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 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 Công thức cấu tao digoxin .7 Hình 1.3 Cơng thức cấu tạo digitoxin Hình 1.4: Cơng thức cấu tạo lactose .9 Hình 2.1 Quy trình chuẩn bị mẫu chuẩn 28 Hình 3.1 Phổ hồng ngoại truyền qua digitoxin vùng 4000-400 cm-1 33 Hình 3.2 Phổ hồng ngoại truyền qua digoxin vùng 4000-400 cm-1 34 Hình 3.3 Phổ hồng ngoại truyền qua digitoxin vùng 3600-2800 cm-1 35 Hình 3.4 Phổ hồng ngoại truyền qua digoxin vùng 3600-2800cm-1 35 Hình 3.5 Phổ tổng cộng digoxin digitoxin 35 Hình 3.6 Phổ hồng ngoại truyền qua lactose vùng 4000-400cm-1 3600 – 2800 cm-1 36 Hình 3.7 Phổ hồng ngoại truyền qua magie stearat vùng 4000-400cm-1 3600 – 2800 cm-1 37 Hình 3.8 Phổ hồng ngoại truyền qua talc vùng 4000-400cm-1 3600 – 2800 cm-1 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 mô 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 CLS ILS PLS PCR component regression) Cấu tử (Principal component) Sắc kí lỏng hiệu cao (High performance liqid chromatography) PC HPLC Giới hạn phát LOD (Limit of detection) Giới hạn đinh lượng LOQ (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 … 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 cơng tác giám định chất lượng CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN Giới thiệu chung nhóm thuốc glycoside tim 1.1.1 Lịch sử đời, phân bố tự nhiên nhóm glycoside tim 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 lồi thực vật chủ yếu thuộc họ: Apocynaceae, Euphorbiaceae, Asclepiadaceae, Fabaceae, Liliaceae, Celastraceae Meliaceae, (Dây gối), Moraceae, Cruciferae, Ranulculaceae, Scrophulariaceae, Sterculiaceae, Tiliaceae (Đay) số côn 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, N- glycoside + 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 không tan dung môi hữu (benzen, ete …) ... 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. .. 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... liệu phổ hồng ngoại [10] 1.3.2 Một số ứng dụng thuật toán hồi quy đa biến xác định đồng thời chất Thêm ứng dụng thành công phương pháp đo phổ hồng ngoại gần kết hợp với kỹ thuật thống kê đa biến