Luận văn nghiên cứu tổng hợp các phức Fe(III) với các phối tử dạng salen và đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung th

MỞ ĐẦU Thuốc kháng sinh nhà khoa học Scottland, Alexander Fleming [1] sáng chế vào năm 1928 Kháng sinh hợp chất hóa học, có tác động chuyên biệt giai đoạn chuyển hóa thiết yếu vi sinh vật Thuốc kháng sinh kìm hãm tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh ngăn cho chúng phát triển lây lan Với nước phát triển Việt Nam, nhóm thuốc quan trọng bệnh lý nhiễm khuẩn nằm số bệnh đứng hàng đầu tỷ lệ mắc bệnh tỷ lệ tử vong Hiện nay, kháng sinh sử dụng rộng rãi điều trị vấn đề liên quan đến nhiễm khuẩn Trong đó, phải kể đến kháng sinh thuộc nhóm carbapenem Carbapenem phân nhóm kháng sinh thuộc họ beta-lactam có phổ rộng, tác dụng hầu hết vi khuẩn Gram dương Gram âm [2], kể chủng vi khuẩn tiết betalactamase hoạt phổ rộng thường sử dụng để điều trị bệnh nhiễm trùng nặng vi khuẩn có nguy tử vong cao Doripenem, meropenem, imipenem ertapenem kháng sinh đại diện nhóm carbapenem sử dụng hiệu bệnh viện sở y tế, đối tượng lựa chọn nghiên cứu Hiện có nhiều phương pháp định tính, định lượng hoạt chất thuốc như: phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis) [3, 4], phương pháp điện hóa [5], sắc ký lỏng hiệu cao HPLC [6, 7, 8, 9, 10, 11], Tuy nhiên, phương pháp đòi hỏi hệ thiết bị đắt tiền, trình xử lý tốn nhiều thời gian Phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn khơng tiếp xúc CE-C4D có nhiều ưu điểm thiết bị đơn giản, sử dụng hóa chất, thời gian phân tích phù hợp với điều kiện nghiên cứu Việt Nam Do vậy, đề tài “Xác định đồng thời số kháng sinh nhóm carbapenem phương pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc (CE-C4D)” lựa với mục tiêu sau: - Khảo sát tối ưu quy trình phân tích đồng thời bốn kháng sinh nhóm carbapenem gồm: doripenem, meropenem, imipenem ertapenem phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc (CE-C4D) - Thẩm định đánh giá phương pháp mẫu dược phẩm nhằm hướng áp dụng quy trình phân tích kiểm sốt chất lượng ngun liệu, bán thành phẩm nhà máy sản xuất sản phẩm có chứa hoạt chất này, áp dụng phân tích sàng lọc (áp dụng cho đội quản lý thị trường với ưu thiết bị CEC4D đơn giản, nhỏ gọn, linh động chi phí thấp) chất lượng thuốc thị trường trước gửi mẫu phân tích theo phương pháp chuẩn theo dược điển TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung nhóm carbapenem 1.1.1 Giới thiệu nhóm carbapenem Carbapenem thuộc nhóm kháng sinh beta-lactam bán tổng hợp, có cấu trúc khác kháng sinh penicillin sản phẩm cấu tạo nguyên tử carbon thay cho nguyên tử lưu huỳnh cấu trúc vịng thiazollidin có liên kết đơi C-2 C-3 Thêm vào đó, với việc có nhóm etylhydroxyl liên kết với vịng beta-lactam làm cấu trúc khác với cephalosporin penicillin, đồng thời khác kháng sinh cephalosporin penicillin nhóm acylamino Dưới cơng thức phân tử chung nhóm carbapenem [12] Hình 1.1: Cấu trúc carbapenem Trong nhóm carbapenem có bốn chất sử dụng phổ biến Việt Nam doripenem, meropenem, imipenem ertapenem 1.1.1.1 Doripenem - Tên IUPAC: (4R,5S,6S)-6-[(1R)-1.hydroxyethyl]-4.methyl-7-oxo3.[(3S,5S)-5-[(sulfamoylamino)methyl]pyrrolidin-3.yl]sulfanyl1.azabicyclo [3.2.0] hept-2.ene-2.carboxylic acid [12, 13, 14] - Công thức phân tử: C15H24N4O6S2 - Khối lượng phân tử: 420,532 g.mol-1 - Hằng số phân ly: pKa= 4,37; pKb= 9,39 - Meropenem chất bột màu trắng, tan nước đimetyl sulfoxide [15] Hình 1.2: Cơng thức cấu tạo doripenem Doripenem bền vững với tác dụng thủy phân dehydropeptidase-I (DHP-1) có vi nhung mao tế bào ống lượn gần thận so với imipenem, không cần dùng với chất ức chế DHP-1 cilastatin Doripenem ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn cách gắn với protein liên kết penicilin (PBP) để làm bất hoạt protein này, từ có tác dụng diệt khuẩn 1.1.1.2 Meropenem - Tên IUPAC: (4R,5S,6S)-3.(((3S,5S)-5-(Dimethylcarbamoyl)pyrrolidin3.yl)thio)-6-((R)-1.hydroxyethyl)-4.methyl-7-oxo1.azabicyclo[3.2.0]hept-2.ene-2.carboxylic acid [12, 13, 14] - Công thức phân tử: C17H25N3O5S - Khối lượng phân tử: 383,464 g.mol-1 - Hằng số phân ly: pKa= 3,47; pKb= 9,39 - Meropenem có dạng bột, tinh thể màu trắng đến vàng nhạt, tan nước, không tan etanol, không tan ete, axeton [15] Hình 1.3: Cơng thức cấu tạo meropenem Meropenem có phổ hoạt tính rộng phần lớn với vi khuẩn Gram dương, Gram âm, vi khuẩn hiếu khí kị khí; nằm danh sách loại thuốc thiết yếu Tổ chức Y tế Thế Giới Meropenem khơng hấp thụ qua đường tiêu hóa, định để điều trị nhiễm khuẩn người lớn trẻ em tháng tuổi gây hay nhiều vi khuẩn nhạy cảm với meropenem viêm phổi viêm phổi bệnh viện; nhiễm khuẩn đường niệu; nhiễm khuẩn ổ bụng; nhiễm khuẩn da cấu trúc da; nhiễm khuẩn huyết; nhiễm khuẩn phụ khoa; bệnh lý vùng chậu; đặc biệt meropenem kháng sinh nhóm carbapenem chấp thuận điều trị viêm màng não Không khuyến cáo dùng trường hợp nhiễm trùng Stapylococcus đề kháng với meticilin [12, 13, 14] 1.1.1.3 Imipenem - Tên IUPAC: (5R, 6S) -3 [2 (aminomethylideneamino) ethylsulfanyl] - [(1R) -1.hydroxyethyl] -7-oxo-1.azabicyclo [3.2.0] hept-2.ene- Axit 2.carboxylic [12, 13, 14] - Công thức phân tử: C12H17N3O4S - Khối lượng phân tử: 299,347 g.mol-1 - Hằng số phân ly: pKa= 3,63; pKb= 10,88 - Imipenem có dạng bột, tinh thể màu trắng, hút ẩm Độ hòa tan imipenem: 1g/1000ml H2O 1g/2000ml metanol, không tan etanol, đimetylformamide đimetylsulfoxide [15] Hình 1.4: Cơng thức cấu tạo imipenem Imipenem loại kháng sinh carbapenem có phổ kháng khuẩn rộng lớn hiệu lực kháng sinh beta-lactam khác Nó thường sử dụng kết hợp với cilastatin - chất ức chế phân huỷ imipenem emzym dehdropeptidase có ống thận Imipenem/cilastatin thường dùng tiêm tĩnh mạch Imipenem định để điều trị bệnh nhiễm trùng nặng đặc biệt với vi khuẩn kháng cephalosporin Imipenem sử dụng riêng kết hợp với aminoglycoside, sử dụng cho nhiễm trùng nghiêm trọng bao gồm nhiễm trùng phổi, ổ bụng mô mềm [12] 1.1.1.4 Ertapenem - Tên IUPAC: (4R, 5S, 6S) -3 - [(3S, 5S) - - [(3.carboxyphenyl) carbamoyl] pyrrolidin-3.yl] sulfanyl-6 - [(1R) -1 hydroxyethyl] 4.methyl-7-oxo-1.azabicyclo [3.2.0] axit hept-2.ene-2.carboxylic - Công thức phân tử: C22H25N3O7S - Khối lượng phân tử: 475,516 g.mol-1 - Hằng số phân ly: pKa= 3,22; pKb= 9,03 - Ertapenem có dạng bột, tinh thể màu trắng, hút ẩm, tan nước, không tan etanol, isopropyl acetate tetrahydrofuran [15] Hình 1.5: Cơng thức cấu tạo ertapenem Ertapenem kháng sinh phổ rộng carbapenem với phổ hoạt động hẹp so với imipenem Thuốc có tác dụng với hầu hết vi khuẩn đường ruột vi khuẩn kị khí hiệu thấp carbapenem khác điều trị vi khuẩn Gram(+), đặc biệt vi khuẩn ruột phế cầu kháng penicilin Ertapenem có tác dụng điều trị nhiễn khuẩn ổ bụng, đường tiết niệu da, nhiễm trùng cấu trúc da, cấp tính nhiễm trùng vùng chậu viêm phổi 1.1.2 Cơ chế tác dụng đặc điểm dược động học 1.1.2.1 Cơ chế tác dụng Với đặc điểm có liên kết cao với protein liên kết penicillin (PBP) vi khuẩn Gram âm Gram dương [2, 16] kháng sinh nhóm carbapenem làm gián đoạn trình sinh tổng hợp vách tế bào dẫn đến vi khuẩn khơng có vách tế bào che chở bị tiêu diệt khả gây ức chế giai đoạn cuối trình tổng hợp vách tế bào vi khuẩn [2] Thông thường, kháng sinh nhóm carbapenem có phổ kháng khuẩn rộng khơng bị ảnh hưởng chéo với thuốc khác họ beta-lactam carbapenem có khả thấm tốt qua màng tế bào bền vững với nhóm beta-lactmase [16] 1.1.2.2 Đặc điểm dược động học Do khơng có khả hấp thụ qua đường uống nên kháng sinh carbapenem sử dụng dạng truyền tĩnh mạch [16, 17] Với kháng sinh imipenem meropenem liều sử dụng thông thường 500mg 1000mg Sau truyền vào tĩnh mạch nồng độ đạt đỉnh huyết tương (Cmax) imipenem 30-35mg/l 60-70mg/l với liều dùng 500mg 1000mg [15], sau 4-6 nồng độ cịn lại huyết tương 0,5mg/l 2mg/l Cùng liều truyền với meropenem có giá trị Cmax 26 mg/l 50-60mg/l [2] Nhờ có khả liên kết với protein huyết tương lên đến 92,95% ertapenem khác với kháng sinh khác dùng ngày ba lần imipenem 20% meropenem 2% ( khả liên kết với protein) ertapenem dùng lần/ ngày [2] Do khả phân bố tốt dịch thể nên nồng độ Imipenem dịch tuyến tiền liệt, quan sinh dục nữ, phổi, nước bọt, vỏ thận, tủy thận tủy vượt nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) hầu hết vi khuẩn hiếu khí; cịn meropenem phân bố chủ yếu dịch kẽ [18] Với meropenem nồng độ thuốc sau truyền từ 1,5-2 với liều truyền 1000mg đo số quan: phổi 1,43-8,32mg/kg; túi mật 4,21-5,95mg/kg; da 4,21-5,95mg/kg 0,65-4,52 mg/kg đại tràng [18] Ngoài ra, với khả xâm nhập dịch não tủy bệnh nhân viêm não với nồng độ 0,12,8mg/l với liều dùng 20mg/kg nồng độ 0,3-6,5mg/l với liều dùng 40mg/kg meropenem kháng sinh định điều trị viêm màng não nhóm dược FDA Để tránh bị hoạt tính hình thành dẫn chất chuyển hóa gây độc cho thận bị thủy phân dehydropeptidase (DHP-I) imipenem ln phối hợp với cilastatin theo tỷ lệ khối lượng 1:1 để ức chế DHP-I [19, 20] Ngược lại với imipenem kháng sinh carbapenem khác meropenem, ertapenem doripenem lại bền vững với DHP-1 khơng cần chất gây ức chế DHP-1 sử dụng [20] Khác với meropenem chủ yếu tiết qua thận dạng chưa chuyển hóa (khoảng 70%) ertapenem thải trừ qua lọc cầu thận tiết ống thận Các nghiên cứu trước xác định khoảng 80% lượng ertapenem tìm thấy nước tiểu dạng chưa chuyển hóa, cịn sản phẩm chuyển hóa ertapenem tạo thành DHP-1 mở vòng beta-lactam [21] 1.2 Các phương pháp xác định carbapenem 1.2.1 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử phương pháp trắc quang dùng để phân tích định lượng dựa mối hiệu ứng hấp thụ xảy phân tử vật chất tương tác với xạ điện từ Vùng xạ thông thường sử dụng phương pháp vùng tử ngoại gần 200÷400nm hay vùng khả kiến ứng với bước sóng khoảng từ 400÷900nm (tùy thiết bị hãng) Nguyên tắc hoạt động phương pháp tuân theo định luật Bouger – Lambert – Beer Với nguyên tắc đơn giản phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực Với ưu điểm thế, Sharma Shalvi, Agrawal Nitasha, Singh Jaskaran and Shukla S.K sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis xác định meropenem (bước sóng hấp thụ cực đại 305nm chloroform) imipenem (bước sóng hấp thụ cực đại 295nm etanol) nước tiểu với việc sử dụng dung môi chiết chloroform/axeton với meropenem chloroform/dietyl ete/ etanol với imipenem Kết thu với meropenem 73,85% imipenem 93,81 % với mẫu nước tiểu tự tạo [3] Trong nghiên cứu khác, với việc không bị ảnh hưởng phổ hấp thụ chất ức chế cilastatin bước sóng 318nm 243nm (hai đỉnh hấp thụ cực đại imipenem) 318nm R.J Forsyth cộng sử dụng để xác định để xác định hàm lượng imipenem mẫu dược phẩm phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis Kết thu đường chuẩn Imipenem nằm khoảng từ 14 - 42ppm với hệ số tương quan R2>0,99 [4] Các kết sau đối chứng với phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao thấy độ sai khác hai phương pháp nhỏ 10%, chứng tỏ phương pháp có độ xác cao Tuy phương pháp dễ thực hiện, chi phí sử dụng thấp phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lại bị hạn chế số đối tượng mẫu định, dễ bị ảnh hưởng yếu tố có mẫu nên mẫu thường đơn giản thành phần, độ xác độ chọn lọc thấp, ngồi ra, khoảng tuyến tính thông thường hẹp độ nhạy phương pháp thấp nên khó sử dụng để định lượng carbapenem 1.2.2 Phương pháp điện hóa Phương pháp vơn-ampe phương pháp quan trọng phân tích điện hóa Đây phương pháp phân tích dựa vào việc nghiên cứu đường cong vônampe, đường cong biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện vào tiến hành điện phân chất phân tích Với ưu điểm thế, Abdelilah Hilali cộng tiến hành nghiên cứu xác định imipenem nước tiểu sử dụng phương pháp cực phổ xung vi phân vơn-ampe vịng với giới hạn 4x10-7 M 1,05x10-9 M 10 (a) 77 (b) 78 (c) 79 (d) Hình PL2: Kết phân tích mẫu dược phẩm chứa Imipenem (a) Mẫu thuốc Lastinem (b) Mẫu thuốc Cepemid 500mg (c) Mẫu thuốc 750mg (d) Mẫu thuốc Mixipem 80 (a) 81 (b) 82 (c) 83 (d) 84 (e) Hình PL3: Kết phân tích mẫu dược phẩm chứa Meropenem (a) Mẫu thuốc Meropenem Kabi (b) Mẫu thuốc Pizulen (c) Mẫu thuốc Merugold I.V (d) Mẫu thuốc Meronem (e) Mẫu thuốc Medozopen 85 Phụ lục 2: Thông tin mẫu thuốc sử dụng nghiên cứu Bảng PL1: Thông tin mẫu thuốc sử dụng nghiên cứu STT Tên sản phẩm Đặc điểm Xuất xứ Hàm lượng Dạng bột pha dùng dịch để tiêm 1, Meronem meropenem truyền NSX: ACS DOBFAR SPA, Italya, số lô MX267, NSX 22/07/2016, HSD: 30/06/2020 Dạng bột pha dùng dịch để tiêm 3, Meropenem Kabi meropenem truyền Công ty cổ phần Fresenius Kabi Bidiphar, Số lô: MVM5027, HSD: 06/2020 Medozopen meropenem Chứa meropenem trihydrate tương đương với 500 1g meropenem khan Chứa meropenem trihydrate tương đương với 1g 500mg meropenem khan Dạng bột NSX Chứa pha dùng Medochemie meropenem 86 dịch để ltd – Factory trihydrate tiêm C, Số LOT: tương đương CK34AG, với 1g truyền NSX meropenem 10/2017, khan, 208mg HSD 10/2019 sodium carbonate Dạng bột pha dùng dịch để tiêm Tienam imipenem truyền Dạng bột pha dùng Tiepanem meropenem dịch để tiêm truyền 87 NSX: Merck Chứa bột vơ Sharp & trùng Dohme Corp, imipenem đóng gói tại: monohydrate Laboratoires tương đương Merck Sharp 500mg & Dohme- imipenem Chibret, số khan natri Lot R005318, cilastatin NSX: tương đương 05122017, 500mg HSD: cliastatin 04122019 khan NSX: ACS Chứa Dobfar.S.P.A, meropenem Ý, số Lot trihydrate C005340, tương đương NSX: với 1000mg 08092017, meropenem HSD: khan 08092020 NSX VENUS Lastinem imipenem Dạng bột REMEDIES pha dùng LIMITED, dịch để DNNK: cơng tiêm ty TNHH Bình Việt truyền Đức, Số Lot X8IB033A, ngày sản xuất 22/09/2018 HSD 21/03/2021 Chứa bột vô trùng imipenem monohydrate tương đương 500mg imipenem khan natri cilastatin tương đương 500mg cliastatin khan Chứa bột vô trùng Dạng bột NSX: công ty pha dùng cổ phần dược 9, 10 Cepemid imipenem dịch để phẩm Minh tiêm Dân, Việt Nam, số lô truyền 010917, ngày SX 22/09/17, HSD 22/09/2020 imipenem monohydrate tương đương 500mg 750mg imipenem khan natri cilastatin tương đương 750mg cliastatin khan 88 Chứa bột vô Dạng bột pha dùng dịch để tiêm 11 Mixipem imipenem truyền trùng NSX: imipenem FACTA monohydrate Farmaceutici tương đương S.P.A, Italy, 500mg số lô imipenem IVN1018, khan natri ngày sản xuất cilastatin 11/2017, tương đương HSD 11/2020 500mg cliastatin khan NSX: Laboratoires 12 Ivanz ertapenem Dạng bột Merck Sharp pha dùng & Dohme- dịch để Chibret, tiêm DNNK: Công ty cổ phần truyền dược liệu TW 2, số lô: R005269, NSX Chứa ertapenem natri tương đương 1g ertapenem dạng gốc acid tự 18/12/2017, HSD 17/12/2019 13 Pizulen meropenem Dạng bột 89 NSX: Demo Chứa pha dùng S.A meropenem dịch để Pharmaceutic trihydrate tiêm al Industry - tương đương HY LẠP, với 500 truyền NĐK: Demo meropenem S.A khan Pharmaceutic al Industry, số lô MX267, NSX 22/07/2018, HSD: 30/06/2021 Dạng bột NSX: Anfarm pha dùng Hellas S.A - 14 Nidimine imipenem dịch để HY LẠP, tiêm NĐK: Vipharco, số truyền lô 31817, NSX 05/2019, HSD: Chứa meropenem trihydrate tương đương với 500 imipenem khan 05/2020 15 Merugold meropenem Dạng bột NSX: Facta Chứa pha dùng Farmaceutici meropenem dịch để S.p.A, trihydrate tiêm Teramo Ý, số tương đương lô 0007D7, với 1000 90 truyền NSX meropenem 30/06/2017, khan HSD: 30/06/2020 91 ... carbapenem làm gián đoạn trình sinh tổng hợp vách tế bào dẫn đến vi khuẩn khơng có vách tế bào che chở bị tiêu diệt khả gây ức chế giai đoạn cuối trình tổng hợp vách tế bào vi khuẩn [2] Th? ?ng th? ?ờng,... th? ??y phân dehydropeptidase-I (DHP-1) có vi nhung mao tế bào ống lượn gần th? ??n so với imipenem, khơng cần dùng với chất ức chế DHP-1 cilastatin Doripenem ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn cách... hoạt tính hình th? ?nh dẫn chất chuyển hóa gây độc cho th? ??n bị th? ??y phân dehydropeptidase (DHP-I) imipenem phối hợp với cilastatin theo tỷ lệ khối lượng 1:1 để ức chế DHP-I [19, 20] Ngược lại với