Nghiên cứu định lượng một số hoạt chất trong thuốc bằng phương pháp phổ hồng ngoại gần và trung bình

ào Duy Tiên... nhóm thu c sulfamid và beta lactam... Sulfamid d ng tinh th màu tr ng ho c màu vàng nh t tr prontosil, không mùi, th ng ít tan trong n c, benzen, chloroform... Ph ng pháp

Công trình đ c hoàn thành t i

Tr ng i h c Khoa h c T nhiên - i h c Qu c gia Hà N i

Ng i h ng d n khoa h c: PGS.TS T Th Th o

TS Bùi Xuân Thành

Ph n bi n 1: PGS.TS Nguy n Xuân Trung

Ph n bi n 2: TS ào Duy Tiên

M U

Hi n nay, đ có th phát tri n b n v ng đòi h i hóa h c ph i phát tri n theo xu h ng là “s ch” Trong nh ng n m 1990, khái ni m v “Hóa h c xanh” đã đ c đ xu t, trong đó phát tri n ph ng pháp ph h ng ngo i đ c xem là m t trong nh ng ph ng pháp phân tích thân thi n v i môi tr ng và đang d n tr thành ph ng pháp u vi t trong l nh v c phân tích hóa h c xanh Nhu c u phát tri n trong l nh v c hóa h c xanh đang t ng lên đáng k

và tr thành m t thách th c l n cho các nhà hóa h c đ t o ra s n ph m m i, quy trình và d ch v đ t đ c các yêu c u m c tiêu xã h i, kinh t và môi

tr ng c p thi t do s t ng nh n th c v an toàn môi tr ng, ki m tra ô nhi m môi tr ng, b n v ng sinh thái công nghi p và công ngh s n xu t

s ch h n trên toàn th gi i Cùng th i gian này xu h ng phát tri n công ngh phân tích quá trình (PAT-Process Analytical Technology) r t đ c khuy n khích b i các nhà hi p h i qu n lí d c và th c ph m (FDA-Food and Drug Administration) PAT đ c xem là s k t h p phân tích v i ngành công nghi p đ ra s n ph m m i và các công ngh s n xu t hi u qu PAT là

h th ng thi t k , phân tích và ki m soát các quá trình s n xu t, d a trên các phép đo k p th i, quan tr ng đ đ m b o ch t l ng thu c tính c a nguyên

li u, đ m b o ch t l ng cao c a s n ph m khi hoàn thành quy trình s n xu t PAT bao g m các quá trình thi t k d a trên khoa h c xác đ nh các phép đo chính xác c a ch t l ng s n ph m và các bi n quá trình quan tr ng có nh

h ng đ n ch t l ng, thi t b đo l ng thích h p, các công c công ngh thông tin trong th ng kê và các quá trình ki m soát làm vi c v i nhau đ đ m

b o s n xu t s n ph m cu i cùng v i ch t l ng mong mu n M t s k thu t quang ph đ c s d ng đ xác đ nh các ho t ch t và tá d c khâu

đ nh l ng nguyên li u trong ph n đ u c a quá trình s n xu t và theo dõi các

b c pha tr n trong quá trình s n xu t và sau quá trình s n xu t đ theo dõi quá trình Trong nhi u n m g n đây, k thu t phân tích quang ph h ng ngo i k t h p v i ph ng pháp h i quy đa bi n đã tr thành m t k thu t phân tích có tính ng d ng cao cho ngành công nghi p d c ph m b i vì đây

là m t ph ng pháp phân tích nhanh, không c n phá h y m u, không s d ng các hóa ch t và dung môi đ c h i

ây chính là lí do chúng tôi l a ch n đ tài: “Nghiên c u đ nh l ng nhanh m t s ho t ch t thu c kháng sinh b ng ph ng pháp ph k h ng ngo i

g n và trung bình” Lu n án này là m t ph n trong ch ng trình h p tác

qu c t gi a Vi t Nam và Pháp v i m c đích nghiên c u phát tri n ph nag

quy đa bi n đ xác đ nh nhanh ch t l ng thu c Nghiên c u này s góp ph n

đ nh m t ho t ch t khi có m t các tá d c trong m u và nghiên c u xác đ nh

đ ng th i các ho t ch t trong cùng nhóm ch t b ng m t mô hình h i qui đa

bi n tuy n tính

trên c s xây d ng mô hình h i qui đa bi n tuy n tính t các m u t t o có

i m m i, nh ng đóng góp m i v m t khoa h c và th c ti n c a lu n án

 V m t khoa h c

nhóm sulfamid và m t s ch t thu c nhóm beta lactam (ampicillin, cefixim, cefaclor, ceftriaxone, cefotaxim) b ng ph ng pháp ph h p th h ng ngo i vùng g n và trung trên c s s d ng các mô hình h i quy đa bi n PLS và PCR Quy trình này cho phép phân tích không c n phá h y m u, không s

d ng dung môi đ c h i, nhanh và cho k t qu phù h p trong vi c sàn l c nguyên li u và phân tích nhanh các s n ph m thu c

nhóm thu c sulfamid và beta lactam Quy trình này cho phép xác đ nh đ c

b t k m t ch t nào trong thu c b ng m t mô hình h i quy đa bi n, giúp cho

vi c xây d ng ph n m m trên thi t b c m tay đ c thu n l i

danh m c b ng, danh m c hình, danh m c các công trình khoa h c c a tác

l c liên quan

Ch ng 1: T NG QUAN 1.1 Gi i thi u v các nhóm thu c kháng sinh nghiên c u

1.1.1 Nhóm thu c kháng sinh Sulfamid

Các sulfamid kháng khu n là d n ch t c a p- aminobenzensulfonamid,

có công th c c u t o chung là:

HN

Hình 1.1: Công th c c u t o chung c a nhóm Sulfamid

hidro thì thu đ c sulfamid là có c u t o đ n gi n nh t (sulfanilamid)

Sulfamid d ng tinh th màu tr ng ho c màu vàng nh t tr prontosil, không mùi, th ng ít tan trong n c, benzen, chloroform Sulfamid tan trong

các Sulfamid đ u có tính ch t l ng tính: tính acid th hi n do có H N- amid linh đ ng (tr sulfaguanidin) có tính baz do có nhóm amin th m t do, nên tan trong dung d ch acid

1.1.2 Nhóm thu c kháng sinh h - lactam

m t amid vòng 4 c nh G m các nhóm : penicillin, cephalosporin, monobactam, cacbapenem Trong đó 2 nhóm s d ng ph bi n và l n nh t là penicillin và cephalosporin

Hình 1.2: Công th c c u t o c a Azetidin-2-on( beta-lactam)

Nhóm các penicillin:

Các penicillin đ u có c u trúc c b n g m 2 vòng: vòng thiazolidin, vòng -lactam

CO R

COOM

2 3 4

1

5 6 7

Hình 1.3: Công th c c u t o chung c a các kháng sinh nhóm penicillin

O

CO R1

N S

R3 R2

COOM

1 2 3 4 5

6 7 8

Hình 1.4: Công th c c u t o chung c a các kháng sinh nhóm cephalosporin

D a vào kh kháng khu n, chia các cephalosporin thành 4 th h Các

nh ng trên gram âm y u h n th h sau

Các -lactam th ng d ng b t k t tinh màu tr ng ngà, d ng axit ít tan trong n c, d ng mu i natri và kali d tan; tan đ c trong metanol và m t s

1.2 Các ph ng pháp phân tích đ nh tính các ho t ch t kháng sinh trong thu c

Ph ng pháp s c ký l p m ng

1.3 Các ph ng pháp phân tích đ nh l ng các ho t ch t kháng sinh trong thu c

1.3.1 Ph ng pháp chu n đ th tích

Quy trình t n nhi u th i gian, n u nguyên li u hay ch ph m có l n các

t p ch t thì s nh h ng đ n k t t a do có tính ch n l c không cao Tuy nhiên ph ng pháp này d th c hi n các phòng thí nghi m v i quy mô nh

1.3.2 Ph ng pháp tr c quang

Ph ng pháp đo quang là ph ng pháp phân tích d a trên tính ch t quang h c c a ch t c n phân tích nh tính h p th quang và tính phát quang Các ph ng pháp này đ n gi n d ti n hành thông d ng đ c ng d ng nhi u khi xác đ nh các -lactam đ c bi t trong d c ph m tuy nhiên đ ch n

1.3.3 Ph ng pháp đi n hóa

-lactam nh ng không ph bi n nhi u Ph ng pháp có tính ch n l c cao, gi i

ph ng pháp đ c s d ng trên thi t b đ t ti n, t n dung môi, th i gian làm

đàn h i) n m trong vùng h ng ngo i (IR), làm cho các đi n t hóa tr trong

1.4.1.2 Nguyên t c c a phép đo ph h ng ngo i

Các ch t tr ng thái r n, l ng, khí,khi b kích thích b ng m t chùm sáng có n ng l ng phù h p( t ng tác không đàn h i) có th sinh ra ph

đ ng v , hi u ng electron, y u t không gian, liên k t hidro n i phân t ), nh

h ng do t ng tác gi a các phân t , nh h ng c a quy trình chu n b m u

V i m u r n vi c chu n b m u là r t quan tr ng Do m u r n có hi n

t ng tán x ánh sáng làm gi m c ng đ h p th c a m u và làm m t đi

có kích th c h t nh , phân tán đ ng đ u, b m t nh n, trong, m ng M t khác, đ i v i ph truy n qua thông th ng đ c áp d ng b ng đ nh lu t Beer,

nh ng v i ph ng pháp phân tích ph h ng ngo i cho m u r n có s sai l ch đáng k do n ng đ c a ch t h p th quá cao n m ngoài kho ng tuy n tính

đ c bi u di n m i t ng quan gi a n ng đ và đ h p thu quang c ng hi m khi đi qua g c t a đ M t nguyên nhân n a khi n đ nh lu t Beer không th

đ c tr ng nên th ng h p h n d i ph h ng ngo i đ c l a ch n khi đo đ nh

l ng do đó có s sai l ch phi tuy n ánh sáng Khi hi u ch nh b ng h i quy

đa bi n vi c hi u ch nh t t nh t cho các bi n n ng đ cao hay th p ti n g n

đ n giá tr trung bình ta ph i phân b t p s li u đ ng đ u Do đó, khi l p ma

i v i m u khí và l ng thì nh h ng do hi n t ng tán x ánh sáng

nh h ng c a đ m do n c t o li n k t hidro hay t ng tác v i ch t phân

quan đ n ch t phân tích

1.4.2 nh l ng các ch t b ng ph ng pháp ph h ng ngo i k t h p

v i chemometrics

Ph ng pháp ph h ng ngo i k t h p v i chemometric đã m ra m t

k nguyên m i cho phép phân tích nhanh, hi u qu , thân thi n v i môi

th ng không đ a ra đ c các k t qu có đ chính xác cao Ph n m m và c

quang ph h ng ngo i g n và trung bình k t h p v i các thu t toán h i quy

đa bi n đ ki m tra nhanh ch t l ng thu c là m t v n đ vô cùng c n thi t

l ng m t s ho t ch t thu c kháng sinh thu c nhóm Sulfamid b ng ph ng

đ m môi tr ng và s sai l ch c a đ nh lu t Lambe – Bia Vi c đ nh l ng

đã đ c xác đ nh hàm l ng b ng HPLC K thu t đo đ c áp d ng là k

Ch ng 2: TH C NGHI M 2.1 Hóa ch t và thi t b

2.2 i t ng, n i dung nghiên c u và ph ng pháp nghiên c u

mô hình đ c xây d ng t ma tr n đ h p th quang c a 20-30 m u chu n dùng đ xây d ng mô hình h i qui đa bi n và ma tr n n ng đ có ch a ch t phân tích và tá d c Trên ph n m m matlab, x lí s li u theo 4 ph ng pháp PCR, CLS, ILS và PLS

hình phù h p

bi n tuy n tính

2.2.2.2 Quy trình phân tích

k t h p v i chemometrics

2.3 Ch ng trình máy tính c a các ph ng pháp h i quy đa bi n

Ch y 4 mô hình h i quy tuy n tính trong ph n m m matlab 2015 là

CLS, ILS, PLS và PCR

2.4 Các ph ng pháp phân tích đ i ch ng xác đ nh hàm l ng các ho t

ch t kháng sinh trong thu c

2.4.1 Ph ng pháp phân tích đ i ch ng theo d c đi n

Các ho t ch t kháng sinh đ c phân tích theo d c đi n b ng ph ng pháp HPLC

- Ho t ch t sulfaguanidin, penicillin, ampicillin, amoxicillin, cephalexin, cefaclor, cefadroxil, cefotaxim, cefixim đ c xác đ nh theo D VN4

Ch ng 3: K T QU VÀ TH O LU N 3.1 Nghiên c u tìm đi u ki n t i u phép đo h ng ngo i

3.1.2 Kh o sát nh h ng c a tá d c

Do thành ph n tá d c trong m i m u thu c thay đ i theo t ng nhà s n

xu t khác nhau Vì th , chúng tôi đã kh o sát ph h ng ngo i c a m t s lo i

+ Nhóm Cefalosporin: magie stearate, b t talc, natriglycolat starch, natrilaurysulfat, lactose

Ti n hành l y l n l t 2 mg t ng tá d c tr n v i 98 mg KBr, nghi n

m n đ ng nh t t ng m u trong c i mã não trong 10 phút L y kho ng 15 mg

l ng b t v a nghi n đ c cho vào b ép viên đ thu đ c m u viên c a các

tá d c, sau đó đem đo ph h ng ngo i c a các m u này trong vùng ph t

3.1.3 Kh o sát t l kh i l ng m u /KBr

hành kh o sát trên v i m u thu c ch a m t ho t ch t ( m u thu c viên

sulfamethoxazol 400 mg và trimethoprim 80 mg trên m t viên) Ti n hành

tr n b t thu c c a m u thu c viên v i KBr theo t l kh i l ng m u trên

l ng m u/ KBr t ng thì đ h p th quang c a các m u viên c ng t ng lên Tuy nhiên khi đ h p th quang càng cao thì đ l p l i c a phép đo càng kém M t khác, n u l ng m u đ a vào quá nh thì d gây sai s trong quá trình cân, do đó chúng tôi đã l a ch n t l m u/ KBr là 2/98 cho nh ng nghiên c u ti p theo

3.1.4 Kh o sát kh i l ng m u đem ép viên và đ l p l i c a quá trình

ép viên

L ng m u ép viên nh h ng đ n b dày viên, do đó có nh h ng

tr c ti p đ h p th quang c a ho t ch t Trong nghiên c u này, chúng tôi có

3.1.5 Nghiên c u đánh giá nh h ng c a đ m m u

m không khí là m t trong nh ng y u t quan tr ng gây nh h ng

tr c ti p đ n kh n ng h p th h ng ngo i c a các ch t Ti n hành kh o sát

nh h ng đ m b ng cách chu n b 2 m u t t o g m Cefixim và các tá

d c có thành ph n và kh i l ng nh nhau Trong đó, 1 m u đ c chu n

b t i nhi t đ , đ m c a phòng (45%, 30C) và m t m u sau khi chu n b

v i cùng đi u ki n v i m u 1, đ c s y chân không( 50C, 500MPa )

Sau khi kh o sát đ m trên đ i t ng Cefixim th y r ng đ m làm

+ Nhóm Penicillin: Sodium starch glycolate, magiesi stearate

+ Nhóm Cefalosporin: Magie stearate, b t talc, natriglycolat starch, natrilaurysulfat, lactose

3.2 Nghiên c u l a ch n mô hình h i quy đa bi n xác đ nh t ng ho t

ch t kháng sinh trong thu c

K t qu kh o sát đi u ki n đo m c 3.1 cho th y các ho t ch t nghiên

đóng góp đáng k vào giá tr đ h p th quang đo đ c Ngoài ra, đ đ ng

đ u, kích th c h t, b m t nh n c a viên, đ dày viên ép khác nhau làm cho tín hi u đo c a m t m u sau m i l n đo là không l p l i Vì v y, đ đ nh

l ng nhanh ho t ch t kháng sinh khi có l n tá d c ph i k t h p phân tích

ph h ng ngo i k t h p v i h i quy đa bi n T các nguyên t c c a các mô hình h i quy đa bi n ta nh n th y r ng mô hình CLS tính toán d a trên giá tr

đ h p th quang theo s sóng trên toàn d i ph và trên t p s li u thô ban

đ u, còn v i mô hình ILS thì phù h p v i t p s li u nh và ch s d ng m t

s giá tr đ h p th t i m t s s sóng đ c tr ng khác V i hai mô hình PCR

và PLS tính toán trên c s t i u hóa c s d li u, lo i b nhi u b ng cách tìm s PC phù h p Sau khi x lí t p d li u theo các mô hình h i quy, d a

h p đ phân tích đ nh l ng

3.2.1 Ma tr n m u chu n và ma tr n m u ki m tra xác đ nh ho t ch t cefixim khi có m t các tá d c

Ti n hành chu n b 30 m u chu n (g m 20 m u chu n làm ma tr n

cùng v i b n tá d c là magie stearate, b t talc, natriglycolat starch,

(%) kh i l ng thay đ i theo b ng 3.6 và 3.7 o ph h ng ngo i h p th c a

Sau khi x lí s li u th y r ng trong ph ng pháp CLS, do đ c tính s

li u đ h p th quang là s li u thô ban đ u nên k t qu phân tích s b nh

h ng tr c ti p b i đ l n giá tr đ h p th quang A Các k t qu trên cho

th y, s sai khác gi a hàm l ng th c và hàm l ng tính đ c t mô hình không quá l n v i m u ki m tra có th do thành ph n tá d c trong các m u này gi ng v i các m u chu n và đã có tín hi u t ng ng v i mô hình h i qui nên Tuy nhiên, khi phân tích m u th c t , n u nhà s n xu t thay đ i thành

ph n tá d c thì k t qu sai s s t ng lên

V i ph ng pháp ILS, hàm l ng thu đ c là s âm ch ng t d i gi i

h n phát hi n c a ph ng pháp i u này có th do mô hình ch s d ng m t

s giá tr đ h p th t i m t s s sóng ch n ng u nhiên (mà có th t i đó không có tín hi u đo) nên gây ra ngu n sai s l n

Do v y không nên s d ng hai ph ng pháp CLS và ILC trong phân

- Ki m tra tính chính xác c a mô hình h i qui đa bi n

C n c vào k t qu x lí s li u th y r ng k t qu t t, l p l i ma tr n

và 4 Các ma tr n này đ u có th s d ng làm mô hình chu n v i các s PC

t i u khác nhau đ đ nh l ng nhanh cefixim khi có l n tá d c trong các

m u thu c thành ph m

3.2.4 Xác đ nh cefixim khi có l n tá d c theo ph ng pháp pháp PLS

Tính toán PLS theo các b c sau :

matrices), tìm h s h i quy “BETA”

- Tìm s PC theo ma tr n X và Y

“BETA”

- Ki m tra tính chính xác c a mô hình h i qui đa bi n

V i các mô hình PLS xây d ng trên t p s li u l ma tr n ph đ o hàm

b c m t và ma tr n b c hai cho ta k t qu kh quan h n r t nhi u s PC=2, có s phù h p l n v hàm l ng tìm đ c v i hàm l ng ban đ u trong ma tr n chu n nh ng sai khác r t l n các ma tr n ki m tra Khi s PC

b ng 3 và 4 k t qu đ u t t các m u chu n và m u ki m tra V y ta có th

l a ch n các mô hình đ o hàm b c 1 và mô hình đ o hàm b c 2 v i s PC

b ng 3 ho c 4 theo ph ng pháp PLS làm mô hình chu n xác đ nh cefixim trong thu c thành ph m