НИИ курортологии и физиотерапии

Защита состоится « 24 » мая 2000 г. в 15 час. на заседании диссертационного совета К 063.80.09 при Томском политехническом университете по адресу: 634034, г. Томск, пр. Ленина 30, ТПУ, 2. корпус, химико-технологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-технической библиотеке Томского политехнического университета.

Автореферат разослан « » апреля 2000 г.

1>.и1. ЗЬЦ";

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических каук индуллина Т.М.

А кп <ч Ь -Л Ь^Ъ ЪЙ. (П

-з-

Актуальность работы. В последние годы на рынке лекарственных средств появилось значительное число новых кардиопрепаратов, количественное определение которых является актуальной задачей в оценке эффективности лечения больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, а болезни сердечнососудистой системы занимают ведущее место среди причин заболеваемости, инвалидности и смертности населения во всем мире. К числу таких препаратов относится и корданум. Его количественное определение является актуальным при оценке эффективности лечения гипертонии, коронарной болезни сердца, сердечной недостаточности, а также острого и хронического инфаркта миокарда.

Методы анализа должны сочетаться с высокой чувствительностью, селективностью, специфичностью, а также правильностью и воспроизводимостью результатов. При этом предварительная обработка пробы не должна носить осложненного характера, и длительность единичного выполнения должна быть минимальной.

Всем этим условиям соответствует современный электрохимический метод инверсионной вольтамперометрии (ИВА), который оказался весьма перспективным при определении лекарственных и токсических веществ, а также их метаболитов в биологических матрицах.

Согласно литературным данным, сведения, связанные с анализом биологических объектов на содержание корданума методом ИВА отсутствуют. Отсутствуют также и сведения об электродных процессах с участием корданума на поверхности электродов.

Данная работа в некоторой степени восполняет этот пробел.

Цель работы. Исследовать электрохимическое поведение корданума, разработать методику его определения в биологических средах с дальнейшим ее использованием для фармакокинетических исследований у больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Предложить возможный механизм электродного процесса с участием корданума.

Научная новизна. - Впервые установлена способность корданума электрохимически концентрироваться на стационарном ртутно-пленочном электроде с образованием осадка, электрорастворение которого приводит к появлению пика на поляризационной кривой, с параметрами, являющимися качественной и количественной характеристикой определяемого вещества.

-ч- Предложен возможный' механизм электродного процесса с участием корданума.

- Определены оптимальные условия количественного определения корданума методом инверсионной вольтамперометрии, защищенные патентом РФ.

- Впервые методом инверсионной вольтамперометрии проведены фармакокинетические исследования корданума у больных с острым и в период подострого инфаркта миокарда.

- Рассмотрены закономерности адсорбции поверхностно-активных веществ (ПАОВ) на поверхности электрода в условиях линейной диффузии, когда доставка ПАОВ из объема раствора электролита в поверхностный слой и собственно адсорбция ПАОВ протекают с соизмеримыми скоростями; решена краевая задача для скорости образования адсорбированного соединения на • поверхности стационарных ртутно-пленочных электродов при условии, что диффузия ПАОВ - единственная замедленная стадия, предложены количественные критерии опытной проверки механизма адсорбции ПАОВ; рассмотрен один из возможных механизмов электровосстановления, труднорастворимых адсорбированных соединений ртути с кардиопрепаратом.

- Изучены адсорбционные процессы корданума на ртутно-пленочном электроде, в частности, зависимость поверхностного натяжения, плотности заряда электрода, дифференциальной емкости двойного электрического слоя (ДЭС) от потенциала электрода, найдены значения константы адсорбционного равновесия и свободной энергии процесса адсорбции.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Условия электрохимического концентрирования корданума на ртутно-пленочном электроде.

2. Возможный, механизм участия корданума в электродном процессе с учетом строения, реакционной способности и материала электрода.

3. Методика количественного определения корданума в биологической среде (сыворотке крови).

4. Результаты фармакокинетических исследований корданума: оценка периода полувыведения, объема распределения, константы элиминации и др. у больных в период острого и подострого инфаркта миокарда.

5. Закономерности процесса адсорбции корданума на ртутно-пленочном электроде и образование на поверхности этого электрода адсорбированного труднорастворимого соединения ртути с корданумом. Способы оценки кинетических параметров электродного процесса.

-б-

6. Закономерности необратимого процесса

электровосстановления труднорастворимых соединений, адсорбированных на поверхности ртутно-пленочного электрода, при линейной развертке потенциала и способы оценки кинетических параметров электрохимической реакции.

Практическое значение.

- Определены оптимальные условия количественного определения корданума в водных и биологических (сыворотке крови) средах методом инверсионной вольтамперометрии, защищенные патентом РФ.

- Найдены оптимальные условия (объем пробы, объем осадителя, рН раствора,) пробоподготовки биологического объекта (сыворотки крови).

- Составлены алгоритмы расчетов основных параметров фармако-кинетики корданума. Получены результаты фармакокинетических исследований корданума у больных в период острого и подострого инфаркта миокарда в зависимости от различных факторов: способа введения, сопутствующих заболеваний, возрастных особенностей.

- Подготовлена программа расчетов на компьютере параметров процесса адсорбции лекарственных соединений, основанная на зависимости величины емкостного тока от потенциала электрода. Получены значения изменения величины поверхностного натяжения, плотности заряда электрода, дифференциальной емкости от потенциала электрода, константы адсорбционного равновесия и величины свободной энергии процесса адсорбции.

Использование результатов работы. Разработанные методики инверсионно-вольтамперометрического определения корданума в растворах и биологической среде (сыворотке крови) нашли практическое применение в Томском НИИ кардиологии для фармакокинетических исследований у больных с сердечнососудистыми заболеваниями.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на V Всероссийской конференции с участием стран СНГ «Электрохимические методы анализа» (Москва, 1999 г.); на научных семинарах кафедры физической и аналитической химии ХТФ ТПУ, ученом совете НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН.

Структура диссертации. Работа объемом 158 страниц машинописного текста, включая 25 рисунков и 13 таблиц; состоит из введения и 5 глав и выводов по итогам работы. Список литературы содержит 101 библиографическое название работ российских и зарубежных авторов.

Публикации. Семь статей, двое тезисов, один патент РФ.

Основное содержание работы.

В первом разделе литературного обзора обсуждены аналитические возможности физико-химических методов определения лекарственных веществ.

Во втором разделе приведены данные по

полярографическому и вольтамперометрическому поведению лекарственных веществ на различных типах электродах, а также методы их определения в объектах. Показано, что менее всего изученной группой являются кардиопрепараты.

В последнем разделе литературного обзора рассматриваются различные варианты инверсионной вольтамперометрии лекарственных препаратов. Показано, что метод ИВА является одним из самых перспективных методов анализа лекарственных препаратов, в том числе и кардиопрепаратов. В заключение обзора сформулированы задачи исследования.

Во второй главе изложена техника эксперимента, материалы и оборудование, используемое в работе, очистка посуды и приготовление растворов.

Третья глава посвящена некоторым вопросам инверсионной вольтамперометрии лекарственных препаратов. Рассмотрен механизм образования адсорбционного слоя на поверхности стационарного ртутно-пленочного электрода ограниченного объема и решена краевая задача, для скорости образования адсорбционного слоя, когда единственной замедленной стадией процесса образования его является диффузия ПАОВ в поверхностный слой электрода. Для потока диффузии ПАОВ из глубины раствора электролита к поверхности электрода в этом случае получено

ИМПЯНТРНИР

Из (2) следует количественный критерий сравнения теории с опытом; при этом значения Г (I) необходимо оценить независимым способом, например, из электрокапиллярных кривых (ЭКК). Также из (2) можно оценить значение коэффициента диффузии адсорбируемого вещества. При достижении адсорбционного

О

ряпнгтрр.иа'

ч

-7В (3) предполагается малая степень заполнения поверхности электрода адсорбируемым веществом, когда справедливым является линейный закон Генри. Из (2) и (3) получим:

= г Ш

* гш т

Зависимость Г = оценивается, в принципе, независимым способом. Начальный участок этой зависимости, согласно (2) выражается прямой линией, из углового коэффициента которой

-у^Г находят опытное значение « Эа». Положение же точки перегиба на графике в указанных координатах позволяет оценить время достижения равновесия и равновесную концентрацию ПАОВ на поверхности электрода Г<£. Зная Г^ из (2) и (3) находят значение константы адсорбционного равновесия к* и величины Цо.

Исследован также механизм адсорбции органических соединений, когда диффузия ПАОВ и собственно адсорбция их протекают с соизмеримыми скоростями. Для потока диффузии ПАОВ в поверхностном слое электрода в этом случае получено выражение:

Для поверхностной концентрации адсорбируемого вещества в этом случае получено выражение:

'-а? и О) УЦ

Анализ этого выражения при 1->0 и при I позволяет его

использовать для оценки констант скоростей процесса адсорбции кад и кдес.

В работе исследованы теоретические закономерности процесса необратимого электровосстановления соединений на основе лекарственных препаратов и ионов ртути при линейной развертке потенциала. Получено уравнение вида:

■ (7)

-с< |г'0)1

с-ткСуще

е: £г = £5е еП

где:

\ур -скорость развертки потенциала, В/с. кэ - константа скорости реакции электровосстановления электрохимичесой реакции при стандартном потенциале, см/с. (у{ - коэффициент переноса.

При достаточно положительных потенциалах ртутного электрода, в условиях значительных токов электрорастворения ртути, на поверхности электрода образуется или труднорастворимое или металлокомплексное соединение со ртутью. При постоянном значении потенциала электрода в течение определенного промежутка времени идет процесс концентрирования этих соединений на электроде. Затем при линейном изменении потенциала в сторону более отрицательных значений его снимается вольтамперная кривая в виде катодного пика, которая дает исчерпывающую информацию о концентрации соединения на поверхности электрода.

Наиболее распространенной, наиболее типичной схемой электровосстановления органических соединений является:

М + гн^Щн <„

&*Н + ге & »

В (8) и (9) электрохимической реакции предшествует химическая реакция, в основе которой протолитическое равновесие. Используя (8) и (9) запишем выражение для тока на электрод:

^ ■£&*// (ю)

Концентрацию выразим на основе:

- ¿*ст-Ю-^ См - кс^н <">.

(12)

Тогда вместо (10) получим: "

тЛ

и^АЛъШ!_г (13)

гг § + (13)

Когда справедливо неравенство, <Г< (реакция (8) практически односторонняя), тогда:

^ - 4 ЦГрСш, <»)

Таким образом, подтвердить рассматриваемый механизм можно графиком в координатах:

-э-

ьР'М'тсш.ш,*

Угловой коэффициент прямой на графике в указанных координатах здесь должен быть равен ¿р Р —2..

Четвертая глава посвящена опытной проверке теоретических закономерностей ИВА-поведения кардиопрепаратов. В первом разделе приводится выбор оптимальных условий инверсионно-вольтамперометрического определения кардиопрепарата корданума. Сведения по определению корданума полярографическими и вольтамперометрическими методами, как уже отмечалось выше, отсутствуют.

В работе проанализировано влияние различных факторов на величину аналитического сигнала корданума. Исследования показали, что перспективным фоновым электролитом для количественного определения корданума является 0,1 н водный раствор 1лС1 с добавлением 2-Ю"2 моль/л М^БО^ . В данном случае М§304 используется в качестве стабилизатора рН - среды. Добавка М£Б04 к фоновому электролиту 0,1 н ЫС1 приводит к появлению четкого, хорошо воспроизводимого аналитического сигнала корданума на вольтамперной кривой (рис. 1.).

о о,г о,/, 0,6 оя <0 а ц Р _ Г 1 I 1-Т-1-1-1-1 -Ь, в

1-Ю8, А

Рис.1. Вольтамперограммы корданума. Фон 0,1 н УС1 с добавлением 2-10'2Мв804. Еэ = -1,4 В; 1э = 300 сек.; \ур = 50 мВ/с.; С|= 0,5'10'5моль/л; С2 = 1,1-Ю'5 моль/л; С3 = 1,6-10"5 моль/л.

В других растворах вольтамперограммы корданума, подходящие для аналитических целей, не были зарегистрированы, по-видимому, из-за образования более растворимых соединений

ртути с корданумом, которые практически не накапливаются на электроде.

Линейная зависимость величины силы тока от концентрации корданума в водных средах на фоне 0,1н 1ЛС1 с добавлением 2*10'2 моль/л !^Б04 наблюдалась в широком интервале концентраций ( 2,7 -1 О*3 -г 2,75 • 10'7 моль/л (рис. 2). Нижняя граница определяемых содержаний составляет 1,2*10'7 моль/л (Бг = 0,3). Оптимальный диапазон рН= 4 -7, в этом интервале рН величина тока корданума не изменяется.

Рис.2. Зависимость величины тока от концентрации корданума на фоне 0,1 н 1ЛС1 с добавлением 2,2*10"2 Г^Б04 в чистых растворах (1) и сыворотке крови (2). Еэ = -1,4В; 1э = 300 сек.; \ур = 50 мВ/с. (р=0,95; п = 5)

Важным для выбора аналитического сигнала корданума на поляризационной кривой является скорость развертки потенциала(уф). При изучении зависимости величины силы тока от скорости развертки потенциала установлено, что оптимальной является скорость развертки 20-50 мВ/с.

Время предварительного электролиза ( I э ) равно 300 сек., при этом достигается максимальное значение величины аналитического сигнала и хорошая воспроизводимость для количественного определения корданума.

Зависимость величины тока потенциала электролиза для корданума имеет колокообразную форму с максимумом при -1,4 В. Диапазон потенциалов электролиза составляет от -1,35 В до -1,45В. Эти значения потенциалов электролиза позволяют оптимально накапливать корданум на ртутном пленочном электроде.

Оптимальные условия количественного определения корданума указаны в таблице I.

Таблица I.

Оптимальные условия количественного определения корданума методом ИВА.

Формула Диапазон определяемых содер жаний, моль/л Еэ, В Ь, мин Еп, В Бг Сн моль/л Фон

• 0,1н1лС1,

СюНю^Оз 2,7-10'3- -1,4 5 -0,9 0,3 1,2-10'7 2,2-10"2

2,75-Ю"7 моль/л

N^804

Установленные оптимальные условия ИВА - определения корданума позволили разработать методики анализа корданума в водных растворах и биологической среде (сыворотке крови) на уровне Ю'3 -г Ю"7 моль/л с предварительным отделением белков. В процессе подготовки пробы к анализу использовали один из известных в литературе методов осаждения белков с помощью 10% раствора ЫазХУОд и 0,ЗМ раствор Н^БО.) в соответствующих пропорциях. Были подобраны оптимальные соотношения пробы и фона, при которых сохранялся линейный характер градуировочных графиков и достигалась удовлетворительная воспроизводимость полезного сигнала. В присутствии биологической пробы (сыворотки крови) объемом 0,05 - 0,1 мл диапазон определяемых концентрации корданума сохраняется (2,7-10"3 4 2,75-10"7 моль/л) и носит прямолинейный характер. При этом зависимость тока электрорастворения от концентрации корданума в сыворотке крови располагается параллельно прямой зависимости силы тока от концентрации корданума в чисты* растворах, но величина тока несколько увеличена, что можно связать с присутствием в сыворотке крови некоторых количеств природных аналогов корданума, ведущих себя аналогично кордануму (рис.2.).

С целью разработки количественного определения корданума в сыворотке крови оценено мешающее влияние ряда веществ, нахождение которых возможно в биологических средах. Определению не мешают аскорбиновая, щавелевая, мочевая (2,6,8-

триоксипурин) кислоты, некоторые оксисоединения, например: 3-оксиантраниловая кислота, которая является эндогенным метаболитом триптофана и может содержаться в крови больного. Двадцатикратные избытки Вг", СГ, Г, СЫБ" также не мешают инверсионно-вольтамперометрическому определению корданума в фоновом электролите. Введение в анализируемый раствор десятикратного избытка Б2" не влияет на высоту пика.

Методика определения корданума в сыворотке крови основана на разбавлении пробы (предварительно освобожденной от белков) фоновым электролитом с последующим полярографированием полученного раствора. Правильность методики проверена методом «введено-найдено» (табл. 2.).

Таблица 2.

Определение корданума в сыворотке крови методом ИВА (р=0,95).

Биологи- № введено, найдено,

ческий про моль/л Бг п моль/л

объект бы

Сыворот- 1 3,1 • 10"4 0,03 4 (2,9+0,25)-10"4

ка крови 2 2,3 • 10"6 0,05 5 (2,7+0,42). 10"6

3 1,8 -10"6 0,07 5 (2,5±0,75) -Ю"4

Во втором и третьем разделах этой главы рассматриваются общие закономерности адсорбции лекарственных препаратов, приводится методика исследования адсорбционной активности, а также программа расчета параметров процесса адсорбции. В основу методики положена экспериментальная зависимость емкостного тока от потенциала электрода в переменнотоковом режиме с последующим определением на ее основе потенциала нулевого заряда, плотности заряда, изменения поверхностного натяжения. Рассмотрена адсорбционная активность корданума на ртутно-пленочном электроде. Сведения по адсорбционной активности корданума отсутствуют.

Согласно полученным результатам корданум обладает слабой адсорбционной активностью (при изменении концентрации кардиопрепарата от 2,7*10"7 моль/л до 1,1 • 10"4 моль/л, то есть на три порядка, изменение потенциала нулевого заряда составляет лишь 50 мВ). Адсорбция корданума на ртутно-пленочном электроде носит катиогенный характер с потенциалом десорбции около - 0,3В. (рис.3.).

-

Рис.З. Зависимость поверхностного натяжения от потенциала электрода при различных концентрациях корданума, моль/л. Фон 0,1н 1ЛС1 и 2,2-Ш1 Мв504.1.С11ф = 0, фон; 2.С2 „р = 2,1 • 10"7; З.Сзкр=2,Я0'5; 4.С41ф=5,5-10-5; 5.С5кр = Ы'Ю"4.

Используя теоретические соотношения, представленные в главе 3, в четвертом разделе проведена оценка кинетических параметров процесса адсорбции и обратимости электродного процесса с участием корданума Из опытных данных было получено значение Г — числа молей лекарственных веществ, приходящихся на 1 см2 поверхности электрода, в зависимости от исходной концентрации кардиопрепарата в растворе при различных значениях потенциала электрода. Для выяснения механизма адсорбции корданума на ртутно-пленочном электроде в изученном в работе интервале изменения концентрации лекарственного вещества, полученные в работе данные Г= Г (Спрепарата ) были построены на графике в координатах 1/Г-1/(Спрепарата).

Практически во всех случаях здесь были получены прямые, свидетельствующие о том, что адсорбция корданума описывается уравнением изотермы адсорбции Ленгмюра. Поскольку в рассматриваемых координатах уравнение Ленгмюра имеет вид:

1/Г = 1\Г оо + 1\Гоо • к** 1\Спрепарата, то из отрезка, отсекаемого прямой на графике в этих координатах по оси ординат, оценивается значение предельной адсорбции, Гоо,

Таблица 3.

Параметры процесса адсорбции корданума: к* - константа адсорбционного равновесия; ^-величина предельной адсорбции препарата; ва-величина свободной энергии процесса адсорбции.

Препарат Параметры процесса Потенциал электрода, В

-0,3 -0,6 -0,8 -1

Корданум -ц к* • 10 , л/моль 3,4 3,2 2,4 2,3

Г,- 10й моль/м^ 2 6,2 12,5 20

-4 ва-10 ,Дж/моль 3,58 3,56 3,49 3,48

-л

Таблица 4. 1

Зависимость Г от концентрации корданума в растворе при различных значениях потенциала

Со = 0 фон О = 2,8-10'моль/л С2 = 2,7-10~£юль/л Сз= 5,5-ЮЛюль/л С4=1,Ы0"йоль/л

-Е, В 4<Г-1(?Дж/см Г- 1б'моль/с^ дГ- 1<5'Дж/с^ Г- КРйоль/см* Г-Ю'йоль/с^ дбЧО'Дж/с^ Г-10 йоль/с^ /КЯ(?Дж/см Г-10"Йоль/с\1г

1,2 -1,3 0 -1,45 3,4 -1,53 8,8 -1,57 11,3 -1,65 15,6

1 -0.66 0 -0,78 2,6 -0,84 6,8 -0,87 8,7 -0,93 12

0,8 -0,29 0 -0,36 1,9 -0,4 4,7. -0,42 5,8 -0,45 7,9

0,6 -0,07 0 -0,12 1,2 -0,14 3 -0,15 3,5 -0,17 4,7

0,3 -0,02 0 -0,04 0,5 -0,04 1,1 -0,04 1,3 -0,05 1,7

а из углового коэффициента при известном значении Г°о, оценивается величина константы адсорбционного равновесия, к* (табл.3 и табл.4).

Из анализа таблиц 3 и 4 однозначно можно сформулировать ряд выводов. Во-первых, величина предельной адсорбции по мере увеличения отрицательного значения потенциала электрода растет, а значение константы адсорбционного равновесия, наоборот, падает. Во-вторых, величина свободной энергии адсорбции изученных препаратов на р.п.э. практически не изменяется при увеличении отрицательного значения потенциала электрода. Напомним, что константа адсорбционного равновесия, к*, связана со свободной энергией адсорбции органического вещества следующим известным из литературы соотношением:

к* = 1\55,5 ехр (-0А\11Т) (15)

Полученные результаты свидетельствуют о том, что для корданума единственной замедленной стадией образования' адсорбционного слоя является доставка (диффузия) ПАОВ в поверхностный слой электрода.

Для оценки обратимости электродного процесса мы воспользовались известными из литературы критериями. Сняты зависимости £ = Г \ур) с использованием стационарного и вращающегося электродов. Отношение тангенсов угла наклона прямых Е = {(^ \ур) для вращающегося и покоящегося электродов близко к единице, что говорит о необратимом характере электродного процесса. Съемка циклических вольтамперограмм дает практически необратимый характер электродного процесса. Различие между значениями потенциалов катодного и анодного пиков составляет 0,3 - 0,35В.

В пятом разделе подробно рассмотрен возможный процесс электровосстановления корданума на ртутно -пленочном электроде.

Одним из наиболее вероятных механизмов процесса электровосстановления лекарственных препаратов на ртутных и твердых электродах может быть, как уже указывалось выше, является механизм с предшествующей химической реакцией протолитического равновесия. Из анализа полученных данных следует, что угловой коэффициент прямой на графике в координатах = ^рН) =0,17. Это обстоятельство свидетельствует о том, что ионы водорода принимают участие в образовании труднорастворимого соединения на ртутно-пленочном электроде в стадии электровосстановления, однако предшествующая реакция протолитического равновесия здесь как таковая отсутствует. Представляло также интерес оценить порядок реакции по ионам водорода в силыюкислой среде (рН<1,5). Полученные здесь

опытные данные свидетельствуют о том, что механизм процесса электровосстановления корданума в этой области остается неизменным.

Была проведена оценка числа электронов, принимающих участие непосредственно в реакции перехода, по способу, предложеному в работе (глава 3), а также с помощью вращающегося электрода. В обоих случаях г близко I.

В результате проведенных исследований можно предположить, что наиболее вероятным механизмом разряда-ионизации корданума, будет образование адсорбированного на поверхности ртутно-пленочного электрода труднорастворимого соединения на основе ионов ртути и корданума, которое затем, при линейно-меняющемся потенциале, окисляется в анодной области и дает аналитический сигнал.

Схема электродного процесса, таким образом, может быть следующая:

+ ё

I

Н адсорбция

Далее, при анодной развертке потенциала, идет обратный процесс: Н - ё

[ Кз-^И - И,.....Нё]адс -> Я2 - N - Я, + НГ

Н десорбция Н

Здесь:

- С - N -ф-О - СН2 - Ср - СН2 -НОН ОН

/СН3 1*2= - С-СНз ^СНз

Пятая глава посвящена фармакокинетическим исследованиям корданума. Разработанная инверсионно-вольтамперометрическая методика анализа корданума в сыворотке крови позволила определить достаточно точные концентрации корданума и провести фармакокинетические исследования. Представлены основные фармакокинетические параметры, по которым оценивается препарат. По фармакокинетики корданума в литературе встречаются

Н I

М-^-Ш.-.Нв Н

аде.

разноречивые данные. Главные дискуссионным вопросом является период полувыведения, а также показатели, связанные с ним. Нами проведены впервые фармакокинетические исследования корданума при внутривенном одноразовом введении 50 мг корданума в сочетании с введением тромболитика (эта комбинация используется при лечении острого инфаркта миокарда в отделении неотложной кардиологии НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН ). Для описания динамики концентрации препарата в сыворотке крови при внутривенном введении использована одночастевая математическая модель, основанная на анализе зависимости концентрации препарата от времени его растворения в крови (С препарата - I кривых). Концентрация корданума достигла максимума в течении 3-х часов. Период полувыведения из организма составлял 9-Ю часов. Эти данные получены впервые.

Для полного изучения препарата в организме человека была исследована и таблетированная форма двух форм выпуска корданума 100 и корданума50 у больных в подострый период инфаркта миокарда. В этом случае использовали одночастевую математическую модель со всасыванием. Концентрация корданума 100 при пероральном приеме достигла максимума в течении 2,5-3,5 часов, корданума50 1,8-2,6 часа, то есть можно предположить более быстрое всасывание препарата в дозе 50 мг. У некоторых пациентов был зарегистрирован второй максимум (и в случае корданумаЮО и корданума50) от при I = 10-15 часов. Предположительно, появление второго максимума связано с высвобождением корданума из тканей позже.

При исследовании было выяснено, что фармакокинетические параметры корданума 50 существенно не различаются от фармакокинетических параметров корданума 100. Период полувыведения составил 4-6 часов. По полученным данным провели расчет дозирования корданума у больных в острый и подострый период инфаркта миокарда. Показано влияние различных факторов ( возраст, сопутствующие заболевания и др.) на фармакокинетику корданума. На основании проведенных исследований фармакокинетики корданума, а также согласно клиническим данным, полученным при изучении корданума в отделении неотложной кардиологии НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН, выявилось достаточно длительное сохранение терапевтически эффективной концентрации корданума в крови, в связи с чем кратность приема препарата должна быть наименьшей и начальная и поддерживающая дозы, по возможности, должны подбираться индивидуально. Наиболее оптимальным режимом дозирования корданума у больных в подострый период инфаркта

миокарда является двухкратный прием вт:уточной дозе 200-300 мг.

Интервал между приемами должен быть не менее 5-6 часов. При

внутривенном введении для стабилизации состояния больного при

остром инфаркте миокарда необходимо 100-200 мг корданума.

ВЫВОДЫ:

1. Изучено электрохимическое поведение корданума на ртутно-пленочном электроде. Впервые получены поляризационные кривые корданума, пригодные для аналитических целей. Способ аналитического контроля корданума защищен патентом РФ.

2. Установлено влияние различных факторов (рН, потенциал пика, время электролиза, скорость развертки) на потенциал и величину тока накопленных труднорастворимых соединений корданума с ртутью, осажденных при электролизе.

3. Экспериментально подобраны условия осаждения белков и объем пробы для количественного определения корданума. Показано, что для анализа достаточно 0,1 мл пробы. Разработаны методики определения корданума в модельных смесях и сыворотке крови. Проведены фармакокинетические исследования корданума у больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Составлены алгоритмы моделей и рассчитаны основные фармакокинетические параметры (период полувыведения, константа элиминации, общий клиренс и т.д.), что позволило подобрать индивидуальные дозы препарата для больных в острый и подострый период инфаркта миокарда.

4. Предложен наиболее вероятный механизм электровосстановления корданума с количественной оценкой числа электронов (г=1), принимающих участие в электрохимической реакции и эффективной константой скорости протекания последней. Показано, что с ростом концентрации ионов водорода (уменьшением рН) величина тока электровосстановления также растет, однако предшествующая химическая реакция протолитического равновесия отсутствует.

5. Рассмотрены закономерности адсорбции ПАОВ на поверхности электрода в условиях линейной диффузии, когда доставка ПАОВ из объема раствора электролита в поверхностный слой и собственно адсорбция ПАОВ протекают с соизмеримыми скоростями; решена краевая задача для скорости образования адсорбированного - соединения на поверхности стационарных ртутно-плекочных электродов при

условии, что диффузия ПАОВ-единственная замедленная стадия, предложены количественные критерии опытной проверки механизма адсорбции ПАОВ; рассмотрен один из возможных механизмов электровосстановления

труднорастворимых адсорбированных соединений ртути с кардиопрепаратом.

6. Получено уравнение для тока необратимого процесса электровосстановления соединений ртути с кардиопрепаратом при линейной развертке потенциала, рассмотрены его предельные случаи и способы оценки константы скорости электрохимической реакции и коэффициента переноса.

7. Подготовлена программа расчетов на ЭВМ параметров процесса адсорбции вещества, основанная на зависимости

, величины емкостного тока от потенциала электрода в переменно-токовом режиме (изменения поверхностного натяжения, плотности заряда поверхности электрода, дифференциальной емкости двойного электрического слоя). Изучена адсорбционная активность корданума на ртутном пленочном электроде. Дана количественная оценка константы адсорбционного равновесия, величины предельной адсорбции, свободной энергии процесса адсорбции корданума.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Ю.В. Синегубова (Боблева), Е.А. Ивановская, P.C. Карпов, Ю.А Карбаинов. Инверсионный вольтамперометрический способ определения корданума (талиналола).// Патент Р.Ф. № 98108742/28(009681)

2. Ю.А. Карбаинов, Е.А. Ивановская, Ю.В. Боблева. Электровосстановление соединений ртути на поверхности ртутного пленочного электрода при линейном изменении потенциала. //Деп. в ВИНИТИ 18.06.98г., №1843-В96.

3. Ю.А. Карбаинов, Е.А. Ивановская, Ю.В. Боблева. Закономерности обратимого процесса электровосстановления ртути с последующей химической реакцией образования на поверхности электрода труднорастворимого соединения.// Деп. в ВИНИТИ 18.06.98г., №1844-В98.

4. Ю.В. Боблева, Т.Р. Карпова, В.В. Рябов, Е.А. Ивановская. Фармакокинетические исследования корданума при его болюсном введении больным с острым инфарктом миокарда.// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1999. т. 127, приложение 1. С. 48-49.

5. Ю.А. Карбаинов, Е.А. Ивановская, Ю.В. Боблева. Механизм

-Z0-*

образования адсорбционного слоя на стационарных электродах ограниченного объема. Диффузия ПАОВ и собственно адсорбция - конкурирующие две замедленные стадии. // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1999. Вып.5, т. 42. С.84-85.

6. Е.А. Ивановская, Ю.В. Боблева, И.В. Луста, P.C. Карпов. Определение корданума (талиналола) в биологических средах. //Ж.аналитич. химии. 1999. 54, №11, С. 1198-1199.

7. Ю.В. Боблева, Е.А. Ивановская, Ю.А. Карбаинов. Количественное определение корданума. // Электрохимические методы анализа. Тезисы V Всероссийской конференции с участием стран СНГ 6-8 декабря 1999 г., Москва: Изд. ОНТИ ГЕОХИ РАН. 1999. • С. 17.

8. Е. А. Ивановская, Ю.В Боблева. Фармакокинетические исследования кардиопрепаратов методом инверсионной вольтамперометрии.// Электрохимические методы анализа. Тезисы V всероссийской конференции с участием стран СНГ 6-8 декабря 1999 г., Москва: Изд. ОНТИ ГЕОХИ РАН. 1999. С. 92.

9 В. В. Рябов, Ю.В. Боблева, Е.А. Ивановская. Фармакодинами-ческие и фармакокинетические параметры корданума 100 у больных с острым инфарктом миокарда.// В сб. статей "Актуальные вопросы клинической и экспериментальной кардиологии." /Под ред. Ю.Б. Лишманова - Томск: изд. НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН. 2000. С. 32.

10. Ю.В. Боблева, В.В. Рябов, Т.Р. Карпова, Е.А. Ивановская.

Фармакокинетические параметры корданума-50 и корданума-100 у больных инфарктом миокарда.// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2000. т. 129, приложение 1. С.26-27.