Nghiên cứu định lượng nhanh một số hoạt chất trong thuốc bằng phổ kế hồng ngoại gần và trung bình

Thuốc là mặt hàng siêu lợi nhuận,vì vậy tình trạng buôn bán thuốc giả, thuốc kém chất lượng ngày càng phức tạp với số lượng lớn, từ loại thuốc phổ biến thông thường (như kháng sinh, cảm cúm) đến loại đặc trị (như ung thư, tim mạch) dẫn đến hậu quả không lường trước. Tại Việt Nam, theo Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương, năm 2011, trong số hơn 31.000 mẫu thuốc được kiểm tra gần đây thì đã có hơn 1.000 mẫu không đạt tiêu chuẩn chất lượng như nhiễm khuẩn, không đủ độ hòa tan, không đủ lượng. Tuy nhiên, việc phát hiện thuốc giả lưu thông trên thị trường gặp rất nhiều khó khăn. Thông thường, do doanh số bán (lượng tiêu thụ) của một mặt hàng thuốc nào đó giảm nghiêm trọng, nhà sản xuất hoặc nhà phân phối hàng chính hãng mới đặt vấn đề với cơ quan chức năng về hiện tượng làm giả thuốc này và khi đó cơ quan chức năng mới tiến hành xác minh (kiểm tra đột xuất tại các cơ sản xuất kinh doanh; niêm phong mẫu và đem phân tích theo các phương pháp tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm, rồi đưa ra kết luận). Kiểm định thuốc thường đòi hỏi thời gian dài với nhiều công đoạn phức tạp và chi phí kiểm định khá cao. Vì vậy, ngày nay thế giới đang có xu hướng tìm kiếm những phương pháp và thiết bị cho phép kiểm định nhanh thuốc đang lưu thông trên thị trường.

So với phương pháp phân tích truyền thống để định lượng hoạt chất thuốc được qui định trong Dược điển là sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) thì định lượng chất hữu cơ bằng phổ hồng ngoại gần và trung có ưu điểm nổi trội do có khả năng phân tích nhanh, xử lý mẫu đơn giản (đặc biệt mẫu rắn), giá thành phân tích không cao do không tiêu tốn dung môi, thiết bị phân tích giá thành thấp và nếu kết hợp với thuật toán hồi qui đa biến thì có thể phân tích định lượng đồng thời các hoạt chất trong thuốc bằng cùng một mô hình toán cho tất các các chất trong cùng nhóm thuốc. Trên thị trường, ngoài các thiết đo hồng ngoại đã được thương mại hóa mà chủ yếu dùng cho phân tích cấu trúc, các hãng thiết bị cũng có giới thiệu các thiết bị cầm tay để định tính và bán định lượng hoạt chất. Ưu điểm của thiết bị là gọn nhẹ, phân tích nhanh nhưng hạn chế là cơ sở dữ liệu dùng cho nhiều nền mẫu khác nhau nên kết quả thường kém chính xác, đối khi sai số so với trên nhãn 150% nên rất khó kết luận về chất lượng thuốc. Ngoài ra, phần mềm và cơ sở dữ liệu của nó không cho phép can thiệp nên khó khăn trong việc bổ sung cơ sở dữ liệu khi điều chỉnh qui trình phân tích.

Nhằm kiểm tra chất lượng thuốc bằng phương pháp phân tích nhanh hiện đại, nhóm đề tài do TS. Bùi Xuân Thành, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu định lượng nhanh một số hoạt chất trong thuốc bằng phổ kế hồng ngoại gần và trung bình”. Đây là nghiên cứu đầu tiên của Việt Nam sử dụng phương pháp pháp quang phổ hồng ngoại gần và trung bình kết hợp với thuật toán hồi qui đa biến để phát hiện nhanh các hoạt chất trong thuốc.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài thu được các kết quả sau:

1. Tiến hành khảo sát các điều kiện đo bằng phương pháp phổ hồng ngoại gần và trung bình

- Đã lựa chọn vùng phổ nghiên cứu trong khoảng từ 3600 - 2800cm-1; Tỷ lệ trộn mẫu/KBr là 2:98; Khối lượng cân đem ép viên là 15mg; Độ ẩm khoảng 30-35%.

- Các thành phần tá dược phổ biến thường đi kèm với các loại thuốc có ảnh hưởng đến tín hiệu phổ hấp thụ hồng ngoại trong khoảng phổ lựa chọn là: tinh bột sắn, magie stearate, canxi phosphat, maltodextrin, natriglycolat starch, natri laurysunfat, magie stearate, lactose và bột talc. Do đó phải sử dụng phương pháp phổ hồng ngoại kết hợp với thuật toán hồi quy đa biến để tiến hành định lượng các hoạt chất trong thuốc sử dụng các mô hình hồi quy đa biến tuyến tính (CLS, ILS, PLS, PCR).

2. Xây dựng được các mô hình đường chuẩn và ma trận kiểm tra xác định các hoạt chất kháng sinh với mô hình hồi quy đa biến phù hợp

- Xác định hoạt chất kháng sinh Cefixim có lẫn tá dược natriglycolat starch, natri laurysunfat , magie stearate và bột talc với mô hình PLS

- Xác định đồng thời các hoạt chất kháng sinh Sulfaguanidin, Sulfamethoxazol, Trimethoprim có lẫn các tá dược tinh bột sắn, canxi phosphate và maltodextrin với mô hình PCR;

- Xác định đồng thời Cephalexin, Cefaclor, Cefadroxil có lẫn các tá dược magie stearate, lactose và bột talc với mô hình PLS; Xác định đồng thời penicillin, ampicillin, amoxicillin có lẫn các tá dược magie stearate và natriglycolat starch với mô hình PCR;

- Xác định đồng thời Cefotaxime, Ceftriaxone có lẫn các tá dược magie stearate, lactose và bột talc với mô hình PLS.

3.Đánh giá được phương pháp phân tích phổ hồng ngoại gần và trung bình trong phân tích các hoạt chất kháng sinh trong thuốc với giá trị LOD từ 5,9-14,2 μg, LOQ từ 19 - 47,5 μg

4. Ứng dụng mô hình hồi quy tuyến tính PCR và PLS kết hợp với phương pháp phổ hồng ngoại gần và trung bình để xác định nhanh một số mẫu thuốc đang lưu thông trên thị trường hiện nay.

Độ lệch của phương pháp với phương pháp đối chứng HPLC theo dược điển Việt Nam và phương pháp đối chứng LC-MS là 0,2%-10,5%  (<15%). Do đó, có thể thấy kết quả là đáng tin cậy và hoàn toàn có thể áp dụng phương pháp phổ hồng ngoại gần và trung bình kết hợp với thuật toán hồi quy đa biến để định lượng nhanh một số các hoạt chất thuốc kháng sinh trong các mẫu thuốc đang lưu thông trên thị trường. Kết quả thu được từ nghiên cứu này mở ra hướng nghiên cứu mới sử dụng các thiết bị đơn giản để xác định nhanh các chất trong mẫu đo phức tạp mà không cần phá mẫu hoặc xử lý nhanh tại chỗ.

Các kết quả của đề tài cung cấp kiến thức về dược, các kỹ thuật phân tích, kiến thức về xử lý các kết quả đo trên cơ sở đánh giá sự tương tác, tương quan của các thành phần trong mẫu đo để đưa ra kết quả có độ tin cậy cao, kiến thức chuyên sâu về phân tích phổ nói chung và phổ hồng ngoại nói riêng nhằm giúp các nhà khoa học có những ý tưởng mới trong việc nghiên cứu các kỹ thuật phân tích nhanh và ứng dụng trong cuộc sống. Ngoài ra, mở ra hướng nghiên cứu mới sử dụng các thiết bị đơn giản để xác định nhanh các chất trong mẫu đo phức tạp mà không cần phá mẫu hoặc xử lý nhanh tại chỗ, tạo điều kiện đưa phép phân tích ra khỏi phòng thí nghiệm. Việc kiểm soát nhanh sự gian lận thuốc và dược liệu nhằm làm giả chi phí cho xã hội trong việc khắc phục hậu quả của việc sử dụng thuốc giả, đồng thời góp phần làm lành mạnh môi trường kinh doanh nói chung và kinh doanh dược phẩm nói riêng…

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16550/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)