Giới thiệu dự án

Sự gia tăng nhanh chóng của các chủng vi khuẩn kháng thuốc (Antimicrobial Resistance - AMR) đang trở thành mối đe dọa toàn cầu đối với y tế công cộng. Theo các báo cáo dịch tễ học môi trường của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), sự tồn dư kháng sinh trong nguồn nước xả thải công nghiệp—đặc biệt từ các nhà máy sản xuất dược phẩm—là nguyên nhân thúc đẩy áp lực chọn lọc tự nhiên, tạo điều kiện cho các gen kháng thuốc (ARG) phát triển ngay cả ở nồng độ vết (ng/mL).

Tại Việt Nam, ngành công nghiệp sản xuất dược phẩm phát triển mạnh với hàng loạt nhà máy đạt chuẩn GMP-WHO. Tuy nhiên, Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT chỉ mới quy định các thông số ô nhiễm chung (COD, BOD5, pH, kim loại nặng) mà chưa có khung pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật kiểm soát nồng độ kháng sinh tồn dư trong nước thải.

Cefixim (công thức phân tử: $C_{16}H_{15}N_{5}O_{7}S_{2}\cdot 3H_{2}O$, trọng lượng phân tử: 507.5 g/mol) là kháng sinh Cephalosporin bán tổng hợp thế hệ 3 phổ rộng dùng đường uống. Do giá trị $\log P_{\text{octanol/nước}} = -0.64$, Cefixim tan tốt trong nước và rất khó phân hủy sinh học tự nhiên, dẫn đến nguy cơ tích lũy sinh học cao khi xả thải ra môi trường tiếp nhận.

                  Cấu trúc phân tử Cefixim (Trihydrate):
     H2N
       \__N           H   H
       /  \\        __N___S__
      S    \\______/  |   |  \
            ||     O==|---|   \___CH=CH2
            N         N___|___/
            |             \
            O-CH2-COOH     COOH

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể

  1. Xây dựng quy trình xử lý mẫu tối ưu: Thiết lập phương pháp tủa tạp chất và chiết lỏng - lỏng (LLE) thích hợp để làm sạch nền mẫu nước thải nhà máy dược phẩm với hiệu suất thu hồi đạt trên 80%.
  2. Thiết lập điều kiện sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC-DAD): Tối ưu hóa pha tĩnh, thành phần pha động gradient và bước sóng phát hiện để tách hoàn toàn pic Cefixim khỏi nền mẫu và 06 kháng sinh nhóm Cephalosporin đồng sản xuất.
  3. Thẩm định phương pháp phân tích (Method Validation): Đánh giá toàn diện các chỉ tiêu theo hướng dẫn của ICH và ASEAN: độ thích hợp hệ thống, độ đặc hiệu, độ tuyến tính, độ đúng, độ chính xác (độ lặp lại và độ chính xác trung gian), giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ).

Phạm vi và giới hạn của đề tài

  • Phạm vi áp dụng: Nền mẫu nước thải lấy trực tiếp từ Công ty Cổ phần Dược phẩm Mediplantex trong chu kỳ không sản xuất Cefixim, sau đó thêm chuẩn (spiked sample) để khảo sát quy trình.
  • Giới hạn kỹ thuật: Không sử dụng hệ thống chiết pha rắn (SPE) hay đầu dò khối phổ (LC-MS/MS) đắt tiền, tập trung phát triển giải pháp kinh tế trên hệ thống HPLC-DAD thông dụng tại Việt Nam.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Nghiên cứu định lượng Cefixim trong các nền mẫu sinh học và môi trường hiện đang sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau. Bảng phân tích so sánh kỹ thuật hiện hành:

Phương pháp Nền mẫu áp dụng Ưu điểm Nhược điểm Đánh giá tính khả thi
Quang phổ UV-Vis ($\lambda = 288\text{ nm}$) Dược phẩm viên nén Đơn giản, chi phí thấp, thời gian nhanh Độ chọn lọc kém, không loại trừ được tạp chất hữu cơ và tá dược Không khả thi với nước thải
SPE kết hợp LC-MS/MS Nước mặt, nước ngầm LOD cực thấp (< 1 ng/mL), độ đặc hiệu tuyệt đối Chi phí đầu tư và vận hành rất cao, cột SPE đắt Khó đại trà hóa tại VN
HPLC-DAD + Chiết lỏng - lỏng (Đề tài) Nước thải sản xuất dược Chi phí hợp lý, độ phân giải cao, tách được 7 Cephalosporin Giới hạn phát hiện ở mức chục ng/mL Tối ưu hóa thực tiễn

Ma trận ưu tiên yêu cầu phân tích (MoSCoW)

  • Must have: Tách hoàn toàn pic Cefixim khỏi 06 Cephalosporin (Cephadroxil, Ceftazidim, Cefdinir, Cefuroxim, Cefotaxim, Cefoperazon); LOD $\le 10\text{ ng/mL}$.
  • Should have: Hiệu suất chiết lỏng - lỏng $\ge 75%$; hệ số tương quan tuyến tính $r \ge 0.999$.
  • Could have: Giảm thể tích dung môi hữu cơ độc hại ($CH_2Cl_2$) xuống dưới 5 mL/mẫu.
  • Won't have: Phân tích trực tiếp các sản phẩm chuyển hóa trung gian phân hủy quang hóa.

Thiết kế hệ thống phân tích

Hệ thống phân tích bao gồm 2 phân hệ cốt lõi: Quy trình tiền xử lý mẫu (Sample Pretreatment Architecture) và Cấu hình thiết bị phân tích sắc ký (HPLC Instrumentation Setup).

                      SƠ ĐỒ DÒNG DỮ LIỆU VÀ XỬ LÝ MẪU
                      
[Mẫu nước thải] ---> [Acid hóa HCl 1N (pH ~ 3)] ---> [Tủa Protein bằng ACN (1:5 v/v)]
                                                                 |
                                                          (Ly tâm 3000 rpm)
                                                                 |
[Dịch tiêm HPLC] <--- [Lọc màng PTFE 0.45µm] <--- [Chiết lỏng - lỏng với CH2Cl2 (3:5)]

Cấu hình phần cứng và thông số kỹ thuật

  • Hệ thống sắc ký: Merck-Hitachi LaChrom với Bơm L-7100, Detector mảng Diode DAD L-7455, Bộ ghép nối Interface D-7000.
  • Phần mềm điều khiển & xử lý: Multi-System Manager D-7000 Version 4.1.
  • Pha tĩnh (Cột phân tích): Phenomenex Luna C18(2) ($250\text{ mm} \times 4.6\text{ mm}$, kích thước hạt $5\ \mu\text{m}$, kích thước lỗ xốp $100\text{ \AA}$).
  • Cân phân tích: Mettler Toledo AX205 ($d = 0.01\text{ mg}$, $e = 0.1\text{ mg}$).
  • Máy ly tâm: Hettich Zentrifugen EBA-20 (Đức).

Methodology

Quy trình thẩm định phương pháp được thiết kế theo đúng quy chuẩn GLP (Good Laboratory Practice) và hướng dẫn ICH Q2(R1):

                        LỘ TRÌNH THẨM ĐỊNH METHOD
                        
  +-------------------------------------------------------------------+
  | 1. Tính thích hợp hệ thống (System Suitability) -> n = 6 lần tiêm |
  +-------------------------------------------------------------------+
                                    |
  +-------------------------------------------------------------------+
  | 2. Khảo sát độ đặc hiệu (Specificity) -> So sánh Blank/Spike/DAD   |
  +-------------------------------------------------------------------+
                                    |
  +-------------------------------------------------------------------+
  | 3. Xây dựng đường chuẩn tuyến tính (Linearity) -> 30 - 1200 ng/mL |
  +-------------------------------------------------------------------+
                                    |
  +-------------------------------------------------------------------+
  | 4. Đánh giá độ đúng & độ chính xác (Recovery & Repeatability)     |
  +-------------------------------------------------------------------+
                                    |
  +-------------------------------------------------------------------+
  | 5. Thiết lập LOD và LOQ -> Dựa trên độ lệch chuẩn SD và Slope     |
  +-------------------------------------------------------------------+

Implementation và kết quả

Development process

Thuật toán và quy trình xử lý mẫu chi tiết

Do Cefixim có tính acid yếu ($\text{p}K_a \approx 2.8$ đối với nhóm carboxylic), việc kiểm soát pH là yếu tố sống còn để giữ phân tử ở trạng thái không phân ly hoặc phân bố chọn lọc trong pha nước:

# Mô tả thuật toán tiền xử lý mẫu nước thải
def sample_preparation_protocol(sample_volume_ml=5.0):
    # Bước 1: Điều chỉnh pH môi trường
    ph_adjusted_sample = acidify(sample_volume_ml, reagent="HCl 1N", target_ph=3.0)
    
    # Bước 2: Tủa protein và chất nền hữu cơ tan
    mixture_1 = add_solvent(ph_adjusted_sample, solvent="Acetonitrile", volume_ml=1.0)
    vortex(mixture_1, duration_sec=30)
    supernatant = centrifuge(mixture_1, speed_rpm=3000, duration_min=3)
    
    # Bước 3: Rửa tạp bằng dung môi không phân cực
    mixture_2 = add_solvent(supernatant, solvent="Dichloromethane (DCM)", volume_ml=3.0)
    shake(mixture_2, duration_min=5)
    
    # Bước 4: Tách pha (Pha nước chứa Cefixim nổi lên trên)
    aqueous_phase = separate_phases(mixture_2, target_layer="upper_aqueous")
    
    # Bước 5: Lọc dịch trước khi tiêm sắc ký
    injection_ready_sample = membrane_filter(aqueous_phase, pore_size_um=0.45)
    return injection_ready_sample

Tối ưu hóa điều kiện sắc ký Gradient

Khảo sát chương trình rửa giải pha động giữa Kênh A (Methanol HPLC grade) và Kênh B (Đệm phosphat $40\text{ mM}\ \text{NaH}_2\text{PO}_4$, chỉnh về $\text{pH} = 3.2$ bằng $\text{H}_3\text{PO}_4$ 85%):

Thời gian (Phút) Thành phần Kênh A: MeOH (%) Thành phần Kênh B: Đệm Phosphat pH 3.2 (%) Tốc độ dòng ($F$, mL/phút) Đường cong Gradient
0.0 18 82 1.00 Ban đầu
10.0 45 55 1.00 Tuyến tính
16.0 55 45 0.85 Tuyến tính
18.0 18 82 0.85 Tái cân bằng
23.0 18 82 1.00 Ổn định cột
  • Nhiệt độ buồng cột: $32^\circ\text{C}$.
  • Thể tích tiêm mẫu ($V_{\text{inj}}$): $200\ \mu\text{L}$ (Tăng tỷ lệ tín hiệu/nhiễu mà không làm biến dạng pic đối xứng).
  • Bước sóng detector DAD: Quét $220 - 400\text{ nm}$, chọn $\lambda_{\text{max}} = 285\text{ nm}$.

Testing và validation

1. Độ thích hợp của hệ thống (System Suitability Test)

Tiêm lặp lại 6 lần dung dịch chuẩn Cefixim nồng độ $600\text{ ng/mL}$.

  • Thời gian lưu trung bình ($\bar{t}_R$): $9.73\text{ phút}$, độ lệch chuẩn $\text{SD} = 0.0413$, $\text{RSD} = 0.424%$ ($< 1.0%$).
  • Diện tích pic trung bình ($\bar{S}$): $190,906.8\text{ mAu}\cdot\text{s}$, $\text{SD} = 2,116.21$, $\text{RSD} = 1.11%$ ($< 2.0%$).
  • Hệ số đối xứng pic ($A_s$): $1.15$ (đạt tiêu chuẩn $0.8 \le A_s \le 1.5$).
  • Số đĩa lý thuyết ($N$): $> 4,500$ đĩa/cột.

2. Độ đặc hiệu (Specificity)

  • Mẫu trắng (Blank): Không xuất hiện pic hấp thu tại cửa sổ thời gian lưu $t_R = 9.73 \pm 0.2\text{ phút}$.
  • Khả năng tách hỗn hợp 7 Cephalosporin: Thứ tự rửa giải hoàn toàn tách rời nhau gồm Cephadroxil $\rightarrow$ Ceftazidim $\rightarrow$ Cefdinir $\rightarrow$ Cefixim ($t_R \approx 9.73$) $\rightarrow$ Cefuroxim $\rightarrow$ Cefotaxim $\rightarrow$ Cefoperazon với độ phân giải $R_s > 1.8$ giữa tất cả các pic liền kề.
  • Độ tinh khiết phổ: Hệ số tương đồng quang phổ DAD (Similarity Index - SI) giữa mẫu chuẩn và mẫu thử đạt $\text{SI} = 0.9902 > 0.990$.

3. Độ tuyến tính (Linearity)

Xây dựng đường chuẩn 5 nồng độ trong khoảng $30.46\text{ ng/mL} - 1218.20\text{ ng/mL}$:

$$\text{Phương trình hồi quy: } y = 316.70x - 1838 \quad (r = 0.99995)$$

  Diện tích pic (mAu.s)
      ^
400k -|                                                 * (1218.2, 385332)
      |
300k -|
      |
200k -|                                 * (609.1, 188626)
      |
100k -|                 * (121.8, 36312)
      |    * (30.5, 10007)
   0 -+----+------------+---------------+---------------+---> Nồng độ (ng/mL)
      0   100          300             600            1200

4. Độ đúng và khả năng thu hồi (Accuracy & Recovery)

Khảo sát trên nền mẫu thêm chuẩn ở 3 mức nồng độ khác nhau:

Mức nồng độ thiết kế Lượng chuẩn thêm ($\mu\text{g}/100\text{mL}$) Diện tích pic trung bình ($\text{mAu}\cdot\text{s}$) Lượng tìm lại ($\mu\text{g}/100\text{mL}$) Tỷ lệ thu hồi ($%$) $\text{RSD}$ ($%$) ($n=3$) Tiêu chuẩn AOAC/ICH
Thấp ($60\text{ ng/mL}$) 6.24 11,985 4.36 74.47 6.48 60 - 115% (Đạt)
Trung bình ($500\text{ ng/mL}$) 51.99 125,926 40.33 80.70 3.58 80 - 110% (Đạt)
Cao ($800\text{ ng/mL}$) 83.18 209,546 66.72 82.70 3.19 80 - 110% (Đạt)

5. Độ chính xác (Precision)

  • Độ lặp lại trong ngày (Intra-day, $n=6$): Nồng độ trung bình tìm thấy $C_{\text{TB}} = 39.78\ \mu\text{g}/100\text{mL}$, $\text{RSD} = 4.88%$ ($< 15%$).
  • Độ chính xác trung gian khác ngày (Inter-day, $n=6$): $C_{\text{TB}} = 39.25\ \mu\text{g}/100\text{mL}$, $\text{RSD} = 7.65%$ ($< 15%$).
  • Kiểm định thống kê F-test:

$$F_{\text{TN}} = \frac{S_B^2}{S_A^2} = \frac{3.00^2}{1.93^2} = 2.42$$

So sánh với giá trị giới hạn $F_{\text{LT}}(0.05; 5; 5) = 5.05$. Do $F_{\text{TN}} < F_{\text{LT}}$, sự sai khác giữa hai ngày phân tích không có ý nghĩa thống kê ở mức xác suất $p = 0.05$.

6. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)

Dựa trên độ lệch chuẩn của đáp ứng tín hiệu tại nồng độ thấp ($S = 907.721$) và hệ số góc đường chuẩn ($a = 316.70$):

$$\text{LOD} = \frac{3.3 \times S}{a} = \frac{3.3 \times 907.721}{316.70} = 9.46\text{ ng/mL}$$

$$\text{LOQ} = 3.3 \times \text{LOD} = 3.3 \times 9.46 = 28.37\text{ ng/mL}$$

Kết quả đạt được

+-------------------------------------------------------------------------+
|                      BẢNG TỔNG HỢP CHỈ TIÊU KỸ THUẬT                    |
+-----------------------------+--------------------+----------------------+
| Thông số                    | Mục tiêu ban đầu   | Kết quả thực tế      |
+-----------------------------+--------------------+----------------------+
| Độ tuyến tính (r)           | > 0.995            | 0.99995              |
| Độ thu hồi chiết LLE        | > 70%              | 80.76% (với DCM)     |
| Giới hạn phát hiện (LOD)    | < 20 ng/mL         | 9.46 ng/mL           |
| Giới hạn định lượng (LOQ)   | < 50 ng/mL         | 28.37 ng/mL          |
| Khả năng tách phổ           | Tách 3-4 Cephalo   | Tách hoàn toàn 7     |
| Độ lệch lặp lại (RSD%)      | < 10%              | 4.88%                |
+-----------------------------+--------------------+----------------------+

Đổi mới và đóng góp

  1. Cải tiến kỹ thuật tiền xử lý mẫu (Sample Cleanup Innovation): Khắc phục đặc tính phân cực khó chiết của Cefixim ($\log P = -0.64$) bằng cơ chế "chiết ngược phân cực". Thay vì chiết Cefixim vào dung môi hữu cơ, phương pháp sử dụng hệ dung môi $\text{ACN} : \text{CH}_2\text{Cl}_2$ tỷ lệ $(1:3)$ để kết tủa triệt để protein và kéo tạp chất kém phân cực vào pha hữu cơ bên dưới, giữ sạch Cefixim trong pha nước bề mặt với hiệu suất thu hồi đạt $80.76%$, cao hơn đáng kể so với dung môi Diethyl ether ($42.25%$) và Cloroform ($49.45%$).
  2. Khả năng giải quyết ma trận đa chất (Multianalyte Separation): Tối ưu hóa chương trình gradient trên cột Luna C18 cho phép định lượng chính xác Cefixim ngay cả khi mẫu nước thải có chứa đồng thời 6 loại Cephalosporin khác (Cephadroxil, Ceftazidim, Cefdinir, Cefuroxim, Cefotaxim, Cefoperazon) mà không bị chồng lấn pic ($R_s > 1.8$).
  3. Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật: Giảm thiểu chi phí phân tích mẫu môi trường tới $75%$ so với kỹ thuật SPE-LC-MS/MS, cho phép triển khai ngay trên các máy HPLC-UV/DAD hiện có ở hầu hết các trung tâm kiểm nghiệm và phòng QA/QC nhà máy dược.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Tình huống ứng dụng thực tế (Use Cases)

  • Quan trắc định kỳ tại nguồn nước thải xả ngầm: Các nhà máy sản xuất thuốc kháng sinh nhóm $\beta$-lactam kiểm soát nồng độ Cefixim trước khi xả vào hệ thống xử lý tập trung của khu công nghiệp.
  • Đánh giá hiệu suất trạm xử lý nước thải (WWT Plant): Định lượng nồng độ Cefixim ở đầu vào và đầu ra để tối ưu hóa hóa chất keo tụ, thời gian lưu bùn vi sinh hoặc liều lượng Ozone/Fenton xử lý oxy hóa nâng cao.
  • Cơ quan quản lý môi trường (Sở TN&MT): Phân tích hậu kiểm, thanh tra đột xuất việc xả thải trái phép chất kháng sinh chưa qua xử lý.
                          MÔ HÌNH TRIỂN KHAI THỰC TẾ
                          
[Bể gom nước thải KCN] ---> [Lấy mẫu đại diện] ---> [Xử lý mẫu LLE tại chỗ]
                                                               |
[Báo cáo Quan trắc]   <--- [Phần mềm phân tích]  <--- [Chạy máy HPLC-DAD]

Yêu cầu triển khai và giải pháp khắc phục sự cố

Yêu cầu hệ sinh thái phòng Lab

  • Hóa chất: Methanol, Acetonitrile chuẩn sắc ký (Merck); Dichloromethane PA; Nước cất 2 lần siêu sạch hoặc lọc qua màng Milli-Q ($18.2\text{ M}\Omega\cdot\text{cm}$).
  • Bảo hộ an toàn: Tủ hút khí độc (Fume Hood) khi thao tác với Dichloromethane; găng tay Nitrile chống dung môi hữu cơ.

Bảng hướng dẫn khắc phục sự cố phân tích (Troubleshooting)

Hiện tượng Nguyên nhân tiềm ẩn Giải pháp khắc phục
Pic Cefixim bị chẻ ngọn (Peak Splitting) Nền mẫu chưa lọc sạch hoặc pH dịch tiêm quá lệch với pha động Kiểm tra màng lọc $0.45\ \mu\text{m}$; chỉnh pH pha nước về đúng $3.2 \pm 0.1$
Áp suất cột tăng đột ngột ($> 200\text{ bar}$) Protein kết tủa bám trên đầu cột sắc ký Rửa ngược cột bằng hỗn hợp $\text{H}_2\text{O} : \text{MeOH}$ ($10:90$) ở tốc độ $0.3\text{ mL/phút}$
Thời gian lưu $t_R$ bị trôi Nồng độ đệm phosphat thay đổi do bay hơi hoặc pH pha động lệch Pha mới đệm $\text{NaH}_2\text{PO}_4\ 40\text{ mM}$ mỗi 48h; chuẩn hóa máy đo pH

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Hệ số làm giàu mẫu chưa cao: Do dùng phương pháp chiết lỏng - lỏng trực tiếp và tiêm $200\ \mu\text{L}$, phương pháp chưa cô đặc mẫu được hàng trăm lần như kỹ thuật chiết pha rắn (SPE).
  • Mức giới hạn định lượng: $\text{LOQ} = 28.37\text{ ng/mL}$ hoàn toàn đáp ứng tốt cho nước thải đầu ra nhà máy dược (nồng độ thường từ vài trăm ng/mL đến $\mu\text{g/mL}$), nhưng sẽ gặp khó khăn khi phân tích nồng độ siêu vết trong nước sông ngòi tự nhiên hoặc nước ngầm sâu ($< 1\text{ ng/mL}$).

Hướng phát triển tiếp theo

  • Nghiên cứu tích hợp cột làm giàu mẫu trực tuyến (Online Solid Phase Extraction) nối trực tiếp vào van 6 cổng của hệ thống HPLC để tự động hóa toàn bộ quá trình.
  • Ứng dụng kỹ thuật phân hủy quang hóa xúc tác dị thể ($\text{TiO}_2/\text{UV}$) hoặc công nghệ Fenton điện hóa kết hợp đánh giá sự sụt giảm nồng độ bằng chính quy trình sắc ký đã xây dựng.

Đối tượng hưởng lợi

+----------------------------------------------------------------------------+
|                          ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                               |
+-------------------+--------------------------------------------------------+
| Đối tượng         | Giá trị mang lại                                       |
+-------------------+--------------------------------------------------------+
| Sinh viên /       | Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm toàn diện về thẩm định |
| Học viên Dược     | HPLC theo GLP/ICH, quy trình tối ưu hóa pha động.       |
+-------------------+--------------------------------------------------------+
| Kỹ thuật viên     | Hướng dẫn thực hành chi tiết (SOP), dễ dàng chuẩn hóa   |
| Lab QA/QC         | phương pháp kiểm soát nước thải tại nhà máy.           |
+-------------------+--------------------------------------------------------+
| Doanh nghiệp Dược | Cắt giảm chi phí phân tích môi trường, chủ động kiểm  |
|                   | soát nguy cơ vi phạm pháp luật bảo vệ môi trường.     |
+-------------------+--------------------------------------------------------+
| Nhà nghiên cứu    | Cung cấp cơ sở dữ liệu về tính chất sắc ký của nhóm 7  |
| Môi trường        | Cephalosporin đồng thời trên pha tĩnh silica C18.      |
+-------------------+--------------------------------------------------------+

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu của hệ thống HPLC để áp dụng quy trình này?

Hệ thống cần trang bị bơm gradient áp suất cao hoặc thấp, buồng ổn nhiệt cột (hoạt động ổn định ở $32^\circ\text{C}$), detector UV-Vis hoặc DAD có khả năng đo bước sóng $\lambda = 285\text{ nm}$, và kim tiêm mẫu hỗ trợ thể tích tiêm $200\ \mu\text{L}$.

2. Tại sao không chiết Cefixim vào pha hữu cơ mà lại lấy pha nước?

Cefixim mang nhiều nhóm phân cực ($-\text{COOH}, -\text{NH}_2, -\text{C}=\text{N}-\text{O}-$) với $\log P = -0.64$, do đó tan rất kém trong các dung môi hữu cơ không phân cực hoặc phân cực trung bình như Dichloromethane. Quy trình tận dụng Dichloromethane để hòa tan và lôi kéo các tạp chất hữu cơ kém phân cực ra khỏi mẫu, để lại Cefixim tinh khiết trong pha nước.

3. Nồng độ Cefixim trong nước thải vượt quá khoảng tuyến tính ($> 1200\text{ ng/mL}$) thì xử lý thế nào?

Cần pha loãng mẫu nước thải ban đầu bằng nước cất 2 lần với các tỷ lệ thích hợp ($1:5, 1:10, 1:50$) trước khi thực hiện bước acid hóa và chiết mẫu, sau đó nhân hệ số pha loãng vào công thức tính kết quả cuối cùng.

4. Phương pháp có áp dụng được cho các Cephalosporin khác trong nước thải không?

Có. Điều kiện sắc ký gradient đã được thiết kế tối ưu để tách đồng thời 7 kháng sinh Cephalosporin. Để định lượng các chất khác (ví dụ: Cefuroxim, Cefotaxim), chỉ cần xây dựng thêm đường chuẩn tuyến tính riêng cho từng chất đó.

5. Chi phí phân tích cho mỗi mẫu nước thải ước tính là bao nhiêu?

Chi phí hóa chất tiêu hao cho mỗi mẫu (bao gồm Methanol HPLC, Acetonitrile, Dichloromethane, muối đệm và màng lọc $0.45\ \mu\text{m}$) ước tính dưới 45.000 VNĐ/mẫu, thấp hơn nhiều so với phương pháp SPE ($> 300.000\text{ VNĐ/mẫu}$) hoặc LC-MS/MS ($> 1.500.000\text{ VNĐ/mẫu}$).


Kết luận

Đề tài đã xây dựng và thẩm định thành công phương pháp định lượng kháng sinh Cefixim trong nước thải nhà máy sản xuất dược phẩm bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC-DAD). Bằng việc kết hợp sáng tạo giữa kỹ thuật tiền xử lý tủa protein - chiết lỏng lỏng sạch tạp chất với chương trình rửa giải gradient trên cột Luna C18, phương pháp đạt độ nhạy cao ($\text{LOD} = 9.46\text{ ng/mL}$, $\text{LOQ} = 28.37\text{ ng/mL}$), độ tuyến tính tuyệt vời ($r = 0.99995$) và độ đúng ổn định ($74.47% - 82.70%$).

Đây là công cụ phân tích tin cậy, kinh tế và có tính ứng dụng thực tiễn cao, giúp các doanh nghiệp dược phẩm và cơ quan quản lý chủ động kiểm soát dư lượng kháng sinh xả thải, góp phần bảo vệ nguồn nước và ngăn chặn hiểm họa vi khuẩn kháng thuốc. Quý doanh nghiệp và các phòng kiểm nghiệm có thể áp dụng ngay quy trình này vào hoạt động kiểm soát chất lượng môi trường định kỳ.