ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------------------
ĐOÀN THỊ HUYỀN
NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG MỘT SỐ HOẠT CHẤT
TRONG THUỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP
PHỔ HỒNG NGOẠI GẦN VÀ TRUNG BÌNH
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60442901
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Hà Nội - 2016
Công trình được hoàn thành tại
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Tạ Thị Thảo
TS . Bùi Xuân Thành
Phản biện 1:
PGS.TS. Nguyễn Xuân Trung
Phản biện 2:
TS. Đào Duy Tiên
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp cơ sở
Họp tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.
vào hồi:.......giờ.......phút, ngày.......tháng.......năm 2016.
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm thông tin - thư viện Đại học Quốc gia Hà Nội
MỞ ĐẦU
Hiện nay, để có thể phát triển bền vững đòi hỏi hóa học phải phát triển
theo xu hướng là “sạch”. Trong những năm 1990, khái niệm về “Hóa học
xanh” đã được đề xuất, trong đó phát triển phương pháp phổ hồng ngoại được
xem là một trong những phương pháp phân tích thân thiện với môi trường và
đang dần trở thành phương pháp ưu việt trong lĩnh vực phân tích hóa học
xanh. Nhu cầu phát triển trong lĩnh vực hóa học xanh đang tăng lên đáng kể
và trở thành một thách thức lớn cho các nhà hóa học để tạo ra sản phẩm mới,
quy trình và dịch vụ đạt được các yêu cầu mục tiêu xã hội, kinh tế và môi
trường cấp thiết do sự tăng nhận thức về an toàn môi trường, kiểm tra ô
nhiễm môi trường, bền vững sinh thái công nghiệp và công nghệ sản xuất
sạch hơn trên toàn thế giới. Cùng thời gian này xu hướng phát triển công
nghệ phân tích quá trình (PAT-Process Analytical Technology) rất được
khuyến khích bởi các nhà hiệp hội quản lí dược và thực phẩm (FDA-Food
and Drug Administration). PAT được xem là sự kết hợp phân tích với ngành
công nghiệp để ra sản phẩm mới và các công nghệ sản xuất hiệu quả. PAT là
hệ thống thiết kế, phân tích và kiểm soát các quá trình sản xuất, dựa trên các
phép đo kịp thời, quan trọng để đảm bảo chất lượng thuộc tính của nguyên
liệu, đảm bảo chất lượng cao của sản phẩm khi hoàn thành quy trình sản xuất.
PAT bao gồm các quá trình thiết kế dựa trên khoa học xác định các phép đo
chính xác của chất lượng sản phẩm và các biến quá trình quan trọng có ảnh
hưởng đến chất lượng, thiết bị đo lường thích hợp, các công cụ công nghệ
thông tin trong thống kê và các quá trình kiểm soát làm việc với nhau để đảm
bảo sản xuất sản phẩm cuối cùng với chất lượng mong muốn. Một số kỹ
thuật quang phổ được sử dụng để xác định các hoạt chất và tá dược ở khâu
định lượng nguyên liệu trong phần đầu của quá trình sản xuất và theo dõi các
bước pha trộn trong quá trình sản xuất và sau quá trình sản xuất để theo dõi
quá trình. Trong nhiều năm gần đây, kỹ thuật phân tích quang phổ hồng
ngoại kết hợp với phương pháp hồi quy đa biến đã trở thành một kỹ thuật
phân tích có tính ứng dụng cao cho ngành công nghiệp dược phẩm bởi vì đây
là một phương pháp phân tích nhanh, không cần phá hủy mẫu, không sử dụng
các hóa chất và dung môi độc hại.
Đây chính là lí do chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu định lượng
nhanh một số hoạt chất thuốc kháng sinh bằng phương pháp phổ kế hồng ngoại
gần và trung bình”. Luận án này là một phần trong chương trình hợp tác
quốc tế giữa Việt Nam và Pháp với mục đích nghiên cứu phát triển phươnag
pháp quang phổ hồng ngoại gần và trung kết hợp với các phương pháp hồi
quy đa biến để xác định nhanh chất lượng thuốc. Nghiên cứu này sẽ góp phần
khẳng định xu hướng đưa các phép phân tích ra khỏi nghiên cứu đơn thuần
và áp dụng nhanh trong thực tế, đồng thời cho phép tiết kiệm thời gian, hóa
chất và đặc biệt là góp phần phát triển kỹ thuật phân tích xanh.
1
Nội dung nghiên cứu
Để xây dựng qui trình xác định các hoạt chất bằng phương pháp phổ
hồng ngoại kết hợp với phương pháp thống kê đa biến, nội dung nghiên cứu
chủ yếu của luận án gồm:
1.
Khảo sát tìm các điều kiện tối ưu của phép đo phổ hồng ngoại
vùng gần và trung với các hoạt chất và mẫu tự tạo, mẫu thực tế.
2.
Nghiên cứu lựa chọn mô hình hồi qui đa biến phù hợp để xác
định một hoạt chất khi có mặt các tá dược trong mẫu và nghiên cứu xác định
đồng thời các hoạt chất trong cùng nhóm chất bằng một mô hình hồi qui đa
biến tuyến tính.
3.
Đánh giá các thông số chính của một qui trình phân tích nhanh
trên cơ sở xây dựng mô hình hồi qui đa biến tuyến tính từ các mẫu tự tạo có
chứa hoạt chất và tá dược thường dùng.
4.
Ứng dụng qui trình phân tích xây dựng được để phân tích một số
mẫu thuốc kháng sinh đang lưu hành trên thị trường hiện nay và so sánh kết
quả với phương pháp tiêu chuẩn qui định trong Dược điển.
Điểm mới, những đóng góp mới về mặt khoa học và thực tiễn của luận án
Về mặt khoa học
- Lần đầu tiên đã xây dựng được quy trình phân tích nhanh các hoạt chất
nhóm sulfamid và một số chất thuộc nhóm beta lactam (ampicillin, cefixim,
cefaclor, ceftriaxone, cefotaxim) bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại
vùng gần và trung trên cơ sở sử dụng các mô hình hồi quy đa biến PLS và
PCR. Quy trình này cho phép phân tích không cần phá hủy mẫu, không sử
dụng dung môi độc hại, nhanh và cho kết quả phù hợp trong việc sàn lọc
nguyên liệu và phân tích nhanh các sản phẩm thuốc.
- Đã xây dựng được quy trình phân tích đồng thời các hoạt chất trong cùng
nhóm thuốc sulfamid và beta lactam. Quy trình này cho phép xác định được
bất kỳ một chất nào trong thuốc bằng một mô hình hồi quy đa biến, giúp cho
việc xây dựng phần mềm trên thiết bị cầm tay được thuận lợi.
Về mặt thực tiễn
- Quy trình phân tích nhanh, không tốn dung môi, không độc hại (tuy nhiên
chưa loại trừ được ảnh hưởng của độ ẩm môi trường) phù hợp có thể ứng
dụng sàn lọc nguyên liệu và các các sản phẩm thuốc. Mở ra các hướng
nghiên cứu mới trên các đối tượng phức tạp hơn như thực phẩm chức năng,
các mẫu sinh học và thực phẩm
Bố cục của luận án
Luận án gồm năm phần chính là: mở đầu, chương 1: tổng quan, chương
2: thực nghiệm, chương 3: kết quả và thảo luận, kết luận. Trong mỗi phần có
các hình ảnh và bảng biểu minh họa tương ứng, phù hợp. Ngoài ra luận án
còn gồm đầy đủ các phần: mục lục, danh mục các ký hiệu và chữ cái viết tắt,
danh mục bảng, danh mục hình, danh mục các công trình khoa học của tác
giả liên quan đến luận án, tài liệu tham khảo tiếng Việt, tiếng Anh và các phụ
lục liên quan.
2
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về các nhóm thuốc kháng sinh nghiên cứu
1.1.1. Nhóm thuốc kháng sinh Sulfamid
Các sulfamid kháng khuẩn là dẫn chất của p- aminobenzensulfonamid,
có công thức cấu tạo chung là:
R2
HN
SO2
NH
R1
Hình 1.1: Công thức cấu tạo chung của nhóm Sulfamid
Trong đó thường gặp R2 là H, và cũng chỉ khi R2 là H thì sulfamid mới
có hoạt tính kháng khuẩn, khi R2 ≠H, thì chất đó là tiền thuốc. R1 có thể là
mạch thẳng, dị vòng. Tuy nhiên, nếu R1 là dị vòng thì hiệu lực kháng khuẩn
mạnh hơn, thông thường là các dị vòng 2 – 3 dị tố. Khi R1 và R2 đều là gốc
hidro thì thu được sulfamid là có cấu tạo đơn giản nhất (sulfanilamid).
Sulfamid ở dạng tinh thể màu trắng hoặc màu vàng nhạt trừ prontosil,
không mùi, thường ít tan trong nước, benzen, chloroform. Sulfamid tan trong
dung dịch acid vô cơ loãng và hydroxyd kiềm (trừ sulfaguanidin). Hầu hết
các Sulfamid đều có tính chất lưỡng tính: tính acid thể hiện do có H ở Namid linh động (trừ sulfaguanidin) có tính bazơ do có nhóm amin thơm tự do,
nên tan trong dung dịch acid.
1.1.2. Nhóm thuốc kháng sinh họ β- lactam
Các kháng sinh mà phân tử có cấu trúc azetidin-2-on (vòng β-lactam)một amid vòng 4 cạnh. Gồm các nhóm : penicillin, cephalosporin,
monobactam, cacbapenem. Trong đó 2 nhóm sử dụng phổ biến và lớn nhất là
penicillin và cephalosporin.
Hình 1.2: Công thức cấu tạo của Azetidin-2-on( beta-lactam)
Nhóm các penicillin:
Các penicillin đều có cấu trúc cơ bản gồm 2 vòng: vòng thiazolidin,
vòng β-lactam.
3
R
CO
S
N
H
6
5
CH3
4
3
7
N
1
CH3
2
O
COOM
Hình 1.3: Công thức cấu tạo chung của các kháng sinh nhóm penicillin
Nhóm các cephalosporin.
Các cephalosporin cấu trúc chung gồm 2 vòng: vòng β-Lactam 4 cạnh
gắn với 1 dị vòng 6 cạnh, những cacbon bất đối có cấu hình 6R, 7R. Khác
nhau bởi các gốc R
R2
S
R1
CO
N
H
7
6
8
N5
1
2
3
4
O
R3
COOM
Hình 1.4: Công thức cấu tạo chung của các kháng sinh nhóm cephalosporin
Dựa vào khổ kháng khuẩn, chia các cephalosporin thành 4 thế hệ. Các
cephalosporin thế hệ trước tác dụng trên vi khuẩn gram dương mạnh hơn,
nhưng trên gram âm yếu hơn thế hệ sau.
Các β-lactam thường ở dạng bột kết tinh màu trắng ngà, dạng axit ít tan
trong nước, dạng muối natri và kali dễ tan; tan được trong metanol và một số
dung môi hữu cơ phân cực vừa phải. Tan trong dung dịch axit và kiềm loãng
do đa phần chứa đồng thời nhóm -COOH và -NH2, do có C bất đối tạo góc
quay cực αD, có khả năng thụ UV ứng dụng trong TLC, HPLC (định tính, thử
tinh khiết, tạp liên quan, định lượng) và có hấp thụ hồng ngoại do chứa nhiều
nhóm chức cực đại hấp thụ chủ yếu do nhân phenyl, tùy vào cấu trúc khác
làm dạng phổ thay đổi (đỉnh phụ, vai, sự dịch chuyển sang bước sóng ngắn
hoặc dài, giảm độ hấp thụ).
1.2. Các phương pháp phân tích định tính các hoạt chất kháng sinh
trong thuốc
Phương pháp sắc ký lớp mỏng
1.3. Các phương pháp phân tích định lượng các hoạt chất kháng sinh
trong thuốc
1.3.1. Phương pháp chuẩn độ thể tích
Quy trình tốn nhiều thời gian, nếu nguyên liệu hay chế phẩm có lẫn các
tạp chất thì sẽ ảnh hưởng đến kết tủa do có tính chọn lọc không cao. Tuy
nhiên phương pháp này dễ thực hiện ở các phòng thí nghiệm với quy mô nhỏ.
4
1.3.2. Phương pháp trắc quang
Phương pháp đo quang là phương pháp phân tích dựa trên tính chất
quang học của chất cần phân tích như tính hấp thụ quang và tính phát quang.
Các phương pháp này đơn giản dễ tiến hành thông dụng được ứng dụng
nhiều khi xác định các β-lactam đặc biệt trong dược phẩm tuy nhiên độ chọn
lọc không cao, độ nhạy kém, nồng độ chất phân tích cao.
1.3.3. Phương pháp điện hóa
Một số phương pháp điện hóa đã được ứng dụng để phân tích các βlactam nhưng không phổ biến nhiều. Phương pháp có tính chọn lọc cao, giới
hạn phát hiện thấp, độ chính xác cao nhưng khó ứng dụng trong phân tích
đồng thời.
1.3.4. Phương pháp điện di mao quản- capillary electrophoresis (CE)
Phương pháp đã được ứng dụng để tách và xác định các kháng sinh βlactam trong nhiều mẫu đối tượng khác nhau. Phương pháp có độ thu hồi cao,
giới hạn phát hiện thấp, độ lệch chuẩn thấp nhưng việc chuẩn bị mẫu khá
phức tạp
1.3.5. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao
Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao là phương pháp phổ biến có
khả năng tách và định lượng đồng thời các chất có độ phân cực gần nhau,có
độ chính xác, độ nhạy cao, giới hạn phát hiện thấp được áp dụng rộng rãi để
xác định các hoạt chất kháng sinh trong các sản phẩm dược phẩm. Tuy nhiên
phương pháp được sử dụng trên thiết bị đắt tiền, tốn dung môi, thời gian làm
sạch và ổn định sau mỗi lần chạy lâu.
1.4. Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại kết hợp với thuật toán hồi
quy đa biến phân tích các hoạt chất kháng sinh trong thuốc
1.4.1. Nguyên tắc của phương pháp đo phổ hồng ngoại
1.4.1.1. Sự xuất hiện của phổ hồng ngoại
Phổ hồng ngoại là phổ của các phân tử và nhóm phân tử xuất hiện dưới
tác dụng của chùm sáng kích thích có năng lượng phù hợp ( tương tác không
đàn hồi) nằm trong vùng hồng ngoại (IR), làm cho các điện tử hóa trị trong
các liên kết п và σ của các nguyên tử trong phân tử bị kích thích, chuyển lên
mức năng lượng cao E1. Đồng thời, khi đó phân tử , các nhóm phân tử,
nguyên tử quay và dao động. Ba quá trình đó sinh ra phổ hấp thụ hồng ngoại
của chất dưới tác dụng của chùm sáng kích thích
5
1.4.1.2. Nguyên tắc của phép đo phổ hồng ngoại
Các chất ở trạng thái rắn, lỏng, khí,khi bị kích thích bằng một chùm
sáng có năng lượng phù hợp( tương tác không đàn hồi) có thể sinh ra phổ
hồng ngoại IR của nó. Do đó, muốn đo phổ IR của một chất ta phải thực hiện
qua các bước:
Chuẩn bị mẫu đo:
Nguồn kích thích phổ
Máy đo phổ
Đánh giá phổ
+ Các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu đo phổ hồng ngoại
Có nhiều yếu tố gây ảnh hưởng đến tín hiệu đo phổ hồng ngoại bao
gồm ảnh hưởng do cấu trúc của phân tử ( hằng số lực hóa trị, sự thay thế
đồng vị, hiệu ứng electron, yếu tố không gian, liên kết hidro nội phân tử), ảnh
hưởng do tương tác giữa các phân tử, ảnh hưởng của quy trình chuẩn bị mẫu
và ảnh hưởng của môi trường. Tuy nhiên, với trạng thái tồn tại khác nhau của
mẫu thì các yếu tố ảnh hưởng tác động đến các mẫu đo là khác nhau.
Với mẫu rắn việc chuẩn bị mẫu là rất quan trọng. Do mẫu rắn có hiện
tượng tán xạ ánh sáng làm giảm cường độ hấp thụ của mẫu và làm mất đi
những thông tin hóa học. Vì vậy việc làm giảm tán xạ của mẫu đến mức tối
thiểu là cần thiết. Khi chuẩn bị mẫu ta phải đảm bảo các yêu cầu của mẫu đo
có kích thước hạt nhỏ, phân tán đồng đều, bề mặt nhẵn, trong, mỏng. Mặt
khác, đối với phổ truyền qua thông thường được áp dụng bằng định luật Beer,
nhưng với phương pháp phân tích phổ hồng ngoại cho mẫu rắn có sự sai lệch
đáng kể do nồng độ của chất hấp thụ quá cao nằm ngoài khoảng tuyến tính
của định luật. Ngay cả khi ở nồng độ thấp trong khoảng tuyến tính của định
luật thì hiện tượng tán xạ ánh sáng cũng gây nên sự sai khác nên đồ thị thu
được biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu quang cũng hiếm
khi đi qua gốc tọa độ. Một nguyên nhân nữa khiến định luật Beer không thể
áp dụng trong việc định lượng các mẫu rắn bằng phương pháp phổ hồng
ngoại là do phổ hấp thụ của các chất nằm trong các vùng hẹp chứa các đỉnh
đặc trưng nên thường hẹp hơn dải phổ hồng ngoại được lựa chọn khi đo định
lượng do đó có sự sai lệch phi tuyến ánh sáng. Khi hiệu chỉnh bằng hồi quy
đa biến việc hiệu chỉnh tốt nhất cho các biến ở nồng độ cao hay thấp tiến gần
đến giá trị trung bình ta phải phân bố tập số liệu đồng đều. Do đó, khi lập ma
trận nồng độ cần phân bố đồng đều nồng độ từ cao đến thấp. Ngoài ra, còn
yếu tố ảnh hưởng của độ ẩm môi trường do xuất hiện pic của nước ở vùng
sóng 3450cm-1 nên khi chuẩn bị mẫu đo cần giữ mẫu đo và chất nền khô.
6
Đối với mẫu khí và lỏng thì ảnh hưởng do hiện tượng tán xạ ánh sáng
rất ít, mà tín hiệu đo lại bị ảnh hưởng của các liên kết hidro nội phân tử, hiệu
ứng electron, yếu tố không gian, ảnh hưởng do tương tác giữa các phân tử,
ảnh hưởng của độ ẩm do nước tạo liện kết hidro hay tương tác với chất phân
tích làm giảm cường độ ở các đỉnh đặc trưng làm mất thông tin hóa học liên
quan đến chất phân tích.
1.4.2. Định lượng các chất bằng phương pháp phổ hồng ngoại kết hợp
với chemometrics
Phương pháp phổ hồng ngoại kết hợp với chemometric đã mở ra một
kỷ nguyên mới cho phép phân tích nhanh, hiệu quả, thân thiện với môi
trường- công nghệ hóa học xanh. Tuy nhiên, đây vẫn là một hướng nghiên
cứu khả mới mẻ trên thế giới. Tại các nước như Mỹ, Anh cũng có giới thiệu
các thiết bị cầm tay để xác định thuốc giả. Các thiết bị này đều có ưu điểm là
khá gọn nhẹ, nhưng có hạn chế là khi đo chất trong các nền khác nhau
thường không đưa ra được các kết quả có độ chính xác cao. Phần mềm và cơ
sở dữ liệu của chúng lại không cho phép can thiệp nên khó khăn trong việc
bổ sung thêm cơ sở dữ liệu. Do đó việc nghiên cứu phát triển phương pháp
quang phổ hồng ngoại gần và trung bình kết hợp với các thuật toán hồi quy
đa biến để kiểm tra nhanh chất lượng thuốc là một vấn đề vô cùng cần thiết.
Hiện tại chưa có một nghiên cứu nào về định lượng nhanh nhóm
Sulfamid bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại gần và trung bình được
công bố. Đây chính là cơ sở để chúng tôi lựa chọn tiến hành nghiên cứu định
lượng một số hoạt chất thuốc kháng sinh thuộc nhóm Sulfamid bằng phương
pháp quang phổ kế hồng ngoại gần và trung bình. Như vậy, để định lượng
nhanh hoạt chất trong thuốc bằng phương pháp phổ hồng ngoại ta phải kết
hợp với chemometric do có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu phổ trong
quá trình chuẩn bị mẫu, ảnh hưởng đáng kể của các tá dược, ảnh hưởng của
độ ẩm môi trường và sự sai lệch của định luật Lambe – Bia. Việc định lượng
cần tiến hành trên các mẫu chuẩn và mẫu tự tạo có tá dược hoặc mẫu chuẩn
đã được xác định hàm lượng bằng HPLC. Kỹ thuật đo được áp dụng là kỹ
thuật đo hấp thụ biến đổi Fourier.
7
Chương 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất và thiết bị
2.2. Đối tượng, nội dung nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Các hoạt chất:
+ Nhóm β lactam các penicilin: Penicilin, Ampicillin, Amoxicillin
+ Nhóm β lactam các cephalosporin:
Thế hệ 1: Cefadroxil, Cephalexin.
Thế hệ 2: Cefaclor
Thế hệ 3: Cefixime, Ceftriaxon, Cefotaxime.
+ Nhóm sulfamid:
Sulfaguanidin, Sulfamethoxazol
+Hoạt chất đi kèm với nhóm sulfamid
Trimethoprim.
- Các đối tượng mẫu thực tế tiến hành nghiên cứu
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.2.1. Nguyên tắc phân tích định lượng bằng hồng ngoại gần và trung bình
Để xác định hàm lượng các hoạt chất trong thuốc cần phải tiến hành
tuần tự các bước sau:
1. Chuẩn bị các mẫu chuẩn tự tạo dạng rắn để xác định từng hoạt chất: cân
hoạt chất và các tá dược khác nhau với tỉ lệ khối lượng phù hợp, sau đó
nghiền và trộn đều để đồng nhất
2. Tiến hành đo phổ hấp thụ hồng ngoại truyền qua của mẫu chuẩn ở điều
kiện phù hợp trong vùng phổ hồng ngoại gần và trung thu được ma trận tín
hiệu độ hấp thụ quang A theo số sóng .
3. Xây dựng mô hình hồi qui để xác định các hoạt chất trong thuốc dựa trên
mô hình được xây dựng từ ma trận độ hấp thụ quang của 20-30 mẫu chuẩn
dùng để xây dựng mô hình hồi qui đa biến và ma trận nồng độ có chứa chất
phân tích và tá dược. Trên phần mềm matlab, xử lí số liệu theo 4 phương
pháp PCR, CLS, ILS và PLS.
4. Kiểm tra độ chính xác của mô hình thông qua phân tích 10-15 mẫu chuẩn
tự tạo, đánh giá sai số tương đối và các hệ số tương quan để lựa chọn mô
hình phù hợp.
5. Phân tích mẫu thực tế trên cơ sở vecto độ hấp thụ quang và mô hình đa
biến tuyến tính.
8
2.2.2.2. Quy trình phân tích
1. Trộn hoạt chất và tá dược có
thành phần khối lượng thay đổi.
Nghiền và trộn 10 phút
2. Lấy 2mg mẫu chất rắn + 98mg
KBr →(Hỗn hợp A)
Nghiền và trộn 10 phút
3. Ép viên15mg hỗn hợp A
4. Đo phổ hấp thụ hồng
ngoại truyền qua thu
được ma trận tín hiệu Y
Đo phổ NIR 3600-2800cm-1
5. Nhập dữ liệu ma trận hàm lượng và ma trận tín
hiệu của các mẫu chuẩn và các mẫu kiểm tra vào
phần mềm matlab xử lí theo 4 phương pháp CLS,
ILS, PLS và PCR
6. Đánh giá kết quả hàm lượng tìm được từ mô
hình bằng các hệ số tương quan R, RMSE
Nếu cho kết
quả tốt
Đạo hàm bậc 1,
đạo hàm bậc 2
ma trận tín hiệu
Nếu kết quả không tốt
7.Lựa chọn mô hình
với số PC phù hợp
Chuyển dữ liệu
vào Matlab đến khi
thu được kết quả
tốt
8.Phân tích định
lượng mẫu thực tế
Hình 2.1: Lược đồ phân tích các hoạt chất trong thuốc bằng phương pháp IR
kết hợp với chemometrics
2.3. Chương trình máy tính của các phương pháp hồi quy đa biến
Chạy 4 mô hình hồi quy tuyến tính trong phần mềm matlab 2015 là
CLS, ILS, PLS và PCR
2.4. Các phương pháp phân tích đối chứng xác định hàm lượng các hoạt
chất kháng sinh trong thuốc
2.4.1. Phương pháp phân tích đối chứng theo dược điển
9
Các hoạt chất kháng sinh được phân tích theo dược điển bằng phương pháp
HPLC
- Hoạt chất sulfaguanidin, penicillin, ampicillin, amoxicillin, cephalexin,
cefaclor, cefadroxil, cefotaxim, cefixim được xác định theo DĐVN4
- Hoạt chất sulfamethoxazol và trimethoprim được xác định theo dược điển
Mỹ USP 34- NF 29
2.4.2. Phương pháp đối chứng LC/MS
Các hoạt chất cefaclor, cefadroxil, cephalexin, cefotaxim, cefriaxon
được phân tích đối chứng theo phương pháp LC/MS.
- Cột tách :C18 (2,1 mm ID × 50mm × 1,9 µm)
- Pha động gồm: kênh A là đệm CH3COONH4 12,50 mM, kênh B:
ACN với tỉ lệ thể tích hai kênh A và B là 30/70. Thể tích mẫu bơm là 10µl,
tốc độ pha động là 200 µl/phút.
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu phép đo hồng ngoại
3.1.1. Lựa chọn vùng đo phổ hấp thụ hồng ngoại của các hoạt chất
Các hoạt chất nhóm sulfamid và nhóm beta lactam trong công thức cấu
tạo của chúng đều chứa các nhóm chức SO2NH-, NH2, C-H, -OCH3, C=O,
OH, COOH. Vì vậy khi đo phổ hồng ngoại trên vùng phổ từ 4000 – 400 cm-1
ta thấy xuất hiện các đỉnh đặc trưng ở vùng từ 3600 – 2800 cm-1 và vùng từ
1800 – 400 cm-1. Trên phổ hồng ngoại hấp thụ thu được khi đo các hoạt chất
dải số sóng đo 7500-2800 cm-1 trong vùng 3600-2800cm-1 các hoạt chất đều
có đỉnh pic đặc trưng và rõ ràng của các nhóm chức NH-, NH2, OCH3, OH,
COOH nên chúng tôi lựa chọn vùng phổ này để nghiên cứu.
3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của tá dược
Do thành phần tá dược trong mỗi mẫu thuốc thay đổi theo từng nhà sản
xuất khác nhau. Vì thế, chúng tôi đã khảo sát phổ hồng ngoại của một số loại
tá dược thường được sử dụng để sản xuất các kháng sinh được lựa chọn
nghiên cứu.
+ Nhóm sulfamid: tinh bột sắn, magie stearate, bột talc, canxi phosphat,
maltodextrin.
+ Nhóm Penicillin: sodium starch glycolate, magiesi stearate.
10
+ Nhóm Cefalosporin: magie stearate, bột talc, natriglycolat starch,
natrilaurysulfat, lactose.
Tiến hành lấy lần lượt 2 mg từng tá dược trộn với 98 mg KBr, nghiền
mịn đồng nhất từng mẫu trong cối mã não trong 10 phút. Lấy khoảng 15 mg
lượng bột vừa nghiền được cho vào bộ ép viên để thu được mẫu viên của các
tá dược, sau đó đem đo phổ hồng ngoại của các mẫu này trong vùng phổ từ
3600-2800 cm- 1 .Quan sát các phổ hấp thụ hồng ngoại ta thấy, các tá dược
khảo sát đều có hấp thụ hồng ngoại trong vùng phổ khảo sát là 3600-2800
cm-1 Do đó không thể xác định riêng rẽ các hoạt chất khi có mặt của các loại
tá dược trên. Ảnh hưởng của các tá dược trong vùng khảo sát sẽ được loại trừ
bằng cách phân tích đồng thời cả tá dược và hoạt chất trong mẫu sử dụng
thuật toán hồi qui đa biến.
3.1.3. Khảo sát tỉ lệ khối lượng mẫu /KBr
Để khảo sát lựa chọn tỉ lệ khối lượng mẫu/ KBr phù hợp chúng tôi tiến
hành khảo sát trên với mẫu thuốc chứa một hoạt chất ( mẫu thuốc viên
Cephalexin – chứa hoạt chất Cephalexin 500mg trong một viên) và mẫu
thuốc chứa hai hoạt chất (mẫu thuốc viên Bisepton - chứa hàm lượng
sulfamethoxazol 400 mg và trimethoprim 80 mg trên một viên). Tiến hành
trộn bột thuốc của mẫu thuốc viên với KBr theo tỷ lệ khối lượng mẫu trên
KBr là x/y với x= 1-10 và y = 100- x. Chúng tôi nhận thấy khi tỷ lệ khối
lượng mẫu/ KBr tăng thì độ hấp thụ quang của các mẫu viên cũng tăng lên.
Tuy nhiên khi độ hấp thụ quang càng cao thì độ lặp lại của phép đo càng
kém. Mặt khác, nếu lượng mẫu đưa vào quá nhỏ thì dễ gây sai số trong quá
trình cân, do đó chúng tôi đã lựa chọn tỷ lệ mẫu/ KBr là 2/98 cho những
nghiên cứu tiếp theo.
3.1.4. Khảo sát khối lượng mẫu đem ép viên và độ lặp lại của quá trình
ép viên
Lượng mẫu ép viên ảnh hưởng đến bề dày viên, do đó có ảnh hưởng
trực tiếp độ hấp thụ quang của hoạt chất. Trong nghiên cứu này, chúng tôi có
khảo sát lượng mẫu đem ép viên từ 10mg, 15mg, 17mg và 20 mg. Nhận thấy
rằng, lượng mẫu đem ép viên tăng kéo theo độ hấp thụ tăng. Tuy nhiên, khi
cân lượng ép viên là 10mg , thì viên bị rạn, nứt. Với lượng mẫu đem ép viên
lớn (20mg) độ hấp thụ quang quá cao gây sai số. Vì vậy, chúng tôi chọn
lượng mẫu đem ép viên là 15 mg.
11
3.1.5. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của độ ẩm mẫu
Độ ẩm không khí là một trong những yếu tố quan trọng gây ảnh hưởng
trực tiếp đến khả năng hấp thụ hồng ngoại của các chất. Tiến hành khảo sát
ảnh hưởng độ ẩm bằng cách chuẩn bị 2 mẫu tự tạo gồm Cefixim và các tá
dược có thành phần và khối lượng như nhau. Trong đó, 1 mẫu được chuẩn
bị tại nhiệt độ, độ ẩm của phòng (45%, 30C) và một mẫu sau khi chuẩn bị
với cùng điều kiện với mẫu 1, được sấy chân không( 50C, 500MPa ).
Sau khi khảo sát độ ẩm trên đối tượng Cefixim thấy rằng độ ẩm làm
tăng giá trị độ hấp thụ quang A. Do đó, có thể kết luận độ ẩm mẫu có ảnh
hưởng đến kết quả đo.
Kết luận: Từ khảo sát các điều kiện tối ưu cho phép đo đã lựa chọn được:
- Vùng phổ đo mẫu: 3600 -2800 cm-1
- Tỷ lệ khối lượng mẫu/KBr = 2/98
- Độ dày viên: 15mg
- Tá dược trong thành phần mẫu đo:
+ Nhóm Sulfamid: Tinh bột sắn, maltodextrin và canxiphosphat.
+ Nhóm Penicillin: Sodium starch glycolate, magiesi stearate.
+ Nhóm Cefalosporin: Magie stearate, bột talc, natriglycolat starch,
natrilaurysulfat, lactose.
- Độ ẩm không khí 30- 45%
3.2. Nghiên cứu lựa chọn mô hình hồi quy đa biến xác định từng hoạt
chất kháng sinh trong thuốc.
Kết quả khảo sát điều kiện đo ở mục 3.1 cho thấy các hoạt chất nghiên
cứu đều hấp thụ ánh sáng mạnh ở vùng sóng 3600 - 2800cm-1, các tá dược
đóng góp đáng kể vào giá trị độ hấp thụ quang đo được. Ngoài ra, độ đồng
đều, kích thước hạt, bề mặt nhẵn của viên, độ dày viên ép khác nhau làm cho
tín hiệu đo của một mẫu sau mỗi lần đo là không lặp lại. Vì vậy, để định
lượng nhanh hoạt chất kháng sinh khi có lẫn tá dược phải kết hợp phân tích
phổ hồng ngoại kết hợp với hồi quy đa biến. Từ các nguyên tắc của các mô
hình hồi quy đa biến ta nhận thấy rằng mô hình CLS tính toán dựa trên giá trị
độ hấp thụ quang theo số sóng trên toàn dải phổ và trên tập số liệu thô ban
đầu, còn với mô hình ILS thì phù hợp với tập số liệu nhỏ và chỉ sử dụng một
số giá trị độ hấp thụ tại một số số sóng đặc trưng khác. Với hai mô hình PCR
và PLS tính toán trên cơ sở tối ưu hóa cơ sở dữ liệu, loại bỏ nhiễu bằng cách
tìm số PC phù hợp. Sau khi xử lí tập dữ liệu theo các mô hình hồi quy, dựa
trên các hệ số tương quan R2, RMSE để đánh giá và lựa chọn mô hình phù
hợp để phân tích định lượng.
12
3.2.1. Ma trận mẫu chuẩn và ma trận mẫu kiểm tra xác định hoạt chất
cefixim khi có mặt các tá dược
Tiến hành chuẩn bị 30 mẫu chuẩn (gồm 20 mẫu chuẩn làm ma trận
chuẩn và 10 mẫu chuẩn để làm ma trận kiểm tra) chứa hỗn hợp gồm cefixim
cùng với bốn tá dược là magie stearate, bột talc, natriglycolat starch,
natrilaurysulfat theo như quy trình phân tích trong mục 2.2. với hàm lượng
(%) khối lượng thay đổi theo bảng 3.6 và 3.7. Đo phổ hồng ngoại hấp thụ của
các mẫu này trong vùng phổ từ 3600-2800 cm-1, ghi lại độ hấp thụ quang của
từng mẫu theo số sóng. Lưu lại kết quả dưới dạng ma trận tín hiệu đo có kích
thước (20x417) và (10x417) để xây dựng mô hình hồi qui. Dữ liệu độ hấp thụ
quang được ghi vào đĩa CD – phụ lục 3.
3.2.2. Nghiên cứu xác định cefixim khi có tá dược bằng phương pháp
CLS và ILS
CLS tính toán trên các tập số liệu ban đầu để tìm ra ma trận hệ số K:
Y0nxk =X0nxm Kmxk
Trong đó n số mẫu để xây dựng mô hình hồi quy đa biến (n=20), k số
sóng (k=417), m số cấu tử cần phân tích (m=1);
K là ma trận hệ số, trong đó với hồi qui đa biến K được tính như sau:
K=(X0tX0)-1X0tY0 trong đó X0t là ma trận chuyển vị của ma trận X.
Tương tự ILS tính toán trên tập ma trận tín Y0 hiệu độ hấp thụ quang
A để tìm ra ma trận hệ số K theo công thức
X0nxm =Y0nxk Pkxm
Trong đó n là số mẫu n=20, m là số cấu tử m=1, k là số bước sóng k=417,
P là ma trận hệ số được tính là P=(Y0tY0)-1Y0tX0.
Sau khi xử lí số liệu thấy rằng trong phương pháp CLS, do đặc tính số
liệu độ hấp thụ quang là số liệu thô ban đầu nên kết quả phân tích sẽ bị ảnh
hưởng trực tiếp bởi độ lớn giá trị độ hấp thụ quang A. Các kết quả trên cho
thấy, sự sai khác giữa hàm lượng thực và hàm lượng tính được từ mô hình
không quá lớn với mẫu kiểm tra có thể do thành phần tá dược trong các mẫu
này giống với các mẫu chuẩn và đã có tín hiệu tương ứng với mô hình hồi qui
nên. Tuy nhiên, khi phân tích mẫu thực tế, nếu nhà sản xuất thay đổi thành
phần tá dược thì kết quả sai số sẽ tăng lên.
Với phương pháp ILS, hàm lượng thu được là số âm chứng tỏ dưới giới
hạn phát hiện của phương pháp. Điều này có thể do mô hình chỉ sử dụng một
số giá trị độ hấp thụ tại một số số sóng chọn ngẫu nhiên (mà có thể tại đó
không có tín hiệu đo) nên gây ra nguồn sai số lớn.
13
Do vậy không nên sử dụng hai phương pháp CLS và ILC trong phân
tích định lượng bằng phổ IR.
3.2.3. Nghiên cứu xác định cefixim khi có lẫn tá dược theo phương pháp
PCR
PCR tính toán theo các bước sau :
Xử lý PCA:
- Tìm ma trận trọng số (PCAloading) và ma trận trị số (PCAscore) từ ma
trận tín hiệu (độ hấp thụ quang)
- Tìm số PC phù hợp của ma trận tín hiệu X
- Tìm phương trình hồi qui biểu diễn mối quan hệ giữa ma trận hàm
lượng và ma trận trọng số, ma trận trị số của các PC
- Tính lại các hàm lượng của hoạt chất cefixim trong mẫu chuẩn tự tạo
- Kiểm tra tính chính xác của mô hình hồi qui đa biến.
Căn cứ vào kết quả xử lí số liệu thấy rằng kết quả tốt, lặp lại ở ma trận
ban đầu với số PC bằng 4 và ở ma trận đạo hàm bậc 1 và 2 với các số PC 3
và 4. Các ma trận này đều có thể sử dụng làm mô hình chuẩn với các số PC
tối ưu khác nhau để định lượng nhanh cefixim khi có lẫn tá dược trong các
mẫu thuốc thành phẩm.
3.2.4. Xác định cefixim khi có lẫn tá dược theo phương pháp pháp PLS
Tính toán PLS theo các bước sau :
Tìm ma trận trị số (score matrices) và ma trận trọng số (loading
matrices), tìm hệ số hồi quy “BETA”
- Tìm số PC theo ma trận X và Y
- Tìm mối tương quan giữa X và Y theo số PC vừa tìm được ta được
“BETA”
- Tính lại hàm lượng cefixim trong các mẫu chuẩn tự tạo
- Kiểm tra tính chính xác của mô hình hồi qui đa biến.
Với các mô hình PLS xây dựng trên tập số liệu lừ ma trận phổ đạo hàm
bậc một và ma trận bậc hai cho ta kết quả khả quan hơn rất nhiều. Ở số
PC=2, có sự phù hợp lớn về hàm lượng tìm được với hàm lượng ban đầu
trong ma trận chuẩn nhưng sai khác rất lớn ở các ma trận kiểm tra. Khi số PC
bằng 3 và 4 kết quả đều tốt ở các mẫu chuẩn và mẫu kiểm tra. Vậy ta có thể
lựa chọn các mô hình đạo hàm bậc 1 và mô hình đạo hàm bậc 2 với số PC
bằng 3 hoặc 4 theo phương pháp PLS làm mô hình chuẩn xác định cefixim
trong thuốc thành phẩm.
14
Như vậy đối với các hợp chất bất kỳ, để xác định bằng phương pháp
phổ IR két hợp với thuật toán PLS, việc xây dựng mô hình chuẩn cần tiến
hành theo các bước sau đây:
- Sử dụng ma trận hàm lượng (của mẫu chuẩn tự tạo) và ma trận tín hiệu
ban đầu tìm số PC và tính lại hàm lượng các hoạt chất trong các mẫu
chuẩn bắt đầu với số PC sao cho tổng phương sai tích lũy đạt 95%, cho
đến khi các hệ số tương quan và hệ số biến thiến (RMSES) đạt yêu cầu
(R>0,9 và RMSES <5 nếu tính theo % hàm lượng). Nếu tìm được số PC
phù hợp thì dừng lại.
- Nếu tăng số PC mà % phương sai tích lũy đã lớn hơn 99% nhưng vẫn
chưa đạt yêu cầu về R và RMSE thì phải tiến hành đạo hàm bậc 1 và
đạo hàm bậc 2 phổ IR rồi tiếp tục tìm số PC phù hợp.
Kết quả hàm lượng thu được ở cho thấy cả 2 phương pháp PCR và PLS
đều cho kết quả tốt, song với phương pháp PLS có các giá trị RMSE S và
RMSET thấp hơn. Mặt khác, với mô hình đạo hàm bậc 2 có thể tách tín hiệu,
loại bỏ nhiễu nhưng làm giảm giá trị A nên làm cho sai số lại tăng lên. Vì
vậy, chúng tôi lựa chọn ma trận đạo hàm bậc 1 với số PC bằng 4 theo phương
pháp PLS để làm mô hình chuẩn xác định hoạt chất cefixim trong thuốc.
3.2.5. Nghiên cứu lựa chọn mô hình hồi quy đa biến xác định hoạt chất
kháng sinh sulfaguanidin trong thuốc
Chuẩn bị 35 mẫu tự tạo theo quy trình xử lí mẫu mục 2.2, gồm 25 mẫu
làm ma trận chuẩn và 10 mẫu làm ma trận kiểm tra chứa hoạt chất
sulfaguanidin và tá dược thường sử dụng trong thành phần viên thuốc là
magie stearat, natriglycolat starch. Đo 35 mẫu tự tạo theo quy trình mục 2.2.
Ma trận chuẩn gồm ma trận nồng độ có kích thước (25x1), ma trận tín hiệu
có kích thước (25x417); ma trận kiểm tra gồm ma trận nồng độ có kích thước
(10x1), ma trận tín hiệu có kích thước (10x417) ( đĩa CD – phụ lục 3).
Nhập các dữ liệu ma trận nồng độ và ma trận tín hiệu của ma trận
chuẩn, ma trận kiểm tra vào cửa sổ workspace và chạy câu lệnh theo từng
bước của từng phương pháp PLS và PCR trong cửa sổ comman window. Kết
quả ta thu được các ma trận Ypred, Ytest tính ra được từ mô hình với các số
PC khác nhau. Xử lí kết quả theo các công thức (3.1, 3.2, 3.3) tìm ra các hệ
số tương quan R2, RMSES, RMSET để tìm ra thuật toán hồi quy phù hợp với
số PC lựa chọn tối ưu.
15
Dựa vào bảng kết quả phân tích số liệu ta thấy rằng các giá trị R2 tăng
lên khi thay đổi số PC từ 3 đến 5, khi số PC thay đổi từ 5 đến 7 thì hệ số
tương quan R2 không thay đổi nhiều. Các giá trị RMSE thay đổi không nhiều
và có xu hướng giảm dần khi tăng số PC. So sánh các giá trị hệ số tương
quan của các ma trận chuẩn và ma trận kiểm tra ta thấy với số PC=5 độ chính
xác lặp lại. Do vậy, ta có thể lựa chọn phương pháp PLS với PC tối ưu bằng 5
để xác định sulfaguanidin trong các mẫu thuốc.
3.3. Nghiên cứu lựa chọn mô hình hồi quy đa biến xác định đồng thời các
hoạt chất kháng sinh trong thuốc
Trên thực tế, hầu như các thuốc kháng sinh chỉ chứa một số hoạt chất
và tá dược. Do đó, mô hình hồi qui đa biến như phần 3.2 là hoàn toàn phù
hợp. Tuy nhiên, do tỷ lệ kháng thuốc và kháng chéo giữa một số kháng sinh
đặc biệt nhóm các sulfamid rất cao nên đã có một số loại thuốc ở dạng phối
hợp nhiều kháng sinh như phối hợp sulfamethoxazol với trimethoprim hoặc
amoxiclin với clavunalat để tăng khả năng điều trị bệnh. Mặt khác, qua khảo
sát điều kiện đo ta thấy rằng các hoạt chất kháng sinh đều có chung điều kiện
đo phổ IR và thuốc thành phẩm chứa kháng sinh có cùng chung nhiều thành
phần tá dược như nhau. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn ghép chung một số hoạt
chất vào từng nhóm nhỏ xây dựng ma trận xác định đồng thời các hoạt chất
kháng sinh khi có lẫn các tá dược. Mô hình này nếu áp dụng được sẽ rất tiện
lợi cho việc phát triển phần mềm mở (cập nhật thông tin mẫu chuẩn vào một
mô hình) để xác định một hay nhiều hoạt chất trong thuốc trên các thiết bị IR
đo hiện trường.
3.3.1. Nghiên cứu xác định đồng thời cefaclor, cephalexin, cefadroxil khi
có tá dược
3.3.1.1. Chế tạo mẫu chuẩn và mẫu kiểm tra chứa hoạt chất cefaclor,
cephalexin, cefadroxil và các tá dược
Chuẩn bị 31 mẫu tự tạo (22 mẫu chuẩn và 9 mẫu kiểm tra) chứa đồng
thời ba hoạt chất cefaclor, cephalexin, cefadroxil và tổng ba tá dược: Magie
stearate, bột talc, lactose theo như quy trình phân tích trong mục 2.2. Ta
được ma trận nồng độ chuẩn có kích thước (22x4) và ma trận nồng độ kiểm
tra có kích thước (10x4) (đĩa CD- phụ lục 3).
3.3.1.2. Xác định đồng thời cefaclor, cephalexin, cefadroxil khi có lẫn tá
dược theo mô hình PCR
Để có thể lựa chọn mô hình chuẩn theo phương pháp PCR việc đầu tiên
chúng ta phải tìm giá trị PC tối ưu bằng cách nhập các ma trận nồng độ có
16
kích thước (22x1) ứng với thành phần phần trăm của từng chất trong 22 mẫu
chuẩn, nhập ma trận tín hiệu bằng cách đo 22 mẫu chuẩn này trong vùng
sóng 3600- 2800cm-1, thu tín hiệu dưới dạng excel, chuyển các giá trị A của
mẫu sang hàng ngang tương ứng với từng bước sóng, ta có ma trận tín hiệu
ma trận chuẩn có kích thước (22x417). Chuyển các ma trận nồng độ và ma
trận tín hiệu vào cửa sổ workspace, nhập câu lệnh tìm số PC như mục 2.3
trong cửa sổ comman window, ta thu được kết quả PC bắt đầu khảo sát là 5.
Căn cứ vào các giá trị R2, RMEC, RMEP thu được ta thấy rằng ở số PC=5
vẫn cho kết qủa không chính xác, với PC bằng 6 và 7 thì kết quả có tăng độ
chính xác hơn rõ rệt khi các giá trị R2 ở mức dao động trong khoảng giá trị
(0,84 – 0,94) và RMEP thấp, khi PC bằng 8 và 9 các giá trị không thay đổi
nhiều và cho kết quả tốt với R2 dao động trong khoảng (0,9 – 0,97) trong đó
số PC=8 cho kết quả tốt hơn. Kết quả của các mẫu kiểm tra có sự lặp lại so
với các mẫu chuẩn do vậy ta có thể lựa chọn ma trận chuẩn làm mô hình
chuẩn xác định đồng thời các hoạt chất cefaclor, cephalexin, cefadroxil khi có
lẫn các tá dược bằng phương pháp PCR với số PC tối ưu là 8.
3.3.3. Đánh giá lựa chọn mô hình chuẩn xác định đồng thời cefaclor,
cephalexin, cefadroxil khi có lẫn tá dược theo phương pháp pháp PLS
Dựa vào các giá trị thu được ta thấy rằng với số PC bằng 5 và 6 kết quả
thu được là không tốt khi R2 dao động trong khoảng (0,696 – 0,982), RMEC
và RMEP còn cao, kết quả không lặp lại ở các ma trận chuẩn và ma trận kiểm
tra do đó 2 giá trị PC này không lựa chọn. Với PC bằng 7, 8 và 9 cho kết quả
tương đối đồng đều ở cả 3 hoạt chất và có sự lặp lại ở các ma trận chuẩn, ma
trận kiểm tra trong đó kết quả tốt nhất là số PC=8. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn
ma trận chuẩn làm mô hình chuẩn theo phương pháp PLS với số PC=9 để xác
định 3 hoạt chất kháng sinh cefaclor, cephalexin, cefadroxil trong thuốc.
Căn cứ vào bảng kết quả xử lí số liệu của ma trận chuẩn và ma trận kiểm
tra theo 2 phương pháp PCR và PLS với các số PC khác nhau chúng tôi thấy
rằng hoàn toàn có thể dùng ma trận chuẩn để làm mô hình chuẩn xác định các
hoạt chất kháng sinh trong thuốc ma không cần tách loại khi kết hợp với thuật
toán hồi quy đa biến PLS với số PC=9 và PCR với số PC=8. Trong 2 phương
pháp, phương pháp PLS cho kết quả tốt hơn so với phương pháp PCR khi cho
các giá trị R2 ở các hoạt chất trong các ma trận chuẩn và ma trận kiểm tra tốt
hơn do vậy với ma trận chuẩn này chúng tôi lựa chọn làm mô hình chuẩn để
định lượng các hoạt chất kháng sinh khi có lẫn tá dược bằng phương pháp phổ
hồng ngoại kết hợp với thuật toán hồi quy đa biến PLS với số PC=9.
17
3.3.4. Xây dựng mô hình định lượng đồng thời các hoạt chất kháng sinh
trong thuốc theo mô hình PLS và PCR
3.3.4.1. Xây dựng mô hình định lượng đồng thời các hoạt chất kháng sinh
nhóm penicilin trong thuốc theo mô hình PLS và PCR
Chạy dữ liệu ma trận tín hiệu và ma trận hàm lượng của 24 mẫu chuẩn
và 10 mẫu kiểm tra trên hai mô hình PLS và PCR với các số PC thay đổi từ 4
đến 7. Kết quả thu được thấy rằng đều cho kết quả tốt, mô hình PCR cho kết
quả tối ưu. Vì vậy, lựa chọn mô hình PCR với số PC = 6 làm mô hình định
lượng đồng thời penicilin, ampicilin và amoxicilin trong thuốc.
3.3.4.2. Xây dựng mô hình định lượng đồng thời các hoạt chất kháng sinh
ceftriaxon và cefotaxim trong thuốc theo mô hình PLS và PCR
Xây dựng mô hình xác định ceftriaxon và cefotaxim bằng ma trận tín
hiệu và ma trận hàm lượng của 24 mẫu chuẩn và kiểm tra độ đúng bằng ma
trận tín hiệu và ma trận hàm lượng của 16 mẫu kiểm tra. Chạy dữ liệu trên
hai mô hình PLS và PCR với các số PC thay đổi từ 5 đến 8. Kết quả thu
được thấy rằng đều cho kết quả tốt ở hai mô hình PLS và PCR. Vì vậy, có thể
xác định hai hoạt chất này trên cả hai mô hình với số PC = 7
3.3.4.3. Xây dựng mô hình định lượng đồng thời các hoạt chất kháng sinh
cefixim và cefadroxil trong thuốc theo mô hình PLS và PCR
Chạy dữ liệu ma trận tín hiệu và ma trận nồng độ của 22 mẫu chuẩn và
10 mẫu kiểm tra trên hai mô hình PLS và PCR với các số PC thay đổi từ 4
đến 7. Kết quả thu được thấy rằng đều cho kết quả tốt, mô hình PCR cho kết
quả tối ưu. Vì vậy, lựa chọn mô hình PLS với số PC = 5 làm mô hình định
lượng đồng thời cefixim và cefadroxil trong thuốc.
3.3.4.4. Xây dựng mô hình định lượng đồng thời các hoạt chất kháng sinh
penicilin và cephalexin trong thuốc theo mô hình PLS và PCR
Sau khi xử lí số liệu trên ma trận tín hiệu ban đầu kết quả thu được
không tốt, do tiến hành tối ưu hóa ma trận và tiến hành đạo hàm bậc 1 và ma
trận bậc hai. Xử lí số liệu trong matlab2015 theo 2 mô hình PLS và PCR với
các số PC thay đổi từ 2 đến 5. Kết quả thu được ma trận đạo hàm bậc 1 theo
mô hình PLS với số PC =4 là tối ưu cho việc xác định các hoạt chất
cephalexin và penicilin trong thuốc.
18
- Xem thêm -