Модификация методики определения цинка в инсулинах методом атомно-абсорбционной спектрометрии

Актуальность. Хлороводородная кислота, используемая на стадии пробоподготовки при определении содержания цинка в субстанциях и препаратах инсулина методом атомно-абсорбционной спектрометрии, является прекурсором наркотических веществ и психотропных препаратов. Исключение прекурсоров из лабораторной практики заметно снижает трудозатраты при проведении анализа.

Цель. Модификация фармакопейной методики определения цинка в инсулинах, направленная на исключение прекурсоров наркотических веществ, и оценка применимости модифицированной методики для анализа препаратов инсулина.

Материалы и методы. Фармацевтические субстанции и препараты инсулина различных лекарственных форм и дозировок. Определение содержания цинка проводили на атомно-абсорбционном спектрометре Agilent 240FS при характеристической длине волны 213,86 нм.

Результаты. Подобраны условия проведения элементного анализа (концентрация азотной кислоты, ширина щели монохроматора, время стабилизации пламени), обеспечивающие соответствие фармакопейным требованиям к определению цинка в инсулинах (RSD≤1,4% для стандартного раствора цинка с концентрацией 0,8 мг/дм³, коэффициент корреляции калибровочного графика не менее 0,99). Проведено сравнение результатов измерения содержания цинка в исследуемых образцах при использовании в качестве растворителя хлороводородной или азотной кислоты. Сравнение модифицированной методики с фармакопейной не выявило существенного расхождения в результатах определения цинка при замене хлороводородной кислоты на азотную.

Выводы. Модифицированная методика позволяет проводить анализ содержания цинка в различных лекарственных формах инсулина без использования прекурсоров наркотических веществ.

1. Bolli GB, Cheng AYY, Owens DR. Insulin: evolution of insulin formulations and their application in clinical practice over 100 years. Acta Diabetol. 2022;59(9):1129–44. https://doi.org/10.1007/s00592-022-01938-4

2. Хамидуллина ЗЗ, Нагаев ИР, Бобрик АГ, Авзалетдинова ДШ, Моругова ТВ, Загидуллин НШ, Гареева ДФ. Предикторы летального исхода при тяжелом течении коронавирусной инфекции у пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Эндокринология: Новости. Мнения. Обучение. 2022;11(3):15–26. https://doi.org/10.33029/2304-9529-2022-11-3-15-26

3. Миронова СВ, Козиолова НА, Улыбина ЕВ. Риск развития хронической сердечной недостаточности у больных сахарным диабетом 2 типа, получающих терапию инсулином: метаанализ наблюдательных исследований. Российский кардиологический журнал. 2023;28(3):56–62. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2023-5375

4. Гражданкина ДВ, Бондарь ИА, Демин АА. Оценка значения факторов, ассоциированных с развитием отдаленных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий при сахарном диабете второго типа. Лечащий врач. 2022;(7–8):27–35. https://doi.org/10.51793/OS.2022.25.8.004

5. Акимов ПА. Прекоматозное состояние как фактор насильственной смерти больных сахарным диабетом: случаи из экспертной практики. Судебная медицина. 2022;8(2):59–64. https://doi.org/10.17816/fm689

6. Остроумова ОД, Суркова ЕВ, Голобородова ИВ, Стародубова АВ, Кочетков АИ, Кикнадзе ТД, и др. Гипогликемии и риск когнитивных нарушений и деменции у больных пожилого и старческого возраста с сахарным диабетом 2 типа. Сахарный диабет. 2020;23(1):72–87. https://doi.org/10.14341/DM10202

7. Sun H, Saeedi P, Karuranga S, Pinkepank M, Ogurtsova K, Duncan BB, et al. IDF Diabetes Atlas: Global, regional and country-level diabetes prevalence estimates for 2021 and projections for 2045. Diabetes Res Clin Pract. 2022;183:109119. https://doi.org/10.1016/j.diabres.2021.109119

8. Дедов ИИ, Шестакова МВ, Викулова ОК, Железнякова АВ, Исаков МА. Эпидемиологические характеристики сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический анализ по данным регистра сахарного диабета на 01.01.2021. Сахарный диабет. 2021;24(3):204–21. https://doi.org/10.14341/DM12759

9. Пашкова ЕЮ, Гезалян МА. Время менять стереотипы: новый взгляд на фиксированные комбинации инсулинов. Эндокринология: Новости. Мнения. Обучение. 2021;36(3):59–65. https://doi.org/10.33029/2304-9529-2021-10-3-59-65

10. Swain J, Jena S, Manglunia A, Singh J. The journey of insulin over 100 years. J Diabetol. 2022;13(1):8–15. https://doi.org/10.4103/jod.jod_100_21

11. Manoharan C, Singh J. Addition of zinc improves the physical stability of insulin in the primary emulsification step of the poly (lactide-co-glycolide) microsphere preparation process. Polymers. 2015;7(5):836–50. https://doi.org/10.3390/polym7050836

12. Jarosinski MA, Dhayalan B, Chen YS, Chatterjee D, Varas N, Weiss MA. Structural principles of insulin formulation and analog design: A century of innovation. Mol Metab. 2021;52:101325. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2021.101325

13. Dunn MF. Zinc–ligand interactions modulate assembly and stability of the insulin hexamer – a review. Biometals. 2005;18(4):295–303. https://doi.org/10.1007/s10534-005-3685-y

14. Brange J. Galenics of insulin: the physico-chemical and pharmaceutical aspects of insulin and insulin preparations. Springer; 2012. https://doi.org/10.1007/978-3-662-02526-0

15. Das A, Shah M, Saraogi I. Molecular aspects of insulin aggregation and various therapeutic interventions. ACS Bio Med Chem Au. 2022;2(3):205–21. https://doi.org/10.1021%2Facsbiomedchemau.1c00054

16. Link FJ, Heng JYY. Unraveling the impact of pH on the crystallization of pharmaceutical proteins: a case study of human insulin. Cryst Growth Des. 2022;22(5):3024–33. https://doi/10.1021/acs.cgd.1c01463

17. El-Gharbawy RM, Emara AM, Abu-Risha SES. Zinc oxide nanoparticles and a standard antidiabetic drug restore the function and structure of beta cells in Type-2 diabetes. Biomed Pharmacother. 2016;84:810–20. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.09.068

18. Jiang J, Pi J, Cai J. The advancing of zinc oxide nanoparticles for biomedical applications. Bioinorg Chem Appl. 2018;2018:1062562. https://doi.org/10.1155/2018/1062562

19. Майоров АЮ, Драй РВ, Каронова ТЛ, Авдеева ОИ, Макаренко ИЕ, Кокшарова ЕО и др. Оценка биоподобия препаратов РинГлар® (ООО «Герофарм», Россия) и Лантус® («Санофи-Авентис Дойчланд ГмбХ», Германия) с использованием метода эугликемического гиперинсулинемического клэмпа у пациентов с сахарным диабетом 1 типа: двойное слепое рандомизированное клиническое исследование. Сахарный диабет. 2020;23(4):304–15. https://doi.org/10.14341/DM10095

20. Ata S, Wattoo FH, Ahmed M, Wattoo MHS, Tirmizi SA, Wadood A. A method optimization study for atomic absorption spectrophotometric determination of total zinc in insulin using direct aspiration technique. Alexandria J Med. 2015;51(1):19–23. https://doi.org/10.1016/j.ajme.2014.03.004

21. Shkunnikova S, Širac T, Lalić K, Kulišić A, Jablan J. Comparison of Zn content in rapid-acting insulin and biphasic suspension by FAAS. Croat Chem Acta. 2021;94(2):P1–P8. https://doi.org/10.5562/cca3830

22. Qadir MA, Ahmed M, Ahmed S. Improved limit of detection and quantitation development and validation procedure for quantification of zinc in Insulin by atomic absorption spectrometry. Pak J Pharm Sci. 2015;28(3):875–9. PMID: 26004720

23. Wu S, Feng X, Wittmeier A. Microwave digestion of plant and grain reference materials in nitric acid or a mixture of nitric acid and hydrogen peroxide for the determination of multi-elements by inductively coupled plasma mass spectrometry. J Anal At Spectrom. 1997;12(8):797–806. https://doi.org/10.1039/A607217H

24. Castro JT, Santos EC, Santos WP, Costa LM, Korn M, Nóbrega JA, et al. A critical evaluation of digestion procedures for coffee samples using diluted nitric acid in closed vessels for inductively coupled plasma optical emission spectrometry. Talanta. 2009;78(4–5):1378–82. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2009.02.030

25. Альмашев РО, Романько НА, Лапинская ТН, Таразова ЭН, Сергеев ДС, Гатина РФ, Михайлов ЮМ. Применение атомно-абсорбционной спектроскопии при определении неоганических компонентов в порохах и промышленных отходах пороховых производств. Бутлеровские сообщения. 2012;30(5):132–8. EDN: PCFIUT

26. Пупышев АА. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. М.: Техносфера; 2009. EDN: QKCKEH