CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.4. PHƢƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI KẾT HỢP VỚI THUẬT TOÁN HỒI QUY ĐA BIẾN
1.4.2.2. Cỏc nguyờn cứu định lượng cỏc hoạt chất khỏng sinh
phổ hồng ngoại đó được cụng bố
Trong vũng hai thập kỷ trở lại đõy, phổ IR vựng gần và vựng trung đó trở thành một trong những cụng cụ hữu ớch ứng dụng trong phõn tớch cụng nghiệp, trong dƣợc phẩm và cỏc mẫu sinh học [38, 49, 52, 77, 84, 92, 118, 120] do cú nhiều ƣu điểm nổi trội [25, 113]. Phổ IR cú năng lƣợng lớn, cú thể đi sõu vào trong mẫu phõn tớch, mang nhiều thụng tin của chất phõn t ch, đảm bảo đƣợc sự đồng đều bờn trong mẫu phõn tớch. Thời gian phõn tớch nhanh chúng [36], giỳp phõn t ch đƣợc nhiều mẫu, rất hiệu quả trong cụng tỏc sàng lọc nhanh thuốc giả. Đo đƣợc nhiều dạng mẫu, nhiều dạng bào chế khỏc nhau. Do nhạy với liờn kết OH nờn phổ IR đƣợc ứng dụng để xỏc định độ ẩm trong nguyờn liệu, thành phẩm. So với phƣơng phỏp phổ UV-VIS, phổ NIR đặc hiệu hơn. Phổ UV chỉ đo đƣợc dung dịch lỏng ở nồng độ thớch hợp, phổ NIR cú thể đo trực tiếp mẫu mà khụng cần chuẩn bị hoặc cần chuẩn bị mẫu rất t, xỏc định đƣợc cỏc mẫu cú hàm lƣợng lớn, đo đƣợc cả chất rắn, bột, lỏng, hỗn dịch [30, 112]. So với phƣơng phỏp quang phổ Raman, do cú điểm thu phổ cú k ch thƣớc lớn hơn nờn thụng tin thu đƣợc từ chất phõn t ch cú t nh đồng đều cao giỳp phộp định tớnh mang đầy đủ thụng tin hơn, phộp định lƣợng ch nh xỏc hơn. Phộp định lƣợng mẫu rắn bằng phƣơng phỏp NIR ch nh xỏc hơn phộp định lƣợng bằng phƣơng phỏp quang phổ Raman [83, 96, 102, 124]. So với phƣơng phỏp phõn t ch truyền thống (HPLC), thỡ định lƣợng chất hữu cơ trong phổ hồng ngoại gần và trung cú ƣu điểm nổi trội là đơn giản trong quỏ trỡnh xử lý mẫu, lƣợng mẫu phõn tớch ớt, khụng cần phỏ hủy mẫu phõn tớch, quỏ trỡnh chuẩn bị mẫu đơn giản, chi phớ thấp do đú cú thể hạn chế đƣợc cỏc sai số trong quỏ trỡnh chuẩn bị mẫu [15]. Trong nhiều trƣờng hợp mẫu phõn tớch sau khi đo phổ hồng ngoại cú thể đƣợc tỏi sử dụng. Tuy nhiờn, cũng nhƣ nhiều phƣơng phỏp phõn t ch khỏc, NIR cũng cú nhƣợc điểm nhƣ giới hạn phỏt hiện cao do đú khụng phự hợp với cỏc phộp phõn t ch lƣợng vết [84]. Mặt khỏc, do đặc tớnh của phƣơng phỏp phổ hồng ngoại là phổ dao động của cỏc nhúm chức đặc trƣng và cỏc liờn kết cú trong phõn tử hợp chất húa học, do đú gặp khú khăn khi đƣa ra đƣợc
cỏc thụng tin đặc trƣng nếu chỉ đo tại một bƣớc súng. Hơn nữa phổ hồng ngoại chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ của cỏc thụng số nhƣ điều kiện vật lý của mẫu, mụi trƣờng đo mẫu, độ dày của viờn mẫu, tỷ lệ ộp viờn. Vỡ thế NIR thƣờng khụng đƣợc sử dụng nhƣ một kỹ thuật phõn tớch trực tiếp.
Cựng với sự phỏt triển của khoa học kỹ thuật phƣơng phỏp đo phổ hồng ngoại ngày càng chứng minh đƣợc t nh ƣu việt của mỡnh và dần trở thành phƣơng phỏp ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Dƣới đõy là một số những ứng dụng chớnh của phƣơng phỏp này trong phõn t ch dƣợc phẩm.
- Xỏc định k ch thƣớc hạt: sự khỏc nhau về k ch thƣớc hạt thƣờng đƣợc quan sỏt thấy dƣới dạng một đƣờng nền dốc, tăng lờn về ph a cỏc bƣớc súng dài. Năm 1985, tỏc giả Ciurczak đó chứng minh rằng cú sự liờn hệ tuyến tớnh giữa độ hấp thụ tại bất kỡ bƣớc súng nào với k ch thƣớc hạt [25, 53].
- Độ ẩm: hàm lƣợng nƣớc trong cỏc mẫu là nguyờn nhõn chớnh gõy ra hệ số suy giảm cƣờng độ hấp thụ trong phổ hồng ngoại của cỏc vật liệu dƣợc phẩm. Dựa vào đặc t nh này J. Luypaert và cỏc đồng nghiệp đó sử dụng NIR để xỏc định hàm lƣợng nƣớc thụng qua việc xỏc định độ ẩm của mẫu với nhiều loại hoạt chất [61].
- Độ cứng: đõy là một trong cỏc ứng dụng quan trọng của phƣơng phỏp hồng ngoại trong quỏ trỡnh quản lý chất lƣợng của quỏ trỡnh sản xuất. Phƣơng phỏp IR cú thể xỏc định đƣợc độ cứng của viờn thuốc trong quỏ trỡnh ộp viờn mà khụng cần phỏ mẫu. Sự thay đổi về độ cứng của thuốc cú thể đƣợc quan sỏt dƣới dạng đƣờng phổ nền dốc dịch chuyển khi độ cứng tăng lờn thỡ độ hấp thụ cũng tăng lờn. Điều này rừ rệt hơn ở cỏc bƣớc súng dài bởi hiệu ứng tỏn xạ của ỏnh sỏng [61, 65, 76].
- Định lƣợng cỏc hoạt chất trong dung mụi hay trong hỗn hợp: Cơ sở của phƣơng phỏp này dựa trờn phƣơng trỡnh định luật Lambert - Beer biểu hiện mối quan hệ giữa sự hấp thụ ỏnh sỏng và nồng độ chất. Ở một bƣớc súng xỏc định, sự hấp thụ ỏnh sỏng tỷ lệ với nồng độ C, chiều dày cuvet d và bản chất của chất mẫu. Nhƣ vậy, khi phõn tớch một chất, đo ở một bƣớc súng xỏc định với một cuvet cú chiều dày d đó biết thỡ độ hấp thụ quang A chỉ cũn tỷ lệ với nồng độ C của mẫu chất. Do phƣơng trỡnh trờn chỉ chớnh xỏc với dung dịch cú nồng độ loóng nờn
phƣơng phỏp phõn t ch định lƣợng bằng phổ hồng ngoại chỉ ỏp dụng đo trong dung dịch. Việc sử dụng phổ hồng ngoại kết hợp với cỏc thuật toỏn hồi quy đa biến đó gúp phần đƣa phƣơng phỏp phổ hồng ngoại tham gia vào cỏc quỏ trỡnh định lƣợng trực tiếp [42, 51, 57, 115]. Bảng 1.6 là một số ứng dụng gần đõy của phổ IR trong định lƣợng cỏc hoạt chất thuốc khỏng sinh.
Bảng 1.6: Túm tắt một số cụng trỡnh nghiờn cứu định lượng cỏc hoạt chất khỏng sinh trong thuốc bằng phương phỏp phổ hồng ngoại
Tỏc giả Hoạt chất Dạng bào
chế
Phõn tớch
dữ liệu Kết quả thu đƣợc
Andrộia de Haro Moreno , Hộrida Regina Nunes Salgado [19] Ceftazidim Bột pha
tiờm Đơn biến
Đƣờng cong hiệu chuẩn thu đƣợc cho ceftaidim từ 0,5 đến 7,0 mg và tỷ lệ thu hồi trung bỡnh là 98,98 ± 0,70. Daniela Cristina de Macedo Vieira, Patrớcia de Castro Ricarte, Hộrida Regina Nunes Salgado [42] Cefuroxim Bột pha
tiờm Đơn biến
Khoảng tuyến t nh đƣợc tỡm thấy là 5,0
đến 20,0 μg.ml-1 (phƣơng trỡnh hồi quy:
y = 0.5053x + 0,0114, r2 = 0,9991). Dữ liệu cho thấy độ ch nh xỏc cao của phƣơng phỏp, vỡ R.S.D. Giỏ trị gần 2% và dƣới 5% Graciele Parisotto, Marco Flụres Ferróo, Joóo Carlos Furtado & Rolf Fredi Molz [57]
amoxicilin Viờn nộn Đa biến
Mụ hỡnh đƣợc thiết lập với 17 mẫu chuẩn và 7 mẫu kiểm tra với hàm
lƣợng hoạt chất dao động trong khoảng 76,7-94,3% Mụ hỡnh cho cỏc hệ số tƣơng quan tốt Mụ hỡnh tốt nhất đƣợc trỡnh bày R2 = 0,9936, RMSEC = 0,441 và RMSEV = 0,790
Qie Bingbing, Wang Runbiao, LiuYun [94] Cefadroxil Viờn nang Đa biến (PLS) Kết quả cỏc hệ số xỏc định từ mụ hỡnh với R2 bằng 95,6; RMSECV bằng 0,804; RMSEP thu đƣợc là 1,13. S.T.H. Sherazi, M. Ali, S.A. Mahesar [100] roxithromycin Viờn
nang Đơn biến R2 đạt đƣợc 0,9992
Kết luận phần tổng quan: Phƣơng phỏp phổ hồng ngoại kết hợp với hồi
quy đa biến đó mở ra một hƣớng mới cho phộp phõn tớch nhanh, hiệu quả, thõn thiện với mụi trƣờng. Tại cỏc nƣớc, nhƣ Mỹ, Anh hiện đó cú giới thiệu cỏc thiết bị hồng ngoại cầm tay để xỏc định thuốc giả. Cỏc thiết bị này đều cú ƣu điểm là khỏ gọn nhẹ, nhƣng cú hạn chế là khi đo chất trong cỏc nền mẫu khỏc nhau thƣờng khụng cho kết quả chớnh xỏc. Phần mềm và cơ sở dữ liệu của thiết bị cầm tay lại khụng cho phộp can thiệp nờn khú khăn trong việc bổ sung thờm chất phõn tớch mới. Do đú, việc nghiờn cứu phỏt triển phƣơng phỏp quang phổ hồng ngoại gần và trung kết hợp với cỏc thuật toỏn hồi quy đa biến để kiểm tra nhanh chất lƣợng thuốc là một vấn đề vụ cựng cần thiết.
Qua tổng quan tài liệu hiện chƣa cú một nghiờn cứu nào về định lƣợng nhanh nhúm sulfamid bằng phƣơng phỏp quang phổ hồng ngoại gần và trung đƣợc cụng bố trờn thế giới và chƣa cú nghiờn cứu nào về định lƣợng hoạt chất khỏng sinh nhúm β-lactam trong thuốc bằng phổ IR ở Việt Nam. Do đú, chỳng tụi lựa chọn tiến hành nghiờn cứu định lƣợng một số hoạt chất thuốc khỏng sinh thuộc nhúm
Sulfamid và nhúm β-lactam bằng phƣơng phỏp quang phổ kế hồng ngoại biến đổi
fourier vựng gần và trung.
Để định lƣợng nhanh hoạt chất trong thuốc bằng phƣơng phỏp phổ hồng ngoại ta phải kết hợp với hồi quy đa biến do cú nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến tớn hiệu phổ trong quỏ trỡnh chuẩn bị mẫu, ảnh hƣởng đỏng kể của cỏc tỏ dƣợc, ảnh hƣởng của độ ẩm mụi trƣờng và sự sai lệch của định luật Lambert - Beer. Việc định lƣợng cần tiến hành trờn cỏc mẫu chuẩn và mẫu tự tạo cú tỏ dƣợc hoặc mẫu thực tế trong đú hoạt chất đó đƣợc xỏc định hàm lƣợng bằng HPLC hoặc LC-MS.