Nghiên cứu phân tích đánh giá hàm lượng kháng sinh họ betalactam trong đối tượng dược phẩm và sinh học bằng phương pháp phân tích hiện đại

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN * NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG KHÁNG SINH HỌ BETALACTAM TRONG ĐỐI TƢỢNG DƢỢC PHẨM VÀ SINH HỌC BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG KHÁNG SINH HỌ BETALACTAM TRONG ĐỐI TƢỢNG DƢỢC PHẨM VÀ SINH HỌC BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI CHUN NGÀNH : HĨA PHÂN TÍCH MÃ SỐ : 62 44 29 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN RI GS.TS PHẠM HÙNG VIỆT HÀ NỘI – 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực nội dung chƣa đƣợc công bố cơng trình nghiên cứu trƣớc Hà Nội, tháng năm 2013 Tác giả luận án Nguyễn Thị Ánh Tuyết LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS TS NGUYỄN VĂN RI GS TS PHẠM HÙNG VIỆT giao đề tài tận tình hƣớng dẫn, động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình làm luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô, anh chị cán Bộ mơn Hóa Phân tích, Khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Trung tâm nghiên cứu công nghệ môi trƣờng phát triển bền vững - Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn anh chị cán nghiên cứu, Ban Lãnh đạo Viện Khoa học công nghệ môi trƣờng (INEST) tạo điều kiện, giúp đỡ q trình thực luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Cơ bản, Trƣờng Đại học Y- Dƣợc Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho đƣợc học tập hồn thành luận án Cuối tơi xin chân thành cảm ơn bố mẹ, anh chị, gia đình bạn bè, đồng nghiệp ngƣời động viên, chia sẻ khó khăn tơi suốt q trình học tập thực luận án Hà Nội, tháng năm 2013 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Ánh Tuyết MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i ii iii KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN vi KÝ HIỆU ĐƠN VỊ ĐO LƢỜNG CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƢỜNG viii DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ix xii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung chất kháng sinh β- lactam 1.1.1 Tính chất vật lý hoá học 1.1.2 Tác dụng 1.1.3 Tính chất quang học β- lactam 10 1.2 Tình hình lạm dụng kháng sinh Việt Nam giới 10 1.3 Một số phƣơng pháp định lƣợng β- lactam 13 1.3.1 Phƣơng pháp quang học 13 1.3.2 Phƣơng pháp điện hóa 14 1.3.3 Sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 15 1.3.4 Phƣơng pháp điện di mao quản- electrophoresis (CE) 19 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 25 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Kỹ thuật phân tích sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 25 2.2.1.1 Phƣơng pháp RP - HPLC, detector UV 26 2.2.1.2 Phƣơng pháp RP - HPLC, detector huỳnh quang 31 2.2.1.3 Ứng dụng phƣơng pháp RP - HPLC, detector huỳnh quang để phân tích mẫu 34 2.2.1.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu phân tích 36 2.2.2 Kỹ thuật điện di mao quản (CE) 39 2.3 Hóa chất, mẫu phân tích thiết bị, dụng cụ 50 2.3.1 Hóa chất 50 2.3.2 Mẫu phân tích 52 2.3.3 Thiết bị dụng cụ 53 2.3.3.1 Thiết bị 53 2.3.3.2 Dụng cụ 54 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56 3.1 Tách xác định đồng thời kháng sinh -lactam kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 3.1.1 Kỹ thuật RP - HPLC, detector UV 56 56 3.1.1.1 Chọn thông số máy đo để phát chất phân tích 56 3.1.1.2 Hệ dung môi pha động 57 3.1.1.3 Đánh giá thống kê phƣơng pháp phân tích - lactam phƣơng pháp RP-HPLC 64 3.1.1.4 Phân tích mẫu 70 3.1.2 Kỹ thuật RP- HPLC, detector huỳnh quang 73 3.1.2.1 Khảo sát điều kiện tạo dẫn xuất  - lactam thuốc thử NBD-F 73 3.1.2.2 Tối ƣu hóa điều kiện tách định lƣợng số kháng sinh họ  lactam 3.1.2.3 Đánh giá phƣơng pháp phân tích 77 85 3.1.2.4 Phân tích mẫu 90 3.1.3 Kết luận phƣơng pháp HPLC 94 3.2 Tách xác định đồng thời kháng sinh β- lactam kỹ thuật điện di mao quản điện động học kiểu mixen (MEKC) 95 3.2.1 Chọn thông số máy điện di 95 3.2.2 Khảo sát ảnh hƣởng dung dịch điện giải đến trình điện di 96 3.2.2.1 Ảnh hƣởng thành phần dung dịch đệm 96 3.2.2.2 Ảnh hƣởng pH dung dịch đệm điện di 96 3.2.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ chất mixen SDS 3.2.2.4 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đệm 99 101 3.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian bơm mẫu 104 3.2.4 Khảo sát ảnh hƣởng điện di 3.2.5 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ mao quản 3.2.6 Đánh giá thống kê phƣơng pháp phân tích -lactam MEKC 107 109 109 112 3.2.6.1 Khảo sát khoảng tuyến tính lập đƣờng chuẩn 3.2.6.2 Độ xác 105 3.2.6.3 Độ lặp lại phép đo 116 3.2.6.4 Giới hạn pháp giới hạn định lƣợng phƣơng pháp CE 3.2.7 Phân tích mẫu 116 117 3.2.7.1 Phân tích mẫu dƣợc phẩm 117 3.2.7.2 Phân tích mẫu nƣớc tiểu 119 3.2.8 Kết luận phƣơng pháp điện di (CE) 125 3.3 So sánh kết phân tích phƣơng pháp MEKC, HPLC- UV, HPLC- huỳnh quang 126 KẾT LUẬN 128 KIẾN NGHỊ 130 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC 141 KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN 6APA : Axit 6-amino penicillanic 7ACA : Axit 7-amino cephalosporinic β- lactam : Betalactam ACN : Acetonitril AMO : Amoxicillin AMP : Ampicillin C : Nồng độ CE : Điện di mao quản (Capillary electrophoresis) CEC : Cefaclor CEF : Cefixim CEP : Cephalexin CLO : Cloxacillin CZE : Điện di mao quản vùng (Capillary zone electrophoresis) EFF : Lực điện trƣờng E định (Electric Field Force) Em : Bƣớc sóng phát xạ huỳnh quang EOF : Dòng điện di thẩm thấu  Ex : Bƣớc sóng kích thích huỳnh quang Gram (-) : Gram âm (vi khuẩn) Gram (+) : Gram dƣơng (vi khuẩn) HLB : Chất hấp phụ (hydrophilic lipophilic balance) Hpíc : Chiều cao píc sắc kí HPLC : Sắc ký lỏng hiệu cao (High performance Liquid Chromatography) HPLC-MS : Sắc ký lỏng hiệu cao ghép nối khối phổ MAX : Giá trị cao MEKC : Điện di mao quản điện động học kiểu Mixen- MEKC (Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography) MeOH : Metanol MIN : Giá trị thấp MP : Pha động (mobile phase) MS : Phổ khối (mass spectrometry) LOD : Giới hạn phát (limit of detection) LOQ : Giới hạn định lƣợng (limit of quantily) NBD-F : 7-Fluoro-4-nitrobenzo-2-oxa-1,3-diazole OXA : Oxacillin PENG : Penicillin G RP- HPLC : Sắc kí lỏng hiệu cao pha đảo (Reversed phase- High performance liquid chromatography) rpm : Vòng / phút RSD : Độ lệch chuẩn tƣơng đối SDS : Natri dodecyl sunfat SP : Pha tĩnh (static phase) SPE : Chiết pha rắn (solid phase extraction) Spic : Diện tích píc sắc kí TCA : Axit tricloaxetic UV : Tia cực tím (ultra violet) v/v : Thể tích /thể tích KÝ HIỆU CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƢỜNG ĐƢỢC VIẾT TẮT % : Phần trăm µg : Microgam µm : Micromet Cal : Calo cm : Centimet cm2 : Centimet vuông h : Giờ kg : Kilogam kV : Kilovôn mAu : Đơn vị hấp thụ mbar : Đơn vị áp suất mg : Miligam ml : Mililit mM : Milimol ng : Nanogam s : Giây (c) AMP PHỤ LỤC 12: Khảo sát 30 mM đệm Photphat 30 mM đệm Borat - chất kháng sinh β-lactam nồng độ mg/l, 100 mM SDS, pH = thu sắc đồ (1) (2) sau: Sắc đồ (1) đệm Photphat Sắc đồ (2) đệm Borat PHỤ LỤC 13: Sắc đồ điện di β-lactam pH 8,25; 8,0; 7,75; 7,5 PHỤ LỤC 14: Sắc đồ điện di β-lactam nồng độ SDS = 75 mM; 100 mM 125 mM PHỤ LỤC 15: Sắc đồ điện di thời gian bơm mẫu s, 10 s 12 s PHỤ LỤC 16: Sắc đồ điện di ảnh hưởng nhiệt độ 250C, 280C 300C PHỤ LỤC 17: Sắc đồ điện di đường thêm chuẩn β- lactam mẫu thực * Mẫu thuốc: 8 y = 1.1829x + 2.48 R² = 0.9994 Chiều cao pic (mAU) Chiều cao pic mAU 6 -2.5 -0.5 -1 1.5 Nồng độ AMO (mg/l) 3.5 5.5 -2.5 -0.5 y = 1.0943x + 2.66 R² = 0.9972 1.5 Nồng độ CLO (mg/l) 3.5 5.5 Chiều cao pic (mAU) Chiều cao pic (mAU) y = 0.9543x + 4.18 R² = 0.985 6 1 -5 -4 -3 -2 -1-1 Nồng độ CEP (mg/l) -4.5 -3.5 -2.5 -1.5 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 -1 Nồng độ AMP (mg/l) 12 Chiều cao pic (mAU) y = 0.86x + 4.12 R² = 0.9945 Chiều cao pic (mAU) 10 y = 1.12x + 5.44 R² = 0.9996 -6 -4 -2 -10 Chiều cao pic (mAU) Nồng độ PENG (mg/l) -4.8 -2.8 y = 0.8857x + 3.6 R² = 0.9963 4.5 3.5 2.5 1.5 0.5 -0.8 -5 Nồng độ OXA (mg/l) Đường thêm chuẩn mẫu thuốc y = 0.5286x + 1.8 R² = 0.9988 1.2 3.2 β-lactam phụ thuộc vào chiều cao pic 5.2 Nồng độ CEF (mg/l) PHỤ LỤC 18: Sắc đồ chất kháng sinh họ betalactam nồng độ từ 1-10 ppm để lập đường chuẩn Các chất betalactam có nồng độ ppm Các chất betalactam có nồng độ ppm Các chất betalactam có nồng độ ppm Các chất betalactam có nồng độ ppm Các chất betalactam có nồng độ 10 ppm PHỤ LỤC 19: Sắc đồ ảnh hưởng nồng độ CH3OH đến hiệu giải chiết SPE (a) (b) (a)- Rửa giải 5% CH3OH (b)- Rửa giải 10% CH3OH (c)- Rửa giải 15% CH3OH (c) PHỤ LỤC 20: Khảo sát thể tích rửa giải tạp chất bẩn đến hiệu chiết SPE (a) (b) (a)- Rửa giải thể tích 4ml (b)- Rửa giải thể tích 8ml (c)- Rửa giải thể tích 12ml (c) PHỤ LỤC 21: Khảo sát pH rửa giải tạp chất chiết SPE Rửa giải pH 4,5 Rửa giải pH 6,5 Rửa giải pH 7,0 Rửa giải pH 8,0 PHỤ LỤC 22: Sắc đồ mẫu nước tiểu sau 10 uống thuốc xác định phương pháp CE ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG KHÁNG SINH HỌ BETALACTAM TRONG ĐỐI TƢỢNG DƢỢC PHẨM VÀ SINH HỌC BẰNG... chị cán Bộ mơn Hóa Phân tích, Khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Trung tâm nghiên cứu công nghệ môi trƣờng phát triển bền vững - Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội... phƣơng pháp điện di mao quản có nhiều lợi nên gần nhà khoa học bắt đầu quan tâm tới phƣơng pháp Do chúng tơi chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu phân tích đánh giá hàm lượng kháng sinh họ betalactam đối tượng