Tổng quan nghiên cứu

Nhu cầu vitamin C khuyến nghị hằng ngày (RNI) theo Bộ Y tế dao động từ 25 mg đến 75 mg/ngày tùy theo lứa tuổi và tình trạng sinh lý, trong đó hơn 90% lượng vitamin C được bổ sung thông qua chế độ ăn uống và các chế phẩm bổ trợ sức khỏe. Trên thị trường dược phẩm, viên nén sủi bọt đa thành phần chứa 60,00 mg vitamin C kết hợp cùng các vitamin nhóm B và khoáng chất đang là dạng dùng được ưa chuộng nhờ khả năng hấp thu nhanh và hương vị dễ uống. Tuy nhiên, acid ascorbic là một hợp chất có tính khử mạnh, độ bền kém, rất dễ bị oxy hóa phân hủy dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và sự thay đổi độ acid trong môi trường dung dịch.

Thực tế kiểm nghiệm hiện nay cho thấy Dược điển Việt Nam IV, Dược điển Mỹ USP 35 cũng như Dược điển Anh BP 2013 chủ yếu quy định định lượng nguyên liệu và viên nén vitamin C đơn thành phần bằng phương pháp chuẩn độ thể tích bằng dung dịch iod 0,1 N hoặc ceri amoni sulfat 0,1 M. Phương pháp chuẩn độ truyền thống bộc lộ nhiều hạn chế về độ chọn lọc, dễ bị sai số do hiện tượng nhiễu màu và ảnh hưởng từ tá dược sủi bọt (acid citric, natri bicarbonat) cùng các vitamin khác trong công thức đa thành phần. Thêm vào đó, Dược điển Việt Nam IV chưa có chuyên luận định lượng riêng cho dạng viên sủi bọt đa thành phần.

Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Hóa phân tích – Kiểm nghiệm – Độc chất thuộc Trường Đại học Y Dược Cần Thơ vào năm 2015 nhằm xây dựng và thẩm định quy trình định lượng vitamin C trong viên sủi bọt đa thành phần bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp một quy trình phân tích hiện đại, rút ngắn thời gian rửa giải dưới 8,00 phút, đạt tỷ lệ phục hồi trong khoảng 98,00% đến 102,00%, độ lệch chuẩn tương đối RSD dưới 2,00% và giới hạn định lượng đạt 0,73 ppm, giúp đảm bảo chính xác hàm lượng hoạt chất và bảo vệ quyền lợi người tiêu dùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của các cơ sở lý thuyết hóa phân tích và kiểm nghiệm dược phẩm hiện đại:

Thuyết sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo (RP-HPLC): Quá trình phân tách dựa trên ái lực phân bố vi mô của acid ascorbic giữa pha tĩnh không phân cực C18 (kích thước hạt 5 µm, đường kính lỗ xốp 100 Å) và pha động phân cực gồm methanol kết hợp dung dịch acid phosphoric. Kỹ thuật này giúp phân tách chọn lọc từng chất trong hỗn hợp phức tạp gồm nhiều vitamin tan trong nước và tan trong dầu.

Thuyết cân bằng phân ly acid yếu theo phương trình Henderson - Hasselbalch: Acid ascorbic có hằng số phân ly acid pKa bậc 1 bằng 4,20. Khi điều chỉnh môi trường về pH 3,00 (thấp hơn pKa hơn 1 đơn vị), nồng độ dạng phân tử acid ascorbic chiếm ưu thế tuyệt đối (gấp hơn 10 lần dạng ion hóa ascorbat). Dạng acid phân tử có độ ổn định nhiệt động học cao nhất, ngăn chặn tối đa phản ứng tự oxy hóa thành acid dehydroascorbic, từ đó bảo toàn độ hấp thu quang học tại bước sóng cực đại 248 nm.

Khung thẩm định phương pháp phân tích theo hướng dẫn của Hội đồng quốc tế về hài hòa hóa (ICH Q2R1): Sử dụng các đại lượng thống kê để chứng minh độ tin cậy của quy trình phân tích:

  • Hệ số bất đối (As): Đo lường tính cân đối của pic sắc ký, khoảng chấp nhận từ 0,80 đến 1,20.
  • Số đĩa lý thuyết (N): Đo lường hiệu lực cột sắc ký, yêu cầu đạt trên 10000 đĩa lý thuyết.
  • Độ phân giải (Rs): Thể hiện khả năng tách rời hoàn toàn giữa pic hoạt chất và pic tạp chất, yêu cầu Rs ≥ 1,50.
  • Tỷ lệ phục hồi (R%): Đánh giá độ đúng của phương pháp, yêu cầu nằm trong khoảng 98,00% đến 102,00%.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu và đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu sử dụng chất chuẩn đối chiếu L-(+)-Ascorbic acid có độ tinh khiết 99,17% do Viện Kiểm nghiệm Thuốc Thành phố Hồ Chí Minh cung cấp. Mẫu thử nghiệm gồm 2 chế phẩm viên sủi đa thành phần thương mại trên thị trường: Bocalex Multi (Công ty Cổ phần Dược Hậu Giang, lô thẩm định 690914B và 3 lô ứng dụng 680914B, 330914B, 630914B) và Plusssz Max Multi vị cam (Ba Lan, lô thẩm định 38809 và 3 lô ứng dụng 26408, 53518, 06717).

Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Lấy mẫu ngẫu nhiên gồm 20 viên nén sủi bọt cho mỗi lô sản phẩm theo đúng quy định của Dược điển Việt Nam IV. Tiến hành xác định khối lượng trung bình viên, nghiền nhanh thành bột mịn đồng nhất để tránh ẩm và ánh sáng. Cân chính xác lượng bột viên tương ứng với 60,00 mg vitamin C, hòa tan trong dung dịch đệm phosphat pH 3,00, điều chỉnh pH dịch chiết về đúng mức pH 3,00 bằng dung dịch acid phosphoric 4,00%, rung siêu âm trong 1,00 phút để loại bỏ hoàn toàn bọt khí CO2, định mức và lọc qua màng lọc syringe nylon 0,45 µm trước khi bơm vào hệ thống.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Hệ thống HPLC Dionex Ultimate 3000 trang bị đầu dò UV-Vis được lựa chọn thay thế cho phương pháp chuẩn độ iod do tính năng tự động hóa cao, độ nhạy vượt trội và không bị cản trở bởi màu sắc của tá dược hay các vitamin đi kèm như vitamin B2, B6, PP, E và acid folic. Điều kiện sắc ký tối ưu gồm cột Phenomenex Luna C18 (250 x 4,60 mm; 5 µm), pha động đẳng dòng methanol : nước acid phosphoric pH 3,00 (tỷ lệ thể tích 5:95), tốc độ dòng 1,00 ml/phút, thể tích tiêm mẫu 20 µl, nhiệt độ buồng cột 25°C và bước sóng phát hiện 248 nm.

Xử lý thống kê và thời gian thực hiện: Nghiên cứu thực hiện trong năm 2015, xử lý số liệu lặp lại (n = 6) bằng Microsoft Excel thông qua phân tích hồi quy, trắc nghiệm Student (t-test) và trắc nghiệm Fisher (F-test) ở độ tin cậy 95,00%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận 4 kết quả định lượng mang tính đột phá về mặt thực nghiệm:

Thứ nhất, tính tương thích hệ thống đạt độ ổn định tuyệt hảo. Thời gian lưu trung bình của pic vitamin C xuất hiện ở 4,05 phút trên mẫu chuẩn (RSD = 0,14%, diện tích pic 62,15 mAU.phút với RSD = 1,67%), 4,03 phút trên mẫu Bocalex (RSD diện tích 1,39%) và 3,99 phút trên mẫu Plusssz (RSD diện tích 0,49%). Số đĩa lý thuyết cột đạt từ 11699 đến 13781 đĩa, hệ số bất đối As dao động từ 0,96 đến 0,99 và độ phân giải Rs đạt từ 4,40 đến 16,27, vượt xa ngưỡng yêu cầu tối thiểu (Rs ≥ 1,50).

Thứ hai, tính đặc hiệu và tính tuyến tính đạt mức độ tương quan rất cao. Sắc ký đồ cho thấy pic vitamin C tách biệt hoàn toàn khỏi hơn 10 hợp chất vitamin và khoáng chất khác mà không có bất kỳ hiện tượng chồng lấn pic tại vùng thời gian lưu 4,00 phút. Khoảng tuyến tính được thiết lập vững chắc trong khoảng nồng độ từ 15,35 ppm đến 122,81 ppm với phương trình hồi quy ŷ = 1,0617x + 0,3306 và hệ số xác định R² = 0,9999 (hệ số tương quan r đạt 0,99995).

Thứ ba, độ đúng và độ lặp lại đáp ứng nghiêm ngặt tiêu chuẩn quốc tế. Tỷ lệ phục hồi trung bình đạt 100,35% đối với mẫu Bocalex (RSD từ 0,20% đến 1,11%) và 100,47% đối với mẫu Plusssz (RSD từ 0,32% đến 1,10%) tại 3 mức nồng độ nạp chuẩn 80,00%, 100,00% và 120,00%. Độ lặp lại liên ngày thể hiện qua độ lệch chuẩn tương đối RSD chỉ ở mức 0,75% đối với Bocalex và 0,98% đối với Plusssz.

Thứ tư, độ nhạy cao với giới hạn phát hiện LOD được xác định là 0,22 ppm (tương ứng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu S/N = 3/1) và giới hạn định lượng LOQ đạt 0,73 ppm (S/N = 10/1), cho phép định lượng vết hoạt chất với độ tin cậy cao.

Thảo luận kết quả

Khảo sát thực nghiệm các hệ pha động cho thấy sự thay đổi pH tác động sâu sắc đến hình dạng pic và thời gian lưu. Với pha động pH 4,00, thời gian lưu kéo dài tới 10,00 phút và đáy pic bị giãn rộng đến 1,72 phút (hệ số bất đối As chỉ đạt 0,55). Khi giảm pH xuống 3,50, thời gian lưu rút ngắn còn 5,50 phút nhưng độ rộng pic vẫn ở mức 0,36 phút (As = 0,63). Chỉ khi pH pha động được cố định ở 3,00, thời gian phân tích mới đạt mức tối ưu 4,00 phút, đáy pic thu hẹp chỉ còn 0,13 - 0,14 phút và hệ số bất đối đạt mức lý tưởng từ 0,97 đến 1,00.

Một phát hiện then chốt trong quá trình xử lý mẫu là ảnh hưởng của tá dược kiềm tạo sủi. Khi hòa tan trực tiếp viên Bocalex vào đệm phosphat, pH dung dịch bị đẩy lên mức 4,10 do sự giải phóng ion carbonat, dẫn đến độ lặp lại diện tích pic tiêm 6 lần liên tiếp có RSD lên tới 3,72% (vượt mức cho phép ≤ 2,00%). Sau khi bổ sung thao tác chuẩn hóa: chỉnh pH dịch mẫu về đúng 3,00 bằng H3PO4 4,00% và siêu âm 1,00 phút, RSD diện tích pic lập tức giảm mạnh xuống 1,39% trên Bocalex và 0,49% trên Plusssz. Các kết quả này được trực quan hóa rõ nét thông qua bảng so sánh thông số sắc ký trước/sau điều chỉnh pH và sắc ký đồ xếp chồng giữa mẫu trắng, mẫu chuẩn và mẫu thử thêm chuẩn.

Áp dụng quy trình trên 3 lô sản xuất thực tế của Bocalex cho hàm lượng vitamin C trung bình từ 56,02 mg đến 56,66 mg/viên (tương đương 93,37% đến 94,43% hàm lượng ghi nhãn 60,00 mg, RSD 0,63% - 1,90%). Trên 3 lô Plusssz, hàm lượng trung bình đạt từ 63,54 mg đến 65,71 mg/viên (tương đương 105,90% đến 109,52% hàm lượng nhãn, RSD 0,45% - 1,22%). Tất cả các lô khảo sát đều nằm trọn vẹn trong khoảng giới hạn cho phép ± 10,00% (từ 54,00 mg đến 66,00 mg/viên) theo quy chuẩn kiểm nghiệm chất lượng thuốc.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao chất lượng kiểm nghiệm và độ ổn định của các sản phẩm viên sủi đa thành phần chứa vitamin C, nghiên cứu đưa ra 4 khuyến nghị cụ thể:

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình thao tác chuẩn (SOP) xử lý mẫu sủi bọt: Các phòng kiểm tra chất lượng (QC) tại các nhà máy sản xuất dược phẩm cần bắt buộc áp dụng bước kiểm tra và chỉnh pH dung dịch chiết về mức 3,00 ± 0,10 bằng dung dịch acid phosphoric 4,00%, kết hợp xử lý bể siêu âm tối thiểu 60 giây để đuổi hết khí CO2 hòa tan. Mục tiêu hướng tới là duy trì độ lệch chuẩn tương đối RSD của diện tích pic dưới 1,50% cho 100% các mẻ kiểm nghiệm định kỳ từ quý 3 năm 2026.

Thứ hai, cập nhật và bổ sung chuyên luận vào Dược điển Việt Nam: Hội đồng Dược điển Quốc gia và Cục Quản lý Dược cần xem xét đưa quy trình định lượng vitamin C trong viên sủi bọt đa thành phần bằng phương pháp HPLC vào Dược điển Việt Nam chuyên luận bổ sung trước năm 2027. Việc này giúp các cơ sở kiểm nghiệm chuyển đổi hoàn toàn từ phương pháp chuẩn độ thể tích có sai số trên 5,00% sang phương pháp HPLC đạt độ thu hồi chuẩn từ 98,00% đến 102,00%.

Thứ ba, kiểm soát nghiêm ngặt điều kiện môi trường phân tích: Bộ phận phân tích và nghiên cứu phát triển (R&D) cần duy trì nhiệt độ phòng thí nghiệm ổn định trong khoảng 20°C đến 25°C, sử dụng bình định mức thủy tinh màu nâu cản quang và hoàn tất phân tích mẫu sắc ký trong vòng 5,00 giờ sau khi pha chế nhằm hạn chế tốc độ phân hủy tự nhiên của vitamin C dưới ngưỡng 5,60%.

Thứ tư, tối ưu hóa công thức dập viên và tính toán hàm lượng bù trừ sản xuất: Doanh nghiệp sản xuất cần triển khai nghiên cứu độ ổn định dài hạn ở điều kiện vùng IV (30°C ± 2°C, độ ẩm 75% ± 5% RH), tính toán lượng hoạt chất nạp dư trong quá trình sản xuất ở mức 105,00% đến 110,00% nhằm đảm bảo hàm lượng vitamin C thực tế không bị sụt giảm dưới 90,00% nhãn vào cuối vòng đời sản phẩm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị tham khảo chuyên sâu cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

Nhóm chuyên viên kiểm nghiệm và bảo đảm chất lượng (QC/QA): Nắm vững quy trình phân tích HPLC thực chiến với đầy đủ thông số thẩm định (pha động methanol : acid phosphoric tỷ lệ 5:95, LOD 0,22 ppm, LOQ 0,73 ppm), ứng dụng trực tiếp để kiểm soát chất lượng nguyên liệu và thành phẩm viên sủi đa thành phần.

Nhóm chuyên gia nghiên cứu và phát triển công thức (R&D): Hiểu rõ bản chất động học phân hủy và cơ chế cân bằng phân ly của acid ascorbic trong môi trường tá dược sủi bọt, từ đó thiết kế công thức bào chế tối ưu, kiểm soát độ ẩm và độ acid nhằm duy trì hàm lượng hoạt chất đạt chuẩn 60,00 mg/viên.

Nhóm giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Hóa phân tích - Kiểm nghiệm: Sử dụng luận văn như một tài liệu tham khảo học thuật chuẩn mực về phương pháp thẩm định quy trình phân tích theo tiêu chuẩn ICH Q2R1, phương pháp thiết lập hồi quy tuyến tính và kỹ thuật xử lý số liệu bằng các trắc nghiệm t-test, F-test trên Microsoft Excel.

Nhóm cơ quan quản lý dược và các trung tâm kiểm nghiệm nhà nước: Sử dụng nguồn số liệu thực chứng trên các lô sản phẩm Bocalex (56,02 - 56,66 mg) và Plusssz (63,54 - 65,71 mg) làm cơ sở xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia và tăng cường hiệu quả hậu kiểm thị trường thực phẩm chức năng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần phải điều chỉnh dung dịch mẫu thử viên sủi bọt về pH 3,00 trước khi tiêm sắc ký? Acid ascorbic có pKa bậc 1 là 4,20. Khi hòa tan viên sủi, tá dược kiềm đẩy pH lên 4,10 khiến vitamin C bị ion hóa thành muối ascorbat dễ bị oxy hóa, làm RSD diện tích pic tiêm lặp lại tăng cao đến 3,72%. Hiệu chỉnh về pH 3,00 giúp chuyển hoạt chất về dạng acid phân tử bền vững, đưa RSD diện tích đỉnh về mức đạt chuẩn từ 0,49% đến 1,39%.

  2. Vì sao bước sóng 248 nm được chọn để định lượng thay vì các bước sóng khác? Kết quả quét phổ hấp thụ tử ngoại UV-Vis của chất chuẩn vitamin C trong môi trường đệm phosphat pH 3,00 cho một đỉnh hấp thu cực đại duy nhất tại 248 nm. Đo quang tại bước sóng này mang lại độ đáp ứng tín hiệu sắc ký cao nhất, tối ưu hóa tỷ số tín hiệu trên nhiễu S/N và hạn chế tối đa độ hấp thu nền của các tá dược không quang hoạt.

  3. Phương pháp HPLC này có bị ảnh hưởng bởi các vitamin nhóm B và khoáng chất có trong viên sủi không? Quy trình sử dụng cột Phenomenex Luna C18 (250 x 4,60 mm; 5 µm) và pha động đẳng dòng cho độ phân giải sắc ký Rs đạt từ 4,40 đến 16,27. Pic vitamin C rửa giải sớm tại thời gian lưu 4,05 phút và tách biệt hoàn toàn khỏi các pic của vitamin B1, B2, B6, PP, acid folic cũng như các pic tạp chất xuất hiện muộn ở phút thứ 8,00.

  4. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp là bao nhiêu? Thông qua việc đo tỷ lệ tín hiệu trên độ nhiễu đường nền của mẫu trắng và mẫu chuẩn loãng, nghiên cứu đã xác định giới hạn phát hiện LOD là 0,22 ppm (tương ứng tỷ lệ S/N = 3/1) và giới hạn định lượng LOQ là 0,73 ppm (tương ứng tỷ lệ S/N = 10/1), chứng minh phương pháp có độ nhạy rất cao trong khoảng tuyến tính 15,35 - 122,81 ppm.

  5. Kết quả hàm lượng vitamin C trên các mẫu Bocalex và Plusssz thực tế có đạt yêu cầu chất lượng không? Hàm lượng vitamin C trung bình định lượng trên 3 lô Bocalex đạt từ 56,02 mg đến 56,66 mg/viên (đạt 93,37% - 94,43% nhãn 60,00 mg) và trên 3 lô Plusssz đạt từ 63,54 mg đến 65,71 mg/viên (đạt 105,90% - 109,52% nhãn 60,00 mg). Toàn bộ 6 lô khảo sát đều đáp ứng tốt giới hạn quy định nằm trong khoảng 90,00% đến 110,00% hàm lượng ghi trên nhãn.

Kết luận

  • Xây dựng thành công quy trình định lượng vitamin C trong viên nén sủi bọt đa thành phần trên hệ thống HPLC Dionex Ultimate 3000 sử dụng cột Phenomenex Luna C18 và hệ pha động methanol : dung dịch acid phosphoric pH 3,00 (tỷ lệ thể tích 5:95) với thời gian lưu tối ưu chỉ 4,05 phút.
  • Thẩm định đầy đủ các chỉ tiêu theo hướng dẫn ICH Q2R1 với tính đặc hiệu cao, khoảng tuyến tính rộng từ 15,35 ppm đến 122,81 ppm (R² = 0,9999), độ đúng xuất sắc với tỷ lệ thu hồi 100,35% - 100,47% và độ lặp lại liên ngày đạt RSD 0,75% - 0,98%.
  • Đưa ra giải pháp kỹ thuật mang tính quyết định: hiệu chỉnh dịch chiết mẫu về pH 3,00 bằng H3PO4 4,00% kết hợp siêu âm 1,00 phút để triệt tiêu ảnh hưởng của tá dược kiềm và khí CO2, giúp ổn định diện tích pic phân tích.
  • Ứng dụng định lượng thành công trên 6 lô sản phẩm thương mại Bocalex Multi và Plusssz Max Multi với 100% mẫu khảo sát đạt tiêu chuẩn hàm lượng quy định trong khoảng 93,37% đến 109,52% so với nhãn 60,00 mg.
  • Lộ trình triển khai: Đề xuất chuyển giao và áp dụng quy trình kiểm nghiệm vào thực tế sản xuất tại các nhà máy dược phẩm từ quý 3 năm 2026, đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học tin cậy để bổ sung chuyên luận viên sủi đa thành phần vào Dược điển Việt Nam giai đoạn 2026 - 2027. Hãy liên hệ các đơn vị kiểm nghiệm uy tín để áp dụng ngay phương pháp phân tích tiên tiến này vào quy trình kiểm soát chất lượng sản phẩm.