Nguyễn Thị Thu Thúy và Đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
96(08): 97 - 102<br />
<br />
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI<br />
MỘT SỐ THUỐC KHÁNG SINH HỌ β-LACTAM<br />
BẰNG KỸ THUẬT ĐO QUANG KẾT HỢP VỚI MẠNG NORON NHÂN TẠO<br />
Nguyễn Thị Thu Thuý*, Nguyễn Xuân Chiến<br />
Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên<br />
<br />
TÓM TẮT<br />
Nghiên cứu xác định đồng thời một số thuốc kháng sinh họ β – lactam bằng phương pháp quang<br />
phổ hấp thụ phân tử kết hợp với mạng nơron nhân tạo. Dữ liệu phổ được ghi trong khoảng bước<br />
sóng từ 190 – 250 nm. Mạng nơron nhân tạo gồm 3 lớp được luyện bởi thuật toán lan truyền<br />
ngược. Phương pháp đã được ứng dụng thành công trong việc xác định đồng thời amoxcillin<br />
(AMO), ampicillin (AMP), cloxacillin (CLO) trong một số mẫu thuốc và mẫu máu cho kết quả có<br />
độ lặp lại < 5% và sai số nhỏ nằm trong phạm vi cho phép cụ thể < 15%.<br />
Từ khoá: mạng nơron nhân tạo, lan truyền ngược, luyện mạng, β – lactam, kháng sinh.<br />
<br />
MỞ ĐẦU*<br />
Xác định dư lượng kháng sinh là một mảng<br />
đề tài rất thực tế và quan trọng. Đã có nhiều<br />
nghiên cứu xác định hàm lượng kháng sinh<br />
bằng các phương pháp kinh điển như phương<br />
pháp phổ hấp thụ phân tử, phương pháp sắc<br />
ký lỏng hiệu năng cao. Tuy nhiên, phương<br />
pháp phổ hấp thụ phân tử thường gặp khó<br />
khăn khi phân tích hỗn hợp nhiều cấu tử mà<br />
phổ của chúng xen phủ nhau; bằng phương<br />
pháp HPLC có độ chính xác cao nhưng giá<br />
thành cao và khó thực hiện ở nhiều phòng thí<br />
nghiệm do thiết bị đắt. Gần đây, phương pháp<br />
mạng noron nhân tạo (ANN) là một phương<br />
pháp đang được phát triển và ứng dụng trong<br />
nhiều ngành, nhiều lĩnh vực. Trong công trình<br />
này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu, xác định<br />
đồng thời một số thuốc kháng sinh họ βlactam bằng phương pháp phổ hấp thụ phân<br />
tử kết hợp với mạng nơrron nhân tạo.<br />
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP<br />
NGHIÊN CỨU<br />
Đối tượng<br />
Đối tượng phân tích mà chúng tôi chọn để<br />
nghiên cứu là cloxacillin (CLO), ampicillin<br />
(AMP), amoxcillin (AMO), là các kháng sinh<br />
β-lactam được sử dụng phổ biến hiện nay.<br />
Các kháng sinh thuộc họ β – lactam này có<br />
*<br />
<br />
Tel: 0983 828880, Email: thuych1019@gmail.com<br />
<br />
thể tồn tại đồng thời trong nhiều đối tượng<br />
như: mẫu nước tiểu, mẫu máu của người<br />
bệnh... Trong công trình này, chúng tôi chọn<br />
mẫu thuốc và mẫu máu làm mẫu để phân tích.<br />
Phương pháp nghiên cứu<br />
Sử dụng phương pháp phổ hấp thụ phân tử để<br />
xác định đồng thời ba kháng sinh cloxacillin<br />
(CLO), ampicillin (AMP), amoxcillin (AMO).<br />
Trên cơ sở nghiên cứu chọn ra các điều kiện<br />
tối ưu về bước sóng, pH, ảnh hưởng của các<br />
kháng sinh khác. Kết hợp sử dụng phần mềm<br />
WinNN (Windows Neutral Network) được<br />
cung cấp bởi Danon Software. Phần mềm<br />
WinNN được thiết kế rất linh hoạt, số lớp<br />
mạng từ 3-5 lớp. Kích thước trong một lớp có<br />
thể lên đến 1024 nút. Số mẫu học cho phép<br />
tới 8192 mẫu. Trong công trình này, chúng tôi<br />
sử dụng phần mềm WinNN với cấu trúc mạng<br />
được chọn tối ưu nhất, số lớp được sử dụng<br />
trong mạng là ba lớp sử dụng thuật toán lan<br />
truyền ngược. Trong đó gồm 1 lớp đầu vào, 1<br />
lớp ẩn, 1 lớp đầu ra.<br />
* Phân tích mẫu giả: Tiến hành chuẩn bị các<br />
mẫu với các điều kiện đã khảo sát, ghi phổ<br />
của các dung dịch mẫu trong khoảng bước<br />
sóng từ 190nm đến 300nm với bước dữ liệu<br />
là 1nm, dung dịch so sánh là mẫu trắng.<br />
Chuyển mã tín hiệu phổ sang mã ASCII (có<br />
trong phần mềm của thiết bị đo quang). Mạng<br />
cho một file kết quả có chứa hàm lượng của<br />
97<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
Nguyễn Thị Thu Thúy và Đtg<br />
<br />
Độ hấp<br />
thụ quang<br />
<br />
AMO, AMP, CLO mà mạng đã tính được dựa<br />
vào mối quan hệ của các cấu tử mạng đã học<br />
trước đó (bảng 2). Với 7 mức biến thiên như<br />
trên có thể tạo ra được 342 dung dịch mẫu là<br />
tổ hợp của các dung dịch chuẩn AMO, AMP,<br />
CLO có nồng độ như ma trận trên.. Trong đó<br />
chọn ngẫu nhiên 2/3 số mẫu trên dùng làm<br />
mẫu học và 1/3 mẫu dùng làm mẫu kiểm tra.<br />
* Phân tích mẫu thật:<br />
Trong đề tài này chúng tôi chọn mẫu huyết<br />
thanh và mẫu thuốc làm mẫu để phân tích.<br />
Dưới đây là qui trình xử lý mẫu.<br />
- Qui trình xử lý mẫu huyết thanh: Lượng<br />
mẫu lấy từ 75 đến 100 µl vào mao quản có<br />
phủ chất heparin chống. Loại bỏ protein<br />
bằng cách kết tủa nó với etanol tuyệt đối,<br />
thêm 500 µl n-hexan và li tâm riêng biệt hai<br />
lớp. Hút 100µl dịch chiết n-hexan rồi làm<br />
bay hơi bằng nitơ sạch đến hết dung môi.<br />
Cặn được hòa tan trong 500 µl dung dịch<br />
đệm photphap pH = 7,4.<br />
- Qui trình xử lý mẫu thuốc: Các mẫu thuốc<br />
Amo, Amp,Clo thuộc công ty cổ phần dược<br />
trung ương II. Với mỗi mẫu thuốc lấy 6 viên<br />
nghiền mịn bằng cối mã não, sau đó trộn đều<br />
để lấy khối lượng trung bình và dùng làm<br />
mẫu lưu. Mỗi viên có hàm lượng là 500mg.<br />
<br />
96(08): 97 - 102<br />
<br />
Tiến hành ghi phổ trong khoảng bước sóng<br />
190-250nm với dung dịch so sánh là dung<br />
dịch mẫu trắng. Bộ dữ liệu thu được xử lý và<br />
tiến hành xác định bằng phần mềm WinNN.<br />
Kết quả được trình bày trong bảng 6, 7.<br />
THỰC NGHIỆM<br />
Khảo sát các điều kiện tối ưu xác định<br />
đồng thời β-Lactam bằng phổ hấp thụ<br />
phân tử trong vùng UV<br />
Khảo sát phổ hấp thụ của β-Lactam<br />
Kết quả phổ ghi được của ba kháng sinh<br />
AMO, AMP, CLO được trình bày bảng 1.<br />
Bảng 1: Độ hấp thụ quang của các dung<br />
dịch tại bước sóng cực đại<br />
Bước sóng<br />
Chất phân tích hấp thụ cực đại<br />
(nm)<br />
AMO<br />
196<br />
AMP<br />
194<br />
CLO<br />
196<br />
Hỗn hợp( AMO,<br />
196,4<br />
AMP, CLO)<br />
<br />
CLO<br />
<br />
1<br />
<br />
AMO<br />
<br />
0.8<br />
<br />
AMP<br />
<br />
6<br />
<br />
1,088<br />
0,939<br />
0,884<br />
1,762<br />
<br />
Nghiên cứu ảnh hưởng của pH<br />
Tiến hành khảo sát hai loại dung dịch đệm<br />
photphat và dung dịch đệm borat. Kết quả chỉ<br />
ra ở hình 1 và hình 2.<br />
<br />
1.2<br />
<br />
5<br />
<br />
Độ hấp<br />
thụ<br />
<br />
pH<br />
<br />
7<br />
<br />
8<br />
<br />
9<br />
<br />
Độ hấp thụ<br />
quang<br />
<br />
Hình 1: Ảnh hưởng của dung dịch đệm photphat<br />
AMO<br />
1<br />
0.9<br />
0.8<br />
0.7<br />
<br />
AMP<br />
CLO<br />
5<br />
<br />
6<br />
<br />
7<br />
<br />
pH<br />
<br />
8<br />
<br />
9<br />
<br />
10<br />
<br />
Hình 2: Ảnh hưởng của dung dịch đệm tetraborac<br />
<br />
Qua quá trình khảo sát thì dung dịch đệm photphat cho độ hấp thụ quang của dung dịch cao nhất<br />
tại pH=7,4 và đệm tetraborat cho độ hấp thụ quang cao nhất tại pH = 8,5. Vì các kháng sinh này<br />
kém bền trong môi trường axit và kiềm. Mặt khác, đệm photphat là dung dịch đệm cópH ổn định,<br />
bền lâu hơn so với dung dịch đệm tetraborat. Do vậy, chúng tôi chọn dung dịch đệm photphat pH<br />
= 7,4 để khảo sát các thí nghiệm tiếp theo.<br />
98<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
Nguyễn Thị Thu Thúy và Đtg<br />
<br />
96(08): 97 - 102<br />
<br />
Khảo sát sự ảnh hưởng của các kháng sinh khác thuộc họ β-Lactam<br />
Khảo sát ảnh hưởng của một số kháng sinh thường gặp là benzyl penicillin, oxacillin thuộc cùng<br />
nhóm với CLO và cephadroxil. Làm thí nghiệm với các mẫu có nồng độ benzyl penicillin,<br />
oxacillin và cephadroxil thay đổi tăng dần ở giá trị pH bằng 7,4. Kết quả được chỉ ra ở hình 3, 4,5<br />
Độ hấp thụ<br />
quang<br />
<br />
2.7<br />
<br />
AMO<br />
<br />
1.7<br />
<br />
AMP<br />
<br />
0.7<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
10<br />
<br />
15<br />
<br />
20<br />
<br />
25<br />
<br />
30<br />
<br />
35<br />
<br />
CLO<br />
<br />
Độ hấp thụ<br />
quang<br />
<br />
Hình 3. Sự ảnh hưởng của benzyl penicillin đến độ hấp thụ quang dung dịch AMO, AMP, CLO<br />
<br />
1.7<br />
<br />
AMO<br />
<br />
1.2<br />
<br />
AMP<br />
<br />
0.7<br />
<br />
CLO<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
10<br />
<br />
15<br />
<br />
20<br />
<br />
25<br />
<br />
30<br />
<br />
35<br />
<br />
Độ hấp thụ quang<br />
<br />
Hình 4. Ảnh hưởng của oxacillin thêm vào dung dịch AMO, AMP, CLO<br />
AMO<br />
<br />
1.7<br />
<br />
AMP<br />
<br />
1.2<br />
<br />
CLO<br />
<br />
0.7<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
10<br />
<br />
15<br />
20<br />
Nồng độ µg/25ml<br />
<br />
25<br />
<br />
30<br />
<br />
35<br />
<br />
Hình 5. Ảnh hưởng của cephadroxil thêm vào dung dịch AMO, AMP, CLO<br />
<br />
Như vậy từ kết quả thu được qua 3 bảng ở trên thì thấy rằng ở nồng độ thấp (khoảng dưới 5 ppm)<br />
cuả benzyl penicillin, Oxacillin và Cephadroxil khi có mặt trong từng dung dich AMO, AMP,<br />
CLO thì ảnh hưởng không đáng kể.<br />
Kết quả phân tích mẫu giả<br />
Kết quả chỉ ra ở bảng 3, bảng 4, bảng 5.<br />
Bảng 2: Ma trận nồng độ các cấu tử khảo sát<br />
STT<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
<br />
AMO<br />
0,00<br />
0,20<br />
0,50<br />
4,00<br />
8,00<br />
10,00<br />
14,00<br />
<br />
Nồng độ (µg/25ml)<br />
AMP<br />
0,00<br />
0,50<br />
1,00<br />
4,00<br />
6,00<br />
10,00<br />
14,00<br />
<br />
CLO<br />
0,20<br />
0,50<br />
2,00<br />
4,00<br />
8,00<br />
10,00<br />
14,00<br />
<br />
99<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
Nguyễn Thị Thu Thúy và Đtg<br />
<br />
96(08): 97 - 102<br />
<br />
Bảng 3. Kết quả xác định AMO trong các dung dịch hỗn hợp<br />
ST<br />
T<br />
<br />
Hàm lượng AMO, AMP, CLO trong hỗn hợp (µg/25ml)<br />
<br />
n<br />
<br />
Hàm lượng AMO<br />
xác định được<br />
<br />
AMO<br />
<br />
(AMP-CLO)<br />
<br />
1<br />
<br />
0<br />
<br />
(0-1), (0-5), (1-10), (5-1), (5-10), (5-15), (10-10)<br />
<br />
7<br />
<br />
0,05 ± 0,02<br />
<br />
2<br />
<br />
0,2<br />
<br />
(0-5), (0-15), (0,2-5), (0,2-10), (0,2-15), (0,5-10), (0,5-15), (1-15)<br />
<br />
8<br />
<br />
0,19 ± 0,01<br />
<br />
3<br />
<br />
0,5<br />
<br />
(0,5-6), (4-6), (4-10), (8-14), (8-18), (10-10), (10-14), (14-0,5), (14-0,5)<br />
<br />
9<br />
<br />
0,52 ± 0,01<br />
<br />
4<br />
<br />
4<br />
<br />
(0,5-14), (0,5-18), (4-6), (4-10), (8-6), (8-10), (10-10), (14-0,5), (14-6)<br />
<br />
9<br />
<br />
3,98 ± 0,19<br />
<br />
5<br />
<br />
8<br />
<br />
(0,5-10), (2-2), (6-6), (6-10), (2-10) (10-5),(10-10)<br />
<br />
7<br />
<br />
7,96 ± 0,26<br />
<br />
6<br />
<br />
10<br />
<br />
(0,5-2), (4-6), (4-8), (6-2), (6-10), (8-6),(10-2)<br />
<br />
7<br />
<br />
10,05 ± 0,36<br />
<br />
7<br />
<br />
14<br />
<br />
(0,5-2), (0,5-4), (4-1), (6-2), (6-8), (8-2), (10-0,5), (10-2)<br />
<br />
8<br />
<br />
14,08 ± 0,28<br />
<br />
Bảng 4. Kết quả xác định AMP trong các dung dịch hỗn hợp<br />
Hàm lượng AMO, AMP, CLO trong hỗn hợp (µg/25ml)<br />
<br />
T<br />
T<br />
<br />
AMP<br />
<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
<br />
0<br />
0,2<br />
0,5<br />
1<br />
2<br />
4<br />
5<br />
<br />
(AMO-CLO)<br />
<br />
n<br />
<br />
Hàm lượng AMP<br />
xác định được<br />
<br />
(0,5-5), (0,2-15)<br />
(0,2-5), (0,2-10), (0,2-15)<br />
(0,2-10), (0,2-15), (0,5-6), (4-14), (4-18), (8-10), (10-2), (14-2), (14-4)<br />
(0-1), (0-5), (0-10), (0,2-15)<br />
(8-2), (8-10)<br />
(0,5-6), (0,5-10), (4-6), (4-10), (10-6), (10-8), (14-1)<br />
(0-1), (0-10), (0-15)<br />
<br />
2<br />
3<br />
9<br />
4<br />
2<br />
7<br />
3<br />
<br />
0,00 ± 0,04<br />
0,20 ± 0,01<br />
0,50 ± 0,03<br />
1,01 ± 0,04<br />
2,02 ± 0,07<br />
3,93 ± 0,17<br />
4,96 ± 0,16<br />
<br />
Bảng 5. Kết quả xác định CLO trong các dung dịch hỗn hợp<br />
TT<br />
<br />
Hàm lượng AMO, AMP, CLO trong hỗn hợp (µg/25ml)<br />
CLO<br />
<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
<br />
0,5<br />
1<br />
2<br />
4<br />
5<br />
6<br />
8<br />
<br />
(AMO-AMP)<br />
(0,5-14), (4-14), (14-10)<br />
(0-1), (0-5), (14-4)<br />
(8-2), (10-0,5), (10-6), (10-10), (14-0,5), (14-6), (14-8),<br />
(0,5-14), (14-0,5)<br />
(0-1), (0,2-0), (0,2-0,2), (8-10)<br />
(0,5-0,5),(0,5-4), (4-4), (4-8), (4-14),(8-6), (10-4), (10-8)<br />
(14-4), (14-6)<br />
<br />
n<br />
<br />
Hàm lượng CLO<br />
xác định được<br />
<br />
3<br />
3<br />
8<br />
2<br />
3<br />
8<br />
2<br />
<br />
0,05±0,01<br />
0,99±0,05<br />
2,04 ± 0,11<br />
4,16 ± 0,01<br />
5,08 ± 0,15<br />
5,90 ± 0,22<br />
7,91 ± 0,02<br />
<br />
Kết quả từ bảng 3, 4 và 5 cho biết giá trị trung bình của AMO, AMP và CLO với độ lệch chuẩn<br />
thu được trong hỗn hợp có độ chính xác khá cao.<br />
Kết quả phân tích mẫu thật<br />
Kết quả phân tích mẫu thật được trình bày trong bảng 6, 7<br />
Bảng 6. Kết quả xác định các chất kháng sinh trong mẫu thuốc<br />
Tên mẫu<br />
Ampicillin<br />
Amoxicillin<br />
Cloxin (Cloxacillin)<br />
<br />
100<br />
<br />
Hàm lượng ghi trên<br />
nhãn (mg)<br />
500<br />
500<br />
500<br />
<br />
Hàm lượng tìm thấy<br />
(mg)<br />
505,64<br />
507,3<br />
482,04<br />
<br />
Tỉ lệ tìm thấy (%)<br />
102,63%<br />
101,48%<br />
96,45%<br />
<br />
Nguyễn Thị Thu Thúy và Đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
96(08): 97 - 102<br />
<br />
Bảng 7. Kết quả xác định các chất kháng sinh trong mẫu huyết thanh<br />
STT<br />
<br />
Tên mẫu<br />
huyết thanh<br />
<br />
1<br />
<br />
Mẫu 1<br />
<br />
2<br />
<br />
Mẫu 2<br />
<br />
3<br />
<br />
Mẫu 3<br />
<br />
0<br />
<br />
4<br />
<br />
Mẫu 4<br />
<br />
0,50<br />
S=0,01;RSD=2,36%<br />
<br />
AMO (µg/ml)<br />
<br />
AMP (µg/ml)<br />
<br />
1,39<br />
S= 0,01; RSD=1,01%<br />
0,55<br />
S=0,01; RSD=1,78%<br />
<br />
Từ kết quả trên cho thấy: kết quả định lượng<br />
AMO, AMP, CLO trong mẫu thuốc và mẫu<br />
huyết thanh cho độ lặp tương đối tốt. Độ lệch<br />
chuẩn tương đối thu được của các mẫu thật<br />
đều ở khoảng 2%. Sai số lớn nhất 2,92% ,<br />
nằm trong phạm vi cho phép của phân tích<br />
hàm lượng cấp ppm.<br />
KẾT LUẬN<br />
Công trình này đã thu được một số kết quả<br />
như sau:<br />
1. Đã nghiên cứu khảo sát các điều kiện tối ưu<br />
để xác định đồng thời AMO, AMP, CLO<br />
trong cùng hỗn hợp bằng phương pháp phổ<br />
hấp thụ phân tử:<br />
- Khảo sát phổ hấp thụ cực đại của các kháng<br />
sinh họ β-lactam : AMO có cực đại 196 nm;<br />
AMP có cực đại hấp thụ 194 nm và CLO có<br />
cực đại 196 nm;<br />
- Chọn được dung dịch đệm photphat với pH<br />
tối ưu cho quá trình khảo sát là pH = 7,4.<br />
- Khoảng tuyến tính của: AMO là 0,2ppm15ppm; AMP 0,2-15 ppm; CLO là 0,2-18 ppm<br />
2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các kháng sinh<br />
khác thuộc họ β-lactam đến quá trình phân<br />
<br />
CLO(µg/ml)<br />
0<br />
<br />
0,82<br />
S=0,02;RSD=2,34%<br />
1,12<br />
S=0,01;RSD=0,83%<br />
<br />
0<br />
0<br />
0<br />
<br />
tích đồng thời hỗn hợp AMO, AMP, CLO. Ở<br />
nồng độ thấp (khoảng dưới 5 ppm) cuả benzyl<br />
penicillin, Oxacillin và Cephadroxil thì có<br />
ảnh hưởng không đáng kể.<br />
3. Xác định được đồng thời AMO, AMP,<br />
CLO trong mẫu nhân tạo sử dụng mạng nơron<br />
nhân tạo bằng phần mềm WinNN<br />
4. Xác định được đồng thời AMO, AMP, CLO<br />
trong mẫu huyết thuốc và mẫu huyết thanh<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO<br />
[1]. Belal F., El – Kerdawy M. M., El-Ashry S.<br />
M.,<br />
El<br />
–<br />
Wasseef<br />
D.<br />
R.<br />
(2000),<br />
“Spectrophotometric determination of ampicillin<br />
and amoxicillin in dosage forms”, Il Farmaco 55,<br />
680-686.<br />
[2]. Saidul Zafar Qureshi., Talat Qayoom., marud I.<br />
Helalet. (1999), “Simultaneous spectrophotometric<br />
and volumetric derterminations of amoxycillin,<br />
ampicillin and cloxacillin in drug formulation:<br />
reaction mechanism in base catalysed hydrolysis<br />
followed by oxidation with iodate in dilute acid<br />
solution”, Journal of Pharmaceutical and<br />
Biomedical Analysis, 21, pp. 473-482.<br />
[3]. Tạ Thị Thảo (2005), Bài giảng chuyên đề thống<br />
kê trong hóa phân tích, ĐH Quốc gia Hà Nội<br />
<br />
101<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
