The Potentiometric Quantification of Chondroitin Sodium Sulfate Using Ion-Selective Electrodes

Abstract

Chondroitin sodium sulfate is an anionic polysaccharide widely used in pharmaceutical practice as an active ingredient of mono- and multicomponent medicinal products, and its quantitative determination is an essential stage of the quality control. It has been found that the application of potentiometric titration with ion-selective electrodes can increase the accuracy and objectivity of the quantitative analysis, which is of great importance for ensuring the quality and safety of medicines.The aim of the study was to develop and validate a potentiometric method for the quantitative determination of chondroitin sodium sulfate in the substance and in a combined medicinal product in the form of the sachet powder.The study objects were chondroitin sodium sulfate substance and a combined medicinal product containing chondroitin sodium sulfate in combination with D-glucosamine sodium sulfate, methylsulfonylmethane, sodium hyaluronate, ascorbic and citric acids, and sorbitol. The conditions of the potentiometric titration with 0.001 M solution of cetylpyridinium chloride were studied using an ion-selective electrode based on cetylpyridinium ionic associates with some lipophilic anions. The titrant was standardized using sodium dodecyl sulfate as a primary standard, as well as the substance itself. The equivalence point was determined from the titration curve and its mathematically processed forms (differential curve, first derivative, and Gran functions).It has been found that the plasticized membrane ion-selective electrodes based on cetylpyridinium associates with dodecyl sulfate and tetraphenylborate anions are characterized by a stable near-Nernstian response in the operating rangeof cetyl-pyridinium concentrations of 10–3 – 10–6 molL–1. The analytical characteristics of the electrodes remained stable for at least 30 consecutive titrations. The selectivity of the reaction between chondroitin sodium sulfate and cetylpyridinium chloride was found, ensuring a clear determination of the equivalence point even in the presence of other mixture components. The influence of pH on the titration results was evaluated; it was shown that in the pH range of 4 – 8 the shape of titration curves and potential values remained constant, confirming the robustness of the method. The accuracy, precision, linearity (within 80 – 120 % of the nominal content of the analyte), and the reproducibility of the method were characterized.It has been experimentally demonstrated that the potentiometric method proposed is accurate, selective, and reproducible for the quantitative determination of chondroitin sodium sulfate both in pure form and in combined medicinal products. The results obtained confirm the analytical suitability of the method developed and the prospects of its implementation in the pharmaceutical analysis practice for the quality control of substances and combined medicinal products of small-scale and industrial production.

Хондроїтин натрію сульфат є аніонним полісахаридом, який широко застосовують у фармацевтичній практиці як ак-тивний інгредієнт моно- та багатокомпонентних лікарських засобів і кількісне визначення якого є важливим етапом контролю якості. З’ясовано, що застосування потенціометричного титрування з іон-селективними електродами до-зволяє підвищити точність і об’єктивність кількісного аналізу, що має важливе значення для забезпечення якості та безпеки лікарських засобів.Метою роботи були розробка та валідація методики кількісного потенціометричного визначення хондроїтин натрію сульфату в субстанції та у складі комбінованого лікарського засобу у формі порошку в саше-пакетах.Об’єктами дослідження були субстанція хондроїтин натрію сульфату та комбінований лікарський засіб, що містить хондроїтин натрію сульфат у поєднанні з D-глюкозаміну натрію сульфатом, метилсульфонілметаном, натрію гіалуро-натом, аскорбіновою та лимонною кислотами, а також сорбітолом. Розглянуто умови потенціометричного титрування 0,001 М розчином цетилпіридинію хлориду з використанням іон-селективного електрода на основі іонних асоціатів цетилпіридинію з деякими ліпофільними аніонами. Стандартизацію титранту здійснювали із застосуванням додецил-сульфату натрію як первинного стандарту, а також із використанням субстанції. Точку еквівалентності визначали за кривою титрування та її математично обробленими формами (диференційна крива, перша похідна та функції Грана).З’ясовано, що досліджувані пластифіковані мембранні іон-селективні електроди на основі асоціатів цетилпіридинію з додецилсульфат- та тетрафенілборат-аніонами характеризуються стабільним відгуком, близьким до нернстівського, у робочому діапазоні концентрацій цетилпіридинію 10–3–10–6 моль л–1. Аналітичні характеристики електродів зали-шалися стабільними протягом щонайменше 30 послідовних титрувань. Виявлено селективність реакції між хондроїтин натрію сульфатом та цетилпіридинію хлоридом, що забезпечує чітке визначення точки еквівалентності навіть у при-сутності інших компонентів суміші. Оцінено вплив рН середовища на результати титрування; з’ясовано, що в діапазоні рН 4 – 8 форма кривих титрування та значення потенціалу залишаються сталими, що підтверджує робастність мето-дики. Схарактеризовано точність, прецизійність, лінійність (у межах 80 – 120 % від номінального вмісту аналіту) та відтворюваність методики.Експериментально продемонстровано, що запропонована потенціометрична методика є точною, селективною та від-творюваною для кількісного визначення хондроїтин натрію сульфату як у чистому вигляді, так і у складі комбінованих лікарських засобів. Отримані результати підтверджують аналітичну придатність розробленої методики й перспектив-ність її впровадження в практику фармацевтичного аналізу для контролю якості субстанцій і комбінованих лікарських засобів малосерійного та промислового виробництва