Xác định một số beta agonist bằng phương pháp điện di mao quản

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐOÀN THỊ TƯƠI XÁC ĐỊNH MỘT SỐ BETA-AGONIST BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN DI MAO QUẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐOÀN THỊ TƯƠI XÁC ĐỊNH MỘT SỐ BETA-AGONIST BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN DI MAO QUẢN Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM THỊ NGỌC MAI Hà Nội – 2014 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Thị Ngọc Mai giao đề tài, nhiệt tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Ánh Hường tận tình bảo, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn GS Peter C Hauser, TS Mai Thanh Đức ThS Bùi Duy Anh thiết kế lắp đặt hỗ trợ trang thiết bị tư vấn kỹ thuật trình thực nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Bộ mơn Hóa Phân tích nói riêng khoa Hóa học nói chung dạy dỗ, bảo động viên thời gian học tập trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn học viên sinh viên mơn Hóa phân tích giúp đỡ tơi thời gian học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 28 tháng 02 năm 2014 Học viên Đoàn Thị Tươi MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung chất nhóm β-agonist 1.1.1 Thông tin chung Salbutamol, Metoprolol Ractopamin 1.1.2 Vai trò tác dụng phụ 1.1.3 Cơ chế hoạt động họ β-agonist 1.2.Vấn đề sử dụng beta-agonist giới Việt Nam 1.2.1 Vấn đề sử dụng beta-agonist giới 1.2.2 Vấn đề sử dụng β – agonist Việt Nam 1.3.Các phương pháp xác định β-agonist 1.3.1.Phương pháp điện hóa 1.3.2 Phương pháp ELISA 1.3.3 Các phương pháp sắc ký 10 1.3.3.1 Các phương pháp sắc ký lỏng 10 1.3.3.2 Phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS) 12 1.3.4 Các phương pháp điện di mao quản 13 1.4 Phương pháp điện di mao quản 14 1.4.1 Mao quản 16 1.4.2 Dung dịch đệm pH pha động phương pháp điện di mao quản 17 1.4.3 Nguồn điện cao 18 1.4.4 Kỹ thuật bơm mẫu phương pháp điện di mao quản 18 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 20 2.1 Đối tượng, mục tiêu nội dung nghiên cứu 20 2.1.1 Đối tượng mục tiêu nghiên cứu 20 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 20 2.2 Phương pháp nghiên cứu 21 2.2.2 Phương pháp xử lý mẫu 22 2.2.2.1 Xử lý mẫu thuốc 22 2.2.2.2 Xử lý mẫu thức ăn chăn nuôi 23 2.3 Hóa chất thiết bị 23 2.3.1 Hóa chất 23 2.3.1.1 Chất chuẩn 23 2.3.1.2 Hóa chất dung mơi 23 2.3.1.3 Chuẩn bị dung dịch hóa chất 24 2.3.2 Thiết bị dụng cụ 24 2.4 Các thông số đánh giá độ tin cậy phương pháp phân tích 26 2.4.1 Giới hạn phát giới hạn định lượng phương pháp phân tích .26 2.4.2 Độ chụm phương pháp 26 2.4.3 Độ phương pháp 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Nghiên cứu khảo sát tối ưu điều kiện tách Salbutamol, Metoprolol, Ractopamin phương pháp điện di mao quản CE-C D 28 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng hệ đệm 28 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian bơm mẫu 35 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng đặt vào hai đầu mao quản 36 3.2 Khảo sát chất gây ảnh hưởng 38 3.3 Đánh giá phương pháp phân tích 40 3.3.1 Lập đường chuẩn 40 3.3.2 Giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ) phương pháp43 3.3.3 Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) độ (độ thu hồi) 44 - Độ chụm thiết bị 44 3.4 Phân tích mẫu thực tế đo đối chứng với phương pháp tiêu chuẩn HPLC 49 3.4.1 Phân tích mẫu dược phẩm 49 3.4.1.1 Mẫu thuốc xiro chứa Salbutamol 49 3.4.1.2 Mẫu thuốc Salbutamol dạng viên 52 3.4.1.3 Mẫu thuốc chứa Metoprolol dạng viên 54 3.4.2 Kết phân tích mẫu thức ăn chăn ni 56 3.4.3 Phân tích đối chứng phương pháp CE-C D với phương pháp HPLC 59 3.5 Hướng phát triển đề tài 59 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Tên viết tắt Ace Arg Asc CD CE EOF GC His HPLC L L eff tot LOD LOQ MeOH MEKC Met Phos ppm Rac %RSD Sal SD SMR UPLC TAPS DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thông tin chung hợp chất β-agonist………………………………… .3 Bảng 1.2 Các chất thường dung làm pha động CE giá trị pK chúng 18 Bảng 3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến diện tích pic thời gian di chuyển Sal, Met Rac 29 Bảng 3.2 Kết phụ thuộc diện tích pic Sal, Met Rac vào thành phần hệ đệm điện di …31 Bảng 3.3 Kết khảo sát phụ thuộc diện tích pic thời gian di chuyển Sal, Met Rac vào nồng độ dung dịch đệm điện di …33 Bảng 3.4 Kết phụ thuộc diện tích pic thời gian di chuyển Sal, Met, Rac vào thời gian bơm mẫu …35 Bảng 3.5.Ảnh hưởng điện tách đến thời gian di chuyển chất phân tích …37 Bảng 3.6 Điều kiện tối ưu cho phân tích hỗn hợp Sal, Met, Rac phương pháp CE4 C D …38 Bảng 3.7 Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ Sal, Met, Rac …40 Bảng 3.8 Phương trình đường chuẩn Sal, Met Rac …42 Bảng 3.9 Kết so sánh giá trị a với giá trị phương trình đường chuẩn Sal, Met, Rac …43 Bảng 3.10 Giới hạn phát Sal, Met Rac phương pháp điện di mao quản CE-C D 43 Bảng 3.11 Giá trị khoảng tuyến tính LOD, LOQ Sal, Met, Rac 44 Bảng 3.12 Kết xác định độ lặp lại phương pháp CE-C D định lượng Salbutamol 45 Bảng 3.13 Kết xác định độ lặp lại phương pháp CE-C D định lượng Metoprolol 45 Bảng 3.14 Kết xác định độ lặp lại phương pháp CE-C D định lượng Ractopamin 46 Bảng 3.15 Kết khảo sát độ phương pháp dựa thêm chuẩn Salbutamol 47 Bảng 3.16 Kết khảo sát độ phương pháp dựa thêm chuẩn Metoprolol 48 Bảng 3.17 Kết khảo sát độ phương pháp dựa thêm chuẩn Ractopamin 48 Bảng 3.18 Thông tin đặc điểm loại thuốc 49 Bảng 3.19 Kết xác định nồng độ Salbutamol mẫu thuốc xi-rô 51 Bảng 3.20 Kết xác định nồng độ Salbutamol mẫu thuốc Salbutamol dạng viên 53 Bảng 3.21 Kết xác định nồng độ Metoprolol mẫu thuốc 55 Bảng 3.22 Kết xác định hiệu suất thu hồi chất phân tích mẫu thức ăn chăn ni 58 Bảng 3.23 Kết phân tích đối chứng hàm lượng Sal Met mẫu thuốc với phương pháp tiêu chuẩn HPLC 59 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Ảnh hưởng β-agonist đến trình phân phối dưỡng chất đến mô mô mỡ vật nuôi Hình 1.2 Sơ đồ phân tích hệ điện di mao quản 15 Hình 1.3 Mặt cắt ngang mao quản 16 Hình 1.4 Lớp điện tích kép bề mặt mao quản 17 Hình 1.5 Ảnh hưởng dòng EOF đến tốc độ ion trình điện di 17 Hình 1.6 Các kĩ thuật bơm mẫu phương pháp điện di mao quản 18 Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động cảm biến đo độ dẫn không tiếp xúc 21 Hình 3.1 Điện di đồ khảo sát ảnh hưởng pH đến phân tách Sal, Met, Rac 29 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến diện tích pic Sal, Met, Rac 30 Hình 3.3 Điện di đồ khảo sát ảnh hưởng thành phần hệ đệm đến phân tách Sal, Met, Rac 32 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc diện tích pic Sal, Met, Rac vào thành phần hệ đệm điện di 32 Hình 3.5 Điện di đồ khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch đệm điện di đến trình phân tách chất Sal, Met, Rac 34 Hình 3.6 Điện di đồ khảo sát ảnh hưởng thời gian bơm mẫu 36 Hình 3.7 Điện di đồ khảo sát ảnh hưởng điện tách đến thời gian di chuyển phân tách pic 37 - Tiến hành đo đối chứng xác định hàm lượng Sal, Met phương pháp CE - C D với phương pháp tiêu chuẩn HPLC Kết thu cho thấy sai số hai phương pháp dao động khoảng 3,23% - 13,31% Điều cho thấy hàm lượng Sal, Met thu từ hai phương pháp phù hợp Từ kết thu được,chúng nhận thấy phương pháp điện di mao quản tích hợp detector đo độ dẫn khơng tiếp xúc (CE-C D) phù hợp với việc xác định đồng thời hàm lượng Sal, Met Rac dược phẩm/thức ăn chăn ni Phương pháp phát triển để trở thành công cụ hữu hiệu để tra kiểm định chất lượng sản phẩm phục vụ lĩnh vực an toàn thực phẩm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2002) - 54/2002/QĐ-BNN – ngày 20/06/2002 – Một số loại kháng sinh, hóa chất cấm sử dụng sản xuất kinh doanh thức ăn chăn nuôi Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2012) - 649/BNN-CN – ngày 15/03/2012- Kiểm sốt chất cấm chăn ni Bộ Y tế (2012) – 10031/QLD-KD – ngày 07/06/2012 – Thông tư quy định việc kinh doanh, sử dụng thuốc thành phẩm, ngun liệu thuộc nhóm β-agonist Đồn Thị Khang, Phan Thanh Đạm, Dương Thị Thu Anh Đào Đức Hảo (2008), “Ứng dụng kỹ thuật ELISA để xác định Clenbuterol Salbutamol thức ăn chăn ni”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi, 13, trang 1-6 Nguyễn Thị Ánh Hường (2010), Nghiên cứu xác định dạng asen vô nước ngầm phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN Nguyễn Văn Ri (2011), Các kỹ thuật phân tích Điện di, Sách chuyên đề cao học, Đại học khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội Nguyễn Văn Ri (2011), Các phương pháp tách sắc ký, Sách chuyên đề cao học, Đại học khoa học Tự nhiên-ĐHQG Hà Nội Phạm Luận(2005), Cơ sở lý thuyết Sắc kí điện di mao quản hiệu cao, Giáo trình giảng dạy dành cho sinh viên chun ngành Hóa Phân tích, Trường ĐH Khoa học Tự Nhiên Hà Nội Tạ Thị Thảo (2010), Bài giảng chuyên đề thống kê hóa phân tích, ĐH Quốc gia Hà Nội 10 Viện kiểm nghiệm ATVSTP Quốc Gia (2010), Thẩm định phương pháp phân tích hóa học vi sinh vật, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội TIẾNG ANH 11 C Juan, C Igualada, F Moragues, N Ln, J Mes (2010), “Development and validation of a liquid chromatography tandem mass spectrometry method for the analysis of β-agonists in animal feed and drinking water”, Journal of Chromatography A, 1217, pp 6061 – 6068 12 CHU, Qing-Cui(楚楚楚) GENG, Cheng-Huai(楚楚楚) ZHOU, Hui(楚楚)YE, Jian-Nong(楚楚楚) (2007), “Fast determination of Clenbuterol and Salbutamol in feed and meat products based on miniaturized capillary electrophoresis with amperometric detection”, Chinese Journal of Chemistry, 25, pp 1832-1835 13 Chun Hua Qu, Xian Liang Li, Lei Zhang , Cun Xian Xi , Guo Ming Wang, Nian Bing Li, Hong Qun Luo (2011), “Simultaneous Determination of Cimaterol, Salbutamol, Terbutaline and Ractopamin in Feed by SPE Coupled to UPLC”, Chromatographia, 73, pp 243–249 14 Donald H Beermann, Frank R Dunshea (2005), Metabolic Modifiers for Use in Animal Production, Council for agricultural science and technology 15 F R Dunshea, R H King and R G Campbell (1993), “Interrelationships between dietary protein and Ractopamin on protein and lipid deposition in finishing gilts”, Journal animal of science, 71, pp 2931-2941 16 Fabiana S Felix, Maria S.M Quintino, Alexandre Z Carvalho, Lúcia H.G Coelho, Claudimir L Lago, Lúcio Angnes (2006), “Determination of salbutamol in syrups by capillary electrophoresis with contactless conductivity detection (CE-C D)”,Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 40, pp 1288–1292 17 H.H.D.MEYER, L.RINKE and IDURSCH (1991), Residue screening for the β-agonists clenbuterol, salbutamol and cimaterol in urine using enzyme immunoassay and high-perfomance liqiud chromatography, Journal of Chromatography, 564, pp 551-556 18 Harry J Mersmann (1998), “Overview of the effects of β-Adrenergic Receptor Agonists on animal growth including mechanisms of action”, American Society of Animal Science, 76, pp 160–172 19 Hongyuan Yan , Ruiling Wang, Yehong Han, Suting Liu (2012), “Screening, recognition and quantitation of salbutamol residues in ham sausages by molecularly imprinted solid phase extraction coupled with highperformance liquid chromatography–ultraviolet detection”, Journal of Chromatography B, 900, pp 18-23 20 Hong Zheng, Li-Gang Deng, Xiao Lu, Shan-Cang Zhao, Chang-Ying Guo, Jiang-Sheng Mao, Yu-Tao Wang, Guo-Sheng Yang, Hassan Y AboulEnein (2010), “UPLC-ESI-MS-MS determination of three β-Agonists in Pork”, Chromatographia, 72, pp 79-84 21 JianliZhang, YouxuanXu, XinDi, MoutianWu (2005), “Quantitation of salbutamol in human urine by liquid chromatography – electrospray ionization mass spectrometry”, Journal of Chromatography B, 831, pp 328 – 332 22 Leena Suntornsuk (2007), “Capillary Electrophoresis in Pharmaceutical Analysis: A Survey on Recent Applications”, Journal of Chromatographic Science, Vol 45, pp 559-578 23 LiQi Wang, LiMin He, Zhong Wang, XuFeng Wang, JianHua Shu, JianWen Yang, GaoKui Zhang and ZhenLing Zeng (2013), “Selection of a representative matrix for the multiresidue analysis of nine β-agonists in animal tissues and urine with LC-MS/MS”, Analyst, 138, pp.4579-4584 24 Magda Caban, Piotr Stepnowski, Marek Kwiatkowski, Natalia Migowska, Jolanta Kumirska (2011), “Determination of β-blockers and βagonists using gas chromatography and gas chromatography–mass spectrometry – A comparative study of the derivatization step”, Journal of Chromatography A, 1218, pp 8110– 8122 25 Milagro Reig, Natalia Batlle, José Luis Navarro, Fidel Toldrá (2004), “Stability of agonist methyl boronic derivatives before gas chromatographymass spectrometry analysis”, Analytical Chimica Acta, 529, pp.293-297 26 Muniyandi Rajkumar, Ying-Sheng Li, Shen-Ming Chen, (2013) “Electrochemical detection of toxic Ractopamin and salbutamol in pig meat and human urine samples by using poly taurine/zirconia nanoparticles modified electrodes”, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 110, pp 242– 247 27 Peter Mikuš, Iva Valášková (2005), Emil Havránek, “Determination of Salbutamol in Pharmaceuticals by Capillary Electrophoresis”, Arch Pharm Chem Life Sci, 338, pp 498-501 28 Primal Sharma, Pritesh Contractor, Swati Guttikar , Daxesh P Patel, Pranav S Shrivastav (2014), “Development of a sensitive and rapid method for quantitation of (S)-(-)- and (R)-(+)-metoprolol in human plasma by chiral LC–ESI–MS/MS, Journal of Pharmaceutical Analysis, 4(1), pp 63– 79 29 Thanh Duc Mai (2011), Capacitively coupled contactless conductivity detection and sequential injection analysis in capillary electrophoresis and capillary electro-chromatography, Chemistry Dotoral Thesis, University of Basel, Switzerland 30 Tianshu Zhou, Qin Hu, Hui Yu, Yuzhi Fang (2001), “Separation and determination of β -agonists in serum by capillary zone electrophoresis with amperometric detection”, Analytica Chimica Acta , 441, pp 23–28 31 Wang Xiu-Juan, Zhang Feng, Ding Fei, Li Wei-Qing, Chen Qing-Yu, Chu Xiao-Gang, Xu Cheng-Bao (2013), “Simultaneous determination of 12 β-agonists in feeds by ultra-high-performance liquid chromatographyquadrupole-time-of-flight mass spectrometry”, Journal of Chromatography A, 1278, pp 82– 88 32 Wei Du, Qiang Fu, Gang Zhao, Ping Huang, Yuanyuan Jiao, Hao Wu, Zhimin Luo, Chun Chang (2013), “Dummy-template molecularly imprinted solid phase extraction for selective analysis of Ractopamin in pork”, Food Chemistry, 129, pp 24-30 33 Weiyu Wang, Yulian Zhang, Jinyan Wang, Xue Shi, Jiannong Ye (2010), “Determination of β-agonists in pig feed, pig urine and pig liver using capillary electrophoresis with electrochemical detection”, Meat Science, 85, pp 302–305 34 Xiaoyun Lin, Yongnian Ni, Serge Kokot (2013), “A novel electrochemical sensor for the analysis of β-agonists: The poly(acid chrome blue K)/graphene oxide-nafion/glassy carbon electrode”, Journal of Hazardous Materials, 260, pp 508-517 PHỤ LỤC Hình 4.1 Đường thêm chuẩn Salbutamol Metoprolol mẫu thuốc Y=A+B*X Parameter Value Error A B R SD N P 0.99502 3.59279 4.21253E-4 a Đường thêm chuẩn Sal mẫu thuốc Salbutamol dạng viên Y=A+B*X Parameter Value Error A B R SD N P 0.99957 0.73874