تطوير وتقييم طرائق جديدة للتقدير الطيفي الاني لعقاقير التتراسايكلين والدوكسيسايكلين والمثيل دوبا باشكالها النقيه وفي بعض النماذج الصيدلانيه == Development and Validation of New Methods for Simultaneous Spectrophotometric Determination of Tetracycline, Doxycycline and Methyldopa Drugs in Their Pure Forms and Some Pharmaceutical Formulation
Author name:
رقية سمير الخالصي
Supervisor name:
علاء كريم محمد
General topic:
Chemistry
Specific topic:
Analytical Chemistry
Degree:
Doctorate
University:
University of Baghdad
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
25T1774 - p.pdf
Abstract:
استخدمت اربعة طرائق طيفية مختلفة في هذه الدراسة لتقدير العقاقير التتراسايكلين ودوكسي سايكلين ومثيل دوبا في اشكالها النقيه وفي بعض النماذج الصيدلانيه بوجود بعض المضافات ، يشمل العمل اربعة فصول تعرض كما يلي : الفصل الاول : يتضمن ملخص عن مطيافية امتصاص المرئية - فوق البنفسجية، الادوية المضادة للبكتيريا( التتراسايكلين ودوكسي سايكلين) والعقاقير المضاده لارتفاع ضغط الدم (مثيل دوبا) مع بعض الطرائق لتقديرها، كذلك يعرض بعض المعلومات عن الادويه قيد الدراسة مع الخصائص العامة لهما. يدرج الفصل طريقتين للوصول للظروف الفضلى، طريقة المتغيرات الاحادية وطريقة المتغيرات المتعددة (طريقة تصميم التجربة). الفصل الثاني : يتضمن الجزء العملي ويحتوي على الاجهزه والمواد وتحضير المحاليل والتجارب الاوليه وطريقة تعيين الظروف الفضلى للعوامل التي تؤثر على التفاعل بطريقتين, طريقة المتغيرات الاحادية وطريقة المتغيرات المتعددة (طريقة تصميم التجربة), لكل عقار من العقاقير الثلاثالفصل الثالث : يتضمن تفاعل الازدواج التاكسدي للعقاقير الثلاث, تعتمد الطريقة على تفاعل التتراسايكلين والدوكسيسايكلين والمثيل دوبا مع 4 - امينو انتي بايرين بوجود(PFC) في وسط قلوي. وقد تمت دراسة العوامل التي تؤثرفي اتمام تفاعل الازدواج التاكسدي بعناية للحصول على الظروف الفضلى بطريقتين. وذلك باتباع نمط المتغير الواحد وبالاعتماد على وطريقة المتغيرات المتعددة ( تصميم التراكم المركزي لثلاثة متغيرات ). المتغيرات التي تؤثر على التفاعل هي pH , تركيز الكاشف, تركيز العامل المؤكسد, تسلسل الاضافه, زمن التفاعل والاستقراريه. الامتصاص الاعظم (λmax) لمركب التتراسايكلين الملون الناتج حسب الطريقتين 531, 535 نانومتر بالتسلسل، وجد ان قانون بير ينطبق على مدى من التراكيز للطريقه الاولى يتراوح بمديين بين µg.mL - 1 (1 - 18) وµg.mL - 1 (15 - 70) وبمعامل ارتباط مساوي لـ 20.994 و0.9997 . وللطريقه الثانيه بمديين بين (µg.mL - 1 1 - 30) و(µg.mL - 140 - 100) وبمعامل ارتباط مساوي لـ 1 و130.99 . وكان حد الكشف يساويµg.mL - 1 0.1732 وµg.mL - 1 0.3123 لكلا الطريقتين بالتتابع . والامتصاص الاعظم (λmax) لمركب الدوكسيسايكلين الملون الناتج حسب طريقة المتغير الواحد515 نانومتر، وجد ان قانون بير ينطبق على مدى من التراكيز يتراوح بمديين بين µg.mL - 1 (90 - 10) وبمعامل ارتباط مساوي لـ 0.9995 . وكان حد الكشف يساويµg.mL - 11.0724. اما المثيل دوبا فالامتصاص الاعظم (λmax) للمركب الملون الناتج حسب الطريقتين 466, 468 نانومتر بالتسلسل، وجد ان قانون بير ينطبق على مدى من التراكيز يتراوح بين (µg.mL - 1 (1 - 60 ) و(µg.mL - 1 (1 - 05) وبمعامل ارتباط مساوي لـ 0.9995 و0.9997 وكان حد الكشف يساويµg.mL - 1 0.0962 وµg.mL - 1 0.0633 لكلا الطريقتين بالتتابع . طبقت الطريقة المقترحة بنجاح لتقدير التتراسايكلين والدوكسيسايكلين والمثيل دوبا في نماذج دوائيه للعقاقيرالثلاث.الفصل الثالث : يتكون من قسمين, المشتقة الطيفية والمربعات الجزئية الصغرى (PLS). المشتقة الطيفية : تعتمد على المشتقة الاولى والثانية لطيف امتصاص عقاقير التتراسايكلين والدوكسيسايكلين والمثيل دوبا (في المنطقة ما فوق البنفسجية) لتقديرهم انيا في مزيج لهم, من اجل التخلص من الخطا الناتج في قيم الامتصاص بسبب وجود الادويه معا او بسبب وجود المتداخلات.لقد وجد انه بالامكان تقدير عقاقير التتراسايكلين ولمدى من التراكيز( 0.5 - 30 μg.mL - 1)؛ في مزيج يحتوي على (0.5, 1, 10 μg.mL - 1) والدوكسيسايكلين والمثيل دوبا, كمتداخل. في تقنية المشتقة الاولى وجد ان قيم القمم المقاسة عند 226 و241 و266 و344 380 نانومتر (peak to baseline) وعند 318 و345 نانومتر (zero cross) وعند )226)( 241 - 284 - 266(284 - 344) , (344 - 380),( نانومتر (peak to peak) تتناسب مع تركيز التتراسايكلين ، لذلك استخدمت في تقديره. بينما في المشتقة الثانية استخدمت الاطوال المواجية عند 205 نانومتر، 246 نانومتر، 260 نانومتر، 367 نانومتر (peak to baseline) والاطوال المواجية عند 331نانومتر، 374 نانومتر (zero cross) والاطوال المواجية221 - 201 نانومتر (area under peak) والاطوال المواجية عند عند 205 - 220نانومتر، 232 - 246 نانومتر، 246 - 260 نانومتر ، 275 - 290 نانومتر (peak to peak) في تقدير التتراسايكلين.يقدر الدوكسيسايكلين ولمدى من التراكيز( 0.5 - 30( μg.mL - 1)؛ في مزيج يحتوي على (0.5, 1, 10μg.mL - 1) التتراسايكلين والمثيل دوبا, كمتداخل. وجد ان قيم القمم المقاسة عند 225 نانومتر، 243نانومتر، 265 نانومتر، 331نانومتر، 374 نانومتر(peak to baseline) وعند 321 و356 نانومتر (zero cross) وعند 243 - 225 نانومتر, 265 - 284 نانومتر، 284 - 331 نانومتر، 331 - 374 نانومتر (peak to peak) استخدمت لتقدير الدوكسيسايكلين باستخدام المشتقة الاولى. من ناحية اخرى، استخدمت الاطوال المواجية عند 206 نانومتر و247 نانومتر، (peak to baseline) والاطوال الموجية عند 311 و315 و380 نانومتر zero cross )) ، والاطوال الموجية عند 206 - 220 نانومتر، 232 - 247 نانومتر، 247 - 260 نانومتر، 260 - 275 نانومتر (peak to peak) لتقدير الدوكسيسايكلين باستخدام المشتقة الثانية.و يقدر والمثيل دوبا ولمدى من التراكيز( 0.5 - 30) μg.mL - 1)؛ في مزيج يحتوي على (0.5, 1, 10μg.mL - 1) التتراسايكلين والدوكسيسايكلين, كمتداخل. وجد ان قيم القمم المقاسة عند 234 نانومتر، 270 نانومتر، 290نانومتر، (peak to baseline) وعند 235 نانومتر (zero cross) وعند 234 - 270 نانومتر و270 - 290 نانومتر (peak to peak) استخدمت لتقدير المثيل دوبا باستخدام المشتقة الاولى. واستخدمت الاطوال المواجية عند 200 نانومتر و226 نانومتر و241 نانومتر و282 نانومتر و629 نانومتر (peak to baseline) والاطوال المواجية عند 211 نانومتر( zero cross) ، والاطوال المواجية عند 211 - 226 نانومتر و226 - 241 نانومتر و282 - 296 نانومتر (peak to peak) لتقدير المثيل دوبا باستخدام المشتقة الثانية. اظهرت النتائج غياب التداخل الذي تسببه المتداخلات في تقدير العقاقير عند استخدام هذه الطريقة، لذلك فمن الممكن تطبيق الطريقة بنجاح في تقدير العقاقير الثلاث في نماذجهما الصيدلانيه وبوجود بعض المضافات.طريقة المربعات الجزئية الصغرى : طبقت الطريقة طيفيا˝ لتقدير عقاقير التتراسايكلين والدوكسيسايكلين والمثيل دوبا في مزيج منهم. في هذه الدراسة، حضرت مجموعة التدريب بالاعتماد على قاعدة العشرة، بمعنى اخر تم اختيار ثلاثين مزيج ثلاثي (من ضمن تسعون مزيج تم تحضيرها بالاعتماد على مدى الخطية التتراسايكلين ( μg.mL - 1 100 - 0.5 ) والدوكسيسايكلين( μg.mL - 1 100 - 0.1 ) والمثيل دوبا( μg.mL - 1 100 - 0.5 ) بتصميم عشوائي.تم الحصول على مصفوفة المعايرة بعمل مسح لطيف الامتصاص للمحاليل العشرين المختارة من مزيج عقاقير التتراسايكلين والدوكسيسايكلين والمثيل دوبا وبمدى 400 - 190 نانومتر وبفاصل 1 نانومتر وعرض الشق 0.5 نانومتر مع مسح بطئ. تم استخدام برنامج Excel Addinsoft Version 2014.5.03. XLSTAT لبناء طراز انحدار المربعات الجزئية الصغرى ومن خلالها تم التنبؤ بتراكيز العقاقير الثلاث. اثبتت نتائج النسبة المئوية لمعامل التغيير (R.S.D%) (2.4340 - 0.0035) والنسبة المئوية للخطا النسبي (RE%) (1.0400 - 0.9760 - ) دقة وضبط ممتازة لطريقة PLS للتنبؤ بتراكيز عقاقير التتراسايكلين والدوكسيسايكلين والمثيل دوبا انيا". طبقت الطريقة بنجاح في تقدير العقارين انيا˝ في مزيج مصنع منهما. قورنت النتائج التي تم الحصول عليها من تقنية المشتقة مع تلك التي تم الحصول عليها من طريقة المربعات الجزئية الصغرى للعقارين مع بعضها البعض وتم حساب قيم اختبار F وقيم اختبار .t | In this study four different spectrophotometric methods are used for determination of tetracycline, doxycycline and methyldopa drugs in pharmaceutical preparations and in their pure forms. The work comprises four chapters which are shown in the following : Chapter One : includes a brief for Ultraviolet - Visible (UV - VIS) Absorption spectroscopy, antibacterial drugs (tetracycline and doxycycline) and antihypertensive (methyldopa) with some methods for their determination, the chapter lists two methods for optimization; univariate method and multivariate method (design of experiment method). Chapter Two : includes experimental which contains instruments, chemicals, preparation of solution,( primaries investigations, optimizations of experimental parameters, assay procedure for the determination by univariate method and multivariate method (design of experiment method), interferences procedure, procedure for drugs sample) for each drug .Chapter Three : includes oxidizing coupling reaction of the three studied drugs; the method is based on the reaction of each drug with 4 - aminoantipyren (4 - AAP) in presence of potassium ferriecyanide (PFC) in an alkaline medium. Two optimization methods were applied to determine the optimum conditions of oxidizing coupling reaction variables; univariate and design of experiment (DOE) method. The conditions affecting the reaction; pH, buffer volume, reagent concentration, oxidant concentration, type of buffer, order of addition, time of reaction and stability were optimized. Under univariate and design of experiment (DOE) method; the tetracycline colored product having (λmax) at 531nm 535nm respectively. Beer’s law was obeyed in concentration range of [two scale (1 - 18 µg.mL - 1) and (20 - 70µg.mL - 1)] with correlation coefficient of 0.9997 and 0.9942 respectively and for second method [two scales (1 - 30 µg.mL - 1) and (40 - 100µg.mL - 1)] with correlation coefficient of 1 and 0.9913. The assay limits of detection were 0.1732, 0.3123µg.mL - 1 respectively. Under univariate the doxycycline colored product having (λmax) at 515nm. Beer’s law was obeyed in concentration range (10 - 90 µg.mL - 1) with correlation coefficient of 0.9995. The assay limits of detection quantification were 1.0724µg.mL - 1. The method was successfully applied to the analysis of some drug tablets formulation. When the methyldopa colored product having (λmax) at 468nm and 466nm respectively. Beer’s law was obeyed in concentration range of (1 - 60 µg.mL - 1) and (1 - 50µg.mL - 1) with correlation coefficient of 0.9995 and 0.9997 respectively. The assay limits of detection quantification were 0.0962 and 0.0633µg.mL - 1, respectively. The method was successfully applied to the analysis of some drug tablets formulation.Chapter Four : includes two parts; Derivative spectrophotometry and partial least - squares (PLS). Derivative spectrophotometry is based on the first and second derivative spectra of absorption which has been applied for simultaneous spectrophotometric determination of tetracycline, doxycycline and methyldopa drugs in their mixture in the ultraviolet region. The method offers an advantage of getting rid of the resulting error in the values of absorption because of the presence of each drug with the presence of interference from the excipients.It was found that the method is able to accurately estimate tetracycline in the range of (0.5 - 30 μg.mL - 1); in mixtures containing (0.5, 1, 10 μg.mL - 1) of doxycycline and methyldopa, as (interfering). The results obtained, with the first derivative measurements, indicate that when the concentration of doxycycline and methyldopa is kept constant and the concentration of Tetracycline varied, the peak amplitudes are measured at peak to baseline (226, 241, 266, 344 and 380 nm), for height to baseline at zero cross (318 and 345 nm), at peak to peak height between (226 to 241 nm, 266 to 284 nm, 284 to 344 nm and 344 to 380nm), were found to be in proportion to the tetracycline concentration therefore they are used for the determination of it. The careful inspection of the second derivative spectra obtained for the mentioned mixtures of tetracycline, doxycycline and methyldopa shows that peak to baseline (205, 246, 260, and 367 nm), for height to baseline at zero cross (311 and 374 nm), at peak to peak height between (205 to 220 nm, 232 to 246 nm , 246 to 260 nm , 260 to 275 nm and 275 to 290nm), measurements at specified wavelength could be used to quantify the exact concentration of Tetracycline in presence of doxycycline and methyldopa. Doxycycline was determined for the range of (0.5 - 30 μg.mL - 1); in a mixture containing (0.5 - 30 μg.mL - 1) of tetracycline and methyldopa as (interfering). The procedure gave good results over the studied range of concentration depending on peak to baseline (225, 243, 265, 331and 374 nm), for height to baseline at zero cross (321 and 356 nm), at peak to peak height between (225 to 243 nm, 265 to 284 nm, 284 to 331 nm and 331 to 374 nm), measurements were found to be used for the determination of Doxycycline in the first derivative technique. On other situation, the wavelengths are at 206 nm and 247nm (peak to base line measurements), and height at three zero cross at 311 nm, 315nm and 380 nm, and peak to peak measurements between (206 - 220 nm), (232 - 247 nm), (247 - 260 nm), and (260 - 275 nm) measurements were used for the estimation of doxycycline on second derivative, were found to be proportion to the doxycycline concentration, therefore they are used for the determination of it.Methyldopa was determined for the range of (0.5 - 30 μg.mL - 1); in a mixture containing (0.5, 1, 10 μg.mL - 1) of Tetracycline and Doxycycline as (interfering). The procedure gave good results over the studied range of concentration depending on peak to baseline (234, 270and 290 nm), for height to baseline at zero cross (235 nm), at peak to peak height between (234 to 270 nm and 270 to 290 nm), measurements were found to be used for the determination of Methyldopa in the first derivative technique. On other situation, the wavelengths are at 200 nm, 226 nm, 241 nm, 282 nm and 296 nm (peak to base line measurements), and height at zero cross at 211 nm, and peak to peak measurements between (211 - 226 nm), (226 - 241 nm) and (282 - 296 nm) measurements were used for the estimation of Methyldopa on second derivative were found to be proportion to the Methyldopa concentration, therefore they are used for the determination of it.The results show the absence of interference from the excipients on the determination of the two drugs by using this method, therefore; it was possible to be applied for the determination of these drugs in their pharmaceutical preparations.Partial least - squares (PLS) method was applied for simultaneous spectrophotometric assay of tetracycline, doxycycline and methyldopa in their mixture. In this study, training (calibration) set was prepared relying on rule of ten i.e. thirty ternary mixtures were selected (from the ninety prepared mixtures basing upon linearity ranges of (0.5 - 100 μg.mL - 1) tetracycline, (0.1 - 100 μg.mL - 1) doxycycline and (0.5 - 100 μg.mL - 1) methyldopa and by random design. The calibration matrix was obtained as digital data by scanning the absorption spectrum for each of the twenty selected solutions of tetracycline, doxycycline and methyldopa mixtures, in the range 190 - 400 nm with 1.0 nm data interval, 0.5 nm silt width, and medium scan speed. Excel Addinsoft XLSTAT version 2014.5.03. program is used to build up PLS regression modes and the concentration of two drugs was predicted. The results of relative standard deviation percentage (R.S.D %) 2.4340 - 0.0035)) and relative error percentage (RE %) (1.0400 - 0.9760 - ) indicated excellent accuracy and precision of the PLS method for simultaneous prediction of the concentrations of tetracycline, doxycycline and methyldopa. The method was successfully used for simultaneous determination of tetracycline, doxycycline and methyldopa in their synthetic sample mixtures.The results obtained from the derivative technique and partial least squares method for the two drugs ware compared to each other and F - test values were calculated.
