Новости химической науки > Автоматизация измерения кислотности

Новый аналитический метод, позволяющий измерить кислотность вещества в растворе за минуты, может значительно облегчить жизнь специалистам по разработке лекарственных препаратов.

Во время лабораторных испытаний на примере нескольких распространенных лекарственных препаратов новый подход, включающий химическое разделение и автоматическое создание буферной системы, получил для них значения pK_a, в пределах ошибки совпадающие с показателями кислотности, определенными традиционными методами, однако затратил на эти измерения гораздо меньше времени.

Когда фармацевты проводят скрининг препаратов в поисках потенциальных кандидатов в лекарства, одним из важных измеряемых параметров является pK_a – эта величина позволяет оценить, насколько будет диссоциировано соединение при определенном значении pH, что, в свою очередь, влияет на легкость проникновения вещества через клеточную мембрану.

Рисунок из Anal Chem. 2015, DOI: 10.1021/acs.analchem.5b00845

Для измерения значений pK_a исследователи обычно опираются на метод разделения, известный как капиллярный электрофорез [capillaryelectrophoresis (CE)], в котором электрическое поле заставляет заряженные аналиты перемещаться по тонкому капилляру, заполненному электролитом. Исследователи отправляют аналиты через капилляры, заполненные сериями буферных растворов с различными значениями pH. Скорость движения аналита при различных значениях pH позволяет определить величину pK_a.

Недавно исследователям удалось увеличить скорость капиллярного электрофореза за счет введения в капилляры аналитов совместно со стандартными соединениями, значения pK_a которых известны. Использование таких соединений сравнения позволяет существенно снизить количество испытаний, необходимое для получения значения pK_a. До настоящего времени метод капиллярного электрофореза оставался не самым простым в исполнении – в первую очередь из-за утомительной необходимости приготовления всех буферных растворов: для получения одной pK_a необходимо как минимум 20 испытаний, проводимых при разных значениях рН. В новой работе Майкл Бредмур (Michael C. Breadmore) из Университета Тасмании сообщает о том, что ему и его коллегам удалось существенно ускорить измерения pK_a с помощью капиллярного электрофореза, частично автоматизировав процесс.

С помощью устройства для трехмерной печати исследователи из группы Бредмура получили микрокапиллярное устройство для капиллярного электрофореза, автоматически смешивающее буферные растворы с необходимым значением рН быстрее, чем за минуту. Для получения буферного раствора микромиксер смешивает жидкости, подающиеся через серию программируемых клапанов. Подаваемые жидкости включают базовые буферные растворы, сильные кислоты или основания для корректировки рН базовых буферных растворов, воду для разбавления и (в ряде случаев) органический растворитель. Новая система для капиллярного электрофореза вводит изучаемые вещества и буферные растворы в капилляр одновременно. По словам Бредмура, гибкая и простая в использовании система минимизирует количество реагентов, необходимых для проведения анализа.

Для демонстрации точности и экспрессности нового метода исследователи протестировали его на ряде лекарственных препаратов с известными значениями pK_a – ибупрофене, папаверине, клонидине и мефенаминовой кислоте. Значения pK_a, полученные новым методом, отличались от «табличных» значений не более чем на 1%, при этом на определение одной величины pK_a уходило не более двух-трех минут.

Источник: Anal Chem. 2015, DOI: 10.1021/acs.analchem.5b00845

метки статьи: #аналитическая химия, #медицинская химия, #химическая технология