Nghiên cứu xác định hàm lượng chất hữu cơ trong dược phẩm và nước tiểu bằng phương pháp von ampe

Luận án tiến sĩ nghiên cứu xác định hàm lượng chất hữu cơ trong dược phẩm và nước tiểu bằng phương pháp von ampe, góp phần nâng cao chất lượng phân tích.

• Tác giả: Trần Quang Hải
• Người hướng dẫn: TS. Từ Vọng Nghi
• Trường học: Trường đại học khoa học tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên cứu xác định hàm lượng một số chất hữu cơ trong dược phẩm và trong nước tiểu bằng phương pháp von - ampe
• Loại tài liệu: Luận án tiến sỹ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. THIẾT BỊ DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT
• 2.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Tiến hành thí nghiệm theo phương pháp von-ampe vòng (CV)
• 2.3.2. Tiến hành thí nghiệm theo phương pháp von-ampe xung vi phân (DP)
• 2.3.3. Tiến hành thí nghiệm theo phương pháp xung vi phân hòa tan – hấp phụ (DP – AdSV)
• 2.3.4. Tiến hành thí nghiệm theo kỹ thuật chiết pha rắn (SPE)
• 2.3.5. Phương pháp định lượng các hoạt chất trong thuốc
• 2.3.6. Xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUI TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG OFLOXACIN
• 3.1.1. Khảo sát các điều kiện cơ bản xác định ofloxacin
• 3.1.2. Khảo sát khoảng tuyến tính và đánh giá phương pháp
• 3.1.3. Xây dựng qui trình định lượng ofloxacin trong mẫu thuốc
• 3.1.4. Áp dụng thực tế phân tích hàm lượng ofloxacin trong các mẫu thuốc
• 3.1.5. Nghiên cứu qui trình định lượng ofloxacin trong các mẫu nước tiểu
• 3.1.6. Áp dụng thực tế phân tích hàm lượng ofloxacin trong các mẫu nước tiểu
• 3.2. NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG METRONIDAZOL
• 3.2.1. Khảo sát các điều kiện thích hợp
• 3.2.2. Khảo sát khoảng tuyến tính và đánh giá phương pháp
• 3.2.3. Xây dựng qui trình định lượng metronidazol trong các mẫu thuốc
• 3.2.4. Áp dụng thực tế phân tích hàm lượng metronidazol trong các mẫu thuốc
• 3.2.5. Nghiên cứu định lượng metronidazol trong mẫu nước tiểu
• 3.3. NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG CLORPHENIRAMIN MALEAT
• 3.3.1. Khảo sát các điều kiện thích hợp
• 3.3.2. Khảo sát khoảng tuyến tính và đánh giá phương pháp
• 3.3.3. Xây dựng qui trình định lượng clorpheniramin maleat trong mẫu thuốc
• 3.3.4. Áp dụng thực tế phân tích trong các mẫu thuốc
• 3.4. NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG CEFADROXIL
• 3.4.1. Nghiên cứu định lượng cefadroxil bằng phương pháp von – ampe xung vi phân
• 3.4.2. Nghiên cứu định lượng cefadroxil bằng phương pháp von – ampe hòa tan hấp phụ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hàm lượng chất hữu cơ trong dược phẩm

Nghiên cứu hàm lượng chất hữu cơ trong dược phẩm và nước tiểu là một lĩnh vực quan trọng trong hóa phân tích. Việc xác định chính xác hàm lượng các chất này không chỉ giúp đảm bảo chất lượng thuốc mà còn hỗ trợ trong việc theo dõi hiệu quả điều trị của bệnh nhân. Phương pháp von ampe đã được chứng minh là một công cụ hữu hiệu trong việc phân tích các hợp chất hữu cơ, nhờ vào độ nhạy và khả năng phát hiện nhanh chóng.

1.1. Tầm quan trọng của việc xác định hàm lượng chất hữu cơ

Việc xác định hàm lượng chất hữu cơ trong dược phẩm và nước tiểu có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả điều trị. Các chất hữu cơ như ofloxacin, metronidazol, và cefadroxil thường được sử dụng trong điều trị nhiều bệnh lý. Do đó, việc kiểm soát hàm lượng của chúng trong cơ thể là cần thiết để tránh các tác dụng phụ không mong muốn.

1.2. Các phương pháp phân tích hiện có

Hiện nay, có nhiều phương pháp được sử dụng để xác định hàm lượng chất hữu cơ, bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và các phương pháp quang phổ. Tuy nhiên, phương pháp von ampe nổi bật với ưu điểm về độ nhạy và chi phí thấp, giúp tiết kiệm thời gian và tài nguyên trong quá trình phân tích.

II. Thách thức trong việc xác định hàm lượng chất hữu cơ

Mặc dù có nhiều phương pháp phân tích, nhưng việc xác định hàm lượng chất hữu cơ trong dược phẩm và nước tiểu vẫn gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như độ chính xác, độ nhạy và khả năng phát hiện các chất ở nồng độ thấp là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Độ chính xác và độ nhạy của phương pháp

Độ chính xác và độ nhạy là hai yếu tố quan trọng trong việc xác định hàm lượng chất hữu cơ. Phương pháp von ampe, mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng cũng cần được tối ưu hóa để đảm bảo độ chính xác cao nhất trong các phép đo.

2.2. Khó khăn trong việc thu thập mẫu

Việc thu thập mẫu nước tiểu và dược phẩm để phân tích cũng gặp nhiều khó khăn. Các yếu tố như thời gian thu thập, cách bảo quản mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Do đó, cần có quy trình chuẩn hóa để đảm bảo tính nhất quán trong các nghiên cứu.

III. Phương pháp von ampe trong phân tích chất hữu cơ

Phương pháp von ampe là một trong những kỹ thuật điện hóa được sử dụng phổ biến trong phân tích hóa học. Kỹ thuật này cho phép xác định hàm lượng chất hữu cơ với độ nhạy cao và thời gian phân tích ngắn. Các phương pháp như cực phổ xung vi phân (DPP) và von ampe hòa tan hấp phụ (AdSV) đã được áp dụng thành công trong nhiều nghiên cứu.

3.1. Cực phổ xung vi phân DPP

Cực phổ xung vi phân (DPP) là một kỹ thuật cho phép xác định các chất hữu cơ với độ nhạy cao. Kỹ thuật này sử dụng xung điện để tăng cường tín hiệu, giúp phát hiện các chất ở nồng độ thấp hơn so với các phương pháp truyền thống.

3.2. Von ampe hòa tan hấp phụ AdSV

Phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ (AdSV) cho phép xác định các chất hữu cơ trong mẫu nước tiểu một cách hiệu quả. Kỹ thuật này giúp tăng cường độ nhạy và độ chính xác của phép đo, đồng thời giảm thiểu thời gian phân tích.

IV. Ứng dụng thực tiễn của phương pháp von ampe

Phương pháp von ampe đã được áp dụng rộng rãi trong việc xác định hàm lượng chất hữu cơ trong dược phẩm và nước tiểu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí, giúp các nhà nghiên cứu và lâm sàng có thể theo dõi hiệu quả điều trị một cách chính xác.

4.1. Phân tích hàm lượng ofloxacin trong nước tiểu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp von ampe có thể xác định hàm lượng ofloxacin trong nước tiểu với độ chính xác cao. Điều này giúp theo dõi hiệu quả điều trị và điều chỉnh liều lượng thuốc cho bệnh nhân.

4.2. Ứng dụng trong phân tích dược phẩm

Phương pháp von ampe cũng được sử dụng để phân tích hàm lượng các dược phẩm khác như metronidazol và cefadroxil. Việc này không chỉ giúp đảm bảo chất lượng thuốc mà còn hỗ trợ trong việc phát hiện các sản phẩm giả mạo trên thị trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu xác định hàm lượng chất hữu cơ trong dược phẩm và nước tiểu bằng phương pháp von ampe đã mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực hóa phân tích. Với những ưu điểm vượt trội, phương pháp này hứa hẹn sẽ trở thành một công cụ quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng thuốc và theo dõi hiệu quả điều trị.

5.1. Tương lai của phương pháp von ampe

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, phương pháp von ampe sẽ ngày càng được cải tiến để đáp ứng nhu cầu phân tích ngày càng cao trong ngành dược. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình và nâng cao độ nhạy của phương pháp.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu trong tương lai sẽ hướng đến việc áp dụng phương pháp von ampe trong các lĩnh vực khác như thực phẩm và môi trường. Điều này không chỉ giúp mở rộng ứng dụng của phương pháp mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ OFLOXACIN, METRONIDAZOL, CLOPHENIRAMIN MALEAT VÀ CEFADROXIL 1. Ofloxacin Ofloxacin là (RS)-7-fluoro-2-methyl-6-(4-methylpiperazin-1-yl)-10- oxo-4-oxa-1-azatricyclo[7.05,13]trideca-5(13),6,8,11-tetraene-11- carboxylic acid. Là kháng sinh nhóm quinonol thế hệ thứ hai.1: Công thức cấu tạo của ofloxacin Ofloxacin có dạng tinh thể hình kim không màu, ít tan trong nước và etanol [1, 5].

Trong công thức cấu tạo ofloxacin có khung quinolon, nhân quinon, có tính axit yếu với pKa1 = 5,8; pKa2 = 7,8 [31]. Hoạt tính điện hóa có thể gây ra bởi nhóm COOH hoặc các nguyên tử N. Theo Gerong Zhou, trong môi trường axit yếu có thể xảy ra phản ứng điện hóa [95]: H O O O O F + 2e + H+ F OH OH N N N N N O N O Ofloxacin là thuốc kháng khuẩn nhóm fluoroquinolon giống như ciprofloxacin, nhưng ofloxacin khi uống có khả dụng sinh học cao hơn (trên 95%). Ofloxacin được dùng trong các bệnh [3]: 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] + Viêm phế quản nặng do vi khuẩn, viêm phổi, + Nhiễm khuẩn Chlamydia tại cổ tử cung hoặc niệu đạo có hoặc không kèm lậu, lậu không biến chứng, viêm tuyến tiền liệt, viêm đường tiết niệu.

+ Nhiễm khuẩn da và mô mềm. + Viêm đại tràng do nhiễm khuẩn. Ofloxacin được hấp thu nhanh và tốt qua đường tiêu hóa. Khả dụng sinh học qua đường uống khoảng 100% và có nồng độ đỉnh huyết tương khoảng 3 - 4 µg/ml, trong 1 - 2 giờ sau khi uống 400 mg.

Hấp thu bị chậm lại khi có thức ăn nhưng tỷ lệ hấp thu không bị ảnh hưởng. Nửa đời trong huyết tương là 5 - 8 giờ; trong trường hợp suy thận, có khi kéo dài 15 - 60 giờ tùy theo mức độ suy thận [2, 3]. Thận là nơi thải ofloxacin chính, thuốc được lọc qua cầu thận và bài tiết qua ống thận. 75 - 80% thuốc được bài tiết qua nước tiểu dưới dạng không chuyển hóa trong 24 đến 48 giờ, làm nồng độ thuốc cao trong nước tiểu.

Dưới 5% thuốc được bài tiết dưới dạng chuyển hóa trong nước tiểu; 4 đến 8% thuốc bài tiết qua phân. Metronidazol Metronidazol có tên theo IUPAC là 2-(2-methyl-5-nitroimidazol-1- yl)ethanol [1, 5], công thức cấu tạo được biểu diễn trên hình 1.2: CH2 - CH2 - OH O2N N CH3 N Hình 1.2: Công thức cấu tạo của metronidazol Metrodinazol có dạng tinh thể hoặc bột kết tinh trắng hơi vàng, không mùi, bền trong không khí nhưng bị sẫm màu dần khi tiếp xúc với ánh sáng. Metronidazol ít tan trong nước, axeton, rất khó tan trong ete [1, 5]. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Metronidazol có tính chất của nhân imidazol và của nhóm nitro thơm.

Nhóm nitro trong phân tử metronidazole có tính chất tương tự như nitro trên vòng benzene, có tính chất điện hóa. Hoạt tính điện hóa của metronidazol trên điện cực giọt thủy ngân được A.M Bret dự đoán xảy ra quá trình khử nhóm nitro [29]: CH2 - CH2 - OH CH2 - CH2 - OH O2N N CH3 H2N N CH3 + 6e + 6H+ N + 2 H2O N Metrodinazol là thuốc kháng virus chống lại vi khuẩn kị khí và kí sinh trùng theo cách ức chế chọn lọc một số chức nǎng tế bào ở vi khuẩn làm cho chúng bị chết. Metronidazol có phổ hoạt tính rộng trên động vật nguyên sinh như amip, Giardia và trên vi khuẩn kị khí. Cơ chế tác dụng của metronidazol còn chưa thật rõ.

Nồng độ trung bình có hiệu quả của metronidazol là 8 µg/ml hoặc thấp hơn đối với hầu hết các động vật nguyên sinh và các vi khuẩn nhạy cảm. Nồng độ tối thiểu ức chế các chủng nhạy cảm khoảng 0,5 µg/ml. Metronidazol thường hấp thu nhanh và hoàn toàn sau khi uống, đạt nồng độ trong huyết tương khoảng 10 µg/ml khoảng 1 giờ sau khi uống 500 mg. Nửa đời của metronidazol trong huyết tương khoảng 8 giờ.

Metronidazol chuyển hóa ở gan thành các chất chuyển hóa dạng hydroxy và axit, thải trừ qua nước tiểu một phần dưới dạng glucuronid. Nửa đời thải trừ trung bình trong huyết tương khoảng 7 giờ. Nửa đời của chất chuyển hóa hydroxy là 9,5 - 19,2 giờ ở người bệnh có chức năng thận bình thường. Trên 80% liều uống được thải trừ qua thận trong 24 giờ, chủ yếu là các chất chuyển hóa.

Dưới 10% thải trừ dưới dạng chất mẹ. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Khoảng 14% liều dùng thải trừ qua phân. Ở người bệnh bị suy thận, nửa đời của chất mẹ không thay đổi, nhưng nửa đời của chất chuyển hóa hydroxy kéo dài gấp 4 đến 17 lần. Chuyển hóa metronidazol có thể bị ảnh hưởng nhiều khi bị suy gan nặng.

Metronidazol có thể loại khỏi cơ thể có hiệu quả bằng thẩm tách máu [3]. Clorpheniramin maleat Clorpheniramin maleat có tên theo IUPAC là 3 – (4 – clorophenyl) – N, N-dimety-3-pyridin-2-yl-propan-1-amin. Công thức cấu tạo được biểu diễn trên hình 1. Cl CH COOH Hình 1.3: Công thức cấu tạo của clorpheniramin maleat Clorpheniramin maleat có dạng bột kết tinh trắng, không mùi, vị đắng, dễ tan trong nước, tan được trong etanol, cloroform [1, 5, 53].

Trong thành phần của clorpheniramin maleat có hai hợp phần: clorpheniramin và axit maleic, có liên kết đôi C=C, nhóm này có thể có hoạt tính điện hóa. Jacobsen [46] đề nghị phản ứng điện cực như sau: CHCOOH CH2COOH + R. CHCOOH CH2COOH Clorpheniramin maleat là thuốc kháng histamin thế hệ 1. Clorpheniramin maleat được sử dụng với liều 2 hoặc 4 mg trong chế phẩm đơn thành phần hoặc phối hợp với các thành phần khác như paracetamol, 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] pseudoephedrin, phenylephrin, phenylpropalamin, dextromethorphan trong chế phẩm đa thành phần.

Clorpheniramin là một kháng histamin có rất ít tác dụng an thần. Như hầu hết các kháng histamin khác, clorpheniramin cũng có tác dụng phụ chống tiết acetylcholin, nhưng tác dụng này khác nhau nhiều giữa các cá thể. Tác dụng kháng histamin của clorpheniramin thông qua phong bế cạnh tranh các thụ thể H1 của các tế bào tác động. Clorpheniramin maleat được dùng để điều trị viêm mũi dị ứng mùa và quanh năm và những triệu chứng dị ứng khác như: mày đay, viêm mũi vận mạch do histamin, viêm kết mạc dị ứng, viêm da tiếp xúc, phù mạch, dị ứng thức ăn, phản ứng huyết thanh; côn trùng đốt; ngứa ở người bệnh bị sởi hoặc thủy đậu.

Hiện nay, clorpheniramin maleat thường được phối hợp trong một số chế phẩm bán trên thị trường để điều trị triệu chứng ho và cảm lạnh. Tuy nhiên, thuốc không có tác dụng trong điều trị triệu chứng nhiễm virus. Clorpheniramin maleat hấp thu tốt khi uống và xuất hiện trong huyết tương trong vòng 30 - 60 phút. Nồng độ đỉnh huyết tương đạt được trong khoảng 2,5 đến 6 giờ sau khi uống.

Khoảng 70% thuốc trong tuần hoàn liên kết với protein. Clorpheniramin maleat chuyển hóa nhanh và nhiều. Các chất chuyển hóa gồm có desmethyl - didesmethyl- clorpheniramin và một số chất chưa được xác định, một hoặc nhiều chất trong số đó có hoạt tính. Nồng độ clorpheniramin trong huyết thanh không tương quan đúng với tác dụng kháng histamin vì còn một chất chuyển hóa chưa xác định cũng có tác dụng.

Thuốc được bài tiết chủ yếu qua nước tiểu dưới dạng không đổi hoặc chuyển hóa, sự bài tiết phụ thuộc vào pH và lưu lượng nước tiểu. Chỉ một lượng nhỏ được thấy trong phân. Thời gian bán thải là 12 - 15 giờ và ở người bệnh suy thận mạn, kéo dài tới 280 - 330 giờ. Một số viên nén clorpheniramin được bào chế dưới dạng tác dụng kéo dài, dưới dạng viên nén 2 lớp.

Lớp 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] ngoài được hòa tan và hấp thu giống như viên nén thông thường. Lớp trong chỉ được hấp thu sau 4 - 6 giờ. Tác dụng của những viên nén kéo dài bằng tác dụng của hai viên nén thông thường, uống cách nhau khoảng 6 giờ [3]. Cefadroxil Cefadroxil là (6R,7R)-7-{[(2R)-2-(4-hydroxyphenyl)acetyl]amino}-3- methyl-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo[4.0]oct-2-ene-2-carboxylic acid monohydrat.

Cefadroxil là cephalosporin nhóm ba thế hệ thứ nhất, là kháng sinh dùng theo đường uống có phổ kháng khuẩn tương tự cefalexin [1, 3, 5, 53]. O H H H HO N S NH2 N O CH3 COOH Hình 1.4: Công thức cấu tạo của cefadroxil Cefadroxil có cả tính chất axit gây ra bởi nhóm cacboxyl (pKa1 = 4,5) và nhóm phenol (pKa2 = 10) và tính bazơ gây ra bởi nhóm amin, tùy pH của môi trường có thể tồn tại ở dạng phân tử hoặc ion [65]. Các cephalosporin có điểm chung về cấu trúc là gồm một vòng amit bốn cạnh azetidin-2- on (còn được gọi là vòng -lactam) gắn với một dị vòng sáu cạnh. Với cấu trúc như vậy, các cephalosporin có đặc điểm chung là khá bền vững trong môi trường axit, không bền trong môi trường kiềm do mở vòng -lactam.

Vòng -lactam nhạy cảm với sự tấn công của tác nhân ái nhân (AN) tạo ra các dẫn xuất của axit cephalosporic không có hoạt tính kháng sinh. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trong môi trường kiềm cefadroxil bị thủy phân mở vòng lactam tạo ra các sản phẩm: O O H H S - H H S R1 C C N OH R1 C C N CH o N t NH2 NH2 O= C HN O R2 R2 =- - O COOH O O COO C C - - OH R1 HC NH OH R1 HC NH R2 o S o t HN CH t HN CH CH = N C=C CH2 SH C HN C - R2 COO O - O COO Sản phẩm thủy phân của cefadroxil trong môi trường kiềm có phản ứng như những chất khử cực. Quá trình khử trên điện cực giọt thủy ngân có thể xảy ra ở các liên kết đôi C = C hoặc C = N, tuy nhiên dễ xảy ra ở lên kết C = N hơn. O C R1 HC NH R2 HN CH CH = N C=C CH2 SH + 2e + 2 H2O C - COO O O C R1 HC NH R2 HN - CH CH2 NH C=C CH2 SH + 2 HO C - COO O *Ghi chú: R1 là (HO-C6H5-); R2 là (CH3-) Cefadroxil có tác dụng diệt khuẩn, ngăn cản sự phát triển và phân chia của vi khuẩn bằng cách ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn.

Cefadroxil có tác dụng diệt nhiều loại vi khuẩn Gram dương và Gram âm. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Cefadroxil được chỉ định trong điều trị các nhiễm khuẩn thể nhẹ và trung bình do các vi khuẩn nhạy cảm [2, 3]: + Nhiễm khuẩn đường tiết niệu + Nhiễm khuẩn đường hô hấp + Nhiễm khuẩn da và mô mềm + Các nhiễm khuẩn khác: Viêm xương tủy, viêm khớp nhiễm khuẩn. Cefadroxil bền vững trong axit và được hấp thụ rất tốt ở đường tiêu hóa. Với liều uống 500 mg hoặc 1000mg, nồng độ đỉnh trong huyết tương tương ứng với khoảng 16 và 30 µg/ml, đạt được sau 1 giờ 30 phút đến 2 giờ.

Thức ăn không làm thay đổi sự hấp thụ thuốc.