TỔNG QUAN
Tổng quan về methadon
MTD được nghiên cứu vào đầu những năm 1930 tại phòng thí nghiệm của Hoechst
AG bởi hai nhà khoa học người Đức là Gustav Ehrhart và Max Bockmuhl Mặc dù được tổng hợp vào những năm 1930, nhưng MTD lần đầu tiên được FDA Hoa Kỳ chấp thuận vào năm 1947 dưới dạng thuốc giảm đau với tên thương mại là “Dolophine” [16] Tuy nhiên, sau đó, các nhà nghiên cứu nhận ra khả năng gây nghiện của loại thuốc này và việc sử dụng MTD làm thuốc giảm đau không còn được ưa chuộng nữa Lần đầu tiên vào năm 1964 tại NewYork, Hoa Kỳ, bác sĩ Marie Nyswander và Vincent Dole đã sử dụng thuốc MTD để điều trị cho người nghiện opioids [22] Kể từ đó, MTD được biết đến nhiều nhất với công dụng điều trị cho người nghiện opioids Ngày nay, thuốc MTD đã được áp dụng điều trị nghiện opioids tại hơn 70 quốc gia trên thế giới như Mỹ, Anh, Pháp, Trung Quốc, Indonesia,…[35]
Tại Việt Nam, việc nghiên cứu điều trị thay thế nghiện opioids bằng MTD đã được bắt đầu từ năm 1996 và đến năm 2008 đã triển khai điều trị cho người nghiện opioids bằng thuốc MTD tại Hải Phòng và thành phố Hồ Chí Minh Sau đó ngày càng mở rộng ra các tỉnh, thành phố trong cả nước [3]
MTD có trong danh mục các chất ma tuý của Công ước quốc tế năm 1961 về kiểm soát ma tuý của Liên hợp quốc [34], đồng thời thuộc danh mục II Nghị định số 57/2022/NĐ-CP, ngày 25 tháng 8 năm 2022 của Chính Phủ [7] Đến năm 2005, MTD được Tổ chức Y tế thế giới đưa vào danh mục thuốc thiết yếu [21]
1.1.2 Công thức và danh pháp
MTD thường gặp dưới 2 dạng là dạng base và dạng muối hydroclorid MTD chứa một nguyên tử carbon bất đối C6 và tồn tại ở hai dạng đối hình: (S)-(+)-methadon và (R)-(-)-methadon [2]
Hình 1.1 Công thức cấu tạo của methadon
- Tên khoa học: 6-dimethylamino-4,4-diphenylheptan-3-on
- Công thức phân tử: C21H27NO
- Dạng tinh thể màu trắng, vị đắng Tan nhiều trong ethanol, tan trong ether và glycerol, rất ít tan trong nước
Hình 1.2 Công thức cấu tạo của methadon hydrochlorid
- Tên khoa học: 6-dimethylamino-4,4-diphenylheptan-3-on hydroclorid
- Công thức phân tử: C21H27NO.HCl
- Methadon hydrochlorid dạng bột kết tinh trắng hoặc gần như trắng Tan trong nước, dễ tan trong ethanol 96 %, không tan trong ether
- Methadon hydrochlorid có điểm nóng chảy từ 233°C đến 236°C
Dược động học của MTD rất khác nhau ở mỗi người, do đó, sau khi dùng cùng một liều lượng, nồng độ thu được sẽ khác nhau đáng kể ở những đối tượng khác nhau Đường dùng: MTD thường được dùng dưới dạng muối hydrochlorid Có các dạng bào chế khác nhau dùng cho đường uống, dưới da,… a Hấp thu
MTD có sinh khả dụng qua đường uống hơn 80%, so với 26% của morphin, nhưng sự khác biệt giữa các cá nhân dao động từ 41% đến 95% Sau khi uống, thuốc được hấp thu nhanh qua đường tiêu hóa, với nồng độ có thể đo được trong huyết tương sau khi uống 30 phút, nhưng tác dụng cao nhất và nồng độ đỉnh trong huyết tương đạt được sau khoảng 3-4 giờ, duy trì trong khoảng 1-6 giờ [28] Thời gian đạt nồng độ ổn định trong máu khoảng 3-5 ngày sau mỗi lần thay đổi liều điều trị [9] b Phân bố
4 MTD là thuốc thân lipid, MTD liên kết cao với protein huyết tương, đặc biệt là với glycoprotein axit alpha-1 (85%-90%), MTD cũng liên kết với albumin, các protein mô và huyết tương khác bao gồm cả lipoprotein Phần còn lại ở dạng tự do, tỷ lệ tự do trung bình của MTD là khoảng 13% Sự gia tăng nồng độ glycoprotein axit alpha-1 trong huyết tương có thể làm thay đổi tỷ lệ thuốc không liên kết (tức là dạng tự do) và thuốc liên kết, dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ thuốc liên kết với sự giảm nồng độ thuốc tự do tương ứng Sự thay đổi này có ý nghĩa lâm sàng đối với các loại thuốc có liên kết cao như MTD Trong trường hợp MTD, nồng độ thuốc tự do giảm sẽ gây ra các triệu chứng cai (thở nhanh, vã mồ hôi, ngáp, thèm ma túy,…) và cần phải điều chỉnh liều Khi MTD được giải phóng vào và lưu thông trong máu, MTD phân bố rộng rãi đến các mô như não, gan, thận, phổi và cơ,… Do tính thân lipid, MTD có thể tồn tại lâu trong gan và các mô khác MTD cũng qua được nhau thai và phân bố vào trong sữa mẹ [19] [23] c Chuyển hoá
MTD được chuyển hóa chủ yếu ở gan nhờ enzyme cytochrome P450 (CYP), chủ yếu là CYP2B6, tiếp theo là CYP3A4, 2C19, 2D6 và ở mức độ thấp hơn là CYP2C18, 3A7, 2C8, 2C9, 3A5 và 1A2 MTD chủ yếu tạo thành các chất chuyển hóa pyrrolidin không có hoạt tính dược lý là 2-ethyliden-1,5-dimethyl-3,3-diphenylpyrrolidin (EDDP) và 2-ethyl-5-methyl-3,3-diphenylpyrrolin (EMDP) Trong đó CYP2C19, 3A7 và 2C8 ưu tiên chuyển hóa (R)-methadon, CYP2B6, 2D6 và 2C18 chủ yếu chuyển hóa (S)- methadon [37] [15]
Hình 1.3 Sơ đồ quá trình chuyển hoá methadon
Quá trình chuyển hoá MTD kết hợp hai quá trình N-demethyl hóa và quá trình vòng hóa của MTD MTD được N-demethyl hóa thành một hợp chất trung gian là normethadon, sau đó là quá trình vòng hoá để tạo thành EDDP Phản ứng N-demethyl hóa thứ hai xảy ra trên EDDP để tạo thành EMDP có thời gian bán hủy nằm trong khoảng từ 39,8 giờ đến 48 giờ Hai chất chuyển hóa này tiếp tục được chuyển hóa thành sản phẩm hydroxypyrrolidinic bằng quá trình hydroxyl hóa vòng thơm
5 Một con đường khác trong quá trình hình thành EMDP là quá trình khử N- demethadon qua trung gian CYP của normethadon để tạo thành dinormethadon, sau đó được chuyển hóa thành EMDP [11] [17] d Thải trừ
Sự bài tiết MTD sau khi chuyển hóa sinh học thường xảy ra thông qua quá trình đào thải qua thận và phân Khoảng 20% đến 50% MTD được bài tiết qua nước tiểu dưới dạng MTD hoặc chất chuyển hóa của MTD và 10% đến 45% được bài tiết qua phân dưới dạng chất chuyển hóa pyrrolidin [29] MTD được bài tiết qua quá trình lọc ở cầu thận, được tái hấp thu ở ống thận Thời gian bán hủy dao động trong khoảng từ 13 đến
47 giờ với trung bình là 25 giờ [28] MTD là bazơ yếu dẫn đến sự bài tiết qua thận phụ thuộc vào pH nước tiểu Nước tiểu có tính axit làm tăng bài tiết MTD (khoảng 35%) và giảm dần khi pH nước tiểu tăng MTD đi qua hàng rào nhau thai và bài tiết qua sữa MTD cũng được bài tiết qua nước bọt và mồ hôi [25]
MTD là một opioid tổng hợp hoạt động như một chất chủ vận hoàn toàn ở thụ thể μ-opioid, các thụ thể này chủ yếu ở thần kinh trung ương MTD kích hoạt các thụ thể μ giúp loại bỏ các triệu chứng cai và giảm cảm giác thèm ma túy [31] [35] [37]
Hơn nữa, MTD là một chất đối kháng không cạnh tranh với thụ thể N-methyl-d- aspartate, MTD chất ức chế tái hấp thu serotonin và norepinephrin trong hệ thần kinh trung ương giảm sự nhạy cảm của thần kinh trung ương với các kích thích gây đau dẫn đến giảm hiện tượng tăng cảm giác đau và giảm cường độ đau, tăng khả năng nâng cao hiệu quả trong việc kiểm soát cơn đau thần kinh [18] [27] [31]
1.1.5 Tác dụng dược lý và độc tính a Tác dụng dược lý:
MTD là dẫn chất tổng hợp của diphenylheptan chủ vận thụ thể à-opioid, cú tỏc dụng dược lý tương tự morphin như giảm đau, giảm ho, cầm tiêu chảy, gây lệ thuộc thuốc nhưng gây khoái cảm yếu MTD làm giảm hội chứng cai opioids, giảm lệ thuộc vào opioids nên được dùng để cắt cơn nghiện và xử trí phụ thuộc opioids, có thời gian bán huỷ dài hơn nên chỉ cần sử dụng một lần trong ngày là đủ để không xuất hiện hội chứng cai MTD cũng được áp dụng để điều trị giảm đau, ở liều giảm đau ngang nhau, MTD có thể gây ra ức chế hô hấp tương tự hoặc cao hơn morphin, MTD ít gây táo bón hơn morphin [38] [39] b Độc tính :
Chất chuẩn nội
Vì mẫu phân tích là dịch sinh học có nền mẫu phức tạp, nồng độ chất phân tích nhỏ, quá trình xử lý mẫu có thể làm mất mẫu, ảnh hưởng tới độ lặp lại của phép phân tích nên để hạn chế sự dao động này cũng như những dao động nhỏ của hệ thống sắc kí, việc sử dụng chất chuần nội là cần thiết Một số yêu cầu đặt ra đối với chất chuẩn nội:
- Trong cùng điều kiện sắc kí, chất chuẩn nội phải được tách hoàn toàn và có thời gian lưu gần với thời gian lưu của chất phân tích trong mẫu thử
- Có cấu trúc hoá học tương tự chất thử
- Phải có nồng độ xấp xỉ với nồng độ của chất thử
- Phải có độ tinh khiết cao và dễ kiếm.
Tổng quan về xử lý mẫu khi phân tích thuốc trong dịch sinh học
Chuẩn bị mẫu là một phần quan trọng của phương pháp phân tích Việc chuẩn bị mẫu tốt giúp giảm độ phức tạp của các mẫu sinh học, độ phức tạp của nền mẫu giảm sẽ có lợi cho cả độ nhạy và độ chọn lọc của phương pháp Đặc biệt nhu cầu phát hiện các chất phân tích có hàm lượng thấp trong phân tích các mẫu sinh học như máu hoặc nước tiểu có nền mẫu phức tạp và thường chứa một số thành phần nội sinh như protein, albumin, Phương pháp xử lý mẫu thường sử dụng và được ứng dụng rộng rãi đối với các mẫu thử sinh học là kết tủa protein, chiết lỏng-lỏng, chiết pha rắn [15] [20]
Kết tủa protein là phương pháp đơn giản và được sử dụng rộng rãi trong phân tích mẫu thử sinh học là huyết tương Phương pháp này được thực hiện bằng cách sử dụng dung môi hữu cơ (thường dùng acetonitril hoặc methanol) hoặc một acid (thường dùng acid percloric hoặc acid tricloacetic) Sau đó, mẫu chiết được ly tâm để tách protein, dịch nổi ở phía trên được lấy mang phân tích Thông thường dịch nổi được tiêm trực tiếp vào hệ thống sắc ký Đôi khi, dịch nổi được pha loãng với dung môi thích hợp (ví dụ như pha động sắc ký) khi nồng độ chất phân tích quá cao hoặc được cô đặc tới cắn và hoà tan lại trong một thể tích nhỏ hơn dung môi thích hợp nếu nồng độ chất phân tích thấp Kết tủa protein là phương pháp chuẩn bị mẫu phổ biến và nhanh chóng, dễ dàng tự động hoá Trong các mẫu thử không có protein có thể cho phép tiêm mẫu trực tiếp mà cần xử lý Tuy nhiên, các mẫu loại này nên pha loãng và lọc hoặc ly tâm để giảm hiệu ứng nền và loại bỏ các tiểu phân (nếu có) trước khi đưa vào hệ thống sắc ký [30][32]
1.3.2 Phương pháp chiết lỏng-lỏng (LLE)
Nguyên tắc : LLE dựa trên sự phân bố của các chất hoà tan giữa hai pha lỏng không trộn lẫn, một pha là nước, pha còn lại là dung môi hữu cơ không tan hoặc rất ít hoà tan trong nước (một pha là dung dịch chứa chất cần chiết, pha còn lại là dung môi chiết) được để trong dụng cụ chiết như phễu chiết, bình chiết [1]
Hệ số phân bố K được mô tả:
[A]s : nồng độ chất A trong pha hữu cơ tại giai đoạn cân bằng
[A]n: nồng độ chất A trong pha nước tại giai đoạn cân bằng
K là hằng số ở nhiệt độ xác định, cho biết khả năng hoà tan của chất này đối với hai pha lỏng tại thời điểm cân bằng K càng lớn, quá trình chiết càng hiệu quả Để có được kết quả chiết tốt, quá trình chiết phải có các điều kiện chiết cần thiết sau:
- Dung môi chiết và dịch chiết là hai pha không được trộn lẫn, trong đó dung môi phải có độ tinh khiết cao, đảm bảo không làm nhiễm bẩn chất phân tích
- Cân bằng chiết đạt được nhanh và thuận nghịch, sự phân lớp phải rõ ràng để giải chiết được tốt
- Dung môi chiết chỉ chọn lọc một chất hay một nhóm chất nhất định Độ chọn lọc dựa vào tính chất của dung môi, tính chất của chất cần tách và điều kiện chiết (như pH môi trường)
- Phải chọn được điều kiện chiết tối ưu bao gồm pH của dung dịch Đặc tính hoá học của dược chất dùng làm thuốc thường có tính acid yếu hoặc base yếu Do đó, phải hiểu rõ tính chất của thuốc để lựa chọn phương pháp cũng như điều
8 kiện chiết phù hợp Dịch sinh học như máu, nước tiểu, có tỷ lệ nước lớn nên có thể coi dịch sinh học là môi trường nước Trong môi trường đó, dược chất thường tồn tại ở dạng cặp acid base liên hợp tức là một phần ở dạng phân tử và một phần ở dạng ion Tỷ lệ chất phân tích tồn tại dưới dạng phân tử và ion phụ thuộc vào pH mẫu thử, hằng số phân ly (ka hoặc kb) của chất phân tích Trong khi đó, đa số trường hợp thuốc ở dạng phân tử dễ tan trong dung môi hữu cơ hơn khi ở dạng ion, do đó cần điều chỉnh pH để chuyển dược chất ở dạng ion thành dạng phân tử để thu được hiệu suất chiết cao Khi chiết chất phân tích có tính acid yếu hoặc base yếu từ mẫu thử sinh học, thường thêm một lượng nhỏ acid hoặc base để điểu chỉnh pH mẫu thử về giá trị thích hợp
Hiệu suất chiết (R) thu được khi chiết chất phân tích vào dung môi hữu cơ được tính bằng công thức sau:
R = 1 – ( r d+r ) n Trong đó r là tỷ lệ thể tích của mẫu thử và thể tích dung môi chiết n là số lần chiết d là hệ số phân bố được tính riêng đối với chất phân tích là acid yếu hoặc base yếu
Không phải chiết càng nhiều lần thì hiệu suất chiết càng cao, mà hiệu suất chiết sẽ tăng đến một mức nào đó sau đó dung dịch sẽ bão hoà Trong dịch sinh học, hàm lượng chất phân tích thường rất nhỏ, thể tích dung môi chiết sử dụng lớn nên thường chiết từ 2-3 lần là cho kết quả đạt yêu cầu
1.3.3 Phương pháp chiết pha rắn (SPE)
Nguyên tắc: Chiết pha rắn dựa trên việc lưu giữ chọn lọc và rửa giải tiếp theo các chất phân tích khỏi pha rắn Mục đích chính của nguyên lý chiết pha rắn là giảm nhiễu nền mẫu và cải thiện độ nhạy phát hiện SPE dựa trên lý thuyết sắc ký pha lỏng-rắn, sử dụng sự hấp phụ chọn lọc và rửa giải chọn lọc để làm giàu, tách và tinh chế các mẫu [1]
Kỹ thuật SPE dựa trên sự phân bố của các chất tan giữa hai pha lỏng và rắn Trong đó, pha lỏng thường là nước hoặc dung môi hữu cơ, sẽ hoà tan chất cần phân tích Chất này sẽ được hấp phụ vào trong pha rắn (cột chiết) Sau đó chất cần phân tích sẽ được thu hồi chọn lọc ra khỏi cột chiết bằng dung môi rửa giải thích hợp Thông thường thể tích cần thiết để rửa giải hoàn toàn chất cần phân tích luôn nhỏ hơn rất nhiều so với thể tích của dung dịch mẫu ban đầu, vì thế mà mẫu được làm giàu
Theo bản chất của mỗi loại pha tĩnh, SPE được phân thành nhiều loại khác nhau bao gồm pha đảo, pha thuận, trao đổi ion (anion/cation)
Nguyên liệu cho cột chiết pha rắn của pha thuận thường là cyano, amino diol, silicagel Trong đó, tương tác lưu giữ chất phân tích trên pha thuận- pha phân cực bắt
9 nguồn từ tương tác phân cực, đó là liên kết hydro, liên kết π-π hoặc tương tác lưỡng cực-lưỡng cực
Nguyên liệu cho cột chiết pha rắn của pha đảo thường là dẫn chất của C18, C8, C2, cyclohexyl, phenyl Trong đó tương tác giữa chất phân tích và pha liên kết là lực Vanderwaals có năng lượng thấp, chất phân tích càng sơ nước càng có khuynh hướng nằm lại trên pha liên kết Quá trình rửa giải cũng đơn giản, chỉ cần một dung môi ít phân cực đủ để phá vỡ lực Vanderwalls, các dung môi thường dùng là methanol, acetonitrile, ethyl acetat
Nguyên liệu chiết pha rắn của trao đổi ion là nhựa trao đổi ion:
Trao đổi cation mạnh: dẫn chất phenylsulfonic
Trao đổi anion mạnh: dẫn chất amon bậc 4
- Một số tiêu chí lựa chọn dung môi chiết
Các dung môi được lựa chọn để khảo sát trong thực tế cần đáp ứng một số tiêu chí như sau:
+ Dung môi không hòa tan trong nước
+ Dung môi ít độc, thông dụng, thường dùng trong các phòng thí nghiệm phân tích + Dung môi dễ tách pha khi chiết
+ Ngoài ra có thể xem xét thêm các yếu tố như an toàn cháy nổ, khả năng kích ứng khi tiếp xúc
Tổng quan về sắc kí khí khối phổ (GC-MS)
Sắc ký khí (GC) là một phương pháp tách dựa trên sự phân bố khác nhau của các chất giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau, trong đó pha động là chất khí (khí mang) đi qua pha tĩnh chứa trong cột Sắc ký khí được áp dụng để tách những chất hoặc dẫn xuất của chúng mà có thể hóa hơi ở nhiệt độ phân tích [1] [5]
Khối phổ (MS) dựa trên việc đo trực tiếp tỷ số m/z, là tỷ số giữa khối lượng m và điện tích z của ion chất phân tích [1] [5]
Sắc ký khí ghép khối phổ là phương pháp kết hợp hai kỹ thuật GC và MS để tạo thành một phương pháp duy nhất là sắc kí khí khối phổ GC-MS, hai thiết bị này có khả năng bổ sung và hỗ trợ cho nhau trong quá trình phân tích, sắc ký khí tách các thành phần của một hỗn hợp và khối phổ phân tích đặc tính của từng thành phần riêng lẻ Bằng cách kết hợp hai kỹ thuật nhờ đó có thể phát huy được ưu điểm của cả hai phương pháp để ứng dụng trong khảo sát định tính và định lượng các chất [1]
Hệ thống sắc ký khí khối phổ gồm các bộ phận sau [1]:
- Pha động: Khí mang đưa mẫu đi qua cột
- Pha tĩnh: Cột sắc kí đặt trong cột
- Hệ thống tiêm mẫu: Đưa mẫu vào cột
- Detector: Phát hiện chất phân tích trong mẫu
- Hệ thống thu nhận và xử lý dữ liệu a Hệ cấp pha động
Pha động trong sắc ký khí hay còn gọi là khí mang giữ vai trò vận chuyển chất phân tích qua cột Khí mang thường là khí có phân tử lượng nhỏ, phải đảm bảo yêu cầu trơ về mặt hóa học, đảm bảo tinh khiết và phù hợp với từng loại detector Một số loại khí mang thường dùng như heli, nitơ, hydro, argon… Đi kèm với bình cấp khí mang còn có van giảm áp, đồng hồ kiểm tra lưu lượng khí b Buồng tiêm mẫu
Mẫu phân tích lỏng hoặc khí được tiêm nhanh vào dòng pha động với một lượng vừa đủ bằng bơm tiêm nhỏ (microsyringe) hoặc van tiêm mẫu (sampling salve) Nếu tiêm mẫu dư thì pic sắc kí giãn rộng, độ phân giải kém Mẫu được tiêm qua đệm silicon chịu nhiệt vào buồng hoá hơi, buồng này được đốt nóng tới nhiệt độ thích hợp và nối với cột tách
Có nhiều kỹ thuật tiêm mẫu khác nhau Với cột mao quản thường dùng 3 kỹ thuật tiêm mẫu sau:
- Kỹ thuật tiêm chia dòng (split): chia dòng khí mang 1:10 đến 1:100 để giảm lượng mẫu vào cột (giảm 90% hoặc hơn) Thích hợp cho cột mao quản Độ nhạy của mẫu giảm vì chỉ một phần nhỏ vào cột
- Kỹ thuật không chia dòng (spitless): toàn bộ mẫu ngưng tụ ở đầu cột đã làm lạnh, sau đó tăng nhiệt độ làm bay hơi mẫu Độ nhạy tăng, phù hợp phân tích vết, nhưng có nguy cơ quá tải cột dẫn đến chồng pic ở thời gian đầu rửa giải
- Kỹ thuật tiêm thẳng vào cột (on-column): mẫu được ngưng tụ ở đầu cột sau đó làm bay hơi theo chương trình nhiệt độ Độ tái lặp tốt, tăng độ nhạy phù hợp phân tích vết, giảm phân huỷ mẫu do nhiệt Yêu cầu thời gian làm lạnh và nóng cột nên tăng thời gian phân tích c Cột và lò cột
Chương trình nhiệt độ cột của sắc ký khí là thông số rất quan trọng cần kiểm soát chính xác và lò cột đảm bảo nhiệm vụ điều nhiệt này Trong sắc ký có hai loại cột: cột nhồi (packed column) và cột mao quản (capillary column) Ngày nay người ta sử dụng phổ biến cột mao quản do ưu điểm như cột mao quản cho độ phân giải cao hơn, thời gian phân tích ngắn hơn, độ nhạy tốt hơn so với cột nhồi
+ Nguyên liệu: silica nung chảy rất tinh khiết (tạp kim loại