Nghiên cứu xác định kháng sinh meropenem bằng phương pháp quang học sử dụng dung dịch nano vàng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN THỊ HÀ THU NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH KHÁNG SINH MEROPENEM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HỌC SỬ DỤNG DUNG DỊCH NANO VÀNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội –Năm 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN THỊ HÀ THU NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH KHÁNG SINH MEROPENEM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HỌC SỬ DỤNG DUNG DỊCH NANO VÀNG Chun ngành: Hóa phân tích Mã số : 8440112.03 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS PHẠM THỊ NGỌC MAI Hà Nội –Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Thị Ngọc Mai giao đề tài, truyền thụ cho em nhiều kiến thức tận tình hướng dẫn em suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Em xin trận trọng cảm ơn anh chị bạn Phịng Thử nghiệm 1Cơng ty Cổ phần Chứng nhận Giám định Vinacert giúp đỡ tận tình tạo điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy khoa Hóa học, đặc biệt thầy Bộ mơn Hóa Phân tích lịng tri ân sâu sắc Luận văn hồn thành với hỗ trợ phần từ đề tài 104.04-2017.12 Quỹ phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia Hà Nội, tháng 09 năm 2019 Học viên cao học Nguyễn Thị Hà Thu MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ BẢNG KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I- TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan kháng sinh 1.2 Đại cương nhóm kháng sinh carbapenem 1.2.1 Cấu trúc hóa học 1.2.2 Cơ chế tác dụng 1.2.3 Phổ tác dụng carbapenem 1.2.4 Đánh giá xu hướng sử dụng kháng sinh carbapenem 1.3 Meropenem 1.3.1 Cấu trúc hóa học 1.3.2 Dược lý chế tác dụng 1.4 Các phương pháp xác định meropenem 1.4.1 Phương pháp sắc ký 1.4.2 Phương pháp điện hóa 1.4.3 Phương pháp điện di mao quản 1.5 Giới thiệu vật liệu vàng nano ứng dụng 1.5.1 Vật liệu vàng nano 1.5.2 Tính chất quang hạt nano vàng 1.5.3 Công nghệ sản xuất hạt nano vàng 1.5.4 Ứng dụng hạt nano vàng CHƯƠNG II-THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tượng, mục tiêu nội dung nghiên cứu 2.1.1 Mục tiêu 2.1.2 Đối tượng 2.1.3 Nội dung nghiên cứu 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 2.2.1 Hóa chất 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp chế tạo hạt nano vàng 2.3.2 Phương pháp hấp thụ phân tử UV-Vis xác định hàm lượng meropenem sử dụng hạt nano vàng 2.3.3 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua TEM 2.3.4 Đánh giá độ tin cậy phương pháp 2.4 Quy trình thực nghiệm 2.4.1 Chuẩn bị tổng hợp dung dịch nano vàng 2.4.2 Tối ưu hóa điều kiện phân tích 2.4.3 Thẩm định phương pháp phân tích 2.4.4 Định lượng meropenem mẫu thực tế CHƯƠNG III-KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát đặc trưng dung dịch nano vàng 3.1.1 Khảo sát hình thái bề mặt qua ảnh TEM 3.1.2 Khảo sát đặc tính hấp thụ cộng hưởng bề mặt phổ hấp thụ phân tử UVVIS 3.2 Khảo sát điều kiện xác định meropenem dung dịch nano vàng 3.2.1 Ảnh hưởng pH 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch nano vàng 3.2.4 Ảnh hưởng thời gian 3.2.5 Ảnh hưởng nồng độ meropenem 3.3 Đánh giá phương pháp phân tích xác định meropenem dung dịch nano vàng 48 3.3.1 Xác định khoảng tuyến tính 3.3.2 Xây dựng phương trình đường chuẩn 49 3.3.3 Xác định giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ) 50 3.3.4.Xác định độ độ lặp lại 51 3.4 Ứng dụng xác định meropenem mẫu thực tế 53 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng mẫu 53 3.4.2.Đánh giá phương pháp phân tích mẫu thuốc 55 3.5 Ứng dụng xác định mẫu thực tế .56 KẾT LUẬN 60 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .60 PHỤ LỤC 67 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học Bảng 1.2 Một số nghiên cứu xác định meropenem Bảng 1.3 Kích cỡ hạt nano vàng sử dụng Bảng 1.4 Một số ứng dụng hạt nano vàng phân tích Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng nghiên cứu Bảng 2.2 Danh mục thuốc tiêm chứa meropenem sử dụng nghiên cứu Bảng 3.1 Ảnh hưởng pH đến tỉ lệ độ hấp thụ quang Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ muối đến tỉ lệ độ hấp thụ quang Bảng 3.3 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch AuNPs đến tỉ lệ độ hấp thụ quang Bảng 3.4 Nồng độ meropenem tỉ lệ độ hấp thụ quang A 660/A520 Bảng 3.5 Giới hạn phát số phương pháp xác định meropenem Bảng 3.6 Kết đánh giá độ độ lặp lại phương pháp Bảng 3.7 Kết đánh giá ảnh hưởng đường Na2CO3 đến tỉ lệ độ hấp thụ quang Bảng 3.8 Độ lặp lại mẫu thuốc ngày khác ngày Bảng 3.9 Kết đánh giá độ mẫu thuốc Bảng 3.10 Kết phân tích meropenem số mẫu dược phẩm DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc phân tử kháng sinh nhóm carbapenem Hình 1.2 Công thức cấu tạo cấu trúc phân tử meropenem Hình 1.3 Màu sắc keo vàng nano theo kích thước hạt Hình 1.4 Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt Hình 1.5 Hiện tượng SPR nano vàng dạng cầu Hình 1.6 Sự phân bố điện tích nano kích thước ánh sáng tới Hình 2.1 Phương pháp Turkevick tổng hợp hạt nano vàng Hình 2.2 Cơ chế phát triển mầm phương pháp Turkevick Hình 2.3 Cơ chế phương pháp xác định meropenem sử dụng nano vàng Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua TEM Hình 3.1 Dung dịch nano vàng điều kiện thường (màu đỏ) có mặt meropenem (màu xanh) Hình 3.2 Hình thái hạt nano vàng thơng qua ảnh TEM Hình 3.3 Phổ hấp thụ dung dịch nano vàng có mặt meropenem Hình 3.4 Ảnh hưởng pH Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl Hình 3.6 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch AuNPs Hình 3.7 Ảnh hưởng thời gian Hình 3.8 Ảnh hưởng nồng độ meropenem Hình 3.9 Biểu đồ phụ thuộc nồng độ meropenem độ hấp thụ quang Hình 3.10 Đồ thị khảo sát khoảng tuyến tính xác định meropenem Hình 3.11 Đường chuẩn xác định meropenem Hình 3.12 Phổ hấp thụ UV-Vis số mẫu thuốc chứa meropenem Hình 3.13 So sánh tương quan hai phương pháp HPLC-DAD UV-Vis DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu AOAC AuNPs CZE DAD EMA FDA HILIC HPLC HPLC-UV LC LC-MS/MS LOD LOQ SPR SWV TEM UHPLC 64 on-site colorimetric detection of Arsenic in water samples", Sensors and Actuators B: Chemical, 220, p 1376-1383 41 Sun Jie-Fang, Liu Rui, Zhang Zhong-Mian, Liu Jing-Fu (2014), "Incorporation of the fluoride induced SiO bond cleavage and functionalized gold nanoparticle aggregation into one colorimetric probe for highly specific and sensitive detection of fluoride", Analytica Chimica Acta, 820, p 139-145 42 TAKEUCHI, Y., T INOUE, and M SUNAGAWA (1993), “Studies on the structures of meropenem (SM-7338) and it's primary metabolite”, The Journal of antibiotics, 46(5): p 827-832 43 Tan Zhi-Qiang, Liu Jing-Fu, Yin Yong-Guang, Shi Qian-Tao, Jing Chuan- Yong, Jiang Gui-Bin (2014), "Colorimetric Au nanoparticle probe for speciation test of arsenite and arsenate inspired by selective interaction between phosphonium ionic liquid and arsenite", ACS applied materials & interfaces, 6(22), p 1983319839 44 Verma, S and J.S Sekhon (2012), “Influence of aspect ratio and surrounding medium on localized surface plasmon resonance (LSPR) of gold nanorod”, Journal of Optics, 41(2): p 89-93 45 Verwaest, C and B.M.S Group (2000), “Meropenem versus imipenem/cilastatin as empirical monotherapy for serious bacterial infections in the intensive care unit”, Clinical microbiology and infection, 6(6): p 294-302 46 Wang, Z (2013), “Plasmon—resonant gold nanoparticles for cancer optical imaging”, Science China Physics, Mechanics and Astronomy, 56(3): p 506-513 47 World Health Organization (2018), Antimicrobial resistance and primary health care No.WHO/HIS/SDS/2018.57 48 Xue Mei, Wang Xu, Duan Lili, Gao Wen, Ji Lifei, Tang Bo (2012), "A new nanoprobe based on FRET between functional quantum dots and gold nanoparticles for fluoride anion and its applications for biological imaging", Biosensors and Bioelectronics, 36(1), p 168-173 49 Zhanel, G.G (2007), “Comparative review of the carbapenems”, Drugs, 67(7): p 65 1027-1052 Zhang Jia, Zhang Chuan‐Ling, Yu Shu‐Hong (2016), "Tuning Gold Nanoparticle Aggregation through the Inhibition of Acid Phosphatase Bioactivity: A Plasmonic Sensor for Light‐Up Visual Detection of Arsenate (AsV)", ChemPlusChem, 81(11), p 1147-1151 50 51 Zhang Yuanfu, Li Baoxin, Chen Xingling (2010), "Simple and sensitive detection of dopamine in the presence of high concentration of ascorbic acid using gold nanoparticles as colorimetric probes", Microchimica Acta, 168(1-2), p 107113 66 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bài báo khoa học 67 Phụ lục 2: Phiếu kết phân tích đối chứng Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương 68 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN THỊ HÀ THU NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH KHÁNG SINH MEROPENEM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HỌC SỬ DỤNG DUNG DỊCH NANO VÀNG Chuyên... tiêu Mục tiêu nghiên cứu xây dựng quy trình xác định meropenem phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis sử dụng hạt nano vàng ứng dụng phương pháp để xác định hàm lượng kháng sinh meropenem mẫu... nhóm: phương pháp hóa học, phương pháp xạ phương pháp khử sinh học 1.5.3.1 Phương pháp Turkevich Phương pháp phát triển J.Turkevich đồng nghiệp vào năm 1951 Phương pháp phương pháp phổ biến coi phương