Luận án tiến sĩ hóa học nghiên cứu phân tích một số kháng sinh thuộc nhóm fluoroquinolon trong mẫu huyết tương và nước tiểu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Minh Diệp NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH MỘT SỐ KHÁNG SINH THUỘC NHĨM FLUOROQUINOLON TRONG MẪU HUYẾT TƢƠNG VÀ NƢỚC TIỂU Ngành: Hóa học Mã số: 9440112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG GS.TS TRẦN TỨ HIẾU Hà Nội - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác TM Tập thể hướng dẫn Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2022 Tác giả PGS.TS Nguyễn Xuân Trường Nguyễn Thị Minh Diệp i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài “Nghiên cứu phân tích số kháng sinh thuộc nhóm fluoquinolon mẫu huyết tương nước tiểu”, Tôi nhận nhiều giúp đỡ, tạo điều kiện tập thể lãnh đạo, nhà khoa học, giảng viên, cán bộ, chuyên viên Viện Kỹ thuật Hóa học; Phịng Đào tạo - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội; Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Trung tâm Nghiên cứu Chuyển giao Công nghệ Dược - Trường Cao đẳng Y Dược Phú Thọ Tôi xin cảm ơn chân thành giúp đỡ Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Xuân Trường, GS.TS Trần Tứ Hiếu, người trực tiếp hướng dẫn bảo cho Tơi suốt thời gian nghiên cứu hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp công tác Trường Cao đẳng Y Dược Phú Thọ gia đình động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình thực hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp sở, Thầy Cô phản biện độc lập nhận xét đóng góp ý kiến q báu để luận án hồn chỉnh Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2022 Tác giả Nguyễn Thị Minh Diệp ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ xi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung nhóm fluoroquinolon 1.1.1 Nguồn gốc .4 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Cấu trúc hóa học fluoroquinolon 1.1.4 Tính chất hóa lý nhóm fluoroquinolon 1.1.5 Tác d ng chế tác d ng 1.1.6 Dược động học 10 1.1.7 Tính chất quang FQL .11 1.2 Tổng quan phương pháp phân tích kháng sinh nhóm fluoroquinolon14 1.2.1 Các phương pháp phân tích fluoroquinolon tiêu chuẩn Dược điển 14 1.2.2 Phương pháp điện hóa 15 1.2.3 Phương pháp điện di mao quản 16 1.2.4 Phương pháp LC-MS phân tích quinolon 17 1.3 Tổng quan phương pháp HPLC xác định hợp chất kháng sinh fluoroquinolon 18 1.3.1 Xử lý mẫu dịch sinh học phân tích HPLC 18 1.3.2 Detector cho phân tích fluoroquinolon 20 1.3.3 Một số nghiên cứu định lượng fluoroquinlon dịch sinh học .22 iii 1.3.4 Đặc điểm vấn đề gặp phải phân tích fluoroquinlon 25 1.4 Tổng quan phương pháp quang phổ huỳnh quang phân tích định lượng fluroquinolon 27 1.5 Đánh giá chung 29 Chương THỰC NGHIỆM 31 2.1 Đối tượng nghiên cứu 31 2.1.1 Kháng sinh fluoroquinolon 31 2.1.2 Đối tượng phân tích 31 2.2 Nguyên vật liệu, thiết bị 31 2.2.1 Hóa chất, thuốc thử .31 2.2.2 Chất chuẩn 32 2.2.3 Thiết bị, d ng c 33 2.3 Phương pháp nghiên cứu 33 2.3.1 Thu thập, xử lý sơ bảo quản mẫu 33 2.3.2 Xây dựng quy trình phân tích .34 2.3.3 Đánh giá độ tin cậy phương pháp phân tích 43 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 46 Chương KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 47 3.1 Quy trình phân tích hàm lượng moxifloxaxin huyết tương phương pháp HPLC-PDA 47 3.1.1 Điều kiện phân tích .47 3.1.2 Phương pháp xử lý mẫu huyết tương 50 3.1.3 Đánh giá độ tin cậy phương pháp phân tích 53 3.1.4 Ứng d ng phương pháp phân tích số mẫu thực 56 3.2 Quy trình định lượng moxifloxacin huyết tương phương pháp quang phổ huỳnh quang 57 3.2.1 Khảo sát xây dựng phương pháp phân tích 58 iv 3.2.2 Đánh giá độ tin cậy phương pháp 61 3.2.3 Ứng d ng phương pháp để phân tích MOXI mẫu thực 64 3.3 Quy trình định lượng đồng thời bốn fluoroquinolon huyết tương nước tiểu phương pháp HPLC-FLD 65 3.3.1 Quy trình định lượng NOR, CIP, LEVO, MOXI huyết tương phương pháp HPLC-FLD .65 3.3.2 Quy trình định lượng NOR, CIP, LEVO, MOXI nước tiểu phương pháp HPLC-FLD .85 KẾT LUẬN 101 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA 103 LUẬN ÁN 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 PHỤ LỤC PL-1 v DANH MỤC CÁC CHỮ KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ACN ADN ARN Acetonitril Deoxyribonucleic Acid Assosiation of Official Analytical Chemists Ribonucleic Acid CAS Chemical Abstracts Service AQ CGE CIP CZE DU-6859 ESI Accidic quinolone Electrophoresis Ciprofloxacin Capillary Zone Electrophoresis Trichiral fluoroquinolone Ethylenediaminetetraacetic Acid Electrospray Ionization FDA Food and Drug Administration FLS Fluorescent spectrometry FLD FLE FQL GAT GRE Fluorescence Detector Fleroxacin Fluoroquinolon Gatifloxacin Grepafloxacin Hexadecyl-Trimetylamoni Cloride Hanging mercury drop electrode High Performance Liquid Chromatography AOAC EDTA HDTACl HMDE HPLC ICH International Conference on Harmonization IFF Isoelectric Focusing IS ITP ITP Internal Standardization Isotachophoresis Isotachophoresis IPCC-MS3 IPCC-MS3 (Heptafluorobutyric acid) LC-ESIMS / MS Liquid Chromatography Electrospray Ionization Tandem vi Acetonitril Acid Deoxyribonucleic Hiệp hội nhà hóa phân tích thức Acid Ribonucleic Thuật ngữ Hiệp hội hoá chất Hoa Kỳ dùng gắn số định danh cho tất loại hóa chất Acid quinolon Điện di mao quản gel Ciprofloxacin Điện di mao quản vùng Trichiral fluoroquinolone Acid Ethylenediaminetetraacetic Ion hóa tia điện C c quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ Phương pháp quang phổ huỳnh quang Detector huỳnh quang Fleroxacin Fluoroquinolon Gatifloxacin Grepafloxacin Hexadecyl-Trimetylamoni Clorid Điện cực giọt thuỷ ngân treo Sắc ký lỏng hiệu cao Hội nghị quốc tế hài hịa hóa thủ t c đăng ký dược phẩm sử d ng cho người Điện di mao quản điểm đẳng diện Chất nội chuẩn Điện di đẳng tốc Điện di mao quản đẳng tốc độ Acid Heptafluorobutyric Thuốc thử cặp ion dung cho LC/MS Sắc ký lỏng điện quang ion hóa Tandem khối phổ LEV LLE LOD LOM LOQ Mass Spectrometric Liquid Chromatography Mass Spectrometry Levofloxacin Liquid-Liquid Extraction Limit of Detection Lomefloxacin Limit of Quantification MDL Method Detection Limit LC-MS MECC MeOH Micellar Electrophoresis Capillary Chromatography Methanol MIC Minimum Inhibitory Concentration MOXI Moxifloxacin MQL Method Quantification Limit NOR ODS OFL PDA PP PQ RP RSD SD Norfloxacin Octadecylsilyl Ofloxacin Photodiode Array Detector Protein precipitation Piperazinyl quinolone Reversed-Phase Relative Standard Deviation Standard Deviation Sodium dodecylbenzenesulfonate Sodium Dodecyl Sulfate Solid-Phase Extraction Tetrabutylammonium Bromide Trichloroacetic acid Trietylamin Trofloxacin Ultraviolet–Visible SDBS SDS SPE TBAB TCA TEA TRO UV-Vis vii Sắc ký lỏng Khối phổ Levofloxacin chiết lỏng lỏng Giới hạn phát Lomefloxacin Giới hạn định lượng Giới hạn phát phương pháp Sắc ký điện di mao quản điện động học kiểu micell Methanol nồng độ tối thiểu kháng sinh có tác d ng ức chế tăng trưởng vi khuẩn mức quan sát Moxifloxacin Giới hạn định lượng phương pháp Norfloxacin Octadecylsilyl Ofloxacin Detector mảng diot quang Kết tủa protein Nhóm piperazinyl quinolon Pha đảo Độ lệch chuẩn tương đối Độ lệch chuẩn Natri dodecyl benzen sulfonat Natri Dodecyl Sulfat Chiết pha rắn Tetrabutylamoniu Bromid Acid tricloacetic Trietylamin Trofloxacin Cực tím-nhìn thấy DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại nhóm kháng sinh quinolon fluoroquinolon Bảng 1.2 Phân loại theo cấu trúc hóa học kháng sinh quinolon Bảng 1.3 Tính chất huỳnh quang MOXI LEVO dung môi 13 Bảng 1.4 Tổng hợp số kỹ thuật xử lý mẫu dịch sinh học độ thu hồi tương ứng phân tích định lượng FQL 20 Bảng 1.5 Tổng hợp cơng trình nghiên cứu công bố định lượng FQL dược phẩm dịch sinh học phương pháp HPLC 23 Bảng 1.6 Điều kiện tối ưu kết định lượng FQL thuốc viên nén 27 Bảng 1.7 Điều kiện tối ưu kết định lượng FQL thuốc viên, huyết tương, nước tiểu 28 Bảng 2.1 Các kháng sinh FQL nghiên cứu Luận án 31 Bảng 2.2 Thông tin chất chuẩn sử d ng 32 ảng 2.3 Chuẩn bị hóa chất khảo sát tạo phức MOX với Eu3+ 36 ảng 2.4 Chuẩn bị hóa chất khảo sát ảnh hướng pH 36 ảng 2.5 Khảo sát lượng Eu3+ 37 ảng 2.6 Khảo sát ảnh hưởng chất hoạt động bề mặt SDBS 37 Bảng 3.1 Điều kiện sắc ký định lượng MOXI phương pháp HPLC – PDA 50 Bảng 3.2 Giá trị LOD, LOQ phương pháp định lượng MOXI huyết tương 54 Bảng 3.3 Độ độ xác MOXI (n=5) 56 Bảng 3.4 Kết phân tích MOXI mẫu huyết tương người bệnh 57 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm xác định LOD, LOQ 62 Bảng 3.7 Xây dựng đường chuẩn xác định MOX huyết tương 63 Bảng 3.8 Kết xác định độ thu hồi phương pháp phân tích 64 Bảng 3.9 Kết phân tích hàm lượng MOXI mẫu huyết tương người bệnh 65 Bảng 3.10 Ảnh hưởng thành phần pha động đến tR khả tách chất69 viii Bảng 3.11 Ảnh hưởng gradient nồng độ MeOH đến tR khả tách FQN 70 Bảng 3.12 Chương trình gradient tỷ lệ thể tích MeOH thành phần pha động 72 Bảng 3.13 Tốc độ dòng pha động thời gian lưu tương ứng FQL 72 Bảng 3.14 Ảnh hưởng giá trị pH pha động đến diện tích pic FQL 75 Bảng 3.15 Ảnh hưởng nhiệt độ lò cột đến diện tích pic FQL 75 Bảng 3.16 Điều kiện sắc ký định lượng đồng thời LEVO, NOR, CIP MOXI 76 Bảng 3.17 Xây dựng đường thêm chuẩn mẫu huyết tương thử tự tạo để giá hiệu thu hồi phương pháp kết tủa protein dung môi MeOH 78 Bảng 3.18 Diện tích pic thu tương ứng với nồng độ FQL thêm vào dịch sau xử lý mẫu huyết tương 79 Bảng 3.19 Phương trình đường thêm chuẩn, hệ số tương quan hiệu suất thu hồi phương pháp xử lý mẫu MeOH 79 Bảng 3.20 Xây dựng đường thêm chuẩn mẫu huyết tương thử tự tạo để giá hiệu thu hồi phương pháp kết tủa protein dung môi TCA 20% 81 Bảng 3.21 Diện tích pic FQL tương ứng với nồng độ thêm chuẩn 81 Bảng 3.24 Phương trình đường chuẩn, hệ số hồi quy, khoảng tuyến tính, LOD, LOQ, MDL MQL bốn FQL 83 Bảng 3.25 Kết độ lặp lại phương pháp (n=6) 84 Bảng 3.26 Chương trình gradient nồng độ MeOH điều kiện sắc ký xác định FQL nước tiểu 85 Bảng 3.27 Kết khảo sát tỷ lệ dung môi chiết 87 Bảng 3.28 Kết khảo sát thể tích dung mơi chiết 88 Bảng 3.29 Kết khảo sát thời gian lắc chiết 88 Bảng 3.30 Diện tích pic FQL sát độ thu hồi phương pháp chiết lỏnglỏng 89 Bảng 3.31 Phương trình đường thêm chuẩn, hệ số tương quan, hiệu suất thu hồi FQL xử lý mẫu phương pháp chiết lỏng – lỏng 89 ix PL4.2.3 Đường chuẩn PL4.2.4 LOD PL-30 PL 4.3 Sắc ký đồ khoảng tuyến tính định lượng đồng thời FQL huyết tương phương pháp HPLC-FLD PL-31 PL-32 PL-33 PL-34 PL-35 PL-36 PL-37 PL4.4 Sắc ký đồ khoảng tuyến tính quy trình định lượng đồng thời FQL nước tiểu phương pháp HPLC-FLD – Xử lý mẫu phương pháp chiết lỏng – lỏng PL-38 PL-39 PL-40 PL-41 PL-42 PL-43 PL-44