Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hoá học: Xác định đồng thời paracetamol, ibuprofen, cafein trong thuốc viên nén ibuparavic theo phương pháp trắc quang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm áp dụng phương pháp phân tích trắc quang để xây dựng quy trình xác định đồng thời paracetamol, ibuprofen, cafein trong thuốc giảm đau, hạ sốt Ibuparavic trên thị trường. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hoá học: Xác định đồng thời paracetamol, ibuprofen, cafein trong thuốc viên nén ibuparavic theo phương pháp trắc quang

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ THỊ ÁNH TUYẾT XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI PARACETAMOL, IBUPROFEN VÀ CAFEIN TRONG THUỐC VIÊN NÉN IBUPARAVIC THEO PHƢƠNG PHÁP TRẮC QUANG Chuyên ngành: Hoá Phân Tích Mã số: 60.40.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS Trần Tứ Hiếu THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2 LỜI CẢM ƠN Luận văn này được thực hiện tại Trường Đại học Sư pha –̣ m Đại học Thái Nguyên và Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nô .̣ i Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Trần Tứ Hiếu, Thầy Mai Xuân Trường đã tận tì nh giúp đỡ , chỉ bảo, động viên và giúp đỡ tô i trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy , cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư Phạm – Đại học Thái Nguyên, các thầy, cô giáo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Sư phạm I Hà Nội đã tận tình giảng dạy , giúp đỡ và đưa ra nhiều ý kiến quý báu về mặt chuyên môn trong quá trình tôi nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Tôi xin chân thà nh cảm ơn Ban Giám Hiệu, Khoa Sau đại học Trường Đại h ọc Sư phạm – Đại h ọc Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trì nh học tập và làm luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh , chị ở Trung Tâm Kiểm Nghiệm Dược – Sở Y tế tỉ nh Hà Giang đã nhiệt tì nh giúp đỡ tôi hoàn thành luận .văn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ và những người thân trong gia đì nh và các đồ ng nghiệp đã giúp đỡ , động viên tôi rất nhiều trong quá trình hoàn thiện luận văn. Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 8 năm 2011 Xác nhận Tác giả Vũ Thị Ánh Tuyết Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3 MỤC LỤC Trang MỤC LỤC Danh mục các từ viết tắt của luận văn Danh mục các bảng của luận văn Danh mục các hình của luận văn MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u 3 1.1.1. Cơ sở của phƣơng pháp phân tí ch trắc quang 3 1.1.2. Các phƣơng pháp xác định đồng thời các cấu tử 5 1.1.2.1. Phương pháp Vierordt 5 1.1.2.2. Phương pháp phổ đạo hàm 7 1.1.2.3. Phương pháp bì nh phương tối thiểu 9 1.1.2.4. Phương pháp lọc Kalman 10 1.2. Tổng quan về paracetamol, ibuprofen và cafein 11 1.2.1. Paracetamol 11 1.2.1.1. Giới thiệu chung 11 1.2.1.2. Tính chất vật lý 12 1.2.1.3. Tính chất hóa học 12 1.2.1.4. Dược lý cơ chế tác dụng 15 1.2.1.5. Quá trình chuyển hóa paracetamol trong cơ thể 17 1.2.1.6. Độc tính của paracetamol 18 1.2.1.7. Dạng thuốc 18 1.2.2. Ibuprofen 18 1.2.2.1. Giới thiệu chung 19 1.2.2.2.Tính chất vật lý 19 1.2.2.3. Dược động học ở người 1.2.2.4. Để đị nh lượng IBU người ta dùng 20 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4 1.2.2.5. Điều chế 1.2.2.6. Tác dụng 20 1.2.2.7. Sự chuyển hóa 22 1.2.2.7. Dạng thuốc 22 1.2.3. Cafein 22 1.2.3.1. Giới thiệu chung 22 1.2.3.2. Tính chất vật lý 23 1.2.3.3. Tổng hợp 23 1.2.3.4. Dược lý cơ chế tác dụng 25 1.2.3.5. Điều chế 25 1.3. Một số loại chế phẩm chứa paracetamol, ibuprofen và cafein 28 1.3.1. Thuốc Dimitalgin 28 1.3.2. Thuốc Ibu Acetalvic 29 1.3.3. Thuốc Ibuparavic 29 Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM 30 2.1. Thiết bị , dụng cụ và hóa chất 30 2.1.1. Thiết bị 30 2.1.2. Dụng cụ 30 2.1.3. Hóa chất 30 2.2. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu 30 2.2.1. Nội dung nghiên cứu 30 2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 31 2.2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u lý thuyết 31 2.2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u thƣ̣c nghiệm 31 2.2.2.3. Phƣơng pháp thống kê toán học 31 2.3. Chuẩn bị các dung môi pha mẫu 32 2.4. Đánh giá độ tin cậy của quy trì nh phân tí ch 32 2.4.1. Giới hạn phát hiện (LOD) 32 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5 2.4.2. Giới hạn định lượng (LOQ) 32 2.4.3. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp 33 2.4.4. Đánh giá kết quả phép phân tích theo thống kê 34 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35 3.1. Khảo sát sơ bộ phổ hấp thụ phân tử của PRC, IBU và CF. 35 3.2. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của PRC vào pH 36 3.3. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của PRC, IBU và CF theo thời gian 37 3.4.Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của PRC, IBU và CF theo nhiệt độ 38 3.5. Kiểm tra tính cộng tính độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp PRC, IBU và CF 40 3.6. Khảo sát khoảng tuyến tính sự tuân theo định luật Bughe - Lămbe - Bia của dung dị ch PRC, IBU và CF, xác định LOD và LOQ 42 3.6.1. Khảo sát khoảng tuyến tính của PRC 42 3.6.2. Xác định LOD và LOQ của PRC 43 3.6.3. Khảo sát khoảng tuyến tính của CF 43 3.6.4. Xác định LOD và LOQ của CF 45 3.6.5. Khảo sát khoảng tuyến tính của IBU 45 3.6.6. Xác định LOD và LOQ của IBU 46 3.7. Khảo sát, đánh giá độ tin cậy của phƣơng pháp nghiên cứu trên các hỗn hợp tự pha 47 3.7.1. Xác định hàm lƣợng PRC và CF trong hỗn hợp tự pha 47 3.7.2. Xác định hàm lƣợng PRC và IBU trong hỗn hợp tự pha 53 3.7.3. Xác định hàm lƣợng CF và IBU trong hỗn hợp tự pha 58 3.7.4. Xác định hàm lƣợng PRC, IBU và CF trong các hỗn hợp tự pha 63 3.8. Xác định đồng thời PRC , IBU và CF trong thuốc viên nén ibuparavic 65 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CỦA LUẬN VĂN Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt Paraxetamon Paracetamol PRC Ibuprofen Ibuprofen IBU Cafein Cafein CF High Performance Liquid Sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC Chromatography Giới hạn phát hiện Limit Of Detection LOD Giới hạn định lƣợng Limit Of Quantity LOQ Bình phƣơng tối thiểu Least Squares LS Sai số tƣơng đối Relative Error RE Độ lệch chuẩn Standard Deviation S hay SD Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7 DANH MỤC CÁC BẢNG CỦA LUẬN VĂN STT Tên bảng Trang 1 Bảng 3. 1. Độ hấp thụ quang của PRC, IBU và CF ở các giá trị pH 36 Bảng 3.2. Độ hấp thụ quang của PRC, IBU, CF và hỗn hợp ở 2 37 một số bƣớc sóng Bảng 3.3. Sƣ̣ phụ thuộc độhấp thụ quang của dung dị ch RC, P IBU 3 39 và CF theo thời gian Bảng 3.4. Sƣ̣ phụ thuộc độ hấp thụ quang của dung dịch PRC, IBU 4 41 và CF theo nhiệt độ 5 Bảng 3.5. Độ hấp thụ quang của dung dịchRC P ở các giá trị nồng độ 42 6 Bảng 3.6. Kết quả xác đị nh LOD và LOQ của paracetamol 43 7 Bảng 3.7. Sƣ̣ phụ thuộc ộđhấp thụ quang của CF theo nồng độ 44 8 Bảng 3.8. Kết quả tính LOD và LOQ của CF 45 9 Bảng 3.9. Sƣ̣ phụ thuộc ộđhấp thụ quang của IBU theo nồng độ 45 10 Bảng 3.10. Kết quả tính LOD và LOQ của IBU 46 Bảng 3.11. Pha chế các dung dị ch hỗn hợp PRC, CF khi hàm 11 48 lƣợng PRC >CF Bảng 3.12. Pha chế các dung dị ch hỗn hợp PRC, CF khi hàm 12 49 lƣợng PRC CF Bảng 3.14. Kết quả tính nồng độ, sai số của phép xác định PRC 14 52 và CF trong hỗn hợp tự pha khi hàm lƣợng CF > PRC Bảng 3.15 Pha chế các dung dị ch hỗn hợp PRC, IBU khi hàm 15 54 lƣợng PRC >IBU 16 Bảng 3.16. Pha chế các dung dị ch hỗn hợp PRC, IBU khi hàm 55 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8 lƣợng PRC IBU Bảng 3.18. Kết quả tính nồng độ, sai số của phép xác đị nh PRC 18 57 và IBU trong hỗn hợp tự pha khi hàm lƣợng PRC IBU Bảng 3.20. Pha chế các dung dị ch hỗn hợp CF, IBU khi hàm 20 60 lƣợng CF IBU Bảng 3.22. Kết quả tính nồng độ, sai số của phép xác đị nh CF 22 62 và IBU trong hỗn hợp tự pha khi hàm lƣợng CF
9 DANH MỤC CÁC HÌNH CỦA LUẬN VĂN STT Tên hình Trang Hình 1.1. Công thƣ́c cấu tạo PRC dạng không gian 3 1 12 chiều 2 Hình 1.2. Công thƣ́c cấu tạo paracetamol 12 Hình 3. 1. Phổ hấp thụ của dung dịch chuẩn P RC(1), IBU 3 35 (2), CF (3) Hình 3.2. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của dung dịch 4 38 PRC(1), IBU (2), CF(3) theo thời gian Hình 3.3. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của dung dịch 5 39 PRC(1), IBU (2), CF(3) theo nhiệt độ. Hình 3.4. Đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ thuộc 6 42 của độ hấp thụ quang A vào nồng độ PRC Hình 3.5. Đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ thuộc của 7 44 độ hấp thụ quang A vào nồng độ CF Hình 3.6. Đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ thuộc của 8 46 độ hấp thụ quang A vào nồng độ IBU Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây thuốc tân dƣợc đƣợc bán rộng rãi trên thị trƣờng với nhiều loại có tác dụng giảm đau, hạ sốt, chống viêm... với những thành phần khác nhau nhƣ paracetamol, ibuprofen, cafein... Để định lƣợng các chất trong thuốc này theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất thì phải tách riêng từng chất rồi định lƣợng bằng các phƣơng pháp khác nhau. Do đó công tác kiểm nghiệm chất lƣợng sản phẩm, xác định thành phần của thuốc ngày càng đòi hỏi kĩ thuật chính xác, hiện đại và nhanh chóng nhƣ phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) có độ lặp và độ chính xác cao đã đƣợc ứng dụng. Tuy nhiên phƣơng pháp HPLC còn hạn chế bởi đòi hỏi hóa chất và dung môi phải có độ tinh khiết cao, hệ thống thiết bị đắt tiền và đòi hỏi kĩ thuật phức tạp nên chƣa đƣợc ứng dụng rộng rãi. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử có nhiều ƣu điểm hơn nhƣ sử dụng máy móc đơn giản, hóa chất phổ biến và thời gian phân tích nhanh, tiết kiệm đƣợc hóa chất, hạ giá thành phân tích mẫu, đồng thời do thời gian phân tích nhanh cũng khắc phục đƣợc sự nhiễm bẩn [3], [6]. Để khắc phục nhƣợc điểm của các phƣơng pháp nghiên cứu trên, các nhà khoa học đã kết hợp công nghệ thông tin với phƣơng pháp trắc quang và áp dụng thuật toán lọc Kalman để xác định các chất trong hỗn hợp, phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm nhƣ quy trình phân tích tiết kiệm hóa chất, tốn ít thời gian, đơn giản và độ nhạy, độ lặp chính xác khá cao nên dùng để kiểm tra hàm lƣợng các biệt dƣợc trong phép phân tích một cách tƣơng đối nhanh và tiện lợi [7], [9]. Để kiểm tra chất lƣợng của các thuốc , các phòng kiểm nghiệm của các công ty Dƣợc thƣờng dùng phƣơng pháp hiện đại HPLC . Tuy vậy ph ƣơng pháp này đòi hỏi phải có thiết bị HPLC đó là thiết bị tƣơng đối đắt tiền và để phân tích cần cán bộ có tay nghề . Điều này không thí ch hợp cho các phòng kiểm nghiệm nhỏ. Bởi vậy , chúng tôi nghiên cứu phƣơng pháp xá c đị nh thành phần và chất lƣợng của các thuốc này bằng phƣơng pháp trắc quang . Đây là phƣơng pháp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2 đang sƣ̉ dụng khá phổ biến với mong muốn xây dƣ̣ng đƣợc phƣơng pháp kiểm nghiệm các loại thuốc trên thuận lợi cho các phòng th í nghiệm nhỏ không có điều kiện trang bị nhƣ̃ng máy đắt tiền. Để mở rộng hiểu biết về phƣơng pháp phân tích trắc quang, ứng dụng công nghệ thông tin vào nghiên cứu khoa học cũng nhƣ trau dồi kinh nghiệm, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Xác định đồng thời paracetamol, ibuprofen, cafein trong thuốc viên nén ibuparavic theo phương pháp trắc quang” Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3 Chƣơng I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1.1. Cơ sở của phƣơng pháp phân tích trắc quang xác định đồng thời nhiều cấu tử Phƣơng pháp phân tích trắc quang là phƣơng pháp phân tích quang học dựa trên việc đo độ hấp thụ năng lƣợng ánh sáng của một chất xác định ở một vùng phổ nhất định. Trong phƣơng pháp này chất cần phân tích đƣợc chuyển thành hợp chất có khả năng hấp thụ năng lƣợng ánh sáng. Hàm lƣợng của các chất cần phân tí ch đƣợc xác định bằng cách đo sự hấp thụ ánh sáng của hợp chất màu. Phân tích trắc quang là một phƣơng pháp phân tích lý hóa phổ biến và quan trọng để xác định hàm lƣợng các nguyên tố, các chất và hợp chất trong nhiều đối tƣợng phân tích khác nhau. Ví dụ để kiểm tra các quá trình sản xuất trong công nghiệp hóa học, công nghiệp luyện kim, nghiên cứu sinh học, y học... Phƣơng pháp phân tích trắc quang đƣợc ứng dụng nhiều do có độ nhạy, độ chính xác và độ chọn lọc khá cao. Phƣơng pháp thực hiện nhanh, thuận lợi, thiết bị đơn giản và dễ tự động hóa nên đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều nhà máy , phòng thí nghiệm... Phƣơng pháp phân tích trắc quang xác định đồng thời các cấu tử dựa trên định luật Bughe - Lămbe - Bia và tính chất cộng tính độ hấp thụ quang của các cấu tử trong hỗn hợp. Phƣơng trình toán học biểu diễn định luật Bughe - Lămbe - Bia A = . b. C (1) Trong đó : A: độ hấp thụ quang của dung dịch ở bƣớc sóng . (A không có thứ nguyên) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4 : hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử tại bƣớc sóng . b: bề dày lớp dung dịch (cm). C: nồng độ của cấu tử trong dung dịch (mol/lit). Bản chất của định luật cộng tính là độ hấp thụ quang của dung dị ch hỗn hợp gồm nhiều cấu tƣ̉ thì bằng tổng độ hấp thụ quang của từng cấu tử trong dung dịch. Biểu thức của định luật cộng tính: n A λ =A1,λ +A 2,λ +...+Ai,λ +...+A n,λ =  Ai,λ (2) i=1 Trong đó: A: độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch hỗn hợp chứa n cấu tử ở bƣớc sóng . A i,: độ hấp thụ ánh sáng của cấu tử thứ i ở bƣớc sóng . n : là số cấu tử hấp thụ ánh sáng có trong hỗn hợp, với i = 1  n. Kết hợp với (1) phƣơng trình (2) có thể biểu diễn: n A λ = ε1,λ .b.C1 +ε 2,λ .b.C2 +...+ε n,λ .b.Cn =  ε i,λ .b.Ci (3) i=1 Định luật cộng tính đƣợc phát biểu nhƣ sau: “Ở một bƣớc sóng đã cho độ hấp thụ quang của một hỗn hợp các cấu tử không tƣơng tác hóa học với nhau bằng tổng độ hấp thụ quang của các cấu tử riêng biệt ở cùng bƣớc sóng này”. Khi phân tích đồng thời nhiều cấu tử trong cùng một dung dịch thì tính chất cộng tính của độ hấp thụ quang thƣờng không đảm bảo (vì ảnh hƣởng vật lí, hóa học...) làm ảnh hƣởng đáng kể đến độ chính xác của kết quả phân tích. Do vậy việc kiểm tra tính cộng tính của độ hấp thụ quang của hệ trƣớc khi phân tích là hết sức quan trọng. Để kiểm tra tính cộng tính của độ hấp thụ quang của hệ ở các nồng độ khác nhau của các cấu tử trong hệ, ngƣời ta so sánh tổng các độ hấp thụ quang của các dung dịch chứa các cấu tử riêng rẽ với độ hấp thụ quang của dung dịch Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5 chứa đồng thời các cấu tử đo đƣợc trong cùng một điều kiện. Sự kiểm tra nhƣ vậy cho biết nhiều thông tin quan trọng nhƣ sự tƣơng tác giữa các cấu tử hấp thụ ánh sáng có xảy ra hay không, ở giới hạn nào thì sự sai lệch vƣợt quá phạm vi sai số ngẫu nhiên của quá trình hay nói cách khác hệ vẫn tuân theo định luật Bughe – Lămbe - Bia và tính cộng tính của độ hấp thụ quang. Từ đó có thể vận dụng để xác định hàm lƣợng các chất trong khoảng nồng độ cho phép. 1.1.2. Các phƣơng pháp xác định đồng thời các cấu tử có phổ hấp thụ quang phân tử xen phủ nhau. 1.1.2.1. Phương pháp Vierodt Để xác định nồng độ của các cấu tử trong hỗn hợp, lần đầu tiên Vierodt đã đo độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp ở các bƣớc sóng khác nhau, sau đó thiết lập hệ phƣơng trình bậc nhất mà số phƣơng trình bằng số ẩn số (số cấu tử trong hỗn hợp), giải hệ phƣơng trình này sẽ tính đƣợc nồng độ của các cấu tử. Điều kiện để áp dụng phƣơng pháp này là sƣ̣ hấp thụ ánh sáng của các cấu tử trong hỗn hợp phải tuân theo định luât Bughe - Lămbe - Bia và thỏa mãn tính cộng tính của độ hấp thụ quang. Với hỗn hợp chứa 2 cấu tử ta cần phải lập hệ 2 phƣơng trình 2 ẩn. Hệ phƣơng trình này đƣợc thiết lập bằng cách đo độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở 2 bƣớc sóng khác nhau (  1 và  2 ). A(  1) =  11C1b +  21C2b A(  2) =  12C1b +  22C2b (4) Trong đó: A(  1) , A(  2): độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở bƣớc sóng  1, bƣớc sóng  2.  11,  12: Hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử 1 tại bƣớc sóng  1,  2.  21,  22: Hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử 2 tại bƣớc sóng  1,  2. Với hỗn hợp chứa n cấu tử ta cần phải lập hệ n phƣơng trình n ẩn. Hệ phƣơng trình này đƣợc thiết lập bằng cách đo độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở n Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6 bƣớc sóng khác nhau. Đồng thời ngƣời ta phải xác định hệ số hấp thụ phân tử của riêng từng cấu tử ứng với từng bƣớc sóng trên. A(1) = 11C1b + 21C2b + . . . + i1Cib + . . . + n1Cnb A(2) = 12C1b + 22C2b + . . . + i2Cib + . . . + n2Cnb ... ... ... ... ... ... ... ... ... A(n) = 1nC1b + 2nC2b + . . . + inCib + . . . + nnCnb (5) Trong đó: A(1), A(2),..., A(n): Độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở bƣớc sóng 1, bƣớc sóng 2 , . . ., và bƣớc sóng n. in: hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử i tại bƣớc sóng n (đƣợc xác định bằng cách đo độ hấp thụ quang của dung dịch chỉ chứa cấu tử i ở bƣớc sóng n). b: bề dày lớp dung dịch (cm). Ci: nồng độ của cấu tử thứ i trong hỗn hợp (mol/lit). Với i, j = 1 n. Giải hệ n phƣơng trình với n ẩn số là C1, C2 . . . Cn sẽ tìm đƣợc nồng độ của các cấu tử. Khi số cấu tử trong hỗn hợp ít thì việc giải hệ n phƣơng trình tuyến tính khá đơn giản. Tuy nhiên khi số cấu tử lớn thì việc giải hệ phƣơng trình phức tạp hơn. Phƣơng pháp Vierodt chủ yếu đƣợc vận dụng để tìm cách giải hệ phƣơng trình nhƣ: giải bằng đồ thị, giải bằng phép ma trận vuông, phƣơng pháp khử Gauss, . . . để xác định nồng độ của mỗi cấu tử. Một số tác giả sử dụng phƣơng pháp Vierodt để xác định đồng thời paracetamol và cafein trong thuốc viên nén bằng cách đo độ hấp thụ quang ở các bƣớc sóng 242 và 273 nm, còn một số tác giả khác đã xác định đồng thời axit salixylic và cloramphenilcol bằng cách đo độ hấp thụ quang ở các bƣớc sóng 278 và 297 nm. Phƣơng pháp Vierodt đơn giản, dễ thực hiện nhƣng chỉ áp dụng đƣợc khi số cấu tử trong dung dịch hỗn hợp ít, phổ hấp thụ quang phân tử xen phủ nhau không nhiều, tính chất cộng tính độ hấp thụ quang đƣợc thỏa mãn nghiêm ngặt, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7 thiết bị đo quang tốt thì phƣơng pháp cho kết quả khá chính xác. Đối với hệ nhiều cấu tử, đặc biệt là khi phổ của các cấu tử xen phủ nhau nhiều, tính chất cộng tính độ hấp thụ quang không đƣợc thỏa mãn nghiêm ngặt, thiết bị đo có độ chính xác không cao thì phƣơng pháp không chính xác và có sai số lớn. Bởi vậy mặc dù phƣơng pháp Vierodt tuy ra đời đã lâu nhƣng ứng dụng trong thực tế còn rất ít. Tuy nhiên đây là cơ sở lý thuyết cơ bản nhất đặt nền móng cho các nhà khoa học sau này phát triển, cải tiến để xây dựng nên các phƣơng pháp mới [3], [5], [9]. 1.1.2.2. Phương pháp phổ đạo hàm Độ hấp thụ quang của các cấu tử là hàm của độ dài bƣớc sóng của ánh sáng tới A = f(). Phổ đạo hàm của độ hấp thụ quang theo bƣớc sóng  đƣợc biểu diễn bằng phƣơng trình toán học: dA Đạo hàm bậc 1 của độ hấp thụ quang: A1λ = = f , λ dλ d2A Đạo hàm bậc 2 của độ hấp thụ quang: A λ = 2 = f ,,  λ  2 dλ ... ... ... ... ... ... ... ... ... dn A và đạo hàm bậc n của độ hấp thụ quang: A nλ  = n = f (n)  λ  (6) dλ Theo định luật Bughe - Lămbe - Bia thì: A 0λ = A = .C.b (7) Với C và b là hằng số, không phụ thuộc vào bƣớc sóng  nên: dA dε A1λ = = C.b. dλ dλ d2A d 2ε A 2λ = = C.b. dλ 2 dλ 2 ... ... ... dn A dn ε A nλ  = = C.b. (8) dλ n dλ n Độ hấp thụ quang của dung dịch có tính cộng tính nên: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8 A nλ  hon hop = A λn Cau tu 1 + A λn Cau tu 2 + ... +A λn  Cau tu n (9) Để tính đạo hàm tại bƣớc sóng  ngƣời ta chọn một cửa sổ  n điểm số liệu từ phổ bậc 0 và một đa thức hồi quy đƣợc tính bằng phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu. Đa thức này có dạng: A = a0 + a1. + a2.2 + . . . + ak.k (10) Các hệ số a0, a1 . . . ak tại mỗi bƣớc sóng tƣơng ứng là các giá trị đạo hàm bậc 0, 1, 2 . . . k. Để có phổ đạo hàm đối với tập số liệu phổ bậc không, đầu tiên ta phải sử dụng phƣơng pháp hồi quy bình phƣơng tối thiểu để tìm đƣợc hàm hồi quy là đa thức bậc cao. Sau đó lấy đạo hàm của hàm này ta sẽ đƣợc các phổ đạo hàm. Đối với phổ đạo hàm bậc 0, 1 . . . n ta thấy có những đặc điểm nhƣ sau: Đỉnh của phổ đạo hàm bậc n là điểm uốn của phổ đạo hàm bậc (n - 1), còn tại đỉnh của phổ đạo hàm bậc (n - 1) thì phổ đạo hàm bậc n có giá trị bằng 0. Số đỉnh của phổ đạo hàm bậc n nhiều hơn số đỉnh của phổ đạo hàm bậc (n - 1). Nhƣ vậy, dùng phƣơng pháp phổ đạo hàm ta có thể tách phổ gần trùng nhau thành những phổ mới và khi đó ta có thể chọn đƣợc những bƣớc sóng mà tại đó chỉ có duy nhất 1 cấu tử hấp thụ quang còn các cấu tử khác không hấp thụ, nhờ đó mà có thể xác định đƣợc từng chất trong hỗn hợp. Bằng toán học, ngƣời ta xây dựng đƣợc phần mềm khi đo phổ của dung dịch hỗn hợp có thể ghi ngay đƣợc phổ đạo hàm các bậc của phổ đó. Căn cứ vào các giá trị phổ đạo hàm ta lựa chọn đƣợc bƣớc sóng xác định đối với từng cấu tử. Ở nƣớc ta, một số tác giả đã sử dụng phƣơng pháp phổ đạo hàm xác định đồng thời các vitamin tan trong nƣớc cũng nhƣ xác định đồng thời các chế phẩm dƣợc dụng khác. Các kết quả thu đƣợc có sai số trong khoảng 1,75%. Trên thế giới, phƣơng pháp phổ đạo hàm đƣợc ứng dụng để phân tích các chế phẩm dƣợc dụng cũng nhƣ hỗn hợp các chất vô cơ, hữu cơ. Hầu hết các kết quả đều cho thấy phƣơng pháp có độ tin cậy cao. Tuy nhiên phƣơng pháp phổ đạo hàm chỉ đƣợc áp dụng khi số cấu tử trong dung dịch ít và phổ hấp thụ quang phân tử của chúng không trùng nhau. Trƣờng hợp dung dịch có nhiều cấu tử và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
9 phổ hấp thụ quang phân tử tƣơng tự nhau thì không thể áp dụng phƣơng pháp phổ đạo hàm và bậc đạo hàm càng cao thì độ nhạy của phép xác định càng giảm[3], [9]. 1.1.2.3. Phương pháp bình phương tối thiểu Phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu cho hệ đa biến áp dụng định luật Bughe – Lămbe - Bia để thiết lập số phƣơng trình lớn hơn nhiều số cấu tử trong hỗn hợp. Trong hệ n cấu tử có độ hấp thụ quang thỏa mãn định luật Bughe - Lămbe - Bia và tính chất cộng tính độ hấp thụ quang thì: n A  =  1C1b +  2 C2b + ... +  nCnb =  i 1 ki.Ci (11) Sau khi quét phổ ở m bƣớc sóng, nếu m = n thì ta sẽ lập đƣợc hệ n phƣơng trình tuyến tính với n ẩn số, nếu m >n thì ta sẽ lập đƣợc hệ mà số phƣơng trình nhiều hơn số ẩn số: A1 =  11C1b +  21C2b + ... +  n1Cnb A2 =  12C1b +  22C2b + ... +  n2Cnb . . . . Am =  1mC1b +  2mC2b + ... +  nmCnb (12) Một cách tổng quát có thể viết lại hệ phƣơng trình là: n Aj =   ij.b.Ci i 1 (13) Aj: là độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở bƣớc sóng  j.  ij: Hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử i ở bƣớc sóng  j. b: bề dày lớp dung dịch (cm) C: nồng độ của cấu tử i (mol/lit). với i = 1÷ n; j = 1 ÷ m. Vì ở bƣớc sóng  j thì  ij và b không đổi nên đặt  ij.b = K, phƣơng trình đƣợc viết lại dƣới dạng ma trận: A = K.C (14) Với: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
10 A là vec tơ độ hấp thụ quang có m hàng, 1 cột. C là véc tơ nồng độ của các cấu tử có 1 hàng, n cột. K là ma trận m hàng, n cột của hệ số hấp thụ mol phân tử. Ma trận hệ số hấp thụ K đƣợc tính: A AC ' K  (15) C CC ' Dựa vào độ hấp thụ quang A0 và các hằng số K, nồng độ của các cấu tử cần phân tích C0 trong các mẫu đƣợc tính theo phƣơng trình: A0 A0 K ' C0 =  với m > n (16) K KK ' Trong đó: C’, K’ là ma trận chuyển vị của ma trận C và ma trận K. C0, A0 là véc tơ của nồng độ mẫu và độ hấp thụ quang chuẩn. Phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu có thể sử dụng toàn bộ số liệu đo phổ để lập ra hệ m phƣơng trình n ẩn số (m>n). Quá trình biến đổi ma trận theo nguyên tắc của phép bình phƣơng tối thiểu sẽ mắc sai số nhỏ nhất, do đó nâng cao độ chính xác của phép xác định. Việc nhập số liệu thuận tiện, tốc độ tính toán nhanh. Tuy nhiên hạn chế của phƣơng pháp là phải biết thành phần định tính của hỗn hợp, trong trƣờng hợp chƣa biết rõ thành phần của hỗn hợp hoặc các cấu tử có sự tƣơng tác với nhau làm thay đổi hệ số hấp thụ mol phân tử của từng cấu tử thì không thể áp dụng đƣợc vì sai số sẽ rất lớn. Về nguyên tắc, có thể sử dụng phổ toàn phần để lập m phƣơng trình n ẩn (với m > n trong đó m là số bƣớc sóng đo quang, n là số cấu tử trong hỗn hợp). Tuy nhiên phƣơng pháp không chỉ rõ giới hạn dùng những bƣớc sóng có độ hấp thụ quang A nhƣ thế nào cũng nhƣ số lƣợng cấu tử trong hỗn hợp tối đa là bao nhiêu thì kết quả mới chính xác [3], [9]. 1.1.2.4. Phương pháp lọc Kalman Thuật toán lọc Kalman hoạt động trên cơ sở các file dữ liệu phổ đã ghi đƣợc của từng cấu tử riêng rẽ và của hỗn hợp các cấu tử, xác định sự đóng góp về phổ của từng cấu tử trong hỗn hợp tại các bƣớc sóng. Khi chƣơng trình chạy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
11 những kết quả tính toán liên tiếp sẽ càng tiến gần đến giá trị thực. Trong thực tế, ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu để giảm sai số giữa phổ của hỗn hợp với phổ nhân tạo đƣợc tiên đoán bởi các xấp xỉ Kalman. Kết quả tính toán là lý tƣởng khi phổ của hỗn hợp trừ đi phổ nhân tạo đƣợc tính bởi lọc Kalman sẽ tạo ra một đƣờng thẳng có độ lệch không đáng kể. Độ đúng của phép xác định phụ thuộc vào độ nhiễu của nền, vào việc tách các đỉnh phổ hấp thụ của các cấu tử và sự tƣơng tác giữa các cấu tử. Hỗn hợp có càng ít cấu tử, các đỉnh hấp thụ càng cách xa nhau thì sai số của phép tính toán sẽ càng nhỏ. Việc tính toán sẽ đƣợc thực hiện trên toàn bộ khoảng bƣớc sóng đƣợc chọn. Nếu kết thúc quá trình tính toán, độ lệch chuẩn tƣơng đối của giá trị nồng độ các cấu tử trong hỗn hợp vẫn lớn hơn giá trị sai số cho phép thì nồng độ của cấu tử đó sẽ phải xác định lại. Trong trƣờng hợp đó, cần phải tăng giá trị sai số mặc định hoặc giảm số giá trị nồng độ mặc định để tính giá trị nồng độ trung bình [6], [9]. 1.2. TỔNG QUAN VỀ PARACETAMOL, IBUPROFEN VÀ CAFEIN 1.2.1. Paracetamol 1.2.2.1. Giới thiệu chung - Tên quốc tế: Paracetamol. - Tên khác: Acetaminophen. - Mã ATC (mã giải phẫu - điều trị - hóa học): NO2B EO1. - Paracetamol là thuốc có tác dụng giảm đau và hạ sốt. - Biệt dƣợc: Panadol, Pradon, Efferalgan, Pandol... - Công thức phân tử: C8H9O2N. - Khối lƣợng mol phân tử: 151,17g. - Công thức cấu tạo: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn