Nghiên cứu xây dựng quy trình định lượng azithromycin bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại với kỹ thuật đo phản xạ toàn phần suy giảm (atr)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ THU HUYỀN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG AZITHROMYCIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI VỚI KỸ THUẬT ĐO PHẢN XẠ TOÀN PHẦN SUY GIẢM (ATR) LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ THU HUYỀN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG AZITHROMYCIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI VỚI KỸ THUẬT ĐO PHẢN XẠ TOÀN PHẦN SUY GIẢM (ATR) LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH:KIỂM NGHIỆM THUỐC VÀ ĐỘC CHẤT MÃ SỐ: 8720210 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Đình Chi, Trường Đại học Dược Hà Nội NCS ThS Bùi Văn Trung, Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI 2022 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Lê Đình Chi NCS ThS Bùi Văn Trung dành tâm huyết tận tình bảo, hướng dẫn suốt thời gian thực hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành tới PGS TS Lê Đình Chi cho tơi lời khun quý báu, dành nhiều thời gian tạo điều kiện tối đa giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn NCS ThS Bùi Văn Trung anh chị Viện kiểm nghiệm thuốc Trung ương tạo điều kiện nhiệt tình giúp đỡ thời gian thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám Hiệu, phịng Sau đại học, mơn Hóa phân tích độc chất – trường Đại học Dược Hà Nội, thầy cô giảng dạy giúp đỡ tơi q trình học tập trường Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè – người đồng hành thiếu học tập sống động viên khích lệ tơi Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Học viên Vũ Thu Huyền MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC BẢNG iii ĐẶT VẤN ĐỀ .1 Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Azithromycin 1.1.1 Công thức cấu tạo 1.1.2 Tính chất 1.1.3 Dược động học 1.1.4 Cơ chế tác dụng dược lý 1.1.5 Tác dụng không mong muốn 1.1.6 Chỉ định 1.1.7 Dạng bào chế 1.2 Các phương pháp định lượng Azithromycin .5 1.2.1 Phương pháp vi sinh vật 1.2.2 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao với detector điện hóa 1.2.3 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao với detector UV 1.3 Quang phổ hồng ngoại khả ứng dụng phân tích thuốc 1.3.1 Nguyên lý phổ quang phổ hồng ngoại .6 1.3.2 Các kỹ thuật đo quang phổ hồng ngoại 10 1.3.3 Ưu điểm phương pháp quang phổ hồng ngoại .15 1.3.4 Nhược điểm phương pháp quang phổ hồng ngoại 16 1.4 Một số phương pháp tốn hóa (Chemometrics) thường sử dụng phân tích quang phổ 16 1.4.1 Ứng dụng thống kê đa biến định tính thuốc phương pháp quang phổ hồng ngoại 16 1.4.2 Ứng dụng hồi quy tuyến tính đa biến xây dựng quy trình định lượng thuốc quang phổ hồng ngoại 20 Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Nguyên vật liêu, thiết bị đối tượng nghiên cứu .26 2.1.1 Nguyên vật liệu .26 2.1.2 Thiết bị dụng cụ .26 2.1.3 Đối tượng nghiên cứu 26 2.2 Phương pháp nghiên cứu .27 2.2.1 Xác định hàm lượng Azithromycin mẫu đối chiếu .27 2.2.2 Xây dựng qui trình định lượng Azithromycin quang phổ hồng ngoại.27 2.3 Thẩm định phương pháp phân tích xây dựng 28 2.4 Phương pháp xử lý số liệu phần mềm TQ Analyst 28 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .34 3.1 Định lượng Azithromycin mẫu đối chiếu phương pháp HPLC 34 3.2 Xây dựng phương pháp định lượng quang phổ IR 36 3.2.1 Khảo sát phổ hồng ngoại chất chuẩn nội 36 3.2.2 Khảo sát điều kiện đo phổ .46 3.2.3 Xác định tỉ lệ phối trộn bột viên chuẩn nội 46 3.2.4 Xây dựng mơ hình định lượng phần mềm TQ Analyst .50 3.2.5 Kết mơ hình định lượng mẫu viên xây dựng 57 3.2.6 Định lượng Azithromycin mẫu viên mơ hình xây dựng 61 3.3 Thẩm định mơ hình định lượng xây dựng 63 3.3.1 Độ đặc hiệu 63 3.3.2 Độ tuyến tính .63 3.3.3 Độ 64 3.3.4 Khoảng xác định 68 3.3.5 Độ xác trung gian 68 3.3.6 So sánh kết định lượng Azithromycin phương pháp quang phổ hồng ngoại phương pháp HPLC .70 Chương BÀN LUẬN .74 4.1 Lựa chọn kỹ thuật đo 74 4.2 Về quy trình định lượng Azithromycin chế phẩm viên nén phương pháp quang phổ hồng ngoại với kỹ thuật đo phản xạ toàn phần suy giảm (ATR) 74 4.2.1 Xây dựng mơ hình định lượng phần mềm TQ Analyst .74 4.2.2 Thẩm định phương pháp .75 4.2.3 So sánh kết định lượng Azithromycin phương pháp quang phổ hồng ngoại với kỹ thuật đo phản xạ toàn phần suy giảm phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao 75 4.3 Ứng dụng phương pháp quang phổ hồng ngoại với kỹ thuật đo phản xạ toàn phần suy giảm (ATR) định lượng Azithromycin chế phẩm thương mại…………………………………………………………………………………….76 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Artificial neuron network Mạng nơron nhân tạo Association of Official Analytical Hiệp hội nhà hố phân Chemists tích thống ATR Attenuated Total Refelectance Phản xạ toàn phần suy giảm AZI Azithromycin CA Cluster analysis CLS Classical least square DA Discriminant analysis Phân tích biệt thức EMA European Medicines Agency Cơ quan Y tế châu Âu FIR Far Infrared Hồng ngoại xa ANN AOAC HPLC Phân tích nhóm Bình phương tối thiểu thông thường High Performance Liquyd Sắc ký lỏng hiệu cao Chromatography Hội nghị quốc tế hài hòa ICH International Council for Harmonisation hóa thủ tục đăng ký dược phẩm sử dụng cho người IR LC-MS Infrared Hồng ngoại Liquid chromatography-mass Sắc ký lỏng khối phổ spectrometry MIR Mid Infrared Hồng ngoại MLS Multiple linear regression Hồi quy đa biến tuyến tính NIR Near Infrared Hồng ngoại gần PCA Principal component analysis Phân tích thành phần i PCR Principal component regression Hồi quy thành phần PLS Partial Least Square Bình phương tối thiểu RMSEC Root mean square error of calibration Căn bậc hai sai số trung bình hiệu chuẩn Root mean square error of cross Căn bậc hai sai số trung bình validation đánh giá chéo RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối UV Ultraviolet Tia cực tím RMSEV ii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình kiểu dao động hóa trị phân tử Hình 1.2 Mơ hình kiểu dao động uốn phân tử Hình 1.3 Giản đồ phân bố dao động phân tử Hình 1.4 Kỹ thuật đo truyền qua (a) phản xạ truyền qua (b) 10 Hình 1.5 Kỹ thuật đo phản xạ truyền qua .12 Hình 1.6 Kỹ thuật đo phản xạ khuếch tán 14 Hình 1.7 Mơ hình xử lý số liệu phương pháp ANN 20 Hình 2.8 Giao diện mục Desciption phần mềm TQ Analyst 29 Hình 2.9 Giao diện mục Pathlength phần mềm TQ Analyst 29 Hình 2.10 Giao diện mục Components phần mềm TQ Analyst 30 Hình 2.11 Giao diện mục Standards phần mềm TQ Analyst 30 Hình 2.12 Giao diện mục Spectra phần mềm TQ Analyst 31 Hình 2.13 Giao diện mục Regions phần mềm TQ Analyst 31 Hình 2.14 Giao diện mục Corrections phần mềm TQ Analyst 32 Hình 2.15 Giao diện mục Other phần mềm TQ Analyst 32 Hình 2.16 Giao diện mục Report phần mềm TQ Analyst 33 Hình 3.17 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Paracetamol Azithromycin số sóng từ 400 cm-1 đến 2000 cm-1 38 Hình 3.18 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Paracetamol Azithromycin số sóng từ 1300 cm-1 đến 1750 cm-1 39 Hình 3.19 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Azithromycin Aziwok 500 số sóng từ 400 cm-1 đến 2000 cm-1 40 Hình 3.20 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Azithromycin Aziwok 500 số sóng từ 1300 cm-1 đến 1750 cm-1 41 Hình 3.21 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Azithromycin Cadiazith 500 số sóng từ 400 cm-1 đến 2000 cm-1 42 Hình 3.22 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Azithromycin Cadiazith 500 số sóng từ 1300 cm-1 đến 1750 cm-1 43 iii Hình 3.23 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Azithromycin Pyme Azi 500 số sóng từ 400 cm-1 đến 2000 cm-1 44 Hình 3.24 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Azithromycin Pyme Azi 500 số sóng từ 1300 cm-1 đến 1800 cm-1 45 Hình 3.25 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Azithromycin, Paracetamol số tá dược nghiên cứu số sóng từ 400 cm-1 đến 2000 cm-1 48 Hình 3.26 Phổ hồng ngoại FT-IR-ATR Azithromycin, Paracetamol số tá dược nghiên cứu số sóng từ 1300 cm-1 đến 1800 cm-1 49 Hình 3.27 Phổ hỗn hợp bột Aziwok 500 Paracetamol giá trị α khác số sóng từ 400 cm-1 đến 2000 cm- 51 Hình 3.28 Phổ hỗn hợp bột Aziwok 500 Paracetamol giá trị α khác số sóng từ 1300 cm-1 đến 1750 cm-1 52 Hình 3.29 Phổ hỗn hợp bột Cadiazith 500 Paracetamol giá trị α khác số sóng từ 400 cm-1 đến 2000 cm-1 53 Hình 3.30 Phổ hỗn hợp bột Cadiazith 500 Paracetamol giá trị α khác số sóng từ 1300 cm-1 đến 1750 cm-1 54 Hình 3.31 Phổ hỗn hợp bột Pyme Azi 500 Paracetamol giá trị α số sóng từ 400 cm-1 đến 2000 cm-1 55 Hình 3.32 Phổ hỗn hợp bột Pyme Azi 500 Paracetamol giá trị α khác số sóng từ 1300 cm-1 đến 1750 cm-1 56 Hình 3.33 Mơ hình định lượng Aziwok phương pháp quang phổ hồng ngoại 58 Hình 3.34 Mơ hình định lượng Cadiazith 500 phương pháp quang phổ hồng ngoại .59 Hình 3.35 Mơ hình định lượng Pyme Azi 500 phương pháp quang phổ hồng ngoại .61 Hình 3.36 Kết xác định giá trị α từ mơ hình định lượng Azithromycin mẫu viên Aziwok 500 62 iv 11 Trần Tử An (2007), Hóa phân tích tập 2, Nhà xuất Y học, 43-68 TIẾNG ANH 12 Alexandrino, G L., Breitkreitz, M C., & Poppi, R J (2016), “Classical Least Squares Combined with Spectral Interval Selection Using Genetic Algorithm for Prediction of Constituents in Pharmaceutical Solid Dosage Forms from near Infrared Chemical Imaging Data”, Journal of Near Infrared Spectroscopy, 24(2), 157–169 13 Andreopoulos, B., An, A., Wang, X., & Schroeder, M (2009), “A roadmap of clustering algorithms: finding a match for a biomedical application”, Briefings in bioinformatics, 10(3), 297–314 14 AOAC International, "Appendix F: Guidelines for standard method performance requirements", AOAC Official method of analysis, 2016 15 Awa, K., Shinzawa, H., & Ozaki, Y (2014), “Monitoring of Recrystallisation of Microcrystalline Cellulose inside Pharmaceutical Tablets during Storage Using near Infrared Diffuse Reflectance Spectroscopy”, Journal of Near Infrared Spectroscopy, 22(3), 205–210 16 Berisha, S., Lotfollahi, M., Jahanipour, J., Gurcan, I., Walsh, M., Bhargava, R., Van Nguyen, H., & Mayerich, D., (2019), “Deep learning for FTIR histology: leveraging spatial and spectral features with convolutional neural networks”, The Analyst, 144(5), 1642–1653 17 Borges Miranda, A., Pérez Martínez, C., Jiménez Chacón, J., & Álvarez Prieto, M (2019), “Near infrared spectroscopic analysis of total alkaloids as nicotine, total nitrogen and total ash in Cuban cigar tobacco”, Journal of Near Infrared Spectroscopy, 27(2), 123–133 18 British Pharmacopoeia (2020), volume 1, p.192 – 194 19 Brusco, M J., Shireman, E., & Steinley, D (2017), “A comparison of latent class, K-means, and K-median methods for clustering dichotomous data”, Psychological methods, 22(3), 563–580 20 Bui, V.T., Doan, C.S., Tong, T., & Le, D.C (2021), “Development and Validation of a Simple, Green Infrared Spectroscopic Method for Quantitation of Sildenafil Citrate in Siloflam Tablets of Unknown Manufacturing Formula”, Journal of analytical methods in chemistry, 2021, 6616728 21 Burmistrova, N.A., Soboleva, P.M., & Monakhova, Y.B (2021), “Is infrared spectroscopy combined with multivariate analysis a promising tool for heparin authentication”, Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 194, 113811 22 Council United States Pharmacopeia (2020), United States Pharmacopoeia, 43, United States Pharmacopeial Convention 23 De Oliveira Penido, CAF, Pacheco, MTT, Novotny, EH, Lednev, IK, Silveira, L (2017), “Quantification of cocaine in ternary mixtures using partial least squares regression applied to Raman and Fourier transform infrared spectroscopy”, J Raman Spectrosc, 48, 1732– 1743 24 European medicines agency (1995), ICH guideline Q (R1) Validation of analytical procedures: text and methodology 25 European Medicines Agency, "Use of near infrared spectroscopy (NIRS) by the pharmaceutical industry and the data requirements for new submissions and variations", March 2014 [Online] Available: https://www.ema.europa.eu/en/use-near-infrared-spectroscopy-nirspharmaceutical-industry-data-requirements-new-submissions#currenteffective-version-section [Accessed 16 August 2021] 26 Fernàndez-Francos, X., Kazarian, S.G., Ramis, X., & Serra, À (2013), “Simultaneous monitoring of curing shrinkage and degree of cure of thermosets by attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR FT-IR) spectroscopy”, Applied spectroscopy, 67(12), 1427–1436 27 Guerrero, E.D., Mejías, R.C., Marín, R.N., Lovillo, M.P., & Barroso, C.G (2010), “A new FT-IR method combined with multivariate analysis for the classification of vinegars from different raw materials and production processes”, Journal of the science of food and agriculture, 90(4), 712–718 28 Hobro, A.J., Kuligowski, J., Döll, M., & Lendl, B (2010) “Differentiation of walnut wood species and steam treatment using ATR-FTIR and partial least squares discriminant analysis (PLS-DA)”, Analytical and bioanalytical chemistry, 398(6), 2713–2722 29 Igne, B., Hossain, M.N., Drennen, J.K., & Anderson, C.A (2014), “Robustness Considerations and Effects of Moisture Variations on near Infrared Method Performance for Solid Dosage Form Assay”, Journal of Near Infrared Spectroscopy, 22(3), 179–188 30 Khan, Z.H., Mohapatra, S.K., Khodiar, P.K., & Ragu Kumar, S.N (1998), “Artificial neural network and medicine”, Indian journal of physiology and pharmacology, 42(3), 321–342 31 Le Dinh Chi, Tran Viet Hung, Bui Van Trung and Doan Cao Son (2017), “Evaluation of the Ability to Apply Near-Infrared Spectroscopy on Direct Assay of Acyclovir in Tablets”, Journal of Pharmacy and Pharmacology, US, 5, 841-849 32 Lee, J.G., Jun, S., Cho, Y.W., Lee, H., Kim, G.B., Seo, J.B., & Kim, N (2017), “Deep Learning in Medical Imaging: General Overview”, Korean journal of radiology, 18(4), 570–584 33 Lisboa, P.J., Etchells, T.A., Jarman, I.H., & Chambers, S.J (2013), “Finding reproducible cluster partitions for the k-means algorithm”, BMC bioinformatics, 14 Suppl 1(Suppl 1), S8 34 Lu Z, Cassidy BM, DeJong SA, Belliveau RG, Myrick ML, Morgan SL (2017) “Attenuated Total Reflection (ATR) Sampling in Infrared Spectroscopy of Heterogeneous Materials Requires Reproducible Pressure Control”, Appl Spectrosc, 71(1), 97-104 35 Markopoulou, C.K., Koundourellis, J.E., Orkoula, M.G., & Kontoyannis, C.G (2008), “Quantitative nondestructive methods for the determination of ticlopidine in tablets using reflectance near-infrared and Fourier transform Raman spectroscopy”, Applied spectroscopy, 62(2), 251–257 36 Pharmacopoeia of the people’s Republic of China (2000), tập 2, p.54 – 56, A76 – A78 37 Prendergast, E., Abe, H., Aburada, M., & Otsuka, M (2012), “A Non-Destructive Method of Predicting the Particle Size of the Bulk Drug Powder in an Acetaminophen Suppository by Near-Infrared Spectroscopy”, Journal of Near Infrared Spectroscopy, 20(2), 255–265 38 Solberg H E (1978), “Discriminant analysis”, CRC critical reviews in clinical laboratory sciences, 9(3), 209–242 39 The International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use, "Validation of analytical procedures: Text and Methodology Q2(R1)," 2005 40 The United States Pharmacopoeia 29 (2006), volume 1, p.186 – 200 41 The United States Pharmacopoeia 43 (2020), volume 1, NF Azithromycin Tablets 42 Yang, H., & Irudayaraj, J (2002), “Rapid determination of vitamin C by NIR, MIR and FT-Raman techniques”, The pharmacology, 54(9), 1247–1255 Journal of pharmacy and PHỤ LỤC Phụ lục 1: Chứng phân tích chất chuẩn Azithromycin Phụ lục 2: Phiếu kiểm nghiệm chất chuẩn nội Paracetamol Phụ lục 3: Sắc ký đồ chuẩn Azithromycin 1_lần Phụ lục 4: Sắc ký đồ Aziwok thử 1_lần Phụ lục 5: Sắc ký đồ Cadiazith thử 1_lần Phụ lục 6: Sắc ký đồ Pyme Azi thử 1_lần Phụ lục 7: Sắc ký đồ chuẩn 1_lần Phụ lục 8: Sắc ký đồ Aziwok thử 1_lần Phụ lục 9: Sắc ký đồ Cadiazith thử 1_lần Phụ lục 10: Sắc ký đồ Pyme Azi thử 1_lần ... sĩ ? ?Nghiên cứu xây dựng quy trình định lượng Azithromycin phương pháp quang phổ hồng ngoại với kỹ thuật đo phản xạ toàn phần suy giảm (ATR)? ?? triển khai nhằm minh chứng cho khả áp dụng phương pháp. .. kết định lượng Azithromycin phương pháp quang phổ hồng ngoại với kỹ thuật đo phản xạ toàn phần suy giảm phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao 75 4.3 Ứng dụng phương pháp quang phổ hồng ngoại. .. HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ THU HUYỀN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG AZITHROMYCIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI VỚI KỸ THUẬT ĐO PHẢN XẠ TOÀN PHẦN SUY GIẢM (ATR) LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC