Разработка и валидация методики количественного определения цинка в его хелатных комплексах с использованием энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектроскопии

Введение. Производство, процесс стандартизации и контроль качества различных БАД, содержащих в составе хелатированный цинк, требуют применения валидированных количественных методик оценки. В настоящей работе предложена методика рентгенофлуоресцентной спектроскопии (РФС) для определения содержания цинка в составе координационных соединений на примере синтезированного хелатного комплекса с метионином.

Цель. Синтезировать хелатный комплекс состава Zn(Met)₂, разработать и валидировать методику его количественного анализа с применением метода РФС.

Материалы и методы. Синтезированный хелатный комплекс цинка был исследован методом ИК-спектроскопии. Для разработки методики количественной оценки содержания цинка в синтезированном комплексе был использован метод РФС. В качестве калибровочных стандартов были использованы сухие смеси моногидрата сульфата цинка и L-метионина в молярном соотношении Zn к Met – 1 : 1, 1 : 2, 1 : 4, 1 : 8 и 1 : 16 и водные растворы смеси сульфата цинка и L-метионина в молярном соотношении Zn к Met 1 : 2 с концентрацией (по цинку) от 0,5 до 100 ммоль/л. В качестве арбитражного метода количественного определения содержания цинка в исследуемых образцах было использовано комплексонометрическое титрование.

Результаты и обсуждение. ИК-спектр хелатного комплекса подтвердил наличие донорно-акцепторной связи между Zn²⁺ и атомом азота аминогруппы метионина. Результаты комплексонометрии показали, что полученные в ходе синтеза хелатные соединения имеют состав, соответствующий стехиометрической формуле Zn(Met)₂. Анализ стандартных образцов сухих смесей цинка сульфата моногидрата и метионина методом РФС продемонстрировал наличие матричного эффекта и невозможность использования данной калибровочной модели для точной оценки содержания цинка в хелатном соединении. По данным спектров РФС водных растворов, содержащих цинка сульфат и метионин в соотношении 1 : 2 при концентрации цинка 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 10; 25; 50 и 100 ммоль/л, построен калибровочный график – зависимость интенсивности сигнала флуоресценции для Kα линии цинка от концентрации цинка в растворе (r = 0,9996). Методика оценена по следующим валидационным параметрам: специфичность, линейность, правильность, прецизионность, аналитическая область. Специфичность валидируемой методики доказана в присутствии меди, железа и серебра.

Заключение. Разработанная методика позволяет с достаточной прецизионностью и правильностью определять методом РФС содержание Zn²⁺ в его водных растворах неорганической и органической природы в диапазоне концентраций от 3 до 100 ммоль/л без влияния матрицы.

1. Li G., Schoneker D., Ulman K. L., Sturm J. J., Thackery L. M., Kauffman J. F. Elemental Impurities in Pharmaceutical Excipients. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2015;104(12):4197–4206. DOI: 10.1002/jps.24650.

2. Neubauer K., Hineman A. Meeting the USP and Guidelines with ICP-OES. Spectroscopy. 2018;33(9):8–15.

3. Hineman А. Determination of Elemental Impurities in Antacids by ICP-MS According to the Validation Protocols Defined in USP Chapters and and ICH Q3D Step 4 Guidelines. Spectroscopy. 2017;32(7):36–40.

4. Klopper R. Microwave Digestion for Elemental Impurities Analysis According to ICH and USP Guidelines. Spectroscopy. 2017;32(1):44–49.

5. Furukawa H., Davis D. Using XRF as an Alternative Technique to Plasma Spectrochemistry for the New USP and ICH Directives on Elemental Impurities in Pharmaceutical Materials. Spectroscopy. 2017;32(7):12–17.

6. Кадырова Р. Г., Кабиров Г. Ф., Муллахметов Р. Р. Синтез медных и цинковых солей метионина и глицина. Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н. Э. Баумана. 2013;1(213):109–115.

7. Кадырова Р. Г., Кабиров Г. Ф., Муллахметов Р. Р. Синтез и свойства комплексных солей биогенных кислот макро- и микроэлементов. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т; 2016. 115 с.

8. Головнев Н. Н., Новикова Г. В., Васильев А. Д., Исакова Т. В., Ронжина Е. А. Синтез соединений d-элементов с аминокислотами. Вестник Красноярского государственного университета. Естественные науки. 2006;2:38–44.

9. Mamun M. A., Ahmed O., Bakshi P. K., Ehsan M. Q. Synthesis and spectroscopic, magnetic and cyclic voltammetric characterization of some metal complexes of methionine: [(C5H10NO2S)2MII]; MII=Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Hg(II). Journal of Saudi Chemical Society. 2010;14(1):23–31. DOI: 10.1016/j.jscs.2009.12.005.

10. Rousseau R. M. Concept of the influence coefficient. The Rigaku Journal. 2001;18(1):8–21.

11. Rousseau R. M. Corrections for matrix effects in X-ray fluorescence analysis—A tutorial. Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy. 2006;61(7):759–777. DOI: 10.1016/j.sab.2006.06.014.