Tổng quan nghiên cứu

Vitamin nhóm B, đặc biệt là vitamin B1 (thiamine), B6 (pyridoxine) và B12 (cyanocobalamin), đóng vai trò thiết yếu trong chuyển hóa năng lượng và chức năng thần kinh. Ở Việt Nam, các chế phẩm chứa đồng thời ba loại vitamin này như Neurobion và Scanneuron được sử dụng phổ biến trong điều trị thiếu hụt vitamin và các bệnh lý thần kinh. Tuy nhiên, việc kiểm soát chất lượng và định lượng chính xác hàm lượng các vitamin trong thuốc là thách thức do tính chất hóa học phức tạp và sự xen phủ phổ hấp thụ của các vitamin.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng quy trình xác định đồng thời vitamin B1, B6 và B12 trong thuốc Neurobion và Scanneuron bằng hai phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và quang phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis) kết hợp thuật toán lọc Kalman nhằm nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của kết quả. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên trong năm 2017, tập trung vào phân tích mẫu thuốc trên thị trường Việt Nam.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp phương pháp phân tích nhanh, chính xác, tiết kiệm hóa chất, phù hợp với yêu cầu kiểm nghiệm chất lượng thuốc đa thành phần. Kết quả định lượng chính xác sẽ hỗ trợ các cơ quan quản lý và nhà sản xuất trong việc kiểm soát chất lượng sản phẩm, đảm bảo an toàn và hiệu quả điều trị cho người sử dụng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Định luật Bughe – Lămbe – Bia: Độ hấp thụ quang của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ chất hấp thụ và chiều dày lớp dung dịch, làm cơ sở cho phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử.
  • Định luật cộng tính: Độ hấp thụ của hỗn hợp các cấu tử bằng tổng độ hấp thụ của từng cấu tử riêng biệt, cho phép xác định đồng thời nhiều vitamin có phổ hấp thụ xen phủ.
  • Phương pháp lọc Kalman: Thuật toán lặp để lọc nhiễu và ước lượng chính xác nồng độ các cấu tử trong hỗn hợp dựa trên phổ hấp thụ quang phân tử, nâng cao độ tin cậy của phép đo.
  • Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Tách và định lượng các vitamin dựa trên sự phân bố giữa pha tĩnh và pha động trong cột sắc ký, với các đại lượng đặc trưng như thời gian lưu, số đĩa lý thuyết, độ phân giải, giúp định tính và định lượng chính xác các thành phần trong mẫu thuốc.

Ba khái niệm chính được sử dụng là: nồng độ vitamin trong mẫu, độ hấp thụ quang tại bước sóng đặc trưng, và diện tích pic sắc ký tương ứng với hàm lượng vitamin.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Mẫu thuốc Neurobion và Scanneuron được thu thập từ thị trường Việt Nam. Chất chuẩn vitamin B1, B6, B12 được cung cấp bởi Viện Kiểm nghiệm Dược phẩm.
  • Phương pháp phân tích:
    • HPLC: Sử dụng máy Hitachi L-2000 với detector UV-Vis L-2420, cột sắc ký Richrosorb RP18, pha động gồm dung dịch đệm NaH2PO4 0,015M và dung môi hữu cơ, tốc độ dòng 1 mL/phút, bước sóng phát hiện 278 nm. Khảo sát các điều kiện sắc ký để tối ưu hóa thời gian lưu và độ phân giải.
    • Quang phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis): Máy Shimadzu UV-1700, quét phổ từ 200-900 nm, xác định bước sóng cực đại của từng vitamin, khảo sát độ ổn định hấp thụ theo pH, thời gian và nhiệt độ. Áp dụng thuật toán lọc Kalman để xử lý dữ liệu hấp thụ quang phân tử.
  • Cỡ mẫu: Mẫu thuốc được phân tích với ít nhất 5 lần lặp lại để đánh giá độ lặp lại và độ chính xác.
  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện trong năm 2017, bao gồm pha chuẩn bị mẫu, khảo sát điều kiện phân tích, thu thập và xử lý dữ liệu, đánh giá độ tin cậy phương pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Xác định điều kiện sắc ký tối ưu: Thời gian lưu của vitamin B1, B6 và B12 lần lượt là khoảng 2,5 phút, 3,8 phút và 6 phút với độ phân giải RS > 1,5 giữa các pic, đảm bảo tách biệt rõ ràng. Độ tuyến tính giữa nồng độ và diện tích pic đạt hệ số tương quan R² > 0,999 trong khoảng 0,1 – 40 µg/mL.

  2. Giới hạn phát hiện (LOD) và định lượng (LOQ): Phương pháp HPLC cho LOD vitamin B1, B6, B12 lần lượt khoảng 0,5 µg/mL, 0,6 µg/mL và 0,5 µg/mL; LOQ tương ứng khoảng 1,5 µg/mL, 1,8 µg/mL và 1,5 µg/mL. Phương pháp UV-Vis kết hợp lọc Kalman cũng đạt LOD và LOQ tương tự, chứng tỏ độ nhạy cao.

  3. Định lượng vitamin trong mẫu thuốc: Hàm lượng vitamin B1, B6, B12 trong thuốc Neurobion lần lượt là 99,2 mg, 198,5 mg và 198,7 µg trên mỗi viên, trong khi ở Scanneuron là 98,7 mg, 199,1 mg và 199,3 µg, tương ứng với sai số tương đối dưới 2% so với nhãn hiệu.

  4. Độ đúng và độ lặp lại: Độ thu hồi vitamin B1, B6, B12 trong mẫu tự pha và mẫu thuốc dao động từ 98,5% đến 102%, độ lệch chuẩn tương đối (RSD) dưới 2%, đảm bảo độ tin cậy cao của phương pháp.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy phương pháp HPLC và UV-Vis kết hợp lọc Kalman đều có khả năng định lượng đồng thời vitamin B1, B6 và B12 trong các chế phẩm thuốc với độ chính xác và độ nhạy cao. Thời gian lưu sắc ký ngắn giúp tiết kiệm thời gian phân tích, phù hợp với yêu cầu kiểm nghiệm số lượng lớn mẫu thuốc. Thuật toán lọc Kalman giúp giảm nhiễu đo trong phổ hấp thụ quang, nâng cao độ tin cậy của phép đo UV-Vis, đặc biệt khi phổ hấp thụ của các vitamin có sự xen phủ.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả tương đồng hoặc vượt trội về độ chính xác và giới hạn phát hiện, khẳng định tính ứng dụng thực tiễn của quy trình phân tích. Việc áp dụng đồng thời hai phương pháp giúp kiểm chứng chéo kết quả, tăng cường độ tin cậy trong kiểm nghiệm chất lượng thuốc đa thành phần.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường chuẩn tuyến tính, sắc ký đồ thể hiện các pic tách biệt rõ ràng, và bảng tổng hợp kết quả định lượng, độ thu hồi, LOD, LOQ để minh họa trực quan hiệu quả của phương pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng quy trình phân tích HPLC và UV-Vis lọc Kalman trong kiểm nghiệm thuốc: Khuyến nghị các phòng kiểm nghiệm dược phẩm sử dụng đồng thời hai phương pháp để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy trong định lượng vitamin B1, B6, B12, đặc biệt với các thuốc đa thành phần. Thời gian thực hiện dự kiến trong vòng 1-2 ngày cho mỗi lô mẫu.

  2. Đào tạo kỹ thuật viên và nâng cấp thiết bị: Đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật sắc ký lỏng và xử lý dữ liệu quang phổ cho nhân viên kiểm nghiệm, đồng thời đầu tư máy HPLC hiện đại và phần mềm xử lý dữ liệu tích hợp thuật toán lọc Kalman để nâng cao năng lực phân tích.

  3. Xây dựng tiêu chuẩn nội bộ và quy trình kiểm soát chất lượng: Thiết lập tiêu chuẩn phân tích nội bộ dựa trên kết quả nghiên cứu, bao gồm các chỉ tiêu về LOD, LOQ, độ thu hồi và độ lặp lại, áp dụng cho các sản phẩm chứa vitamin B1, B6, B12 trên thị trường.

  4. Mở rộng nghiên cứu ứng dụng: Khuyến khích nghiên cứu tiếp tục áp dụng phương pháp này cho các dạng bào chế khác như dung dịch tiêm, viên nang, và các hỗn hợp vitamin khác nhằm đa dạng hóa ứng dụng và nâng cao chất lượng kiểm nghiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các phòng kiểm nghiệm dược phẩm: Để áp dụng quy trình phân tích chính xác, nhanh chóng trong kiểm soát chất lượng thuốc chứa vitamin B1, B6, B12, đảm bảo tuân thủ quy định về an toàn và hiệu quả.

  2. Nhà sản xuất thuốc và nguyên liệu dược: Hỗ trợ kiểm soát chất lượng nguyên liệu đầu vào và sản phẩm cuối cùng, nâng cao uy tín và đáp ứng yêu cầu thị trường.

  3. Giảng viên và sinh viên ngành Hóa phân tích, Dược học: Là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng phương pháp sắc ký lỏng và quang phổ hấp thụ phân tử trong phân tích dược phẩm, đồng thời cung cấp kiến thức về thuật toán lọc Kalman.

  4. Cơ quan quản lý nhà nước về dược phẩm: Hỗ trợ xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm, đánh giá chất lượng thuốc trên thị trường, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Phương pháp HPLC có ưu điểm gì trong định lượng vitamin B1, B6, B12?
    HPLC có độ nhạy cao, khả năng tách riêng biệt các vitamin trong hỗn hợp phức tạp, cho kết quả nhanh và chính xác. Ví dụ, thời gian lưu của vitamin B1, B6, B12 được xác định rõ ràng giúp định tính chính xác.

  2. Lọc Kalman giúp gì cho phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử?
    Thuật toán lọc Kalman loại bỏ nhiễu đo, cải thiện độ chính xác của nồng độ ước lượng từ phổ hấp thụ quang, đặc biệt khi phổ các vitamin có sự xen phủ, giúp định lượng đồng thời hiệu quả.

  3. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) là gì?
    LOD là nồng độ thấp nhất có thể phát hiện được chất phân tích, còn LOQ là nồng độ thấp nhất có thể định lượng với độ tin cậy ≥ 95%. Trong nghiên cứu, LOD vitamin B1, B6, B12 khoảng 0,5-0,6 µg/mL, LOQ khoảng 1,5-1,8 µg/mL.

  4. Phương pháp này có thể áp dụng cho các dạng thuốc khác không?
    Có thể áp dụng cho nhiều dạng bào chế như viên nén, dung dịch tiêm, viên nang, miễn là mẫu được chuẩn bị phù hợp. Nghiên cứu đề xuất mở rộng ứng dụng cho các dạng thuốc khác.

  5. Độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp như thế nào?
    Độ thu hồi vitamin trong mẫu dao động từ 98,5% đến 102%, độ lệch chuẩn tương đối (RSD) dưới 2%, cho thấy phương pháp có độ chính xác và độ tin cậy cao, phù hợp cho kiểm nghiệm chất lượng.

Kết luận

  • Xây dựng thành công quy trình xác định đồng thời vitamin B1, B6 và B12 trong thuốc Neurobion và Scanneuron bằng phương pháp HPLC và quang phổ hấp thụ phân tử kết hợp lọc Kalman.
  • Phương pháp đạt độ nhạy cao với LOD khoảng 0,5 µg/mL và LOQ khoảng 1,5 µg/mL, độ tuyến tính tốt với hệ số tương quan R² > 0,999.
  • Kết quả định lượng vitamin trong mẫu thuốc phù hợp với nhãn hiệu, sai số tương đối dưới 2%, độ thu hồi và độ lặp lại đảm bảo yêu cầu kiểm nghiệm.
  • Thuật toán lọc Kalman nâng cao độ chính xác của phương pháp UV-Vis, giúp xử lý phổ hấp thụ có sự xen phủ phức tạp.
  • Đề xuất áp dụng quy trình phân tích trong kiểm nghiệm thuốc đa thành phần, đồng thời mở rộng nghiên cứu cho các dạng bào chế khác.

Hành động tiếp theo: Các phòng kiểm nghiệm và nhà sản xuất nên triển khai áp dụng quy trình này để nâng cao chất lượng kiểm soát sản phẩm. Đồng thời, nghiên cứu tiếp tục phát triển ứng dụng thuật toán lọc Kalman trong phân tích dược phẩm đa thành phần.