Средства измерения массы и объема
Процесс изготовления лекарственной формы представляет собой комплекс операций, неразрывно связанных с измерением массы лекарственных, а также вспомогательных веществ различного назначения. Высокие требования, предъявляемые к точности отпускаемых лекарственных форм, определяют значение операций измерения, проводимых в аптеке. Фармацевт должен безукоризненно знать устройство и работу дозирующих устройств и предъявляемые к ним метрологические требования.
Определение массы отдельных компонентов, а также готовой лекарственной формы, включая ее дозирование на отдельные приемы, технически может проводиться двояко: по массе (взвешиванием) и по объему (отмериванием).
Измерение массы вещества
Для измерения массы тел служат приборы, называемые весами. В аптечной практике применяются рычажные весы, относящиеся к категории технических весов 2-го класса.
Виды весов
Весы ручные (ВР) подвесные. Весы (рис. 4.1) с наибольшей допустимой нагрузкой 1, 5, 20 и 100 г предназначены для взвешивания сыпучих веществ. Они представляют собой небольшой длины (100-200 мм) равноплечее металлическое коромысло (2), на концах которого на грузоприемных призмах, укрепленных в коромысле, подвешиваются пластмассовые чашки (3). В центре коромысла на опорной призме укреплена направленная вверх стрелка, совершающая колебания в просвете обоймицы (1), снабженной кольцом. Чашечки подвешиваются на шелковых шнурах, без перекоса; свободный конец шнуров, служащий для тарирования весов, должен быть длиной 3-5 см. Правильное положение руки при взвешивании на ручных весах показано на рис. 4.2, а. Для предохранения призмы весы хранят в подвешенном виде (рис. 4.2, б) или укладывают в коробку.
Весы тарирные на колонке (ВКТ). Весы (рис. 4.3) с наибольшей допустимой нагрузкой 200 и 1000 г предназначены для взвешивания твердых, жидких и густых веществ. Тарирными они называются потому, что отвешиванию всегда предшествует операция тарирования - уравновешивания массы тары (с помощью дроби). Основной частью весов является равноплечее металлическое коромысло с тремя призмами: двумя концевыми грузоподъемными и одной средней - опорной. Последняя опирается на стальную подушку, укрепленную на колонке весов. На обе грузоподъемные призмы подвешиваются стремена с лежащими на них съемными пластмассовыми чашечками. В коромысле укреплена перпендикулярно к нему направленная вниз, заостренная на конце длинная указательная стрелка. На концах коромысла укреплены на резьбе два винта с навинченными на них гайками, Которые служат для уравновешивания ненагруженных весов. На колонке весов на шелковом шнуре подвешен отвес для правильной установки весов. Внизу к колонке привернута шкала с делениями. Среднее деление шкалы служит для указания равновесия весов при горизонтальном положении коромысла. Весы имеют арретир, при поднимании которого призмы отделяются от подушек, чашки же опускаются на доску весов. В таком нерабочем положении призмы весов предохраняются от излишнего истирания. Колонка весов укреплена на установочной доске. Снизу в доску ввернуты на резьбе два регулировочных винта, позволяющие производить установку весов по отвесу.
Наряду с весами тарирными в аптеках пользуются весами типа ВА - весы технические аптечные с максимальной нагрузкой 1000 г. Для взвешивания больших количеств лекарственных веществ в отделе запасов находят применение настольные, циферблатные и сотенные весы, широко, применяемые в торговле и промышленности.
Метрологические свойства весов
Весы должны обладать устойчивостью, верностью, чувствительностью и постоянством показаний.
Устойчивость - свойство весов, выведенных из равновесия, возвращаться после нескольких колебаний к первоначальному положению.
Верность (равноплечность) - свойство весов показывать правильное соотношение между массой взвешиваемого тела и стандартным грузом (равновесом). Вследствие невозможности обеспечить у весов абсолютно точное равенство плеч и в связи с трением, создающимся в опорных деталях механизма, весы всегда имеют ограниченную верность. В связи с этим для всех весов установлены максимальные допустимые погрешности, и весы считаются верными, если их погрешности не превышают установленных значений.
Проверку весов производят следующим образом (на примере тарирных весов). На левую чашку помещают гирю, масса которой равна 1/10 наибольшей нагрузки (например, 100 г для весов с нагрузкой 1 кг). На правую чашку ставят тарирный стаканчик с дробью и добиваются равновесия. Затем гирю и груз меняют местами. Если равновесие восстанавливается, то весы верны (равноплечи). При отсутствии равновесия на поднявшуюся чашку весов добавляют миллиграммовые гири до приведения весов в состояние равновесия. Масса добавленных гирь в этом случае будет являться величиной неравноплечности весов (погрешность). Совершенно аналогично проводится определение верности у ненагруженных весов и при полной их нагрузке. Государственными общесоюзными стандартами для каждого типоразмера весов установлены значения допустимых погрешностей (табл. 4.1).
Чувствительностью называется свойство весов давать заметное отклонение стрелки весов от положения равновесия при незначительном изменении нагрузки. Чувствительность определяется на весах, нагруженных на 1/10 от предельной нагрузки, предельно нагруженных и ненагруженных. Если груз, соответствующий величине допустимой погрешности (см. табл. 4.1), прибавленный на одну из чашек таких весов, вызывает стандартное отклонение стрелки, то весы считаются чувствительными. (Стандартным отклонением стрелки для ручных весов считают выход стрелки из обоймицы на 1/2 ее длины, для тарирных - отклонение от среднего деления не менее чем на 5 мм.) Чувствительность весов является весьма важным показателем, и знать ее величину необходимо для того, чтобы отчетливо представлять, с какой точностью может быть произведено взвешивание на данных весах.
Постоянством (неизменностью) показаний называется свойство весов показывать одинаковые результаты при многократных определениях массы тела, проводимых на данных весах в одних и тех же условиях. Причиной непостоянства показаний (при отсутствии заводских неисправностей) большей частью является недостаточно бережное отношение к весам как метрологическому прибору и несоблюдение правил взвешивания. Так, например, незаметное смещение отдельных частей при пользовании весами нарушит постоянство показаний. Оказывают влияние также условия, в которых производится взвешивание, в частности одностороннее нагревание коромысла (электрической лампой, солнечными лучами и пр.), вследствие чего может произойти удлинение одного плеча.
Гири и разновесы
Взвешивая тело, мы сравниваем его массу с величиной, принятой за единицу по международной метрологической системе мер. За единицу массы принимается килограмм. В повседневной аптечной практике основной единицей измерения массы лекарственного средства является грамм - тысячная доля килограмма. Названия низших единиц долей грамма образуются с помощью латинских приставок «деци» (0,1), «санти» (0,01) и «милли» (0,001). В рецепте слово «грамм» или его обозначение «г» опускается. Всякое число в рецепте, обозначенное десятичными знаками, целыми или дробными, принимается за выражение количества вещества в граммах, если нет других обозначений.
При взвешивании пользуются гирями, понимая под ними меры массы, начиная от 1 г. Граммовые и миллиграммовые гири комплектуются в наборы, называемые разновесами, которые помещаются в деревянные футляры с гнездами. В стандартный набор граммовых гирь входит следующее число гирь с массой в граммах: 500-1, 200-2, 100-1, 50-1, 20-2, 10-1, 5-1, 2-2 и 1-1. В миллиграммовый разновес входят гири с массой в миллиграммах: 500-1, 200-2, 100-1, 50-1, 20-2 и 10-1.
Граммовые гири цилиндрической формы, с головкой, делаются они из латуни или углеродистой стали и имеют никелевое или хромовое покрытия. Миллиграммовые гири имеют форму пластинок и изготавливаются из алюминия. В целях предупреждения ошибок миллиграммовый разновес делается разной формы: шестигранной (500, 50 мг), четырехгранной (200, 20 мг) и треугольной (100, 10 мг).
Исправность весового хозяйства аптечных учреждений контролируется представителями местных отделений Государственного комитета стандартов, мер и измерительных приборов СССР. Весы всех типов проверяются один раз в 2 года; такие же сроки проверки установлены и для разновесов. При этом на коромысла ручных и тарирных весов наносится клеймо с указанием года проверки (выбивают две последние цифры). Например цифра «85» означает, что проверка весов была проведена в 1985 г. Клеймению при проверке подвергаются также гири, начиная с гири массой 1 г.
Дозирование жидкостей по объему
Жидкие лекарственные формы (растворы, капли, микстуры, настои и др.) составляют около 60% общего объема лекарственных препаратов, приготавливаемых в аптеках ex tempore. Конечно, приготавливая жидкие лекарственные формы, дистиллированную воду (основной растворитель) можно отвесить в указанном по рецепту количестве, но значительно проще и быстрее ее отмерить, поскольку масса 1 мл воды при комнатной температуре практически равна 1 г. Помимо дистиллированной воды, фармацевт оперирует со многими другими жидкостями, для которых отмеривание, как метод определения массы, является логичной производственной операцией. Однако в этом случае необходимо знать плотность отмериваемых жидкостей. Пользуясь простой зависимостью между массой (Р), объемом (F) и плотностью жидкости (d):
можно рассчитать, сколько миллилитров жидкости нужно отмерить, чтобы получить требуемую массу. Например, в линимент нужно ввести по рецепту 60 г хлороформа. Его плотность 1,5. Следовательно, разделив 60 на 1,5, получим 40, иначе говоря, нужно отмерить 40 мл хлороформа.
Для отмеривания жидкостей и приготовления растворов с требуемой концентрацией веществ в аптечной практике применяют стеклянную мерную посуду, градуированную в миллилитрах и отвечающую по точности градуирования установленным стандартам. Различают:
1) мерные колбы разной вместимости, имеющие метку на горлышке;
2) мерные цилиндры (цилиндрические сосуды) и мензурки (конические сосуды);
3) пипетки с меткой на определенную вместимость или градуированные;
4) бюретки.
Мерные цилиндры и мензурки не могут применяться для отмеривания вязких жидкостей (глицерин, сиропы, жирные масла), поскольку не может быть обеспечен полный их слив.
Объемный метод работы по сравнению с весовым имеет заметные преимущества во времени, а быстрота оказания лекарственной помощи одно из необходимых условий правильной организации аптечной работы. Вот почему в аптеках широко распространена так называемая бюреточная система (комплект специальных бюреток и пипеток), позволяющая отмеривать не только дистиллированную воду, но и жидкости с иной плотностью.
Бюреточные установки. Приготовление лекарственных форм с помощью бюреточной установки оказывает большое влияние на повышение производительности труда и улучшение качества аптечной продукции (точность изготовления). Кроме того, применение растворов дает возможность более точно установить дозировку гигроскопических лекарственных веществ (кальция хлорида, натрия бромида и др.), содержание влаги в которых изменчиво и может колебаться в значительных пределах. При работе на бюреточной установке исключается необходимость в воронках и другой подсобной посуде.
Впервые в аптечной работе бюретки стали применяться с 1912 г. в Петербурге в аптеках бывшей Петербургской больничной кассы социального страхования. Однако более широкое внедрение бюреток и пипеток началось лишь после национализации аптек, когда были созданы специальные бюреточные столы и другие приспособления, облегчающие пользование бюретками. В настоящее время работа аптек немыслима без бюреточных установок.
Основной деталью бюреточных установок является бюретка. Ее можно с полным правом назвать аптечной, поскольку она отличается от аналитической бюретки тем, что имеет обратную шкалу. У аналитической бюретки градуировка начинается с «О», находящегося вверху, и далее идут деления шкалы до значения номинальной вместимости бюретки (10, 25, 50 мл), цифровое обозначение которой находится в нижней части бюретки. Аналитик, проводя титрование, работает на двух замерах «до» и «после» титрования, определяя количество израсходованного раствора по разности.
У аптечной бюретки значение номинальной вместимости (например, 59 мл) обозначено вверху, а цифра «0» на шкале отсутствует. Нулем является положение спускного крана. Аптечная бюретка работает на одном замере. Снизу, из питающего сосуда, через питающий кран (при закрытом спускном кране) в бюретку подается требуемый объем раствора до определенного деления шкалы, например до 20. После этого питающий кран закрывается, под спускной кран подставляется флакон, спускной кран открывается и во флакон сливается все количество отмеренного раствора. Иначе говоря, аптечная бюретка работает как дозатор жидкостей. Она всегда внутри чистая, поскольку жидкости постоянно сливаются.
Аптечные бюретки изготовляются вместимостью 10, 25, 60, 100 и 200 мл. Их вместимость установлена применительно к практически сложившимся количествам растворов, выписываемым врачами. Длина бюреток, имеющих разную вместимость, одинакова при соответственно различном их диаметре. Стандартная длина бюреток позволяет не только симметрично располагать их на вертушке, но и устанавливать шкалу их делений так, чтобы середина шкалы всегда находилась на уровне глаз фармацевта, работающего с бюретками сидя. Бюретки (в количестве 10 и 16) устанавливаются на круглой металлической вертушке (рис. 4.4). Средняя часть вертушки за установленными на ней бюретками закрыта матовыми стеклами, образующими своеобразный футляр. Внутри футляра укреплена электрическая лампа, освещающая бюретки. На нижнем диске вертушки против прорезей двух гнезд (для бюретки и питающей трубки) укрепляется металлическая табличка с наименованием раствора.
На верхнем диске расположены цилиндрические с коническим дном питающие сосуды из полиэтилена. Сосуды соединены с полиэтиленовыми кранами посредством стеклянных питающих трубок. В корпусе кранов смонтировано по два клапана с обозначениями: «наполнение» и «слив». Стеклянные бюретки, так же как и питающие трубки, герметично смонтированы в гнездах корпусов кранов при помощи резьбовых штуцеров, которые сжимают уплотняющие резиновые втулки, надетые на концы бюреток и питающих трубок. Привод управления клапанами крана ручной, рычажно-тросиковый. Клавиши клапанов «наполнение» и «слив» расположены на треноге вертушки. Бюретки для дистиллированной воды монтируются на отдельном штативе (рис. 4.5).
Из бюреток нельзя отмеривать вязкие жидкости, а также жидкости, обладающие высокой или низкой плотностью (хлороформ, скипидар и т. п.). При отмеривании уровень жидкостей устанавливается: для бесцветных - по нижнему мениску; окрашенных - по верхнему. Отмеривать жидкость по разности делений не допускается. Перед началом работы стеклянные наконечники бюреток (и пипеток) обязательно очищают от налета солей и засохших остатков настоек и экстрактов.
При приготовлении лекарственных форм с применением бюреток руководствуются инструкцией, утвержденной приказом Минздрава СССР № 412 от 23 мая 1972 г.
Аптечная пипетка предназначена для отмеривания небольших объемов жидкостей. Комплект пипетки состоит из градуированной трубки, суженной внизу, имеющей два тубуса: верхний и боковой (рис. 4.6). На верхний тубус надевается шарообразный резиновый баллончик, который служит для пневматического забора жидкости. На боковой тубус надевается небольшая резиновая трубка, свободный конец которой закрывается бусинкой или пробкой из твердой резины. Пипетка комплектуется материальной склянкой с этикеткой для запаса жидкости, в которой пипетка и должна находиться. Пипетки выпускаются вместимостью 3, 6, 10 и 15 мл.
Для наполнения жидкостью пипетку слегка приподнимают, чтобы между горлом склянки и пипеткой образовалась щель для выхода воздуха. Сжимая баллон и спуская пипетку, засасывают в нее жидкость. Степень сжатия баллона регулируют таким образом, чтобы жидкость ни в коем случае не засасывалась внутрь резинового баллона. Необходимый уровень, соответствующий отмериваемому объему, устанавливают с помощью бокового тубуса путем нажатия резиновой трубки у бусины. При этом образуется узкая щель для входа воздуха в пипетку. Как только уровень жидкости в пипетке опустится до нужного деления, пипетку вместе с отмериваемой жидкостью переносят в горло отпускной склянки и, сжимая резиновый баллон, сливают жидкость в склянку. Аптечные пипетки являются необходимой частью бюреточной системы. Бюретки, пипетки моются по мере надобности, но не реже, чем через 7-10 дней.
Отмеривание и прием каплями. Малые количества жидкостей отмеривают каплями. Этот метод дозирования принят и в аптеке, и у постели больного. Отмеривая жидкости каплями, не следует забывать, что масса капли зависит от ряда условий. Основными факторами, определяющими массу капель, отрывающихся под действием собственной массы, являются поверхностное натяжение жидкости и величина площади капли (каплеобразующей поверхности). Эта зависимость может быть выражена формулой:
Кроме того, масса капли зависит от формы отверстия, скорости притока жидкости к отверстию (от давления, под которым вытекает жидкость), степени покоя каплемера (отсутствие сотрясения), чистоты поверхности отрыва.
Для унификации массы капли ГФХ введен стандартный («нормальный») каплемер, который представляет собой стеклянную трубку, внутренний диаметр которой равен 0,6 мм, а наружный - 3 мм (рис. 4.7). Фармакопея содержит таблицу капель разных жидкостей, рассчитанных с применением нормального каплемера. Так, капля дистиллированной воды из нормального каплемера (при 20° С) весит 0,05 г, т. е. 1 г дистиллированной воды соответствует 20 каплям. Водные растворы этанола содержат в 1 г: 40% этанол - 47 капель, 95% - 65 капель, этиловый эфир - 87 капель.
Наряду со стандартным каплемером для дозирования определенных жидкостей в аптечной практике применяют также эмпирические каплемеры - капельницы (флаконы с пипетками) (рис. 4.8). В этом случае определяют массу 100 капель данной жидкости из эмпирического каплемера и рассчитывают, сколько капель находится в 1 г (или 1 мл) жидкости и массу одной капли. На капельницу наклеивают этикетку с указанием соответствия с нормальным каплемером. Это соответствие рассчитывают следующим образом. Например, в 1 мл по эмпирическому каплемеру содержится 60 капель настойки красавки. По таблице капель (ГФХ) в 1 мл по стандартному каплемеру содержится 44 капли настойки красавки.
Одна стандартная капля настойки красавки соответствует 1,3 капли из эмпирической пипетки.
Уточнение массы капель при приеме лекарственных форм в домашних условиях достигается двумя путями: отпуском жидких лекарственных форм в склянках-капельницах разных конструкций, имеющих канавку для стекания жидкости или приложением к склянке с лекарственной формой стеклянных пипеток.
Условные меры объема. Для дозирования жидких лекарственных форм в домашних условиях допускается применение следующих условных мер (табл. 4.2).
Целесообразно применять стаканчики для приема лекарственных форм, имеющие градуировку на чайную (5 мл), десертную (10 мл) и столовую (15 мл) ложки.