Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích hoạt chất nhóm glycoside tim bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại kết hợp với kỹ thuật thống kê đa biến

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH .iv DANH MỤC BẢNG .v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung nhóm thuốc glycoside tim 1.1.1 Lịch sử đời, phân bố tự nhiên nhóm glycoside tim 1.1.2 Cấu trúc phân tử nhóm glycoside tim 1.1.3 Tính chất vật lý tính chất hóa học nhóm glycoside tim 1.1.4 Tính chất dược lý tác dụng nhóm glycoside tim 1.1.5 Hấp thu đào thải thuốc glycoside tim .5 1.1.6 Một số hoạt chất thuộc nhóm glycoside tim 1.1.7 Tá dược thuốc glycoside tim 1.2 Tổng quan phương pháp phân tích glycoside tim 1.2.1 Phương pháp sắc ký 1.2.2 Phương pháp quang phổ hồng ngoại 12 1.3 Thuật toán hồi quy đa biến xác định đồng thời chất hỗn hợp 16 1.3.1 Nguyên tắc phương pháp hồi quy đa biến 16 1.3.2 Một số ứng dụng thuật toán hồi quy đa biến xác định đồng thời chất 21 1.3.3 Giới thiệu phần mềm Matlab 22 1.4 Phương pháp NIR kết hợp với thuật toán hồi quy đa biến để định lượng 23 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 25 i 2.1 Nội dung phương pháp nghiên cứu 25 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 25 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 25 2.1.3 Phương pháp nghiên cứu 26 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 26 2.2.1 Hóa chất 26 2.2.2 Thiết bị 27 2.3 Phương pháp phân tích 27 2.3.1 Phương pháp xử lý mẫu 27 2.3.2 Phương pháp phân tích 28 2.4 Câu lệnh thực hồi quy đa biến Matlab 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Khảo sát điều kiện đo phổ hấp thụ hồng ngoại tới trình xác định đồng thời digoxin digitoxin hỗn hợp 32 3.1.1 Khảo sát lựa chọn số sóng thích hợp 32 3.1.2 Khảo sát tỷ lệ trộn mẫu với bột KBr 38 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng trình ép viên mẫu 39 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ môi trường 39 3.1.5 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng mẫu chuẩn 40 3.1.6 Khảo sát độ lặp lại trình ép viên 41 3.2 Xây dựng mơ hình hồi quy đa biến tuyến tính xác định riêng digoxin mẫu dược phẩm phương pháp hồi quy đa biến 42 3.2.1 Chuẩn bị số liệu đầu vào mơ hình hồi quy đa biến .42 3.2.2 Lựa chọn số cấu tử 44 ii 3.2.3 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 46 3.2.4 Phân tích mẫu thực tế 47 3.3 Xây dựng mơ hình hồi quy đa biến tuyến tính xác định đồng thời hoạt chất50 3.3.1 Chuẩn bị số liệu đầu vào 50 3.3.2 Lựa chọn số cấu tử 52 3.3.3 Giới hạn phát (LOD) Giới hạn định lượng (LOQ) 55 3.3.4 Đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp 56 CHƯƠNG KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 63 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo chung glycoside tim Hình 1.2 Cơng thức cấu tao digoxin Hình 1.3 Cơng thức cấu tạo digitoxin Hình 1.4: Công thức cấu tạo lactose Hình 2.1 Quy trình chuẩn bị mẫu chuẩn 28 -1 Hình 3.1 Phổ hồng ngoại truyền qua digitoxin vùng 4000-400 cm .33 -1 Hình 3.2 Phổ hồng ngoại truyền qua digoxin vùng 4000-400 cm 34 -1 Hình 3.3 Phổ hồng ngoại truyền qua digitoxin vùng 3600-2800 cm .35 -1 Hình 3.4 Phổ hồng ngoại truyền qua digoxin vùng 3600-2800cm 35 Hình 3.5 Phổ tổng cộng digoxin digitoxin 35 -1 Hình 3.6 Phổ hồng ngoại truyền qua lactose vùng 4000-400cm 3600 – -1 2800 cm 36 Hình 3.7 Phổ hồng ngoại truyền qua magie stearat vùng 4000-400cm -1 -1 3600 – 2800 cm 37 -1 Hình 3.8 Phổ hồng ngoại truyền qua talc vùng 4000-400cm 3600 – 2800 -1 cm 37 Hình 3.9 Khoảng tuyến tính đường chuẩn xác định digoxin .49 Hình 3.10: Sắc đồ mẫu thực (D1 D2) 49 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Công thức hợp chất glycoside tim Bảng 1.2 Đặc tính dược động học số glycoside tim Bảng 1.3 Thành phần glycoside trợ tim Bảng 3.1 Kết ảnh hưởng tỷ lệ khối lượng với bột KBr đến độ hấp thụ quang số đỉnh pic đặc trưng 38 Bảng 3.2 Kết khảo sát trình ép viên 39 Bảng 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 40 Bảng 3.4 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng mẫu 40 Bảng 3.5 Kết khảo sát độ lặp lại trình ép viên số đỉnh pic đặc trưng 41 Bảng 3.6 Khối lượng chất Ma trận hàm lượng 43 Bảng 3.7 Hàm lượng digoxin tá dược ma trận kiểm tra 44 Bảng 3.8 Độ lệch chuẩn mơ hình hồi quy đa biến tuyến tính xác định riêng digoxin với PC từ 1-4 46 Bảng 3.9 Giá trị LOD, LOQ phương pháp hồi quy cấu tử xác định riêng digoxin 47 Bảng 3.10 Mẫu dược phẩm chứa hoạt chất digoxin lưu thông thị trường 47 Bảng 3.11 Khối lượng trung bình viên thuốc khối lượng digoxin viên thuốc 48 Bảng 3.12 Hàm lượng digoxin mẫu thực tính theo HPLC 50 Bảng 3.13 Khối lượng chất Ma trận hàm lượng chất chuẩn ma trận chuẩn xác định đồng thời digoxin digitoxin 51 Bảng 3.14 Khối lượng hoạt chất tá dược ma trận kiểm tra 52 v Bảng 3.15 Độ lệch chuẩn tương đối mơ hình hồi quy tuyến tính đa biến xác định đồng thời digoxin digitoxin với số cấu tử từ 1-4 54 Bảng 3.16 Giá trị LOD, LOQ phương pháp hồi quy cấu tử xác định đồng thời digoxin digitoxin 56 Bảng 3.17: Hàm lượng digoxin digitoxin mẫu thêm chuẩn xác định theo mơ hình hồi quy đa biến tuyến tính 57 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Bình phương tối thiểu thơng thường (classical least square) Bình phương tối thiểu nghịch đảo (inverse least square) Bình phương tối thiểu phần (partial least square) Hồi qui cấu tử (principal component regression) Cấu tử (Principal component) Sắc kí lỏng hiệu cao (High performance liqid chromatography) Giới hạn phát (Limit of detection) Giới hạn đinh lượng (Limit of quantity) vii MỞ ĐẦU Glycoside tim đại diện cho nhóm dược liệu quan trọng tác nhân điều trị bệnh tim Tuy nhiên hoạt chất thuộc nhóm có chế tác dụng đặc biệt lên tim, đặc tính động học cao, thời gian tích lũy thể lâu ngộ độc bị kéo dài, dễ gây tử vong cho người bệnh Chính cần xác định xác hàm lượng glycoside tim loại thuốc để đưa vào điều trị đạt hiệu cao Yêu cầu đặt phải có phương pháp phù hợp định lượng glycoside tim dược liệu, dược phẩm cách nhanh chóng xác Để định lượng xác glycoside có nhiều phương pháp HPLC, HPLC kết hợp với detecto UV…, nhiên nhược điểm phương pháp là phải thực trang thiết bị đại, tốn dung môi yêu cầu xử lý mẫu, tách chất nên thời gian … khơng thể dùng để phân tích nhanh, đại trà [11,13] So với phương pháp phổ hồng ngoại gần trung bình có ưu điểm trội đơn giản trình tiền xử lý mẫu, phân tích nhanh, khơng sử dụng dung mơi độc hại, tiến hành đo trực tiếp mẫu rắn phù hợp cho việc phân tích nhanh Nhưng vùng phổ hồng ngoại gần trung bình gồm bước sóng liên kết (C-C, C-H, N-H…) xảy chồng phổ, khó tách phổ q trình phân tích mẫu rắn gặp nhiều khó khăn nên việc định lượng hoạt chất dược phẩm khó khăn Trước thực trạng đó, chúng tơi tiến hành nghiên cứu “Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích hoạt chất nhóm glycoside tim phương pháp quang phổ hồng ngoại kết hợp với kỹ thuật thống kê đa biến” Với việc kết hợp phương pháp phổ hồng ngoại với kỹ thuật thống kê đa biến ta định lượng đồng thời nhiều hoạt chất dược phẩm mà không cần tách chiết chất Luận văn phần chương trình hợp tác quốc tế Việt Nam Pháp với mục đích nghiên cứu phát triển phương pháp quang phổ hồng ngoại gần trung bình, kết hợp với phương pháp hồi quy đa biến tuyến tính để kiểm định nhanh chất lượng thuốc Nghiên cứu góp phần khẳng định xu hướng đưa phép phân tích khỏi nghiên cứu đơn áp dụng nhanh thực tế, đồng thời cho phép tiết kiệm thời gian, hóa chất đặc biệt tăng tính thời công tác giám định chất lượng CHƯƠNG 1.1 Giới thiệu chung nhóm thuốc g 1.1.1 Lịch sử đời, phân bố tự nh Glycoside tim bắt đầu sử dụng y học Withering vào năm 1985, glycoside steroid có tác dụng đặc biệt lên tim, dùng để điều trị suy tim Trong số 300 loại glycoside tim có tự nhiên digoxin digitoxin sử dụng rộng rãi điều trị Glycoside tim có 45 loài thực vật chủ yếu thuộc họ: Apocynaceae, Euphorbiaceae, Asclepiadaceae, Fabaceae, Liliaceae, Celastraceae Meliaceae, (Dây gối), Moraceae, Cruciferae, Ranulculaceae, Scrophulariaceae, Sterculiaceae, Tiliaceae (Đay) số trùng Ở glycoside tim có phận: lá, hoa, vỏ thân, rễ, thân rễ, nhựa mủ [8,11,13,23] 1.1.2 Cấu trúc phân tử nhóm glycoside tim Glycoside tim glycoside khác cấu trúc hoá học gồm hai phần: phần đường phần không đường (aglycon genin) nối với dây nối glycoside Công thức cấu tạo chung glycoside tim trình bày hình 1.1 bảng 1.1 Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo chung glycoside tim Bảng 1.1 Công thức hợp chất glycoside tim + Phần khơng đường (aglycon genin) chia thành hai phần nhỏ: Phần hydrocacbon: dẫn xuất 10,13 – dimetylxyclopentanopehydro phenantren + Phần mạch nhánh vịng lacton, có tác dụng chống suy tim, nối vào vị trí C-17 khung Đính vào nhân cịn có nhóm chức có oxy - Phần đường khơng có tác dụng dược lý, nối vào -OH C-3 aglycon Phần khơng đường chia thành hai phần nhỏ: +Phần hydrocacbon +Mạch nhánh vòng lacton - Các loại dây nối: + Dây nối axetal gồm: O- glycoside, C- glycoside, S- glycoside, Nglycoside + Dây nối este: Pseudoglycoside [11,13,23] 1.1.3 Tính chất vật lý tính chất hóa học nhóm glycoside tim * Tính chất vật lý Các glycoside tim chất kết tinh được, số dạng vơ định hình lỏng sánh, đa số khơng màu có vị đắng Glycoside thường tan nước, cồn, tan khơng tan dung môi hữu (benzen, ete …) C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 C41 C42 C43 C44 C45 C46 C47 C48 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 C60 C61 C62 C63 C64 C65 C66 C67 C68 C69 79 C70 C71 C72 C73 C74 C75 C76 C77 C78 C79 C80 C81 C82 C83 C84 C85 C86 C87 C88 C89 C90 C91 C92 C93 C94 C95 C96 C97 C98 C99 C100 C101 C102 C103 C104 C105 C106 C107 Variable C1 C2 80 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 C41 C42 C43 C44 C45 81 C46 C47 C48 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 C60 C61 C62 C63 C64 C65 C66 C67 C68 C69 C70 C71 C72 C73 C74 C75 C76 C77 C78 C79 C80 C81 C82 C83 C84 C85 C86 C87 C88 82 C89 C90 C91 C92 C93 C94 C95 C96 C97 C98 C99 C100 C101 C102 C103 C104 C105 C106 C107 Variable C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 83 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 C41 C42 C43 C44 C45 C46 C47 C48 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 C60 C61 C62 C63 C64 C65 84 C66 C67 C68 C69 C70 C71 C72 C73 C74 C75 C76 C77 C78 C79 C80 C81 C82 C83 C84 C85 C86 C87 C88 C89 C90 C91 C92 C93 C94 C95 C96 C97 C98 C99 C100 C101 C102 C103 C104 C105 C106 C107 85 Variable C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 C41 C42 86 C43 C44 C45 C46 C47 C48 C49 C50 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 C60 C61 C62 C63 C64 C65 C66 C67 C68 C69 C70 C71 C72 C73 C74 C75 C76 C77 C78 C79 C80 C81 C82 C83 C84 C85 87 C86 C87 C88 C89 C90 C91 C92 C93 C94 C95 C96 C97 C98 C99 C100 C101 C102 C103 C104 C105 C106 C107 Phụ lục 5: Ma trận tín hiệu đo ma trận kiểm tra mơ hình thống kê đa biến xác định riêng digoxin Mẫu/ số sóng 2798 2800 2802 2804 2806 2808 2810 2812 2814 2816 2817 2819 2821 2823 2825 88 0.2125 0.2139 0.2153 0.2162 0.2164 0.2165 0.2173 0.2190 0.2212 0.2234 0.2252 0.2270 0.2288 0.2316 0.2355 2827 2829 2831 2833 2835 2837 2839 2841 2843 2844 2846 2848 2850 2852 2854 2856 2858 2860 2862 2864 2866 2868 2870 2871 2873 2875 2877 2879 2881 2883 2885 2887 2889 2891 2893 2895 2897 2898 2900 2902 2904 2906 89 2908 2910 2912 2914 2916 2918 2920 2922 2924 2925 2927 2929 2931 2933 2935 2937 2939 2941 2943 2945 2947 2949 2951 2952 2954 2956 2958 2960 2962 2964 2966 2968 2970 2972 2974 2976 2978 2979 2981 2983 2985 2987 90 2989 2991 2993 2995 2997 2999 3001 Phụ lục 6: Phổ hồng ngoại phản xạ digitoxin 91 Phụ lục 7: Phồ hồng ngoại phản xạ digoxin Phụ lục 8: Phổ hồng ngoại phản xạ lactose 92 Phụ lục 9: Phổ hồng ngoại phản xạ magie stearat Phụ lục 10: Phổ hồng ngoại phản xạ talc 93 ... lượng hoạt chất dược phẩm khó khăn Trước thực trạng đó, chúng tơi tiến hành nghiên cứu ? ?Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích hoạt chất nhóm glycoside tim phương pháp quang phổ hồng ngoại kết hợp. .. kết hợp với kỹ thuật thống kê đa biến? ?? Với việc kết hợp phương pháp phổ hồng ngoại với kỹ thuật thống kê đa biến ta định lượng đồng thời nhiều hoạt chất dược phẩm mà không cần tách chiết chất Luận... trình hợp tác quốc tế Việt Nam Pháp với mục đích nghiên cứu phát triển phương pháp quang phổ hồng ngoại gần trung bình, kết hợp với phương pháp hồi quy đa biến tuyến tính để kiểm định nhanh chất