Elektroanalytické stanovení benzodiazepinů

Mgr. Petr SAMIEC

Doctoral thesis

Electroanalytical determination of benzodiazepines

Abstract:

Předkládaná disertační práce se zabývá elektrochemickým chováním a stanovením léčiv typu 1,4-benzodiazepinů (BDZ) na různých elektrodových materiálech. BDZ patří mezi nejčastěji předepisovaná psychofarmaka se širokým spektrem účinků, která se využívají v lékařské praxi při léčbě panických a úzkostných poruch, záchvatů, svalových křečí nebo při závislosti na alkoholu. Cyklická voltametrie (CV) a diferenční pulsní voltametrie (DPV) byly použity ke studiu elektrochemického chování a stanovení diazepamu (DZ), nordiazepamu (NDZ), bromazepamu (BZ) a alprazolamu (ALZ) na třech elektrodách - meniskem modifikované stříbrné pevné amalgámové elektrodě (m-AgSAE), uhlíkové pastové elektrodě (CPE) a borem dopované diamantové elektrodě (BDDE). Elektrochemické chování a stanovení diazepamu, nordiazepamu, bromazepamu a alprazolamu bylo studováno pomocí m-AgSAE. Elektrochemické chování 1.10-4 mol dm-3 BDZ bylo zkoumáno v prostředích směsí různých základních elektrolytů (Brittonův-Robinsonův (BR) pufr, citrátový pufr, sodnofosfátový pufr a NaOH) a methanolu v poměru (9:1) v odpovídajícím rozsahu pH. Ke studiu reverzibility a řídících dějů byla použita CV v optimálních prostředích. Bylo potvrzeno, že redukce BDZ na m-AgSAE probíhá irreverzibilně a řídícím dějem je vždy difuze. Před měřením koncentrační závislosti BDZ byla provedena optimalizace DPV. Dosažené meze stanovitelnosti (LOQ) studovaných benzodiazepinů byly 3,1.10-7 mol dm-3 (DZ), 4,3.10?7 mol dm?3 (NDZ), 5,6.10?7 mol dm?3 (BZ) a 5,0.10?7 mol dm?3 (ALZ). Uhlíková pastová elektroda byla použita ke studiu elektrochemického chování a stanovení BZ a ALZ. Elektrochemické chování 1.10?4 mol dm?3 BZ a ALZ bylo zkoumáno v prostředí směsi BR pufr a methanolu (9:1) v rozsahu pH 2-12. Uhlíková pasta byla připravena smícháním grafitového prášku (Fluka nebo Merck) a Nujolu v hmotnostních poměrech 70:30, 60:40 a 50:50. Mechanismus redukce bromazepamu a alprazolamu na CPE je irreverzibilní a řídícím dějem je u BZ adsorpce, respektive difuze (ALZ). Kalibrační závislost byla měřena pomocí optimalizované DPV a vypočtené LOQ byly 3,8.10?7 mol dm?3 (BZ) a 4,2.10?7 mol dm?3 (ALZ). Posledním elektrodovým materiálem, který byl použit ke studiu elektrochemického chování a stanovení BZ a ALZ byla borem dopovaná diamantová elektroda. Elektrochemické chování 1.10?4 mol dm?3 BZ a ALZ bylo zkoumáno v prostředí směsi BR pufr a methanolu (9:1) v rozsahu pH 2-12 pomocí komerční a lab-made BDDE s různou koncentrací boru v diamantovém filmu (B/C) ? komerční BDDE 1000 ppm (B/C) a lab-made BDDE 1000, 2000, 4000 a 8000 ppm (B/C). Obě studované látky jsou irreverzibilně redukovány na patřičné BDDE a řídícím dějem je u obou studovaných látek difuze. Dosažené meze stanovitelnosti (LOQ) byly 5,2.10?7 mol dm?3 (BZ) a 7,3.10?7 mol dm?3 (ALZ). Použitelnost vyvinutých voltametrickýh metod byla demonstrována při stanovení BDZ ve farmaceutických přípravcích Diazepam?, Lexaurin?, Xanax? a v moči pomocí metody standardního přídavku.

Abstract:

The presented dissertation thesis deals with the electrochemical behaviour and determination of drugs based on 1,4-benzodiazepines (BDZ) at various electrode materials. BDZ are the most commonly prescribed psychotropic drugs with a wide spectrum of effects which are used in medical practice in the treatment of panic and anxiety disorders, seizures, muscle spasms, or alcohol dependence. Cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) were used to study of electrochemical behaviour and determination of diazepam (DZ), nordiazepam (NDZ), bromazepam (BZ), and alprazolam (ALZ) by means of three electrodes: meniscus modified silver solid amalgam electrode (m-AgSAE), carbon paste electrode (CPE), and boron doped diamond electrode (BDDE). Electrochemical behaviour and determination of diazepam, nordiazepam, bromazepam, and alprazolam were studied using m-AgSAE. The electrochemical behaviour of 1×10-4 mol dm-3 BDZ was studied in the different mixtures of background electrolytes (Britton-Robinson (BR) buffer, citrate buffer, sodium phosphate buffer, and NaOH) and methanol (9:1) in an appropriate pH range. CV in the optimal media was used for study of reversibility and type of processes. The reduction of BDZ on m-AgSAE was proved to be proceeded always irreversibly and to be diffusion-controlled. The parameters of DPV were optimized before measuring of the BDZ concentration dependence. The achieved limits of quantification (LOQ) of the studied benzodiazepines were 3.1×10-7 mol dm-3 (DZ), 4.3×10-7 mol dm?3 (NDZ), 5.6×10?7 mol dm?3 (BZ), and 5.0×10?7 mol dm?3 (ALZ). Carbon paste electrode was used to the study of electrochemical behaviour and determination of BZ and ALZ. The electrochemical behaviour of 1×10?4 mol dm?3 BZ and ALZ was examined in the mixture of BR buffer and methanol (9: 1) in the pH range from 2 to 12. The carbon paste was prepared by mixing of graphite powder (Fluka and Merck) and Nujol in the weight ratios of 70:30, 60:40, and 50:50. The mechanism of BZ and ALZ reduction on CPE is irreversible and it is controlled by adsorption (BZ) and by difussion (ALZ), respectively. The calibration dependence was measured by means of DPV with the optimized parameters and the calculated values of LOQ were 3.8×10?7 mol dm?3 (BZ) and 4.2×10?7 mol dm?3 (ALZ). Finally, boron-doped diamond electrode was used to the study of the BZ and ALZ electrochemical behaviour and determination. The electrochemical behaviour of 1×10?4 mol dm?3 BZ and ALZ was examined in the mixture of BR buffer and methanol (9:1) in the pH range from 2 to 12 by means of commercial and lab-made BDDE with the different concentration of boron in the diamond film (B/C) ? commercial BDDE of 1000 ppm (B/C) and lab-made BDDE of 1000, 2000, 4000 and 8000 ppm (B/C). Both of the tested substances are irreversibly reduced at the appropriate BDDE and their reduction is diffusion-controlled. The limits of quantification (LOQ) were 5.2×10?7 mol dm?3 (BZ) and 7.3×10?7 mol dm?3 (ALZ). The applicability of the developed methods were demonstrated by analysis of BDZ in the pharmaceutical preparations Diazepam?, Lexaurin?, Xanax?, and in urine using the standard addition method.

Keywords

1, 4-benzodiazepiny, meniskem modifikovaná stříbrná pevná amalgámová elektroda, uhlíková pastová elektroda, borem dopovaná diamantová elektroda, analýza léčiv

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 6. 2017

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Zuzana Navrátilová, CSc.

University of Ostrava

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Analytical Chemistry / Analytická chemie heterogenních systémů