Znaczenie dokładności pomiaru pH w kontekście wyznaczania wartości stałej dysocjacji kwasowej metodami elektroforetycznymi i termoforetycznymi

Wartość wykładnika stałej dysocjacji kwasowej (pKa) określa zdolność związków chemicznych o charakterze kwasowym do oddawania protonów. Wielkość ta jest szczególnie istotna z perspektywy farmakologii, ponieważ wartości pKa wpływają na właściwości fizykochemiczne i farmakokinetyczne leków, a w konsekwencji warunkują pośrednio ich działanie terapeutyczne. Dokładność wyznaczania wartości pKa za pomocą metod elektroforetycznych i termoforetycznych zależy od potencjalnych błędów związanych z pomiarem wartości pH. Zależność ta jest oczywista, jednak według powszechnej praktyki przy określaniu wiarygodności wartości pKa wyznaczonych wspomnianymi metodami, efekt ten jest pomijany albo traktowany w znacznie uproszczony sposób. W niniejszej pracy zbadano wpływ nieprawidłowego pomiaru pH na wartości pKa uzyskane metodami elektroforezy kapilarnej (CE) oraz termoforezy w mikroskali (MST). Zaproponowano prostą procedurę samokontroli, aby w łatwy i szybki sposób kontrolować oraz miarodajnie szacować całkowitą niepewność wartości pKa związaną z niedokładnością pomiarów pH. Istotność błędu pomiaru pH rozważono również w kontekście analizy termodynamicznej, wymagającej określenia zależności termicznej wartości pKa. Uzyskane wyniki jednoznacznie wskazują, że badanego efektu nie należy ignorować, a rzeczywista dokładność metod polegających na rozdziale elektroforetycznym może być gorsza niż się powszechnie zakłada. Z tego względu zwrócono uwagę na potrzebę opracowania alternatywnych metod, niewymagających pomiaru wartości pH, takich jak znane już podejście oparte na wzorcach wewnętrznych.

The value of the acid dissociation constant (pKa) determines the ability of acidic chemicals to donate protons. This value is important from the pharmacological perspective because the pKa values influence the physicochemical and pharmacokinetic properties of drugs and indirectly determine their therapeutic effect. The accuracy of pKa determination using electrophoretic and thermophoretic methods depends on potential errors related to the measurement of the pH value. This dependence is obvious, but according to common practice, when assessing the reliability of the pKa values determined with the above-mentioned methods, this effect is either ignored or treated in a simplified manner. In this study, the influence of incorrect pH measurement on pKa values obtained by capillary electrophoresis (CE) and microscale thermophoresis (MST) methods was investigated. A simple self-control procedure has been proposed to easily and quickly control and reliably estimate the total uncertainty of the pKa value related to the inaccuracy of pH measurements. The significance of the pH measurement error was also considered in the context of thermodynamic analysis, which requires the determination of the thermal dependence of pKa values. The obtained results clearly indicate that the investigated effect should not be ignored, and the actual accuracy of methods using electrophoretic separation may be worse than commonly assumed. Therefore, attention was drawn to the need to develop alternative methods that do not require the measurement of the pH value, such as the already known approach based on internal standards.