Luận văn Thạc sĩ Khoa học vật chất: Định lượng đồng thời paracetamol, Chlorpheniramine maleate và Phenylephrine hydrochloride trong thuốc Decolgen forte bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao và phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của Luận văn nghiên cứu sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử dùng phổ toàn phần kết hợp với kỹ thuật tính toán và ứng dụng phần mềm máy tính đã được nghiên cứu và cho nhiều ưu điểm như độ nhạy, độ lặp, độ chính xác, độ tin cậy của phép phân tích cao, phân tích nhanh, tiện lợi. 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 vật chất: Định lượng đồng thời paracetamol, Chlorpheniramine maleate và Phenylephrine hydrochloride trong thuốc Decolgen forte bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao và phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN HỮU TRUNG ĐINH ̣ LƯỢNG ĐỒNG THỜI PARACETAMOL, CHLORPHENIRAMINE MALEATE VÀ PHENYLEPHRINE HYDROCHLORIDE TRONG THUỐC DECOLGEN FORTE BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO VÀ PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Hướng dẫn khoa học: PGS.TS MAI XUÂN TRƯỜNG THÁI NGUYÊN - NĂM 2016 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng trong bấ t cứ mô ̣t công trình nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 06 năm 2016 Tác giả luận văn NGUYỄN HỮU TRUNG Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn i
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tác giả đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo, bạn bè và gia đình. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: Khoa Hóa ho ̣c, Phòng Đào tạo - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, các thầy cô giáo tham gia giảng dạy đã cung cấp những kiến thức giúp tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Mai Xuân Trường người đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện và hoàn thành luận văn. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp những người đã luôn bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu của mình. Với khối lượng công việc lớn, thời gian nghiên cứu có hạn, khả năng nghiên cứu còn ha ̣n chế, chắc chắn luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được các ý kiến đóng góp từ thầy giáo, cô giáo và bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng 6 năm 2016 Tác giả Nguyễn Hữu Trung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii
MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ........................................................................................................ i Lời cảm ơn ........................................................................................................... ii Mục lục ............................................................................................................... iii Danh mục các từ viết tắt của luận văn ................................................................ iv Danh mục các bảng của luận văn ........................................................................ v Danh mục các hình của luận văn ........................................................................ vi MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 2 1.1. Tổng quan về phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ...................... 2 1.1.1. Khái niệm và nguyên tắc của phương pháp HPLC ........................... 2 1.1.2. Một số đại lượng đặc trưng trong phân tích sắc ký .......................... 3 1.1.3. Hệ thống máy HPLC. ................................................................................ 6 1.1.4. Pha tĩnh ...................................................................................................... 7 1.1.5. Pha động .................................................................................................... 7 1.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử ............................................ 8 1.2.1. Định luật Bughe - Lămbe – Bia................................................................. 8 1.2.2. Định luật cộng tính .................................................................................... 9 1.2.3. Phương pháp lọc Kalman ……………………………………….............10 1.3. Tổng quan về các chất phân tích trong thuốc Decolgen forte ....................................11 1.3.1. Paracetamol.............................................................................................. 11 1.3.2. Phenylephrine hydrochloride................................................................ ...12 1.3.3. Chlorpheniramine maleate....................................................................... 12 1.4. Kết quả xác định một số chất theo phương pháp HPLC và theo phương pháp UV-Vis .............................................................................. 13 1.4.1. Một số kết quả xác định thành phần theo phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử .................................................................................................. 13 1.4.2. Một số kết quả xác định thành phần theo phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ............................................................................................................. 16 Chương 2. THỰC NGHIỆM .......................................................................... 23 2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................... 23 2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................. 23 2.2.1. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ................................................. 23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iii
2.2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử ................................................ 24 2.3. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................ 25 2.3.1. Các phương pháp để xử lý kết quả phân tích. ......................................... 25 2.3.2. Các đại lượng đặc trưng để xử lý kết quả phân tích. ............................... 25 2.4. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ............................................................ 27 2.4.1. Thiết bị ..................................................................................................... 27 2.4.2. Dụng cụ .................................................................................................... 27 2.4.3. Hóa chất ................................................................................................... 27 2.4.4. Chế phẩm thuốc Decolgen forte .............................................................. 28 2.5. Chuẩn bị các dung môi để hò a tan mẫu ............................................ 28 2.6. Chuẩn bị các dung dịch chuẩn cho phương pháp HPLC ................... 28 2.7. Chuẩn bị dung dịch thuốc Decolgen forte cho phương pháp HPLC ..30 2.8. Chuẩn bị các dung dịch chuẩn cho phương pháp UV-Vis ................. 30 2.9. Chuẩn bị dung dịch thuốc Decolgen forte cho phương pháp UV-Vis 31 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................... 31 3.1. Phương pháp HPLC .......................................................................... 32 3.1.1. Xây dựng điều kiện để xác định đồng thời 3 chất PRC, CPM và PNH .. 32 3.1.2. Đánh giá phương pháp định lượng .......................................................... 36 3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử .......................................... 43 3.2.1. Khảo sát phổ hấp thụ phân tử của paracetamol, chlorpheniramine maleate và phenylephrine Hydrochloride ....................................................... ...44 3.2.2. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của PRC, CPM và PNH vào môi trường các axit ở giá tri pH ̣ khác nhau………………………………………..46 3.2.3. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của PRC, CPM và PNH theo thời gian ............................................................................................................. 47 3.2.4. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của PRC, CPM và PNH theo nhiệt độ .............................................................................................................. 48 3.2.5. Khảo sát khoảng tuyến tính tuân theo định luật Bughe – Lambe – Bia của PRC, CPM và PNH. Xác định chỉ số LOD và LOQ ........................................... 50 3.2.6. Khảo sát và đánh giá độ tin cậy của phương pháp nghiên cứu trên các mẫu tự pha ......................................................................................................... 57 3.2.7. Xác định hàm lượng PRC, CPM và PNH trong thuốc Decolgen forte và đánh giá độ đúng của phép phân tích theo phương pháp thêm chuẩn .......... 64 KẾT LUẬN....................................................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 69 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CỦA LUẬN VĂN Tiếng việt Tiếng Anh Viết tắt Paraxetamon Paracetamol PRC Clopheninamin maleat Chlorpheniramine maleate CPM Phenylephin hidrocloric Phenylephrine hydrochloride PNH Giới hạn phát hiện Limit Of Detection LOD Giới hạn định lượng Limit Of Quantity LOQ Độ thu hồi Recovery Rev Sai số tương đối Relative Error RE Độ lệch chuẩn Standard Deviation SD Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid HPLC Chromatography Độ hấp thụ quang Absorption Abs iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC BẢNG CỦA LUẬN VĂN Bảng 3.1. Giá trị các đại lượng đặc trưng.......................................................... 36 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát thời gian lưu .......................................................... 36 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát diện tích pic ........................................................... 37 Bảng 3.4. Mối tương quan giữa nồng độ và diện tích pic của PRC, CPM và PNH ................................................................................................................... 38 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát độ lặp lại ................................................................ 41 Bảng 3.6. Kết quả phân tích thuốc Decolgen forte ........................................... 43 Bảng 3.7. Kết quả khảo sát độ đúng .................................................................. 42 Bảng 3.8. Kế t quả đô ̣ hấ p thu ̣ quang tại thời điể m 30 phút sau khi pha của PRC, CPM và PNH ở các giá tri ̣pH.................................................................. 46 Bảng 3.9. Sự phu ̣ thuô ̣c độ hấp thụ quang theo thời gian ................................. 47 Bảng 3.10. Sự phu ̣ thuô ̣c độ hấp thụ quang theo nhiệt độ ................................. 49 Bảng 3.11. Đô ̣ hấ p thu ̣ quang của dung dịch PRC ở các giá tri ̣nồng độ .......... 50 Bảng 3.12. Kết quả xác đinh ̣ LOD và LOQ của PRC ....................................... 52 Bảng 3.13. Sự phu ̣ thuô ̣c đô ̣ hấ p thu ̣ quang của CPM theo nồng độ.............. 53 Bảng 3.14. Kết quả tính LOD và LOQ của CPM.............................................. 54 Bảng 3.15. Sự phu ̣ thuô ̣c đô ̣ hấ p thu ̣ quang của PNH theo nồ ng độ ................. 55 Bảng 3.16. Kết quả tính LOD và LOQ của PNH .............................................. 57 Bảng 3.17. Pha chế các dung dich ̣ hỗn hơ ̣p PRC và CPM ................................ 57 Bảng 3.18. Kế t quả tin ́ h nồ ng đô ̣, sai số của PRC và CPM trong hỗn hơ ̣p....... 58 Bảng 3.19. Pha chế các dung dich ̣ hỗn hơ ̣p PRC và PNH ................................ 59 Bảng 3.20. Kế t quả tin ́ h nồ ng đô ̣, sai số của PRC và PNH trong hỗn hơ ̣p ....... 60 Bảng 3.21. Pha chế các dung dich ̣ hỗn hơ ̣p CPM và PNH ............................... 61 Bảng 3.22. Kế t quả tính nồ ng đô ̣, sai số của CPM và PNH trong hỗn hơ ̣p ...... 62 Bảng 3.23. Pha các dung dịch chuẩ n PRC, CPM, PNH và hỗn hơ ̣p ................ 63 Bảng 3.24. Kế t quả tính nồ ng đô ̣, sai số của PRC, CPM và PNH .................... 63 Bảng 3.25. Kết quả tính nồng độ, sai số PRC, CPM và PNH trong mẫu thuốc Decolgen forte. .................................................................................................. 65 Bảng 3.26. Kết quả xác định độ thu hồi của PRC, CPM và PNH trong mẫu thuốc Decolgen forte. ........................................................................................ 66 v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC HÌNH CỦA LUẬN VĂN Hình 1.1.Thờig ian lưu của cấu tử phân tích. ..................................................... 3 Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống máy HPLC .................................................................. 6 Hình 1.3. Hình ảnh máy HPLC trong phòng thí nghiệm .................................... 6 Hình 1.4. Mô hình hoạt động của bộ lọc Kalman ............................................. 10 Hình 2.1. Chế phẩm thuốc Decolgen forte ........................................................ 28 Hình 3.1. Sắc kí đồ của PRC (500 µg/mL) ....................................................... 34 Hình 3.2. Sắc kí đồ của CPM (4 µg/mL) .......................................................... 34 Hình 3.3. Sắc kí đồ của PNH (10 µg/mL) ........................................................ 35 Hình 3.4. Sắc kí đồ của PRC (3), CPM (2) và PNH (1) ................................... 35 Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ và diện tích pic của PRC ....................................................................................................... 39 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ và diện tích pic của CPM ...................................................................................................... 39 Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ và diện tích pic của PNH ....................................................................................................... 40 Hình 3.8. Phổ hấp thụ quang của các dung dịch chuẩn PRC(1), CPM(2) và PNH(3)... ............................................................................................................ 45 Hình 3.9. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang theo thời gian .................................. 48 Hình 3.10. Sự phu ̣ thuô ̣c đô ̣ hấ p thu ̣ quang theo nhiê ̣t đô ................................ ̣ 49 Hình 3.11. Phổ hấp thụ quang của PRC ở các nồng độ 1,0 50,0 g/mL ........ 50 Hình 3.12. Đường hồ i quy tuyế n tính biể u diễn sự phu ̣ thuô ̣c của đô ̣ hấ p thu ̣ quang vào nồ ng đô ̣ của PRC.............................................................................. 51 Hình 3.13. Phổ hấp thụ quang của CPM ở các nồng độ 150 g/mL .............. 52 Hình 3.14. Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ CPM ................................................................................... 53 Hình 3.15. Phổ hấp thụ quang của PNH ở các nồng độ 1,0 50,0 g/mL ........ 55 Hình 3.16. Đường hồ i quy tuyế n tính biể u diễn sự phu ̣ thuô ̣c của đô ̣ hấ p thu ̣ quang vào nồ ng đô ̣ PNH .................................................................................... 56 vi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, ngành công nghệ dược phẩm cũng phát triển một cách nhanh chóng. Các nhà sản xuất dược phẩm đã áp dụng nhiều phương thức sản xuất và chế biến tiên tiến để tổng hợp ra nhiều loại dược phẩm có tính năng vượt trội. Nhiều loại thuốc hỗn hợp như cảm cúm, hạ sốt, nhức đầu, ho… Với những thành phần khác nhau ngày càng được sản xuất và sử dụng rộng rãi ở nước ta. Việc định lượng các hoạt chất trong các loại thuốc hỗn hợp theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất là rất quan trọng vì chỉ cần thay đổi một lượng nhỏ thành phần hoạt tính của thuốc cũng có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của hàng nghìn, hàng triệu người. Do đó để đánh giá đúng chất lượng sản phẩm một cách nhanh chóng, chính xác, an toàn và hiệu quả thì công tác kiểm nghiệm để xác định các thành phần của thuốc bằng các phương pháp hiện đại có độ chính xác cao ngày càng được quan tâm. Nhiều phương pháp có độ lặp và độ chính xác cao đã được ứng dụng. Sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử dùng phổ toàn phần kết hợp với kỹ thuật tính toán và ứng dụng phần mềm máy tính đã được nghiên cứu và cho nhiều ưu điểm như độ nhạy, độ lặp, độ chính xác, độ tin cậy của phép phân tích cao, phân tích nhanh, tiện lợi. Xuấ t phát từ những lý do trên chúng tôi chọn đề tài: "Định lượng đồng thời paracetamol, Chlorpheniramine maleate và Phenylephrine hydrochloride trong thuốc Decolgen forte bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao và phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử ". 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC là chữ viết tắt của 04 chữ cái đầu bằng tiếng Anh của phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography) trước kia gọi là phương pháp sắc ký lỏng cao áp (High Pressure Liquid Chromatography). Phương pháp này ra đời từ năm 1967-1968 trên cơ sở phát triển và cải tiến từ phương pháp sắc ký cột cổ điển. Hiện nay phương pháp HPLC ngày càng phát triển và hiện đại hoá cao nhờ sự phát triển nhanh chóng của ngành chế tạo máy phân tích. Hiện nay nó được áp dụng rất lớn trong nhiều ngành kiểm nghiệm đặc biệt là ứng dụng cho ngành kiểm nghiệm thuốc. Máy HPLC hiện là công cụ đắc lực trong phân tích các thuốc đa thành phần cho phép định tính và định lượng. 1.1.1. Khái niệm và nguyên tắc của phương pháp HPLC 1.1.1.1. Khái niệm Sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phương pháp chia tách trong đó pha động là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ lên một chất mang rắn, hay một chất mang đã được biến đổi bằng liên kết hoá học với các nhóm chức hữu cơ. Quá trình sắc ký lỏng dựa trên cơ chế hấp phụ, phân bố, trao đổi ion hay phân loại theo kích cỡ (Rây phân tử). 1.1.1.2. Nguyên tắc Sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phương pháp tách một hỗn hợp chất lỏng dựa trên sự phân bố chúng giữa hai pha, một pha đứng yên gọi là pha tĩnh, một pha di chuyển gọi là pha động. Do ái lực hấp thu và giải hấp thu khác nhau của các hợp phần có trong mẫu phân tích với pha tĩnh và pha động mà chúng di chuyển dọc theo pha tĩnh (cột sắc ký) tốc độ khác nhau nên lần lượt đi ra khỏi cột. Pha tĩnh là một yếu tố quan trọng quyết định bản chất của quá trình sắc ký và loại sắc ký. Nếu pha tĩnh là chất hấp phụ thì ta có sắc ký hấp phụ pha thuận hoặc pha đảo. Nếu pha tĩnh là chất trao đổi ion thì ta có sắc ký trao đổi ion. Nếu pha tĩnh là chất lỏng thì ta có sắc ký phân bố. 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.1.2. Một số đại lượng đặc trưng trong phân tích sắc ký 1.1.2.1. Hệ số phân bố Trong quá trình sắc ký luôn có sự phân bố của chất tan giữa pha động và pha tĩnh. Sự phân bố này đặc trưng bởi cân bằng phân bố với hệ số phân bố được tính theo công thức sau: K= (1.1) trong đó: K là hệ số phân bố. là nồng độ của chất phân tích tương ứng trong pha tĩnh và pha động ở thời điểm cân bằng. 1.1.2.2. Thời gian lưu và thể tích lưu Thời gian lưu của một chất là thời gian tính từ lúc tiêm mẫu vào cột đến khi chất đó ra khỏi cột đạt giá trị nồng độ cực đại và cho ra pic trên sắc ký đồ. Nếu gọi t R là thời gian lưu trữ của một , chất thì: t R = tR - t 0 trong đó: t R, là thời gian lưu thực (thời gian lưu hiệu chỉnh). to là thời gian chết (thời gian không lưu trữ). Hình 1.1. Thời gian lưu của cấu tử phân tích Trong cùng một điều kiện sắc ký đã chọn, thời gian lưu của mỗi chất là hằng định và các chất khác nhau thì thời gian lưu khác nhau tùy thuộc vào bản chất, cấu tạo vào tính chất của chất đó. Vì vậy thời gian lưu là đại lượng định tính các chất. Khi pha động chảy qua cột với một tốc độ không đổi thì thời gian lưu có thể thay thế bằng thể tích lưu. Thể tích lưu là thể tích pha động thu được sau cột trong khoảng thời gian tương ứng với thời gian lưu. 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.1.2.3. Thừa số dung lượng VS k’ = K. = (1.2) VM trong đó : VS, VM là thể tích của pha tĩnh và pha động lúc cân bằng k’ là thừa số dung lượng Nếu k’→ 0 thì tR→ t0 chất ra rất nhanh và cột không có khả năng giữ chất lại. Nếu k’ lớn thì tR lớn chất ở trong cột lâu thời gian phân tích lâu mũi pic có khả năng tù và k’ lý tưởng là từ 2 - 5. 1.1.2.4. Hệ số chọn lọc Hai chất chỉ được tách ra khi chúng có giá trị k' khác nhau, hệ số chọn lọc cho biết hiệu quả tách của hệ thống sắc ký. α= = = = (1.3) Ở đây ta quy ước chất B bị lưu giữ mạnh hơn chất A như vậy  luôn lớn hơn 1,  càng lớn thì khả năng tách của 2 chất càng rõ. Thường phân tích trong điều kiện  trong khoảng 1,5 đến 2. 1.1.2.5. Số đĩa lý thuyết và chiều cao đĩa lý thuyết Hiệu lực cột thường biểu thị qua hai thông số: Số đĩa lý thuyết (N) hoặc chiều cao đĩa lý thuyết (H). Cột sắc ký được coi như có N tầng lý thuyết, ở mỗi tầng sự phân bố chất tan vào 2 pha lại đạt đến một trạng thái cân bằng mới. Mỗi tầng được giả định như một lớp pha tĩnh có chiều cao H. Đĩa lý thuyết được định nghĩa như một khu vực của hệ thống phân tách mà trong đó thiết lập một cân bằng nhiệt động giữa nồng độ trung bình của chất tan trong pha tĩnh và trong pha động. - Số đĩa lý thuyết N được tính theo các công thức: N = 16× hoặc 5,54× (1.4) trong đó: W là chiều rộng pic ở đáy pic. là chiều rộng pic đo ở nửa chiều cao của pic. 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
- Chiều cao của đĩa lý thuyết được tính theo công thức: L H= N (1.5) trong đó: L là chiều cao cột sắc kí. H là chiều cao đĩa lý thuyết. Với một điều kiện sắc ký nhất định, chiều cao đĩa lý thuyết (H) và số đĩa lý thuyết (N) là hằng định đối với mỗi chất phân tích. 1.1.2.6. Độ phân giải ( RS ) Độ phân giải là đại lượng biểu thị độ tách của các chất ra khỏi nhau trong điều kiện sắc ký đã cho. Độ phân giải của hai pic cạnh tranh được tính theo công thức sau: = = = × (1.6) trong đó: , là thời gian lưu tương ứng của chất A, chất B. , là chiều rộng pic đo ở nửa chiều cao pic của chất A, chất B. , là chiều rộng pic ở đáy pic. α là hệ số chọn lọc. 1.1.2.7. Hệ số đối xứng (T) Cho biết mức độ cân đối của pic sắc ký, nó được tính theo công thức: WX T= (1.7) 2A trong đó: WX là độ rộng đáy pic đo ở 1/20 chiều cao của pic. A là khoảng cách từ đường vuông góc hạ từ cực đại của pic đến chân đường cong phía trước ở tại 1/20 chiều cao của pic. 1.1.2.8. Phương trình Van – Deemter B H=A+ +C.u (1.8) u trong đó: H là Chiều cao đĩa lí thuyết. U là tốc độ dòng. A, B, C là hệ số thay đổi phụ thuộc vào từng cột sắc ký. 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.1.3. Hệ thống máy HPLC Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống máy HPLC Hệ thống máy HPLC có các bộ phận chính sau: - Bình chứa dung môi (pha động). - Bộ khử khí. - Bơm cao áp: đẩy pha động qua cột sắc ký. - Bộ tiêm mẫu: tiêm vào cột một thể tích mẫu nhất định. - Cột tách (pha tĩnh). - Detector. - Máy ghi tín hiệu hoặc máy vi tính. - Máy in. Hình 1.3. Hình ảnh máy HPLC ở phòng thí nghiệm 6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.1.4. Pha tĩnh 1.1.4.1. Khái niệm Pha tĩnh là chất nhồi cột để làm nhiệm vụ tách 1 hỗn hợp chất phân tích. Nó là những chất rắn, xốp, kích thước hạt rất nhỏ, đường kính cỡ hạt từ 3-10  m, diện tích bề mặt thường từ 50-500 m 2 /g. 1.1.4.2. Phân loại Căn cứ theo bản chất chính của quá trình sắc ký trong cột tách, người ta chia nó thành nhiều loại như hấp phụ, phân bố, trao đổi ion và rây phân tử. Tương ứng với loại chất nhồi như thế người ta có một loại sắc ký riêng trong kĩ thuật HPLC. Căn cứ theo trạng thái rắn lỏng của pha tĩnh, người ta chia nó thành hai loại, nếu pha tĩnh là chất rắn ta có sắc ký lỏng rắn (LSC), nếu pha tĩnh là chất lỏng ta có sắc ký lỏng-lỏng (LLC). Căn cứ theo độ phân cực của pha tĩnh và pha động, có các loại: Sắc ký pha thuận (pha tĩnh phân cực còn pha động ít phân cực), sắc ký pha đảo (pha tĩnh ít phân cực còn pha động thì phân cực), sắc ký pha đảo tạo cặp ion và sắc ký trao đổi ion. Căn cứ theo cấu trúc xốp của pha tĩnh là các hạt rắn, người ta chia nó thành 2 loại là xốp toàn phần hạt và xốp bề mặt hạt (xốp chỉ lớp vỏ ngoài). 1.1.4.3. Điều kiện đối với một pha tĩnh Phải trơ và bền vững với các điều kiện của môi trường sắc ký. Có khả năng tách chọn lọc một hỗn hợp chất tan nhất định trong điều kiện sắc ký nhất định. Tính chất bề mặt phải ổn định (đặc biệt là đặc trưng xốp của nó). Cân bằng động học của sự tách phải xảy ra nhanh và lặp lại tốt. Cỡ hạt phải tương đối đồng nhất. 1.1.5. Pha động 1.1.5.1. Khái niệm Pha động là dung môi dùng để rửa giải chất tan (chất cần phân tích) ra khỏi cột tách để thực hiện quá trình sắc ký. Đây là một yếu tố rất linh động và dễ dàng thay đổi. Nó có thể là một dung môi hoặc hỗn hợp nhiều dung môi trộn lẫn với nhau theo những tỉ lệ nhất định. Nó có thể là dung dịch hoặc các muối có chứa các chất đệm, chất tạo phức... Nói chung mỗi loại sắc ký sẽ có các hệ dung môi rửa giải riêng để có được hiệu quả phân tách tốt nhất. 7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.1.5.2. Quá trình rửa giải Rửa giải đẳng dòng pha động không thay đổi trong suốt quá trình rửa giải. Rửa giải gradient pha động liên tục thay đổi (do tỉ lệ tạo nên các thành phần pha động thay đổi) trong suốt quá trình rửa giải. Lúc này độ phân cực của pha động cũng sẽ bị biến đổi và thường là tăng hiệu quả tách. 1.1.5.3. Các yếu tố chính cần chú ý trong lựa chọn pha động Bản chất của dung môi lựa chọn làm pha động, thành phần các chất tạo ra pha động, tốc độ dòng pha động và pH của pha động (đặc biệt chú ý ở sắc ký trao đổi ion và sắc ký cặp ion). 1.1.5.4. Điều kiện đối với một pha động Phải trơ đối với pha tĩnh, hòa tan được chất cần phân tích, bền vững theo thời gian. Có độ tinh khiết cao, phải nhanh đạt các cân bằng trong sắc ký. Phù hợp với các loại detector dùng để phát hiện các chất phân tích. Có tính kinh tế và không khan hiếm. Pha động là một trong những yếu tố quyết định hiệu suất tách sắc ký của một hỗn hợp mẫu. Nó quyết định thời gian lưu giữ các chất mẫu và hiệu quả sự tách sắc ký. Pha động có thể ảnh hưởng đến: - Độ chọn lọc của hệ pha, thời gian lưu giữ của chất tan . - Độ phân giải các chất trong một pha tĩnh. - Độ rộng và sự cân đối của sắc ký đồ. Tất cả các dung môi dùng trong HPLC (kể cả pha động) đều được đuổi khí bằng cách đun nóng, hút chân không, lắc siêu âm... Vì không khí hòa tan trong dung môi sẽ tạo bọt khí trong detector và gây nhiễu tín hiệu. 1.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử 1.2.1. Định luật Bughe - Lămbe – Bia Khi chiếu một chùm tia sáng có năng lươ ̣ng nhấ t định vào mô ̣t dung dịch chứa cấu tử hấp thụ ánh sáng thì cấu tử đó sẽ hấp thụ chọn lọc một số tia sáng. Độ hấp thụ quang của cấu tử tỷ lệ thuận với nồng độ của chất trong dung dịch và bề dày lớp dung dịch mà ánh sáng truyền qua. 8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Phương trình toán học biểu diễn định luật Bughe - Lămbe - Bia : A = . b. C (1.9) trong đó: A là độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng  (A không có thứ nguyên).  là hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử tại bước sóng . b là bề dày lớp dung dịch (cm). C là nồng độ của cấu tử trong dung dịch (mol/lít). 1.2.2. Định luật cộng tính Định luật cộng tính là một sự bổ sung quan trọng cho các định luật hấp thụ ánh sáng. Định luật cộng tính là cơ sở định lượng cho việc xác định nồng độ của hệ trắc quang nhiều cấu tử. Bản chất của định luật cộng tính là sự độc lập của đại lượng độ hấp thụ quang của một chất riêng biệt khi có mặt của các chất khác có sự hấp thụ ánh sáng riêng. Biểu diễn tính cộng tính về độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp chứa n cấu tử tại bước sóng  bằng phương trình toán học: n A λ =A1,λ +A 2,λ +...+A i,λ +...+A n,λ =  A i,λ (1.10) i=1 trong đó: A là độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch hỗn hợp chứa n cấu tử ở bước sóng . A i, là độ hấp thụ ánh sáng của cấu tử thứ i ở bước sóng  n là số cấu tử hấp thụ ánh sáng có trong hỗn hợp (i = 1n). Vì A =   .b.C nên ta có: n A λ = ε1,λ .b.C1 +ε 2,λ .b.C2 +...+ε n,λ .b.Cn =  ε i,λ .b.Ci i=1 (1.11) Định luật cộng tính được phát biểu như sau: “Ở một bước sóng đã cho độ hấp thụ quang của một hỗn hợp các cấu tử không tương tác hóa học với nhau và bằng tổng độ hấp thụ quang của các cấu tử riêng biệt ở cùng bước sóng này”. 9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.2.3. Phương pháp lọc Kalman Thuật toán lọc Kalman đầu tiên được nghiên cứu trong vật lý vô tuyến nhằm loại bỏ các tín hiệu "nhiễu" và sau đó được ứng dụng vào hoá học trắc quang. Thuật toán lọc Kalman hoạt động trên cơ sở các file dữ liệu phổ ghi được 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 bước sóng. Khi chương trình chạy, những kết quả tính toán liên tiếp sẽ càng tiến gần đến giá trị thực. Trong thực tế, người ta sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu để giảm sai số giữa phổ của hỗn hợp với phổ nhân tạo được dự đoán bởi phương pháp lọc Kalman. Kết quả tính toán là lý tưởng khi phổ của hỗn hợp trừ đi phổ nhân tạo được tính bởi lọc Kalman sẽ tạo ra một đường 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 tương 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 được thực hiện trên toàn bộ khoảng bước sóng được chọn. Nếu kết thúc quá trình tính toán, độ lệch chuẩn tương 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. Khi 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. Tín hiệu cần đo Bộ phận Giá tiếp trị nhận đo Bộ lọc tín được hiệu Các nguồn nhiễu ̀ h 1.4. Mô hình hoạt động của bộ lọc Kalman Hin 10 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.3. Tổng quan về các chất phân tích trong thuốc Decolgen forte 1.3.1. Paracetamol 1.3.1.1. Giới thiệu chung[2] - Công thức phân tử: C8H9O2N khối lượng mol phân tử: 151,17 (g/mol). - Tên quốc tế: Paracetamol (tên khác là Acetaminophen). - Tên IUPAC công thức cấu tạo là: N-(4-hydroxyphenyl) acetamit hoặc p-hydroxy acetanilit hoặc 4-hydroxy acetanilit. Công thức cấu tạo 1.3.1.2. Tính chất [8] Paracetamol là chất bột kết tinh màu trắng, không mùi, vị đắng nhẹ. Khối lượng riêng: 1,263 g/cm 3 và nhiệt độ nóng chảy: 169 0 C. Độ tan trong nước: 0,1÷0,5g/100mL nước tại 22 0 C. Ngoài ra còn có khả năng tan trong etanol, dung dịch kiềm, dung dịch axit... Đặc tính phổ hấp thụ tử ngoại: Trong môi trường axit, paracetamol có cực đại hấp thụ tại 245nm, trong môi trường kiềm, paracetamol có cực đại hấp thụ tại 257nm. Tính chấ t hóa ho ̣c của paracetamol do nhóm -OH, nhóm chức axetamit và tính chất của nhân thơm quyết định. Sự có mặt của 2 nhóm hydroxyl và axetamit làm cho nhân benzen được hoạt hóa có thể phản ứng được với các hợp chất thơm có ái lực electron. Sự liên kết giữa nhóm axetamit, hydroxyl với vòng benzen làm giảm tính bazơ của nhóm amit và làm tăng tính axit của nhóm hydroxyl. Nhóm - OH làm cho chế phẩm có tính axit và khi tác du ̣ng với dung dịch muối sắt (III) cho màu tím. Đun nóng với dung dịch HCl thì bi ̣ thủy phân, thêm nước thì không có kết tủa vì p-aminophenol tạo thành tan trong axit. Thêm thuốc thử kali đicromat thì có kết tủa màu tím khác với phenacetin là không chuyển sang đỏ. Quá trình xảy ra chủ yếu là: HCl K2Cr2O7 HO NHCOCH3 HO NH2 O NH tO [O] 11 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.3.2. Phenylephrine hydrochloride 1.3.2.1. Giới thiệu chung[2] - Công thức phân tử: C9 H13NO2 . HCl - Khối lượng mol phân tử: 203,67(g/mol) - Công thức cấ u tạo: - Tên hóa học: (-) - m -Hydroxy-á-[(methyl-amino) metyl] benzyl alcohol hydrochloride hay còn gọi là phenylephrine hydrochloride. 1.3.2.2. Tính chất [8] Phenylephrine hydrochloride là một loại thuốc giảm sung huyết trong điều trị bệnh viêm mũi dị ứng theo mùa và cảm. Phenylephrine hydrochloride có tác dụng giãn phế quản và có trong một số thuốc dùng trong điều trị bệnh hen phế quản và viêm phế quản mạn. Thuốc kích thích chọn lo ̣c trên alph1-adrenner gây co mạch tăng huyế t áp và có tác du ̣ng kéo dài hơn adrennergic do ít bi ̣phân hủy. Trong dạng thuốc nhỏ mắt, phenylephrine hydrochloride được dùng để làm giãn đồng tử lúc khám (soi đáy mắt) hay phẫu thuật mắt . 1.3.3. Chlorpheniramine maleate 1.3.3.1. Giới thiệu chung[2] - Công thức phân tử là:C16H19ClN2.C4H4O4. - Khối lượng mol phân tử: 390,87 (g/mol). - Công thức cấu tạo - Tên IUPAC: 3-(4-clorophenyl)- N , N -dimethyl- 3 - (4-clorophenyl) - N, N-dimethyl- 3-pyridin-2-yl-propan-1-amine 3-pyridin-2-YL-propan-1- amin. 12 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn