A HATÓSÁGI GYÓGYSZERELLENŐRZÉS MEGSZERVEZÉSE, GYÓGYSZEREK ÉS KÉSZÍTMÉNYEIK ÚJ VIZSGÁLATI MÓDSZEREI
A HATÓSÁGI GYÓGYSZERELLENŐRZÉS MEGSZERVEZÉSE, GYÓGYSZEREK ÉS KÉSZÍTMÉNYEIK ÚJ VIZSGÁLATI MÓDSZEREI
Schulek professzor életének alkotásokban gazdag, de egyszersmind hivatali feladataitól szigorúan meghatározott korszaka kezdődött el, amikor az Országos Közegészségügyi Intézet (OKI) Kémiai Osztályának megszervezésével és vezetésével bízták meg. A munkát a laboratóriumok felszerelésével kellett kezdeni. A fokozatosan növekedő feladatokhoz a megfelelő vizsgálati módszereket is ki kellett dolgozniuk, mivel az akkori irodalom e téren elég szegényes volt. Gyakran emlegette még professzori éveiben is, hogy a kutatási témákat az OKl-ba a postás hozta, a naponként érkező beadványokkal, bejelentésekkel. Az elintézésükhöz szükséges vizsgálati módszereket szinte minden feladathoz külön kellett kimunkálni. Így vált majdnem minden hivatali ügy, aktagyártás helyett kísérletes laboratóriumi kutatási témává.
A gyógyszerellenőrzési feladatok és módszerek akkori helyzetének megítéléséhez figyelembe kell venni, hogy a gyógyszerek elég nagy része a gyógyszertárakban készült. A gyári készítmények is kb. a harmincas évek közepéig összetételükben szinte azonos jellegűek voltak a magisztrális készítményekével. A gyógyszertárakat csak a tiszti főorvosok vizsgálták, ami analitikai kémiai szempontból csak egyszerű vizsgálatokra korlátozódott s gyakran vetett fel jogos kételyeket. A gyárak készítményeit pedig úgyszólván senki sem ellenőrizte. Így módszerek sem voltak. Már csak azért sem, mivel a gyógyszerek jobbára többkomponensű keverékek voltak, melyek vizsgálatához még valami vezérfonalszerű elképzelést kialakítani sem volt könynyű.
Abban az időben a gyógyszerek hatóanyagai között még meglehetősen sok volt a szervetlen vegyület. Így a higany-, a bizmut-, az ezüst-, az ólom-, továbbá a vas-, az alumínium-, a cinksók, valamint az arzén-, sőt az antimonvegyületek is fontos szerepet vittek. A kálium- és magnéziumsók, valamint az alkáli-halogenidek és -szulfátok már akkor sem hiányozhattak a gyógyszeranyagok közül. Gyakran fordult elő, és változatos összetételű készítmények hatóanyaga volt az elemi kén is.
Az organikus vegyületek közül akkor még az alkaloidok, köztük a kinin, a koffein, a teobromin és a teofillin mellett az ópium-alkaloidok (morfin-, kodein-, etilmorfin-, papaverinsók), valamint az atropin és a sztrichnin voltak a legáltalánosabbak, mind a magisztrális, mind a gyári készítményekben. Egyéb szerves vegyületek közül a szalicilátok, a fenacetin, valamint a pirazolonok (fenazon, aminofenazon) jellemezték a terápiát a barbiturátok mellett. A szulfonamidok már a harmincas évek közepének szenzációi voltak, akárcsak a vitaminkészítmények. Az említett gyógyszeranyagok egyaránt voltak hatóanyagai magisztrális és gyári készítményeknek, főként gyógyszerkeverékekben.
A hatékony gyógyszervizsgálat érdekében Schulek egyrészt a jó elválasztási metodika kifejlesztésére törekedett, mivel az egyes alkotókra szelektív eljárást nem mindig lehetett kidolgozni. Egy-egy többkomponensű készítmény ellenőrzésében így is néha meg kellett elégednie néhány, vagy esetleg csak egyetlen, a gyógyhatás szempontjából jelentős komponens meghatározásával. A többnyire összetett készítmények között is nehéz feladatot jelentettek a kenőcsök és hasonló állományúak, melyek számos esetben a kémiai hatóanyagokon és a kenőcsanyagokon kívül még kátrányokat, gyantákat, sőt egyéb növényi anyagokat is tartalmaztak. Tagadhatatlan viszont, hogy a hagyományos kenőcsanyagoknak az elkülönítése még sokszor így is egyszerűbb volt az apoláros oldószerekben való oldódásuk folytán, mint napjaink vízoldható emulziós kenőcsanyagainak. A nehézfémsókat tartalmazó készítmények közül a bizmut, az alumínium, az ólom és a cink meghatározására csak a gravimetria létezett, mivel a kelatometria akkor még ismeretlen volt. A polarográfia pedig még kezdeti korát élte. Az igen gyakori higanysók előnyös tiocianátos titrálásának csak egyetlen kényes pontja volt, a halogenidek zavaró hatása. Emiatt, kénytelenek voltak a szulfidos elválasztás pontos feltételeit különösen a gyakran jelenlévő bizmut miatt is kidolgozni, hogy a halogenidek eltávolíthatók legyenek. A gyógyszerekben a fémsókat gyakran kísérő organikumoktól csak célszerűen végiggondolt mineralizálással lehetett megszabadulni. Az irodalomból addig ismert nehézkes eljárások késztették ezeknek korszerűsítésére, egyszerűsítésére. Sajnos a biztonságos és elegánsan egyszerű módszerei egyre jobban feledésbe mennek, helyet adva elvileg hibás ötleteknek, körülményes eljárásoknak.
A vizsgálati anyag megfelelő előkészítését, sőt magának a lemérésnek a módját egyik legfontosabb műveletnek tartotta. Lehetőleg kevés mintával, úgynevezett félmikromódszerekkel szeretett dolgozni. Az oldáshoz, roncsoláshoz csak a legszükségesebb mennyiségű vegyszert tartotta célszerűnek használni. A fölöslegben használandó reagensek kiválasztásában fontos szempont volt a fölösleg eltávolíthatósága. Előnyben részesítette az illékony ásványi savakat. Még a kevésbé illékony tömény kénsav fölöslegét is, ahol csak lehetett, igyekezett a forrásban tartott oldat gőzterébe fúvatott levegővel eltávolítani. A sav nagy fölöslegének semlegesítését, ha csak lehetett, kerülte, mert a sóképzés számtalan hiba forrása lehet. A közömbösítéshez lehetőleg az ammóniaoldatot tartotta alkalmasnak, mivel fölöslege kiforralható. Sőt a beszárított maradékból még enyhe hevítéssel a legtöbb esetben az ammóniumsók is elűzhetők.
Az oxidatív roncsolásokhoz az oxidáló savakat, így a salétromsavat és a kénsavat előszeretettel kombinálta hidrogén-peroxiddal. Fölöslege szintén könnyen eltávolítható forralással. A nedves roncsolásokhoz kifejezetten műhibának tartotta permanganátot, dikromátot vagy klorátot használni, mivel redukciós termékeik és fölöslegük nehezíti, sőt meghiúsíthatja a meghatározásokat. Ez utóbbiak használata nyomelemvizsgálatban még nagyobb hiba.
A műveletekhez szükséges savakat, beleértve a tömény kénsavat is, desztillációval tisztította és azt munkatársaitól is megkívánta. Ugyanígy az ammóniaoldatot is házilag kellett tisztítani, ami egyébként egyszerű művelet. Az csak természetes volt, hogy a szerves oldószereket is csak előzetes desztillációs tisztítás után használták.
Az előkészítő műveletekhez, így a roncsoláshoz is alkalmas eszközöket tervezett. A vízgőzzel illékony higany(II)halogenideket, vagy az arzén(III)-halogenideket tartalmazó készítmények zárt rendszerű roncsolásához, a munkatársával eredetileg a Kjeldahl-féle nitrogénmeghatározás korszerűsített félmikro változatához szerkesztett, kizárólag csiszolatokkal csatlakozó üveg desztillálókészüléket használták. A későbbiek során labotatóriumában különböző célszerűen módosított változatait is kifejlesztették mikromódszerekhez (1., 2. ábra). További módosított változatával, a hidrogén-fluoro-szilikát desztillálhatóságát kihasználva, a fluorid izolálását és meghatározását is megvalósította. Ugyanennek az alaptípusnak a módosított változatát még a szén-dioxid desztillációs meghatározásához is fel tudták használni. A kvantitatív desztillációt munkatársai is könnyedén, rendszeresen és szívesen alkalmazták kutató vagy egyéb analitikai munkájukban. Igaz, hogy módszerei és az általa tervezett készülékek ezt lehetővé is tették.
A tömény kénsavas közegű oxidatív roncsolás közben lejátszódó folyamatok is kedvenc kutatásai közé tartoztak. Ezeknek során állapították meg többek közt, hogy a vegyértékváltó elemek a tömény kénsav forrási hőmérsékletén az oldatban Fe(III), Cr(III), Mn(II), Pb(II), Sn(IV), Tl(I), Sn(IV), V(IV) és V(V) vegyértékállapotban léteznek. Az Au elemi állapotú lesz. Már az egyetemen folytatott kutatásai szerint a Cr(VI) oxigéngáz fejlődése közben redukálódik, ugyanígy a MnO4 is. Oxigénizotópos vizsgálataik szerint a Cr2 O2-7 és a MnO4 esetében az oxigéngáz a kénsav oxigénjétől származik.
A vegyértékváltó elemek viselkedésében analitikai szempontból különösen jelentős, hogy az As(III) és az Sb(III) a tömény kénsavtól nem oxidálódik, az As(V) és az Sb(V) pedig nem redukálódik. E tulajdonságukat jól ki lehetett használni gyógyszerkészítményeik ellenőrzésében, bromatometriás meghatározásuk előkészítéséhez.
1. ábra. Schulek–Vastagh-féle desztillálókészülék
2. ábra. Schulek-féle mikrodesztillálókészülék
Az oxidatív roncsolást követően az As(V), illetőleg az Sb(V) redukciójához a hidrazin bizonyult alkalmasnak, mivel ennek fölöslege a forró kénsavban lebomlik, anélkül, hogy a képződött As(lll), Sb(lll) ismét oxidálódna.
Az arzéntartalmú készítmények vizsgálata, különösen pedig az arzenobenzolok gyártási tételenkénti kötelező ellenőrzése még századunk közepén is rendszeres feladatot jelentett. Itt említhető meg, hogy az arzén(III)-bromid vízgőzzel illékony lévén, desztillációval elkülöníthető az antimonvegyülettől.
A fémtartalmú gyógyszerek vizsgálatáról nem lenne teljes a kép a roboránsok vas(II)- és vas(III)-tartalmának a vas(II)-dipiridil komplexeként való fotometriás meghatározásuk említése nélkül. E módszerhez a vas(III) aszkorbinsavas redukciója, és az eljárás egyéb részletei ma is iskolapéldája lehet a műszeres vizsgálatokhoz a minta gondos előkészítésének. Fokozottabban érvényesek az elmondottak a vas mellett mangán-, valamint rézsókat is tartalmazó készítmények vizsgálatára kidolgozott eljárásukra. Itt kívánkozik említésre, hogy az aszkorbinsavas redukció gondolata adta az ötletet a sok tekintetben specifikus aszkorbinsavmeghatározási módszerükhöz.
Gyakran kerültek ellenőrzésre szerves anyagokat is tartalmazó szervetlen vagy szerves halogénvegyületek. Ezekhez fejlesztette ki a szilárd kálium-hidroxiddal való megömlesztéses mineralizálás egyszerű technikáját. Ugyanakkor a fémvegyületek analitikájában, különösen nyomelemek vizsgálatához a száraz feltárásos előkészítést súlyos analitikai műhibának tartotta.
Egyes szerves klórvegyületek klórtartalmának meghatározásához, egészen egyszerű és veszélytelen módon, propanolban oldott kálium-hidroxiddal, leforrasztott kémcsőben főzve, tudták a halogént kvantitative lehasítani.
Mineralizálási módszereit még biológiai eredetű minták előkészítéséhez is használta. Az OKI Kémiai Osztályán ugyanis néha ilyen feladatok is adódtak.
A szervetlen hatóanyagú gyógyszerek vizsgálatában az elemi ként tartalmazó gyógyszerek nagy száma gazdag lehetőséget kínált a különböző kötésű kénvegyületek egymás melletti meghatározására. A még asszisztensi évei alatt kidolgozott elegáns módszerét, a legváltozatosabb kísérő- és hatóanyagok, valamint kenőcsanyagok mellett hasznosította.
A szerves kén-, valamint halogénvegyületek összes kén-, illetve halogéntartalmának meghatározását az oxigénatmoszférában való kvantitatív elrobbantáshoz szerkesztett készülékével előnyösen egyszerűsítette.
A vízvizsgálat, a szervetlen analitika egyik érdekes területe, kedvenc témái közé tartozott. A gyógyszerek ellenőrzése mellett kezdetben ez is feladatuk volt. A tapasztalatokat Winkler intézetéből hozta magával. Különösen sokat foglalkozott a kénes vizek analitikájával. Vizsgálataihoz szívesen szerkesztett újabb készülékeket, melyek részben az üvegtechnika fejlődése folytán sokat egyszerűsítettek a mintavételen és a meghatározáson. Jó példája a budapesti termálvizek részletes vizsgálatáról készített tanulmányuk, mely már átnyúlt egyetemi tanársága első éveire. További vízvizsgálati tanulmányok professzori évei alatt is készültek. A jódos, illetve a borát tartalmú vizek analitikájával foglalkozva, érdekes új megoldásokhoz és tudományos eredményekhez jutott.
A klasszikus kémiai analitika legpontosabb módszerét, a gravimetriát gyógyszervizsgálati munkája során csak indokolt esetben használta. A Winklerféle metodikát annyira jónak tartotta, hogy nem törekedett lényegesen újabb kifejlesztésére. Viszont igazságérzete nem viselte el a Winkler precíziós módszerét ért kedvezőtlen kritikát. Amikor a harmincas években az üvegszűrők megjelentek, részletes tanulmányban bizonyította, hogy a Winkler empirikusan kidolgozott eljárása szerint leválasztott csapadék nem higroszkópos. Legfeljebb a vattaszűrő okozhat hibát, ha Winkler eredeti módszerét nem követik mindenben. A Winkler-féle gravimetriás csapadék vizsgálatára egyetemi tanársága alatt újra visszatért. Munkatársaival az idegen ionok beépülését vizsgálták. Kiemelkedő a csapadékkristályok szerkezetét bemutató elektronmikroszkópos vizsgálatuk, mellyel ismét Winkler empirikus módszerének helyességét igazolták. A felvételek szépen bizonyították, hogy az ammónium-klorid relatíve nagyobb menynyisége jelenlétében leválasztott csapadék előnyösebb kristályszerkezete miatt jól szűrhető és jól kimosható.
Gravimetriás módszer kidolgozásával is párosult a fluoridion meghatározására irányult tanulmányuk. A hidrogén-fluoro-szilikátként való desztillációs elválasztása pontos módszernek bizonyult ásványok, ásványvizek analitikájához.
A szerves gyógyszervegyületek és készítményeik ellenőrzésében Schulek kezdettől fogva világosan látta, hogy az organikumok elemi alkotóinak, a szénnek, hidrogénnek és oxigénnek a meghatározása nem nyújt értékelhető adatokat a gyógyszerkészítmények, vagy akár csak az egyes vegyületek minősítéséhez. A szerves szintézissel foglalkozók számára ma is nélkülözhetetlen elementáranalízis módszerei közül, ezért csakis a heteroatomok meghatározása, elsősorban a halogén, a kén, valamint az arzén s akkoriban még az antimon juthattak fontos szerephez.
A heteroatomok közül – különösen ha a molekulán egyéb analitikailag hasznosítható funkciós csoport nincs – a nitrogéntartalom meghatározását is hasznosnak tartotta. Ezért már gyógyszervizsgálati munkássága kezdetén igen behatóan tanulmányozták a Kjeldahl-módszert. A munkatársával kidolgozott, voltaképpen félmikroeljárás teljesen megbízható eredményekhez vezetett. Módszerükkel érdemes egy kissé részletesebben is foglalkozni, mivel sajnálatos módon a laboratóriumokban még ma is meglehetősen körülményes és nem is pontos különböző változatait használják. Módszerüknek minden egyes lépése körültekintően meggondolt. Így igen lényeges, hogy a kis mennyiségű minta elroncsolásához viszonylag kevés tömény kénsav is elegendő. Ennek folytán a roncsolás nem hosszadalmas, és a kénsav közömbösítésekor sem képződik sok nátrium-szulfát. A roncsolást csekély szelén jól katalizálja. A roncsolólombik csiszolattal csatlakozik a desztillálófeltéthez. A célszerűen kiképzett készülék (1. ábra) eleve kizárja az áthabzást, filmképződést. Az eredetileg 0,l N és 0,02 N méretre kidolgozott eljárást a készülék miniatürizált változatával (2. ábra) 0,01 N, 0,004 N, sőt 0,002 N méretig tudták finomítani. Utóbbi mikrováltozattal már a papírkromatográfiásan szétválasztott aminosavak foltjaiból is meghatározhatóvá tették a nitrogént. Ilyen rendkívül kis mennyiségek különleges metodikát igényeltek. Ellenőrző vizsgálatként pl. még a kromatográfiás papíron adszorbeálódott levegő nitrogénjének a mennyiségét is figyelembe kellett venni.
A savamidokat és az etil-uretánt előzetesen hígabb kénsavval, visszafolyó hűtővel ellátott lombikban hidrolizálva, aminocsoportjuk ammóniaként desztillálható és a nitrogénmeghatározásnak ezzel az igen pontos változatával mérhető. Ugyancsak egyéb illékony bázisok reakciótermékei, így az alkil-aminok, az alkil-amino-alkoholok kvantitatív desztillációját is kifejlesztették. A kénsavkoncentráció alkalmas megválasztásával a nitrogén-heterociklusos vegyületekről a savamid szubsztituens, a heteronitrogént érintetlenül hagyva, szelektíve hasítható és mérhető.
Az egyetemi tanszéken töltött éveinek kutatásai során a roncsoláskor képződött reakciótermékek alapján bizonyították, hogy karbamid esetében csak hidrolízis, oxalátok és formiátok esetében hidrolízis és oxidáció is történik. A roncsoláshoz használt szelénkatalizátor mindkét utóbbi folyamatot gyorsítja. Elemi szelén képződik, majd szelén-kén-tűoxid, és újra szelénessav, mely ismét oxidációra képes.
A desztillációval izolált ammónia egyszerű és pontos mérése tette lehetővé a glicerin és magasabb polcalkoholok nitro-észtereinek meghatározását. A nitro-észterek hidrolízisekor képződött polcalkohol és a nitrocsoport közti redoxifolyamat miatt a készítményeket csak az összes nitrogéntartalmuk alapján lehet minősíteni. E célra a totális redukciót (Dewarda-ötvözettet) követő ammóniameghatározás bizonyult megfelelőnek.
A nitro-észterek vizsgálata egyetemi tanári évei alatt újra az érdeklődési körébe került. A lúgos hidrolízishez szükséges lúg mennyiségi mérésén alapuló meghatározást – az irodalomban továbbra is előforduló közlemények ellenére – bizonyítottan alkalmatlannak találta. A hidrolíziskor képződő termékek mennyisége és aránya – melyek között ammónia, nitrit, nitrát és cianid is található – viszont alkalmas a nitro-észterek jellemzésére. A hidrolízistermékek egymás melletti meghatározásának lehetőségeit kereső tanulmányuk igen lényeges eredménye (3. ábra) szerint pH = 7,5-8,0 tartományban a nitrit nem bomlik, viszont mind a cianid, mind az ammónia
3. ábra. Az NH3 és HCN illékonysága vízgőzzel a pH függvényében (0,02 M NH4Cl és 0,01 M KCN-oldatok bomlása) és a NO2 -oldatok bomlásának kezdeti pH-értéke (pH=6,6)
kvantitatíve desztillál vízgőzzel. A jéggel hűtött vízben elnyeletett desztillátumból az ammónia közvetlenül mérhető savval. Ezt követheti a cianid bróm-cián útján történő meghatározása. A visszamaradt nitritet szén-dioxid-atmoszférában jodidos redukcióval, a nitrátot pedig a már ismertetett totális redukció után szintén ammóniaként lehetett meghatározni.
Az alkaloidok a mindennapi medikációban még a harmincas években is igen jelentések voltak. A gyógyszerek között egyaránt előfordultak monokomponensű tabletták, injekciók, de ugyanúgy más hatóanyagokkal kombinált készítményeik is. Gyakori feladatot jelentettek az alkaloid tartalmú drogok és galenusi készítményeik, sőt ezeknek még más hatóanyagokkal rendelt keverékei. Az akkoriban ismert analitikai módszerek azonban többnyire igen nagy menynyiségeket igénylő makroeljárások voltak. Az ópiumtinktúra morfiumtartalmának meghatározásához szükséges menynyiség, szinte egy kisebb gyógyszertár egyévi készletét felemésztette. Maguk az izoláló eljárások, sót az izolált alkaloidbázis mérése is számtalan hibát rejtett magában.
Részletes kritikai vizsgálatok eredményeként munkatársaival a korábbi túlzott anyagigényű eljárások helyett igen pontos félmikromódszereket fejlesztettek ki. Már az alkaloidbázis felszabadításához szükséges alkálikoncentráció megválasztásához figyelembe vették az alkaloid báziserősségét és a sóképző savak erősségét. Fontos szempont volt az alkaloidmolekula stabilitása. Ugyanis az észter alkaloidok (pl. a tropánsav-észterek), a laktonkötést tartalmazók (pl. a pilokarpin), erősebb lúgosításra poláros vegyületekké hidrolizálnak, s emiatt a szerves apoláros oldószer nem oldja ki. Ezeket a tulajdonságokat viszont az elválasztásokhoz lehetett hasznosítani.
A felszabadított alkaloidbázis izolálásához egyértelműen csak a totális kivonást lehet használni. Az extrakcióhoz a vízzel nem elegyedő oldószerek közül az addig szinte kizárólagosan használt éter helyett a kloroformot kell előnyben részesíteni, számos kedvezőbb tulajdonsága miatt (nem gyúlékony, könnyen tisztítható, a víznél nagyobb sűrűségű stb.). Mindezek ellenére sajnos félő, hogy nemzetközi szabványok kedvéért sok vizsgálatban újra meg fog jelenni az éter, felváltva a jót az előnytelennel.
Az izolált alkaloidbázis mérésére az alkáli-acidimetriás titrálást találta célravezetőnek a korábban elterjedt gravimetriás mérés helyett, mely az izolált és mérni kívánt alkaloidbázisok bizonytalan mennyiségű kristályvíztartalmával nem számolt.
Az alkaloidsókból a bázis felszabadításához többnyire az ammónium-hidroxid a megfelelő. Fölöslege a szerves oldószer fölöslegével együtt könnyen kiforralható. Nem bontja az észter- és a lakton-alkaloidokat. Ezek figyelembevételével a tropánvázas alkaloidokat a natív anyagokban (drogok) lévő illékony kísérő-bázisoktól is meg lehet szabadítani.
A növények, növényi készítmények alkaloidtartalmának izolálásához kloroformos cirkulációs extrakcióra épülő perforátort is szerkesztett. A kloroformos kivonás további előnye a viszonylag alacsony forráspont, így a hőérzékeny alkaloidok nem károsodnak.
Az alkaloidok báziserősségére épített elválasztási módszereinek szép példája az igen gyenge bázis papaverinnek már pH = kb. 6-nak megfelelő nátrium-acetátos közegből a relatíve erősebb atropin mellől való extrahálása. Spazmolitikumként rendelt készítmények vizsgálatára mais időszerű.
Az ópiumalkaloidok közül, az akkori medikációs gyakorlat miatt szükséges morfinmeghatározási eljárásuk hosszas kísérletes tanulmány eredményeként született meg. A bázis izolálásához a legmegfelelőbb pH, a bázis polaritásához alkalmas oldószerelegy (izopropil-alkohol-kloroform) kikísérletezésével az ópiumban és készítményeiben, sőt z morfínium-klorid-tartalmú porkeverékekben is (a harmincas években még elég gyakoriak voltak) sikerült a morfintartalmat meghatározni. Schulek maga is tisztában volt mérőmódszerük korlátaival, ezért később, egyetemi tanári évei alatt összehasonlító tanulmány is készült polarográfiás módszerrel. Szerette volna a morfin analitikáját felülvizsgálni, de ez már nem valósult meg.
Az alkaloidoknak ezeket a lényegében általános meghatározási eljárását jónak ítélte. Pontosságuk mellett nem lebecsülendő az egyszerűségük sem. Különösen figyelemre méltó az úgynevezett rövidített eljárása, mely az ismételt kivonás helyett egyszeri extrakcióval is pontos eredményt ad. Lényege: a lúgosítással szabaddá tett alkaloidbázisnak az oldószerek közti megoszlását, a szerves oldószer térfogatának extrém megnövelésével (l:35-40) gyakorlatilag teljessé lehet tenni. Ezt még csak fokozza a víztelenítés céljából használt vízmentes nátriumszulfát, mely az igen kis térfogatú vizes fázist teljesen megszünteti. Hasonló megoldással lehet az emulzióképződést natív anyagok vizsgálatakor elkerülni.
Az alkaloid-típusú vegyületek meghatározását egyes esetekben funkciós csoportjukra épülő vizsgálattal is kombinálták. Jó példája ennek a p-aminobenzoesav-észterek lúgos hidrolízisét követő alkil-amino-csoportnak illékony báziskémi meghatározása. Ugyanezeknek a helyi érzéstelenítőknek a primer aromás aminocsoportjára dolgozták ki a kvantitatív diazotáláson és azofesték képzésen alapuló gravimetriás és fotometriás meghatározását. Ez utóbbi eljárás is értékes analitikai ötleteknek a gyűjteménye. Így pl. a diazotálást követően a nitrit fölöslegét karbamiddal helyes eltávolítani, mivel e művelet reakciótermékei gázok lévén (N2, CO2) eltávoznak. A diazóniumsót a 2-naftolnak előzetesen meglúgosított oldatával kapcsolva, az azonnali azofestékképződés nagy sebessége kizárja a lúgosításra képződő diazotát kisebb sebességű cisztransz átrendeződését.
A szerves gyógyszervegyületek már a harmincas években is régóta elterjedten használt csoportjának a szalicilátoknak, valamint az acetil-szalicilsavnak és sóinak izolálása savas közegből éteres á a viszonylag könnyű feladatok közé tartozott. Adódtak azonban olyan kombinációk, amelyek alkotóinak szétválasztása újabb ötleteket igényelt. Ilyen volt az akkoriban elég gyakran rendelt nátrium-szalicilát és fenil-cinchoninsav (cinchophenum), valamint az acetil-szalicilsav és a fenobarbitál szétválasztása. Az előbbi esetben a fenilcinchoninsav nitrogénjének protonáthatóságában rejlő lehetőséget felismerve, erősen kénsavas közegből a fenilcinchoniniumsav-szulfát mellől már csak a szalicilsavat oldja ki az éter.
A szalicilsav és a fenobarbitál elválasztására az erősen különböző savi diszszociációjukat használták fel. A lúgos oldatba bevezetett szén-dioxid hatására a fenobarbitálnál is erősebb, de a szalicilsavnál lényegesen gyengébb szénsavtól csak a fenobarbitál válik szabaddá savként. Ez a szaliciláttól már éteres kivonással elválasztható.
Gyógyszervizsgálati kutatómunkája során Schulek professzort a szerves gyógyszervegyületeknek az analitikailag értékesíthető funkciós csoportjai közül brómozhatóságuk erősen érdekelte. Az indirekt Koppeschaar-módszert a fenol, a szalicilsav és származékai esetében munkája során rendszeresen használta. Kezdettől fogva érdekelte azonban a Győry-féle közvetlen bromatometriás titrálás. Már az akkori ellenőrzésben gyakori arzénmeghatározások során is erősen érezte a jó redoxündikátor hiányát. Szebellédy felfedezése, az első szervetlen redoxündikátor, a szelén, csak az arzén és az antimon közvetlen mérését tette pontosabbá. Schulek hamarosan az a-naftoflavonban már egy jól működő bromatometriás indikátort talált. Az igen előnyös és számtalan eljárásban mindenfelé ma is használt p-etoxi-krizoidinhez a véletlen segítette. A törzskönyvezési eljárás során találkozott a vizeletfertőtlenítőként forgalomba került vegyülettel. A molekula sav-bázis indikátorként való viselkedése nem volt meglepő. Annál értékesebb felismerést jelentett reverzíbilis redoxündikátor tulajdonsága. Az már szinte hihetetlennek látszott, amikor a halogenidek argentometriás titrálásához jól működő adszorpciós indikátornak is bizonyult. Érthető, hogy ilyen kedvező felismerést a festékmolekula tüzetes vizsgálata követte. Több rokonszármazékát is előállították, de végül is az eredeti bizonyult a legalkalmasabbnak.
Ez az indikátor mondhatni a legmegfelelőbb időben érkezett. A Győry-féle bromatometria lehetőségei ekkor tárultak ki igazán. Ekkor dolgozták ki az aszkorbinsav, a pirazolonok közül a fenazon (Antipyrin) közvetlen titrálását, mely ez utóbbi esetében lényegesen előnyösebb a jodometriás mérésénél. A kína-alkaloidokat a vinil-csoportjuk révén szelektíve lehet mérni a kísérőként mindig jelen lévő hidroalkaloidok mellett. A meghatározások során képződött reakciótermékek vizsgálatával a folyamatokba is betekintést nyertek. Az indikátor felfedezésével szinte egy időben jelentek meg a terápiában forradalmi újdonságot hozó szulfonamidok. Nem meglepő, hogy igen részletes közleményt jelentettek meg az akkor ismertté vált valamennyi szulfonamid meghatározására kidolgozott módszereikről, melyben a bromatometriás mérés éppen az új indikátor révén jutott jelentós szerephez.
A p-etoxi-krizoidin működési mechanizmusának felderítésével már egyetemi tanár korában foglalkozott munkatársaival. A redoximetriás indikáció működését különböző elképzelések után, egyik fiatal munkatársának inverz-polarográfiás vizsgálataival sikerült értelmeznie. Az adszorpciós indikációban lejátszódó folyamatokat a csapadék aktív felületének hatására, az indikátor adszorbátum disszociációs viszonyainak megváltozásával bizonyították. Érdekes felismerés volt, hogy maga a festék adszorbátum sav-bázis indikátorként is működik.
A p-etoxi-krizoidint reverzíbilis redoxiindikátorként a harmincas években népszerűvé vált cerimetriás titrálások végpontjelzésére is alkalmasnak találták. E módszereik közül jelentős volt az a-tokoferolra (E-vitamin), valamint a naftokinonszármazékokra (K-vitamin) kidolgozott eljárásuk. Utóbbi esetében a kinoncsoportot előzetesen hidro-kinonná kell redukálni.
A vitaminokra kidolgozott eljárásaik jelentéségét csak növeli, hogy ezek kémiai meghatározásaival akkor alig néhány éve kezdtek el különböző kutatók próbálkozni. Korábban kizárólag biológiai értékmérő módszereket ismertek, s hatáserősségüket is biológiai egységekben deklarálták.
A szerves funkcióscsoportra épülő szelektív meghatározásoknak érdekes példája volt a harmincas évek fontos gyógyszerére, az aminofenazonra (Pyramidon) kidolgozott eljárása. E meghatározásban is jól kifejezésre jut egyik sokat emlegetett elve, a reakciósebességbeli különbségek analitikai hasznosítása. A vegyület gyengén lúgos közegben a permanganátiont csak manganátionig redukálja, igen nagy sebességgel, miközben a vegyület kvantitative stabil dioxoszármazékká oxidálódik. A képződő instabil manganátion diszproporciója viszont lassabb, és így a permanganát fölöslege, valamint a képződött manganátion is jodiddal mangán(lI)-re redukálható, és így jodometriásan visszamérhető, anélkül, hogy a dioxo-aminofenazon is redukálódna. E módszer előnye, hogy a rokon fenazon (Antipyrin) mellett is használható.
A különböző kísérő anyagokkal együtt gyógyszerként többször előfordult formaldehid meghatározása, a még egyetemi asszisztens korában kidolgozott, és az aldehid-cianid reakcióra épülő szelektív módszere folytán nem okozott gondot. Sőt e gondolat kapcsán a gyógyszerkeverékekben is gyakori vegyület a meténamin (hexametilén-tetramin) meghatározásához is a formaldehid-cianid reakció segítette hozzá. A meténamin ugyanis savas közegben ammóniumsóra és formaldehidre bomlik. Ez utóbbi szükség esetén kvantitatív desztillációval izolálható.
A cianid és a formaldehid reakcióját használta fel oldhatatlan ezüst-halogenidet, illetve kolloid ezüstöt tartalmazó készítmények mikromeghatározásához. Ötlete a fémkomplexek eltérő stabilitásának analitikai értékesítésén alapszik. A kolloid ezüst, valamint az ezüst-halogenidek is semleges közegben cianidionnal di-, sőt tetraciano-argentát komplexet képeznek. A cianidion fölöslegét a formaldehid pillanatszerűen és irreverzíbilisen glikolsav-nitrilként köti meg, viszont az eléggé stabil diciano-argentát komplex érintetlen marad. Savas közegben e komplex cianidtartalma alapján, a brómciános módszerrel, jodometriásan megmérhető.
A ciano-fémkomplexeknek ez a meghatározási lehetősége egyetemi tanári évei alatt ismét felhasználást nyert egyes fémkomplexek vizsgálatában.
A szelektív kémiai módszerek mellett Schulek gyógyszervizsgálati kutatásaiban a kvantitatív desztilláción, valamint az extrakción kívül más elválasztási eljárások is fontos szerephez jutottak. Figyelemre méltó, mennyire foglalkoztatta a vegyületek illékonyságbeli különbsége és szelektív adszorpciója. Két olyan eljárást is kidolgozott – természetesen a harmincas évek laboratóriumi technikai lehetőségei mellett –, melyek minden túlzás nélkül bizonyos értelemben a gázkromatográfia előfutárának tekinthetők.
Az egyik az illóolajok meghatározása, melyet már a tanszék munkatársával tökéletesített. Az illóolajtartahnú drogok vizsgálatához szerkesztett extraháló készülékben (4. ábra) a vízgézzel desztillált illóolajat az alsó hűtőköpennyel körülvett kondenzáló csőben lévő pentán oldja ki. A pentánnál nagyobb sűrűségű víz pedig visszajut a forralólombikba. A pentánnal extrahált, és pontosan mért lombikba gyűjtött illóolajról, a gőztere fölött szabályozott áramlási sebességgel
4. ábra. Extraháló készülék illóolajok meghatározásához
átfúvatott levegővel, először az illékonyabb pentán távozik. Meghatározott időközönként mérve az oldat tömegveszteségét és azt grafikusan ábrázolva, a diagrammon határozott törés jelezte a pentán eltávozását (5. ábra, 1. görbe). A pentánéhoz közeli vagy annál illékonyabb illóolajak esetében a mérési görbék (2. és 3.) nem értékelhetők. Ilyen esetben a pentános oldatot aktív szénnel összerázva, a pentánhoz képest nagyobb molekulájú illóolaj – mivel az adszorpciója is nagyobb – megkötődik, és az illóolaj a pentán mellett már szelektíve mérhető.
Az etil-alkohol mikromennyiségeinek, akár illóolajak vagy cukor melletti meghatározására munkatársával kifejlesztett eljárása szinte már gázkromatográfiának nevezhető. A mintát a kis üvegszűrős tölcsérre helyezett aktív szénből és finom
5. ábra. Illóolajok pentános oldatának illékonysági görbéi horzsakő-granulátumból álló rétegre kell mérni (6. ábra).
A tölcsér csiszolatos szájához vezetjük a redukáló szenynyezőktől megtisztított (kénsavas kálium-dikromát-oldaton át szívatott) levegőt, a „vivőgáz”-t. A minta alkoholtartalmának gőzeit a levegőáram a tölcsér szárához csiszolattal csatlakozó gázmosópalackban (6. ábra, a) lévő ismert mennyiségű 0,1N kénsavas kálium-dikromát-mérőoldatba, a „detektor”-ba porlasztja. Az etanol ecetsavvá oxidálódik, mennyiségét a mérőoldat titercsökkenése méri. Ha a minta esetleg metanolt is tartalmazott, az az etanollal együtt szintén oxidálódott, de szén-dioxiddá. Ez utóbbit lúgban vagy bárium-hidroxidban elnyeletve lehetett meghatározni. A mérés során az elpárologtatás, az adszorpció és deszorpció szobahőmérsékleten megy végbe.
Az előzőekben ismertetett fontosabb uj gyógyszer-analitikai módszerein kívül számtalan apró, de igen hasznos gondolattal gyarapította a gyógyszervizsgálat napi gyakorlatát. Schulek professzornak
6. ábra. Készülék etanol mikromennyiségeinek meghatározásához
a hatósági gyógyszerellenőrzés irányításával eltöltött két évtizedes munkásságának eredményeiről nem volna teljes a kép az ellenőrzési követelmények kialakításával végzett munkájának említése nélkül. Ahogy sem a gyárban, sem a gyógyszertárban készült gyógyszerekre nem voltak bevált vizsgálati eljárások, még csak elképzelések sem alakultak ki munkájuk megkezdésének idejére az egyes gyógyszerformák, valamint azok egyes adagjainak minőségi mutatóiról. Ami vizsgálati előírások akkoriban léteztek, azok legfeljebb a hivatalos gyógyszeranyagokra, a hazai vagy a külföldi gyógyszerkönyvekben található eléggé általános módszerek voltak, természetesen a kémiai analitika akkori fokának megfelelően. Már kezdeti munkája során, jó gyakorlati érzékkel különbséget tett a nagy mennyiségben üzemi technológiával, és az egyedi készítményként gyógyszertárban készült gyógyszerekkel szembeni követelményekben. Mire a nemzetközi gyakorlatban viszonylag egységes mutatók születtek, hazai ellenőrzésünkben sok esetben már csak kisebb változtatásokra volt szükség.
A gyógyszerek, a kötszerek és a gyógyszerek festésére használt anyagok engedélyezése, minőségi szabályozása céljából hivatali ideje alatt megjelent rendeletek megalkotásában a szakmai érdem, de a felelősség is az övé volt. Az egész törzskönyvezési rendszer, mely nagyrészt ma is időálló, az ő elképzeléseinek gyümölcse. Az ellenőrzésben elért sikere jelentékeny volt, amit a sokat idézett első jelentések tükröznek a legjobban. Az első alkalommal vizsgálat alá vont készítményeknek több mint a 90%-a esett kifogás alá, s ez a magas szám pár év alatt a tizedére esett.
A gyógyszertárak szakszerű ellenőrzését először helyszíni részletes vizsgálatokkal képzelte el. Külön kis hordozható laboratóriumi készletet is tervezett és készíttetett. Később célravezetőbbnek látta helyszíni mintavétel alapján az intézetben vizsgálni. Ez a megoldás főleg akkor járt haszonnal, amikor a gyógyszertárvizsgálat új rendszerét kialakították. Józan megfontoltságára jellemzően az új szabályozás a tisztiorvosok addigi jogkörét nem sértve, a gyógyszervizsgálatot voltaképpen az OKI Kémiai Osztálya hatáskörébe helyezte.
