Ứng dụng toán hóa trong định lượng hỗn hợp cefoperazon và sulbactam bằng quang phổ tử ngoại

BÀI NGHIÊN CỨU ứng dụng toán hóa định lượng hỗn hợp cefoperazon sulbactam quang phổ tử ngoại Vũ Đặng Hoàng TrườngĐại họcDượcHàNội SUMMARY Chemometrics (i.e bivaritơte calibration method and multi-lineơr regression calibration method) were proposed for possible spectrophotometric quantification of binary mixtures The accuracy and precision of these chemometrics-assisted u v spectrophotometric methods were successfully tested with cefoperazone - sulbactam mixture in both self-made and real samples These spectrophotometric methods were also statistically comparable to HPLC Từ khóa: Toán hóa, quang phổ tử ngoại, hỗn hợp đa thành phân lọ: Cefoperazon (CP) 500 mg + sulbactam (SB) Đặt vấn để 500 mg Việt Nam, nghiên cứu ứng dụng quang phổ UV-VIS vào kiểm nghiệm chế phẩm đa thành phẩn ý từ năm cuối kỷ XX [1], Đây kỹ thuật có ưu điểm bật tiết kiệm dung môi hóa chất thời gian thực nghiệm Tuy nhiên, điều kiện sở vật chất, nhân lực nên để tài thuộc lĩnh vực hạn chế [2] Trên thê' giới, việc kết hợp toán hóa (chemometrics) phổ hấp thụ UV-VIS để định lượng hỗn hợp đa thành phẩn không ngừng mở rộng với phát triển thuật toán phẩn mểm chuyên dụng [3,5] Mục tiêu nghiên cứu xây dựng phương pháp định lượng thời cefoperazon sulbactam hỗn hợp quang phổ tử ngoại kết hợp toán hóa (có thể thực với phẩn mềm Microsoft EXCEL) có độ xác cao Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Thuốc bột pha tiêm Sulperazon (Pfizer) số lô 12902400, Jincetam (Hankook Korus) số lô A01709, Bacamp {Hanlim) số lô 10701 có công thức chung cho 50 N ghỉên u dư ợ cĩhóngtlnthuõc Số 2/2014 Chất đối chiếu Cefoperazon {99,82% C^jHj^N^NaOjSj; sổ lô 0211230) sulbactam (99,91% CgHj^NOjS/mg; số lô 0103159) Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương Dung môi Acetonitril, acid phosphoric đạt tiêu chuẩn HPLC Nước cất sử dụng làm dung môi Trang thiết bị Máy quang phổ hai chùm tia Unicam u v 300 (ThermoSpectronic) kết nối với máy tính (chạy hệ điều hành Windows XP) với phẩn mểm chuyên dụng Vision 32 với chế độ đo: start Lambda: 200 nm stop Lambda: 300 nm; Data Mode: absorbance; band width; 1,5 nm; scan Speed: intelliscan nm/min; data Interval: very high resolution Máy HPLC: Agilent Technologies 1200 series (Agilent Technologies - My) Cột sắc ký: Apollo Cl (150 mm X 4,6 mm; urn) XỬ lý số liệu tiến hành phẩn mềm Microsoft EXCEL 2007' ề Phương pháp nghiên cứu A n iix , — b x | C x + b Y i C y + a x Y | Với phép đo quang, mối quan hệ tuyến tính nổng độ chất phân tích X độ hấp thụ quang Aj^.tại bước sóng xác định X biểu diễn phương trình hồi qui (1 ) A x i = b x i C x + a x i (1) b, a lẩn lượt độ dốc hệ số chắn Phương pháp hiệu chuẩn nhị biến (Bivariơte calibration method) Trong phương pháp này, độ hấp thụ A hỗn hợp hai chất (X Y) đo hai bước sóng khác (i = , 2) biểu diễn theo hệ phương trình (2): A m ix i A m ix = b x ,C x + b Y iC y + axY| 2= b x ,C x + b y ỊC y + 'à x Y ỉ axY, = axi + A m iX = b x X x + b y X y + ÜXY2 Am iXn b x „ C x — + b Y „C Y + (6 ) axY„ Hệ phương trình (6) biểu diễn dạng ma trận (7) ^ n iix i [b x , bx' b v ,' axY| b v, axYj (7 ) 'C x ' + C _A m i x „ _ y b x „ Hoặc dạng đơn giản hofn (8) thu gọn (9) A n iix i - axY,' — ay, by.l [•b x b y a x Y ĩ C x axY2 = ax, + ay^ C Hệ phương trình (2) viết dạng ma trận sau (3): = A m iX ] ‘ bx, _bx, b Y ,‘ b y , âxY A m ix Ị - x Y2 _ C x‘ + C y _ axY, axY, bxi by ' C x ' bx: by C y - (A m ix ~ - a x y )2 x 1= = bx by, bx by 2X — ( K K nx2 bY^• C 2X by, bY K „ ^2x2 •C2x (9) = x -bx„ C2X = b Y „ C x Hệ phương trình (9) chuyển thành (10) nhân hai vế với ma trận chuyển vị ma trận K: Khi đó, nổng độ X Y tính thông qua ma trận nghịch đảo ma trận K theo phương trình (5) C ^ X Y )n X = ■bx, (3) (4) K - h x ’ đó: Hoặc dạng đơn giản (4) (A m ix axY„ (8 ) y )2 X ■( A m i x — a x v ) 2x (5) Để xác định hai bước sóng tối ưu cho phương pháp (trị tuyệt đối ma trận K đạt giá trị lớn nhất), thuật toán Kaiser sử dụng cho cặp bước sóng khác [6] Nói cách khác, phương pháp dựa vào phương trình hồi qui tuyến tính chất cặp bước sóng khác Phương pháp hiệu chuẩn hổi qui đa tuyến tính (Multì-linear regression-calibratìon method) Hệ phương trình (6) biểu diễn độ hấp thụ hỗn ) k ii (^ m ix “ I = (K K „ x •C x (10) Trong trường hợp này, nồng độ X Y hỗn hợp xác định dựa vào (1 ) Cjx I = -(K )2xn K n x 2J ' (K )2 Xn (-^mix ~ axv)„ X I (11) Thuật toán thực với phẩn mểm EXCEL cài đặt thêm phần Add-in có chứa hàm hổi qui đa tuyến tính Nồng độ X Y hỗn hợp tính toán sau nhập đẩy đủ liệu vể độ hấp thụ ánh sáng (A) hỗn hợp giá trị vể độ dốc (b) hệ số chắn (a) phương trình hồi qui tuyến tính X Y xây dựng bước sóng lựa chọn hợp hai chất (X Y) đo n bước sóng (i = 1, Chuẩn bị mẫu 2, , n) Dung dịch chuẩn gốc CP 5000 mg/l SB 5000 SỐ2/2014 Nghiên cứu duợcThông tin thuõc 51 BÀI NGHIÊN CỨU * mg/l pha nước Các dung dịch hỗn hợp chuẩn (CP + SB) pha từ dung dịch gốc thành phẩn nêu theo bảng Bảng Các dung dịch mẫu tựtạo S B (» ^ S ố th ứ q r 15 15 15 20 15 25 20 15 20 20 20 25 25 15 25 20 25 25 Dung dịch thử có nổng độ khoảng CP 20 mg/l + SB 20 mg/l Kết nghiên cứu Kết đo quang hình cho thấy SB 20 mg/l cực đại hấp thụ khả hấp thụ ánh sáng yếu nhiều so với dung dịch CP nồng độ Sự trùng lặp phổ cộng, CP 20 mg/l + SB 20 mg/l, phổ hỗn hợp có nồng độ tương ứng chứng tỏ cộng tính ánh sáng CP SB khoảng bước sóng 210-300nm Bước sóng (nm) 1 Phổ hóp thụ củo CP20mg/l, SB20mgA phổ cộng vờ phổ hỗn hợp (CP20mg/l+ SB20mg/l) Với phương pháp hiệu chuẩn nhị biến, bước sóng lựa chọn 214, 218, 222, 226, 230, 234 nm Phương trình hổi qui tuyến tính biểu diễn mối tương quan nồng độ CP (10 - 35 mg/l) SB (10 - 35 mg/l) với độ hấp thụ ánh sáng trình bày bảng Cặp bước sóng lựa chọn cho phương pháp 214 234 nm (bảng 3) 52 1Nghiên CỨU d u Ợ G Ĩhô ng tln th uõ c Số 2/2014 Báng Phương trình hôi qui tuyễn tính bước sóng lựũ chọn Phương trinh hoi qui tuyến tính (R) CP SB 214 A = 0,0344C + 0,0085 (0,9998) A = 0,0079C + 0,0458 (0,9965) 218 A = 0,0334C + 0,0072 (0,9998) A = 0,0062C + 0,0400 (0,9959) 2 A = 0,0340C + 0,0074 (0,9998) A = 0,0051C + 0,0361 (0,9954) 226 A = 0,0348C + 0,0075 (0,9998) A = 0,0042C + 0,0325 (0,9953) 230 A = 0,0348C + 0,0089 (0,9998) A = 0,0033C + 0,0299 (0,9953) 234 A = 0,0337C + 0,0062 (0,9998) A = 0,0023C + 0,0250 (0,9951) Bâng Giá trị tuyệt đổi củũ mơ trận (K106) 214 218 222 226 50,6 93,2 130,4 161,4 187,1 40,5 75,5 105,5 132,1 34,7 65,3 93,7 31,3 61,5 31,2 230 234 214 218 222 226 230 234 Dựa vào bảng 2, mối quan hệ độ hấp thụ quang nổng độ chất hỗn hợp CP SB bước sóng biểu diễn phương trình sau: J A = 0,0344C„ + 0,0079C53+ 0,0543 >12, A = 0,0334C^p + 0,0062C55 + 0,0472 A - 0,0340C„ + 0,0051 C53+ 0,0435 A = 0,0348C„ + 0,0042C5[+ 0,0400 A = 0,0348C^p + 0,0033C5[+ 0,0388 ằ“ } A = 0,0337Qp + 0,002305] + 0.0312 Dựa giá trị mật độ quang hỗn hợp đo bước sóng lựa chọn giá trị vể độ dốc hệ số chắn phương trình hồi qui tuyến tính (bảng 2), nồng độ CP SB hỗn hợp xác định thời phán mểm EXCEL Hai phương pháp nêu (đo quang bước sóng) ứng dụng để định lượng đồng thời CP SB mẫu tự tạo (bảng 4) số dạng thuốc bột pha tiêm lưu hành thị trường (bảng 6) Trong nghiên cứu này, HPLC sử dụng làm phương pháp đối chiếu với điểu kiện sắc ký; Pha động (hỗn hợp acetonitril - nước pH 3,2 điểu chinh acid phosphoric đặc (75 :25 tt/tt)); tốc độ dòng 0,8 ml/phút; thể tích tiêm mẫu 20 |al; bước sóng phát 210 nm sắc ký đổ thông số trình sắc ký trình bày hình bảng Kiểm định thống kê ANOVA (so sánh giá trị trung bình) Bartlett (so sánh phương sai) phương pháp quang phổ HPLC định lượng CP SB chế phẩm cho thấy khác biệt ý nghĩa thống kê với mức tin cậy 95% M ] Sáckýđổrửơgiáihỗnhợpchuổn CP20mg/l+SB20mg/l Số 2/2014 Nghiên Cứu d u ộ c lh ố n g tln th u õ c 53 BÀI NGHIÊN CỨU * Báng4 Két định lượng mẫu tựrạo % t ìm i|i H ổ i^ đ a ^ tín h Nhi biên STT SP SB SP SB 97,9 98,9 98,6 99,2 98,5 99,5 99,4 100,3 98,2 99,5 98,9 100,9 99,1 101,9 99,8 100,7 100,7 100,5 99,5 99,9 101,3 98,8 100,1 99,3 99,6 100,7 100,7 101,5 100,6 103,0 100,6 102,7 101,7 102,1 100,9 102,0 100,0 100,4 99,9 100,5 1,3 1,7 0,8 1,3 Trung bình SD Bỏng Thông sỗ trình HPLC hỗn hợp CP 20 mg/ỉ SB 20 mg/l SB CP T ii^ s ố STT Độ lặp RSD ... khả ứng dụng việc kết hợp toán hóa (hiệu chuẩn nhị biến hiệu chuẩn hồi qui đa tuyến tính) với quang phổ hấp thụ để định lượng hỗn hợp đa thành phần Các phương pháp quang phổ xây đựng có khả thay... pháp quang phổ nêu cho việc định lượng thời CP SB hỗn hợp kết thu mẫu thử phân tích hai điều kiện đo, bước sóng, cho kết tương đóng Kết luận Kết nghiên cứu với hỗn hợp CP SB cho thấy khả ứng dụng. .. xuất cho phép định lượng thời hoạt chất hỗn hợp hai thành phẩn hai thuật toán tiến hành với Microsoft EXCEL CP SB chọn ví dụ điển hình hỗn hợp có chồng phổ rõ rệt vùng ánh sáng tử ngoại {hình )