Analyse van geneesmiddelen: theorie
Inhoudsopgave
DEEL I: Instrumentele technieken ................................................................................................................ 2
1.1 Elektro analytische technieken .............................................................................................................. 2
Referentie-elektroden..................................................................................................................................... 2
Indicatorelektroden ........................................................................................................................................ 2
Elektroanalytische Meetmethoden ................................................................................................................ 3
1.2 Technieken gebaseerd op elektromagnetische golven ......................................................................... 3
Spectrofotometrie........................................................................................................................................... 3
Atoomspectroscopie ....................................................................................................................................... 5
Polarimetrie .................................................................................................................................................... 6
1.3 Chromatografische scheidingstechnieken ............................................................................................. 6
Dunnelaagchromatografie (TLC) ..................................................................................................................... 7
Chromatografische grootheden ...................................................................................................................... 7
Gaschromatografie (GC) ................................................................................................................................. 8
Vloeistofchromatografie ................................................................................................................................. 9
DEEL II: Kwantitatieve bepalingsmethoden ................................................................................................ 13
Lineaire Regressie ......................................................................................................................................... 13
Lineaire kalibratiecurve ................................................................................................................................. 13
Kwantitiatieve berekeningsmethoden.......................................................................................................... 13
DEEL III: Methodevalidatie ........................................................................................................................ 16
Inleiding.............................................................................................................................................................. 16
Methodevalidatie ............................................................................................................................................... 16
Overzicht ....................................................................................................................................................... 16
Selectivitiet/ specificiteit ............................................................................................................................... 16
Bereik/range.................................................................................................................................................. 17
Nauwkeurigheid, Juistheid, Accuraatheid .................................................................................................... 18
Precisie .......................................................................................................................................................... 18
Robuustheid .................................................................................................................................................. 18
Standard Operating Procedure (SOP) ........................................................................................................... 19
DEEL IV: Farmacopee-analyse.................................................................................................................... 20
4.1 Functionele analyse...................................................................................................................................... 20
Zuren ............................................................................................................................................................. 20
Aminozuren ................................................................................................................................................... 21
Basen ............................................................................................................................................................. 21
4.2 Xanthines ..................................................................................................................................................... 22
Cafeïne .......................................................................................................................................................... 22
Theofylline..................................................................................................................................................... 23
Theofylline-ethyleendiamine ........................................................................................................................ 24
4.3 Niet narcotische analgetica ......................................................................................................................... 25
Acetylsalicylzuur ............................................................................................................................................ 25
Paracetamol .................................................................................................................................................. 26
4.4 Geneesmiddelen tegen hoest....................................................................................................................... 28
Codeïnefosfaat hemihydraat ........................................................................................................................ 28
1
, Dextromethorfan .......................................................................................................................................... 29
4.5 Antibacteriële middelen ............................................................................................................................... 30
Trimethoprim ................................................................................................................................................ 30
Penicillines..................................................................................................................................................... 32
Benzylpenicilline (natrium) ........................................................................................................................... 33
Macroliden .................................................................................................................................................... 34
4.6 Biotechnologische geneesmiddelen ............................................................................................................. 35
Infliximab ....................................................................................................................................................... 35
Alteplase (voor injectie) ................................................................................................................................ 36
4.7 Formulaties .................................................................................................................................................. 37
Ibuprofen Tabletten ...................................................................................................................................... 37
Ceftriaxone .................................................................................................................................................... 38
DEEL I: Instrumentele technieken
1.1 Elektro analytische technieken
Nernst-vergelijking is een fundamentele formule die de standaardpotentiaal van een halfcel
beschrijft
* Berekent potentiaalveranderingen op basis van activiteitsverschillen
* Gebruikt constanten zoals gasconstante (R), temperatuur (T) en Faraday-constante (F)
Referentie-elektroden
- Referentie-elektrodenzijn cruciale componenten in elektroanalytische metingen
* Bieden een constante potentiaal
* Maken meting van elektrische spanning tussen twee halfcellen mogelijk
* Belangrijkste types:
- Ag/AgCl (meest gebruikt, + 0,197 V)
- Standard Hydrogen Electrode (SWE)
- Calomel** (+ 0,241 V t.o.v. SWE)
Indicatorelektroden
Soorten Indicatorelektroden:
- Metaalelektroden
* Meestal vervaardigd uit platina of goud
* Nemen niet deel aan reacties, maar dienen voor elektronenoverdracht
* Oppervlak moet groot en zuiver zijn
- Ionselectieve elektroden
* Reageren op **specifieke ionen**
* Verschillende types:
- Glasmembraan elektroden
- Vaste-stof elektroden
- Vloeistof-gebaseerde elektroden
- Samengestelde elektroden
pH Elektrode:
- Gebruikt glasmembraan voor selectieve H+ ionenbinding
2
, - Gebaseerd op ionenuitwisselingsevenwicht
- Calibratie vereist met minimaal twee standaardbuffers
- Mogelijke foutbronnen:
* Junctiepotentialen
* Alkalifout
* Zuurfout
* Temperatuurverschillen
Elektroanalytische Meetmethoden
- Verschillende technieken voor elektrochemische analyse:
* Potentiometrie: Meten van spanning zonder significante stroomstroom
* Amperometrie:
Meet de elektrische stroom tussen twee elektroden tijdens een elektrolyse-reactie
- Kernproces: Chemische reactie wordt geforceerd door opgelegde elektrische
potentiaal
- Elektrolyse:
*Kathode: Reductie van ionen (bv. Cu2+ → Cu(s))
*Anode: Oxidatie van water tot zuurstof
*Netto reactie: Niet-spontane reactie die door spanning wordt gedreven
- Instrumenten:
*Potentiometer: Meet opgelegde spanning
*Ampèremeter: Meet stroomsterkte
*Elektroden: Werk- en tegenelektrode
- Factoren die spanning beïnvloeden:
*Overspanning: Activeringsenergiedrempel
*Ohmse spanningsval: Elektrische weerstand
*Concentratiepolarisatie: Concentratieverschillen aan elektrodeoppervlak
* Coulometrie: Meten van ladingen
* Voltammetrie: Relatie tussen stroom en spanning
Bloedglucosemeter
- Innovatieve Biosensor voor Diabetespatiënten:
* Gebruikt wegwerpteststrip met twee werkelektrodes
* Glucose oxidase katalyseert reactie met zuurstof
* Mediator transporteert elektronen tussen glucose en elektrode
* Tweede elektrode voorkomt interferentie van andere stoffen zoals ascorbinezuur
1.2 Technieken gebaseerd op elektromagnetische golven
Spectrofotometrie
Fundamentele Eigenschappen van Licht:
- Dualistisch karakter: Licht heeft zowel deeltjes- als golfgedrag
- Samenstelling: Bestaat uit loodrecht op elkaar staande elektrische en magnetische velden
- Sleutelparameters:
* Golflengte (λ): Afstand tussen twee maxima
* Frequentie (ν): Aantal oscillaties per seconde
* Energierelatie: E = h c/λ, waarbij energie omgekeerd evenredig is met golflengte
Spectrofotometrische Principes
3
, - Lichtabsorptie door moleculen
* Infrarood: Moleculaire vibraties
* Zichtbaar en UV-licht: Elektronische energieniveauovergangen
* Röntgen- en gammastralen: Bindingsverbreking en ionisatie
Energieovergangen en Luminescentie
- Elektronische toestanden:
* S0: Grondtoestand
* S1: Geëxciteerd singletniveau
* T1: Geëxciteerd tripletniveau
- Luminescentieverschijnselen:
* Fluorescentie: Korte levensduur (10^-8 - 10^-4 s)
* Fosforescentie: Langere levensduur (10^-4 - 10^2 s)
Praktische Spectrofotometrische Metingen
- Wet van Lambert-Beer: A = ε b c
* A: Absorbantie
* ε: Molaire absorbantiecoëfficiënt
* b: Weglengte
* c: Concentratie
- Transmissie en Absorbantie:
* Afhankelijk van lichtintensiteit en monsterkarakteristieken
* Gevoeligheid verschilt per golflengte
Toepassingen en Beperkingen
* Concentratiebepaling
* Analyse van verbindingen met dubbele bindingen
* UV- en zichtbaar lichtspectroscopie
- Beperkingen:
* Geldig voor verdunde oplossingen
* Beïnvloed door solvent, pH en moleculaire interacties
UV-Spectrofotometrie
Definitie en Gebruik
- is een techniek voor identificatie en kwantificatie*van stoffen
- Gebruikt specifieke absorptie (A1%1cm) als referentiewaarde voor metingen
- Geschikt voor gehaltebepalingen, maar minder nauwkeurig dan titraties
Meetmethoden en Componenten
- Meetinstrumenten omvatten:
* Enkelstraals- en dubbelstraals spectrofotometers
* Verschillende lichtbronnen (wolfraamlamp, deuteriumlamp)
* Monochromatoren voor golflengteselectie
* Detectoren zoals fotomultipliers, fotodiodes en ladingsgekoppelde detectoren
Meetprincipes
- Meten van licht transmissie, absorptie, reflectie en verstrooiing
- Correctie voor achtergrondeffecten via blanco-metingen
- Wet van Lambert-Beer geldt bij monochromatisch licht
Praktische Overwegingen
- Nauwkeurigheid afhankelijk van:
* Cuvetten
4
Inhoudsopgave
DEEL I: Instrumentele technieken ................................................................................................................ 2
1.1 Elektro analytische technieken .............................................................................................................. 2
Referentie-elektroden..................................................................................................................................... 2
Indicatorelektroden ........................................................................................................................................ 2
Elektroanalytische Meetmethoden ................................................................................................................ 3
1.2 Technieken gebaseerd op elektromagnetische golven ......................................................................... 3
Spectrofotometrie........................................................................................................................................... 3
Atoomspectroscopie ....................................................................................................................................... 5
Polarimetrie .................................................................................................................................................... 6
1.3 Chromatografische scheidingstechnieken ............................................................................................. 6
Dunnelaagchromatografie (TLC) ..................................................................................................................... 7
Chromatografische grootheden ...................................................................................................................... 7
Gaschromatografie (GC) ................................................................................................................................. 8
Vloeistofchromatografie ................................................................................................................................. 9
DEEL II: Kwantitatieve bepalingsmethoden ................................................................................................ 13
Lineaire Regressie ......................................................................................................................................... 13
Lineaire kalibratiecurve ................................................................................................................................. 13
Kwantitiatieve berekeningsmethoden.......................................................................................................... 13
DEEL III: Methodevalidatie ........................................................................................................................ 16
Inleiding.............................................................................................................................................................. 16
Methodevalidatie ............................................................................................................................................... 16
Overzicht ....................................................................................................................................................... 16
Selectivitiet/ specificiteit ............................................................................................................................... 16
Bereik/range.................................................................................................................................................. 17
Nauwkeurigheid, Juistheid, Accuraatheid .................................................................................................... 18
Precisie .......................................................................................................................................................... 18
Robuustheid .................................................................................................................................................. 18
Standard Operating Procedure (SOP) ........................................................................................................... 19
DEEL IV: Farmacopee-analyse.................................................................................................................... 20
4.1 Functionele analyse...................................................................................................................................... 20
Zuren ............................................................................................................................................................. 20
Aminozuren ................................................................................................................................................... 21
Basen ............................................................................................................................................................. 21
4.2 Xanthines ..................................................................................................................................................... 22
Cafeïne .......................................................................................................................................................... 22
Theofylline..................................................................................................................................................... 23
Theofylline-ethyleendiamine ........................................................................................................................ 24
4.3 Niet narcotische analgetica ......................................................................................................................... 25
Acetylsalicylzuur ............................................................................................................................................ 25
Paracetamol .................................................................................................................................................. 26
4.4 Geneesmiddelen tegen hoest....................................................................................................................... 28
Codeïnefosfaat hemihydraat ........................................................................................................................ 28
1
, Dextromethorfan .......................................................................................................................................... 29
4.5 Antibacteriële middelen ............................................................................................................................... 30
Trimethoprim ................................................................................................................................................ 30
Penicillines..................................................................................................................................................... 32
Benzylpenicilline (natrium) ........................................................................................................................... 33
Macroliden .................................................................................................................................................... 34
4.6 Biotechnologische geneesmiddelen ............................................................................................................. 35
Infliximab ....................................................................................................................................................... 35
Alteplase (voor injectie) ................................................................................................................................ 36
4.7 Formulaties .................................................................................................................................................. 37
Ibuprofen Tabletten ...................................................................................................................................... 37
Ceftriaxone .................................................................................................................................................... 38
DEEL I: Instrumentele technieken
1.1 Elektro analytische technieken
Nernst-vergelijking is een fundamentele formule die de standaardpotentiaal van een halfcel
beschrijft
* Berekent potentiaalveranderingen op basis van activiteitsverschillen
* Gebruikt constanten zoals gasconstante (R), temperatuur (T) en Faraday-constante (F)
Referentie-elektroden
- Referentie-elektrodenzijn cruciale componenten in elektroanalytische metingen
* Bieden een constante potentiaal
* Maken meting van elektrische spanning tussen twee halfcellen mogelijk
* Belangrijkste types:
- Ag/AgCl (meest gebruikt, + 0,197 V)
- Standard Hydrogen Electrode (SWE)
- Calomel** (+ 0,241 V t.o.v. SWE)
Indicatorelektroden
Soorten Indicatorelektroden:
- Metaalelektroden
* Meestal vervaardigd uit platina of goud
* Nemen niet deel aan reacties, maar dienen voor elektronenoverdracht
* Oppervlak moet groot en zuiver zijn
- Ionselectieve elektroden
* Reageren op **specifieke ionen**
* Verschillende types:
- Glasmembraan elektroden
- Vaste-stof elektroden
- Vloeistof-gebaseerde elektroden
- Samengestelde elektroden
pH Elektrode:
- Gebruikt glasmembraan voor selectieve H+ ionenbinding
2
, - Gebaseerd op ionenuitwisselingsevenwicht
- Calibratie vereist met minimaal twee standaardbuffers
- Mogelijke foutbronnen:
* Junctiepotentialen
* Alkalifout
* Zuurfout
* Temperatuurverschillen
Elektroanalytische Meetmethoden
- Verschillende technieken voor elektrochemische analyse:
* Potentiometrie: Meten van spanning zonder significante stroomstroom
* Amperometrie:
Meet de elektrische stroom tussen twee elektroden tijdens een elektrolyse-reactie
- Kernproces: Chemische reactie wordt geforceerd door opgelegde elektrische
potentiaal
- Elektrolyse:
*Kathode: Reductie van ionen (bv. Cu2+ → Cu(s))
*Anode: Oxidatie van water tot zuurstof
*Netto reactie: Niet-spontane reactie die door spanning wordt gedreven
- Instrumenten:
*Potentiometer: Meet opgelegde spanning
*Ampèremeter: Meet stroomsterkte
*Elektroden: Werk- en tegenelektrode
- Factoren die spanning beïnvloeden:
*Overspanning: Activeringsenergiedrempel
*Ohmse spanningsval: Elektrische weerstand
*Concentratiepolarisatie: Concentratieverschillen aan elektrodeoppervlak
* Coulometrie: Meten van ladingen
* Voltammetrie: Relatie tussen stroom en spanning
Bloedglucosemeter
- Innovatieve Biosensor voor Diabetespatiënten:
* Gebruikt wegwerpteststrip met twee werkelektrodes
* Glucose oxidase katalyseert reactie met zuurstof
* Mediator transporteert elektronen tussen glucose en elektrode
* Tweede elektrode voorkomt interferentie van andere stoffen zoals ascorbinezuur
1.2 Technieken gebaseerd op elektromagnetische golven
Spectrofotometrie
Fundamentele Eigenschappen van Licht:
- Dualistisch karakter: Licht heeft zowel deeltjes- als golfgedrag
- Samenstelling: Bestaat uit loodrecht op elkaar staande elektrische en magnetische velden
- Sleutelparameters:
* Golflengte (λ): Afstand tussen twee maxima
* Frequentie (ν): Aantal oscillaties per seconde
* Energierelatie: E = h c/λ, waarbij energie omgekeerd evenredig is met golflengte
Spectrofotometrische Principes
3
, - Lichtabsorptie door moleculen
* Infrarood: Moleculaire vibraties
* Zichtbaar en UV-licht: Elektronische energieniveauovergangen
* Röntgen- en gammastralen: Bindingsverbreking en ionisatie
Energieovergangen en Luminescentie
- Elektronische toestanden:
* S0: Grondtoestand
* S1: Geëxciteerd singletniveau
* T1: Geëxciteerd tripletniveau
- Luminescentieverschijnselen:
* Fluorescentie: Korte levensduur (10^-8 - 10^-4 s)
* Fosforescentie: Langere levensduur (10^-4 - 10^2 s)
Praktische Spectrofotometrische Metingen
- Wet van Lambert-Beer: A = ε b c
* A: Absorbantie
* ε: Molaire absorbantiecoëfficiënt
* b: Weglengte
* c: Concentratie
- Transmissie en Absorbantie:
* Afhankelijk van lichtintensiteit en monsterkarakteristieken
* Gevoeligheid verschilt per golflengte
Toepassingen en Beperkingen
* Concentratiebepaling
* Analyse van verbindingen met dubbele bindingen
* UV- en zichtbaar lichtspectroscopie
- Beperkingen:
* Geldig voor verdunde oplossingen
* Beïnvloed door solvent, pH en moleculaire interacties
UV-Spectrofotometrie
Definitie en Gebruik
- is een techniek voor identificatie en kwantificatie*van stoffen
- Gebruikt specifieke absorptie (A1%1cm) als referentiewaarde voor metingen
- Geschikt voor gehaltebepalingen, maar minder nauwkeurig dan titraties
Meetmethoden en Componenten
- Meetinstrumenten omvatten:
* Enkelstraals- en dubbelstraals spectrofotometers
* Verschillende lichtbronnen (wolfraamlamp, deuteriumlamp)
* Monochromatoren voor golflengteselectie
* Detectoren zoals fotomultipliers, fotodiodes en ladingsgekoppelde detectoren
Meetprincipes
- Meten van licht transmissie, absorptie, reflectie en verstrooiing
- Correctie voor achtergrondeffecten via blanco-metingen
- Wet van Lambert-Beer geldt bij monochromatisch licht
Praktische Overwegingen
- Nauwkeurigheid afhankelijk van:
* Cuvetten
4
