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Ciências Biofarmacêuticas, Biomed Biopharm Res., 2021; 18(2):228-237

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Métodos de espectroscopia rápida UV-Vis para quantificação de comprimidos de ranitidina

Patrícia Rijo 1,2*, Lara Ribeiro 1, Marisa Nicolai 1, Paula Pereira 1,3,4, Célia Faustino2*

 

1Center for Research in Biosciences & Health Technologies (CBIOS), Universidade Lusófona de Humanidades e Tecnologias, 1749-024 Lisboa, Portugal; 2Research Institute forMedicines (iMed.ULisboa), Faculty of Pharmacy, Universidade de Lisboa, Av. Prof. Gama Pinto, 1649–003, Lisbon, Portugal; 3Center for Natural Resources and Environment (CERENA), Instituto Superior Técnico (IST), Universidade de Lisboa, Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa, Portugal; 4EPCV-ULHT-Universidade Lusófona de Humanidades e Tecnologias, 1749-024 Lisboa, Portugal

 

*autores para correspondênciaEste endereço de email está protegido contra piratas. Necessita ativar o JavaScript para o visualizar.; Este endereço de email está protegido contra piratas. Necessita ativar o JavaScript para o visualizar.

Resumo

A ranitidina é um antagonista do receptor de histamina H2 que inibe a secreção de ácido gástrico, normalmente utilizado no tratamento e profilaxia da úlcera péptica e da doença do refluxo gastroesofágico. Os comprimidos de cloridrato de ranitidina estão disponíveis em vários países europeus e também nos EUA para o alívio da indigestão e da azia. Foram analisados comprimidos comerciais de 150 mg de ranitidina que exigiu a extração do fármaco hidrossolúvel, evitando assim a utilização de solventes orgânicos. Foram utilizadas soluções aquosas do padrão de cloridrato de ranitidina para construir as curvas de calibração. Esta experiência descreve um procedimento verde simples, barato e não perigoso para a quantificação de comprimidos de ranitidina por espectrofotometria UV, podendo ser adaptado para o ensino laboratorial. O procedimento proporciona uma oportunidade pedagógica para lidar com um problema analítico real, típico de um laboratório de controlo de qualidade, utilizando uma amostra farmacêutica que transverte uma experiência simples numa sessão laboratorial contextualizada e atrativa. Foi determinado um teor médio de 148 ± 1 mg de ranitidina utilizando tanto o método de adição padrão como o método de calibração externa e os resultados encontram-se em consonância com a Farmacopeia.

 

Palavras-chave: Química analítica, ranitidina, medicamentos/farmacêuticos, análise quantitativa, Espectroscopia UV-Vis

 

Recebido: 01/09/2021; Aceite: 21/12/2021

 

Introdução

A espectroscopia UV-Vis é uma técnica analítica simples e rápida, utilizada rotineiramente em conjunto com outras técnicas analíticas na indústria farmacêutica, em áreas como controlo e garantia de qualidade1. Diversos trabalhos têm descrito a quantificação de substâncias contidas em amostras, usando a técnica de espectrofotometria UV, nomeadamente nas áreas farmacêutica, biotecnológica e ambiental, bem como no âmbito dos produtos alimentares (2-21).

Compostos orgânicos conjugados, incluindo alguns fármacos e macromoléculas biológicas (por exemplo, proteínas e ácidos nucleicos) absorvem radiação na região do ultravioleta (UV)-visível (vis) do espectro eletromagnético. Esta análise quantitativa baseia-se na relação entre a absorção de radiação e a concentração da espécie absorvente, em solução, que é descrita matematicamente pela lei de Lambert-Beer, A = elc, sendo A a absorvância num comprimento de onda fixo, e a absortividade molar, l o percurso ótico e c a concentração.

Esta experiência teve como objetivo a introdução da técnica de espectroscopia ultravioleta-visível a alunos que frequentam aulas de Química Orgânica Farmacêutica e descreve um procedimento laboratorial simples, barato e verde (sem solventes orgânicos) para o ensaio quantitativo de ranitidina, em comprimidos comerciais contendo 150 mg do fármaco.

A ranitidina é um antagonista da histamina H2-receptor que inibe a secreção de ácido gástrico induzida pela histamina, pentagastrina e outros secretagogo. O cloridrato de ranitidina (Figura 1) é um pó cristalino, branco ou amarelo-pálido, solúvel em água.

Figura 1 - Cloridrato de ranitidina

  

 

 

A ranitidina é geralmente utilizada no tratamento e profilaxia da úlcera péptica e da doença do refluxo gastroesofágico, e também quando a redução da secreção gástrica e da produção de ácido é desejável. Também pode ser administrada com anti-inflamatórios não esteróides (AINEs) para reduzir o risco de ulceração. A dose habitual de ranitidina é de 150 mg duas vezes por dia ou 300 mg uma vez por dia, geralmente à noite.

Comercialmente, estão disponíveis várias formulações de cloridrato de ranitidina, para o alívio da indigestão e da azia, incluindo os comprimidos de 150 mg. Cada comprimido para administração oral contém 168 mg de cloridrato de ranitidina (equivalente a 150 mg de base livre de ranitidina anidra). 

São fornecidos aos estudantes comprimidos de 150 mg de ranitidina e uma solução mãe de cloridrato de ranitidina para a preparação de soluções padrão de ranitidina a serem utilizadas na construção de uma curva de calibração. Os comprimidos de ranitidina devem ser submetidos a tratamento pré-analítico para extração seletiva e diluição, para posterior quantificação.

A massa (mg) de ranitidina no comprimido é determinada, a partir da curva de calibração obtida, e o valor é comparado com o rótulo do fabricante, de acordo com as especificações da Farmacopeia. As monografias oficiais da Farmacopeia Europeia (22) (e também da USP (23)) declaram que os comprimidos de ranitidina contêm uma quantidade de cloridrato de ranitidina (C13H23ClN4O3S) equivalente a não menos do que 90,0 % e não mais do que 110,0 % da quantidade rotulada de ranitidina (C13H22N4O3S) (24).

Todo o procedimento laboratorial é executado numa sessão de três horas de laboratório e é idealmente realizado por estudantes que trabalham em grupo. Deste modo, proporciona-se aos estudantes a oportunidade de lidar com um problema analítico real e a possibilidade de utilizar uma amostra farmacêutica, transformando a experiência numa sessão laboratorial atrativa e envolvente. Embora originalmente destinada a estudantes de Química Orgânica Farmacêutica, a experiência é suficientemente simples para ser realizada por estudantes de um curso de química geral e é também adequada para estudantes do ensino secundário, desde que esteja disponível um espectrofotómetro UV.

Materiais e Métodos

Reagentes

O cloridrato de Ranitidina foi obtido de Sigma-Aldrich e utilizado como recebido. Os comprimidos de cloridrato de ranitidina OTC com uma quantidade rotulada de 150 mg de ranitidina foram comprados a uma farmácia local. Foram efetuadas medições de absorvância dez vezes para os brancos e em triplicado para os padrões e amostra a 25 °C com um espectrofotómetro UV-1603 ultravioleta-visível Shimadzu (Quioto, Japão), utilizando células de quartzo de 1 cm de comprimento e água destilada (solvente) como branco de referência.

Procedimento experimental

Foram efetuados métodos de adição padrão e calibração externa para quantificar a ranitidina em comprimidos comerciais.

Em primeiro lugar, no método de calibração externa, o cloridrato de ranitidina foi dissolvido em água a fim de preparar uma solução de mãe de 500,0 µg mL-1 que foi fornecida aos estudantes. A partir da solução mãe, os estudantes realizaram diluições em série para preparar soluções padrão de 25 mL de cloridrato de ranitidina com concentrações na gama de 1,00-20,00 µg mL-1 para serem utilizadas na construção de uma curva de calibração.

A preparação da amostra farmacêutica foi baseada no ensaio descrito na Farmacopeia (22,23) para comprimidos de ranitidina. Cinco comprimidos de ranitidina de 150 mg foram ponderados com precisão e esmagados com um almofariz e pilão. Uma quantidade de pó equivalente ao valor médio da massa de um comprimido foi dissolvida em água destilada, com agitação suave, para um volume final de 500 mL. A solução foi filtrada e foi realizada uma diluição de 1:100 do filtrado, levando a amostra farmacêutica a ser analisada, com concentração teórica de ranitidina de 3,00 µg mL-1.

Em segundo lugar, no método de adição padrão, a partir da solução de amostra previamente preparada (3,00 µg mL-1), foram adicionados 2,50 mL ao balão volumétrico de 25 mL e as soluções padrão foram misturadas e diluídas em concentrações de cloridrato de ranitidina na gama de 1,0-20,0 µg mL-1.

Os espectros de absorção UV da solução mãe de cloridrato de ranitidina e da amostra farmacêutica foram registados entre 400 e 200 nm, utilizando água destilada como branco de referência, de modo a comparar os dois perfis e determinar o(s) comprimento(s) de onda de absorção máxima. As medições de absorção de soluções de cloridrato de ranitidina foram realizadas em triplicado, nos comprimentos de onda de absorção máxima.

Para a quantificação rigorosa e precisa do teor de ranitidina recorreu-se à determinação do limite de deteção (LOD), Equação 1, que corresponde à menor quantidade de analito detetável, e do limite de quantificação (LOQ), Equação 2, que por sua vez corresponde à menor quantidade de analito quantificável (25).

 

Sendo σ o desvio padrão das leituras de absorvância do branco e S o declive da curva de calibração.

Desta forma foram realizadas dez medições de absorvância do branco, no comprimento de onda de máxima absorção da ranitidina, para garantir um desvio padrão relativo (RSD) inferior a 10%, tal como é recomendado pela IUPAC (26).

Resultados e Discussão

Os espectros de absorção UV da solução mãe de cloridrato de ranitidina e da solução de amostra farmacêutica são mostrados na Figura 2.

Figura 2 - Espectro de absorção UV de uma solução mãe de 10,0 µg mL-1 de cloridrato de ranitidina (curva superior) e uma solução de uma amostra comercial (curva inferior) registada entre 400 e 200 nm.

 
 
 

As soluções aquosas de amostra e de mãe mostram dois picos de absorção a 314 nm e 227 nm. As medições de absorção são então realizadas a 314 nm e 227 nm contra água destilada como branco de referência. Para quantificar a ranitidina em pastilhas, os estudantes têm de converter a quantidade de cloreto de ranitidina para a forma básica da ranitidina. Em solução, a espécie absorvente é a ranitidina, uma vez que a presença de cloreto de hidrogénio é apenas para estabilizar a molécula de ranitidina da oxidação. Os valores típicos de absorção média e concentração retificada de ranitidina são mostrados na Tabela 1.

A partir dos dados da Tabela 1 são obtidas curvas de calibração (Figura 3) traçando os valores de absorção contra a concentração de ranitidina. Os gráficos de calibração da ranitidina obedeceram à lei Lambert-Beer na gama de concentrações estudada de 0,9-17,9 µg mL-1, pelo que se observa uma relação linear entre absorção e concentração.

 

Tabela 1 - Absorvância média (Abs), desvio padrão (σ) e desvio padrão relativo (RSD) de soluções de cloridrato de ranitidina, a 227 nm e 314 nm, para os métodos de adição padrão e de calibração externa. 

 

 

Figura 3 - Curvas de calibração padrão para ranitidina obtidas a 227 nm e 314 nm, pelos métodos de calibração externa (A) e adição padrão (B). Notar a sobreposição de pontos de dados/curva de calibração no painel B.

 

 

As equações desta linha reta podem ser obtidas a partir da análise de regressão utilizando um programa de computador ou uma calculadora científica ou gráfica, permitindo assim determinar a concentração de ranitidina (µg mL-1) na solução da amostra e no comprimido farmacêutico original, tendo em conta o fator de diluição (Tabela 2).

Tabela 2 - Gama de quantificação, equação da curva de calibração, quadrado do coeficiente de correlação, limite de deteção (LOD), limite de quantificação (LOQ), massa de ranitidina, erro relativo a 227 nm e 314 nm para os métodos de calibração externa e de adição padrão.

 

A massa de ranitidina (mg) no comprimido prescrito é então determinada a partir da concentração de ranitidina (mg/ tablete) na amostra farmacêutica e o valor obtido é comparado com a alegação rotulada do fabricante e com as especificações da Farmacopeia Europeia para comprimidos de ranitidina. Os resultados médios dos estudantes são de 148 ± 1 mg de ranitidina, estando concordante com a gama percentual tolerável e esperada da alegação rotulada, conforme estabelecido pela Farmacopeia (22, 23).

Conclusão

O procedimento experimental apresentado para quantificação do medicamento hidrossolúvel ranitidina, um antagonista do recetor de histamina H2, representa uma experiência laboratorial não perigosa, simples e reprodutível que pode ser conduzida a um nível de graduação.

A utilização da espectrofotometria UV permitiu a quantificação da ranitidina nos comprimidos analisados. Foi calculado um teor médio de 148 ± 1 mg de ranitidina, de acordo com as especificações da Farmacopeia Europeia, em concordância com a quantidade pedida pelo rótulo. A relação, entre as absorvâncias máximas a 227 nm e 314 nm, é de 1,05 e 1,07 para as soluções padrão, mãe e amostra, respetivamente, também em conformidade com a Farmacopeia (22,23).

Os métodos utilizados foram considerados simples, rápidos, exatos, precisos e facilmente implementados numa classe laboratorial de três horas. Além disso, a exigência de reagentes facilmente disponíveis que são baratos e seguros de manusear torna o método analítico um método confiável e também económico. A quantificação proposta de ranitidina em comprimido pode ser utilizada tanto a 227 nm e/ou a 314 nm usando os método padrão externo e/ou de adição padrão, mostrando erro relativo na mesma ordem de grandeza.

Declaração sobre as contribuições do autor

P.R., L.R., M.N., P.P., C.F. - conceção e desenho do estudo; - M.N implementação experimental; M.N., P.P. - análise de dados; M.N., P.P - redação, edição e revisão; M.N - figuras e gráficos; P.R., L.R., M.N., P.P., C.F - supervisão e redação final.

Financiamento

Este trabalho é financiado por fundos nacionais através da FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia, ao abrigo dos projetos UIDB/04567/2020 e UIDP/04567/2020. P.P. agradece o apoio da CERENA ao abrigo projeto estratégico FCT-UID/ECI/04028/2019.

Agradecimentos

Os autores agradecem a todos os participantes.

Conflito de interesses

Os autores declaram que não existe qualquer relação financeira ou pessoal que possa apresentar um potencial conflito de interesses.

 

Referências

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