ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

PHẠM MẠNH HÙNG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ HOẠT CHẤT MỘT SỐ THUỐC
GIẢM ĐAU (IBUPROFEN, DICLOFENAC, NAPROXEN,
BEZAFIBRATE) TRONG MẪU NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN
DI MAO QUẢN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

PHẠM MẠNH HÙNG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ HOẠT CHẤT MỘT SỐ THUỐC
GIẢM ĐAU (IBUPROFEN, DICLOFENAC, NAPROXEN,
BEZAFIBRATE) TRONG MẪU NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN
DI MAO QUẢN

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118.




DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC HÌNH


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt

Tên đầy đủ

ACN

Acetonitril

BGE

Hệ đệm

C4D

Detectơ độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện

CE

Phương pháp điện di mao quản

CZE


LOQ

Giới hạn định lượng

MEKC

Điện di mao quản điện động học Mixen

MS

Detetor khối phổ

NSAID

Thuốc chống viêm không steroid

%RSD

% độ lệch chuẩn tương đối

SD

Độ lệch chuẩn

SDS

Chất hoạt động bề mặt

SPE

phát triển phù hợp với nhu cầu và điều kiện thực tế tại Việt Nam. Do đó, chúng tôi đã
lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định nồng độ hoạt chất một số thuốc giảm
đau(ibuprofen, diclofenac, naproxen, bezafibrate) trong mẫu nước bằng phương pháp
điện di mao quản”.
Kết quả nghiên cứu mong muốn đóng góp một phần cho quá trình quan trắc
môi trường tại Việt Nam.

10


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Sự xuất hiện của dược phẩm trong môi trường
Thập kỷ gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của y học thì việc sử dụng dược
phẩm cho con người và thú y cũng ngày càng phát triển. Vì vậy nhiều loại dược phẩm
đã được tìm thấy trong môi trường nước. Vấn đề này đã trở thành một mối lo ngại về
môi trường và sức khỏe của con người. Nhiều loại dược phẩm không hoàn toàn phân
hủy trong quá trình xử lý nước thải và được đào thải ra môi trường nước. Mặc dù sự
xuất hiện của các dược phẩm trong môi trường nước có nồng độ nhỏ nhưng đã có sự
ảnh hưởng đến môi trường sống của nhiều loại vi sinh vật trong nước. Khoảng
100.000 dược phẩm khác nhau được sản xuất mỗi năm nhưng không có dữ liệu cụ thể
về quá trình sử dụng trên toàn cầu của các dược phẩm [13]. Đặc biệt là quá trình tiêu
thụ của từng loại lại khác nhau đáng kể ở từng nước khác nhau. Có những dược phẩm
được mua bán theo đơn nhưng có những dược phẩm có thể mua dễ dàng ở các nhà
thuốc mà không cần đơn chỉ định của bác sĩ. Chính vì vậy khó có thể xác định được số
lượng tiêu thụ của các dược phẩm ở mỗi nước. Dược phẩm bao gồm rất nhiều các hợp
chất khác nhau chia thành nhiều loại phụ thuộc vào chức năng của từng loại ví dụ như
thuốc kháng sinh, thuốc giảm đau chống viêm hoặc thuốc điều chỉnh lipit. Theo thống
kê dữ liệu ở các nước châu Âu sản lượng các thuốc chống viêm, giảm đau như
ibuprofen ở Đức năm 2001 có sản lượng 344,89 tấn, ở Anh ibuprofen năm 2000 đạt
sản lượng 162,3 tấn. Ngoài ra còn các loại thuốc khác như diclofenac ở Đức sản lượng

2005

817.396

395.157

650.180

9,85

2006

956.353

475.403

710.000

11,23

2007

1.136.353

600.630

810.711

13,39


Năm

thuốc đầu
người
(USD)

Theo cục quản lý dược Việt Nam thì sự phát triển của thị trường dược Việt
Nam tiếp tục tăng trưởng đến năm 2011 thị trường tiếp tục tăng từ 17-19% và đạt 2 tỷ
USD [1]. Như vậy cùng sự phát triển của ngành dược thì dược phẩm được phát hiện
trong môi trường ngày càng tăng. Dược phẩm có thể xâm nhập vào môi trường qua
nhiều con đường khác nhau như hình 1.1.

12


Hìnhkhi
1. con
Quángười
trình đào
thải của
dược
phẩm
ra ngoài
Sau
sử dụng,
dược
phẩm
được
bài tiếtmôi
quatrường

lâu. Paracetamol (acetaminophen) có tác dụng chống viêm không đáng kể, nhưng lại
có tác dụng hạ sốt và giảm đau rất tốt, nên đôi khi vẫn được xếp trong nhóm này.
Cơ chế chống viêm của thuốc NSAID: thuốc ức chế cyclooxygenase (COX) nên
ức chế tổng hợp prostaglandin (PG) và thromboxan. Có hai dạng COX, COX-1 cần
thiết để tổng hợp prostaglandin (bảo vệ niêm mạc dạ dày) và thromboxan cần thiết cho
14


chế tác
củarathuốc
chống viêm
tiểu cầu kếtHình
dính, 1.
vàCơ
COX-2
thamđộng
gia tạo
prostaglandin
khi cógiảm
viêmđau
[17]. Các thuốc
chống viêm không chọn lọc ức chế cả hai loại COX-1 và COX-2, bao gồm ibuprofen,
indometacin, naproxen, piroxicam, diclofenac, ketoprofen. Các thuốc NSAID ức chế
chọn lọc COX-2 gồm có ketorolac, parecoxib, celecoxib, meloxicam, rofecoxib…
•

Thuốc có tác dụng ức chế sinh tổng hợp PG do ức chế men COX làm
giảm tổng hợp PG.

•


Ibuprofen

Diclofenac

Naproxen

(RS)-2-(4-(2-

2-(2-(2,6-

(+)-(S)-2-(6-

metylpropyl)

dichloro phenyl

metoxy

phenyl)

amino) phenyl) naphtalen-2-yl)

propanoic axit

axetic axit

propanoic axit

C13H18O2

4,18

4,8

361,819

(g/mol)
pKa

3,6

1.2.4 Tác hại của dược phẩm đến môi trường
Tác hại của diclofenac đã được đề cập ảnh hưởng đến sự suy giảm của các cá
thể kền kền ở Ấn Độ [18, 19]. Một nghiên cứu tại vườn quốc gia Keoladeo, Ấn Độ số
lượng cá thể kền kền giảm 95% năm 2003. Theo báo cáo diclofenac ở dạng thuốc thú
ý được sử dụng trên động vật, gia súc nuôi. Những con kền kền ăn thịt những gia súc
có sử dụng diclofenac sẽ bị nhiễm độc dần dần, do chúng không có enzym để phá vỡ
diclofenac. Diclofenac làm cho những con kền kền có triệu chứng suy thận. Ngoài ra
đã có những báo cáo khi tiếp xúc lâu dài với diclofenac sẽ ảnh hưởng đến thận của
một số loại sinh vật như cá [24], chuột [17].
Tác giả Yohana M cùng cộng sự đã nghiên cứu tác dụng của bezafibrate ảnh
hưởng khả năng sinh dục và sinh tinh của cá ngựa vằn. Cá ngựa vằn trưởng thành đã
được tiếp xúc với bezafibrate qua đường miệng trong 21 ngày. Máu và bộ phận sinh
dục được thu thập để đánh giá hypocholesterol. Kết quả cho thấy sự suy giảm tinh
hoàn. Nghiên cứu thấy được bezafibrate tạo ra một tác nhân là hypocholesterol ở cá
ngựa vằn đực trưởng thành. Nó là nguyên nhân gây ra sự rối loạn nội tiết ảnh hưởng
đến sinh tinh [26].
Đồng thời có nghiên cứu chỉ ra tác hại tổng hợp của ibuprofen, diclofenac,
naproxen bằng phương pháp kiểm tra Daphania chỉ ra các chất ảnh hưởng đến quá
17


Trong một nghiên cứu, tác giả JONES sử dụng phương pháp HPLC với
detector quang phổ hấp phụ phân tử UV-VIS kết hợp cùng với quá trình làm giàu SPE
để xác định 19 loại dược phẩm khác nhau như: ketoprofen, bezafibrate, naproxen,
warfarin, flurbiprofen, diclofenac, indomethacin, ibuprofen, meclofenamic axit,
paracetmon… Với LOD của các chất từ 0,02 mg/L-0,25 mg/L . Cụ thể LOD của một
số chất như sau: diclofenac 0,15 mg/L, naproxen 0,01 mg/L, bezafibrate 0,06 mg/L,
ibuprofen 0,13 mg/L [6].
Trong nghiên cứu sử dụng phương pháp HPLC –MS cũng được tác giả Werner
Ahrer sử dụng để xác định một dược phẩm như paracetamon, penicillin, naproxen,
bezafibrate, diclofenac, ibuprofen…Với LOD của các chất ở trong khoảng 0,05 -1
mg/L. Nếu kết hợp cùng với quá trình làm giàu SPE thì giới hạn phát hiện của các
chất có thể hạ xuống 1 ng/L [5].
Tác giả M. Jos´e G´omez đã sử dụng phương pháp HPLC-MS-MS kết hợp với
quá trình làm giàu SPE với cột Oasis HLB ở pH 7 để xác định 16 loại dược phẩm
trong nước thải bệnh viện như các loại thuốc giảm đau, chống viêm (ibuprofen,
naproxen, diclofenac, ketorolac, acetaminophen), thuốc chống trầm cảm(fluxetine và
paroxetine), thuốc kháng sinh (trimethoprim, metronidazole)… Phương pháp có hệ số
thu hồi của dược phẩm cao hơn 75%. Giới hạn phát hiện của phương pháp từ 7 ng/mL
đến 47 ng/mL với độ lệch chuẩn tương đối của phương pháp tính RSD từ 0,3% tới
4,9% [12].
1.3.3 Phương pháp điện di mao quản (CE)
Điện di mao quản là một kỹ thuật tách chất phân tích là các ion hoặc các chất
không ion nhưng có mối liên hệ chặt chẽ với các ion trong một ống mao quản hẹp
chứa đầy dung dịch đệm, đặt trong điện trường; do độ linh động điện di của các ion
khác nhau, chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau [2].
Phương pháp điện di mao quản điện động học Mixen (MEKC)
19



trong metanol/water (70:30 v/v). Với sự kết hợp cùng SPE giới hạn phát hiện của
naproxen có thể xuống 10 ng/L[15].
Phương pháp CE còn được tác giả Ngee Mien Quek áp dụng để xác định 13
loại dược phẩm với detector C 4D. Phương pháp CE- C4D sử dụng hệ đệm 9 mM Tris/5
mM axit lactic pH 8.0 có bổ sung thêm các chất như 5% n-propanol, 0.025% γ-CD,
0.075% hydroxyl-β-CD và0.15% dimetyl-β-CD. Phương pháp có giới hạn phát hiện
20


của các chất từ 61-1676 μg/L với độ lệch chuẩn tương đối của thời gian di chuyển và
diện tích pic dưới 2 và 6%. Giới hạn phát hiện của 1 số chất như sau ibuprofen 68
μg/L, naproxen 257 μg/L, diclofenac 144 μg/L [21].
1.3.4 Phương pháp chiết pha rắn (SPE)
Trong quá trình phân tích dược phẩm trong mẫu môi trường vì nồng độ các
dược phẩm rất nhỏ để giảm được giới hạn phát hiện của phương pháp các tác giả
thường kết hợp quá trình làm giàu chiết pha rắn với các phương pháp phân tích.
Chiết pha rắn là một dạng của sắc kí lỏng được cải tiến thành hấp thụ pha rắn
với các cơ chế khác nhau. Mục đích của chiết pha rắn là lấy các chất phân tích một
cách định lượng từ dung dịch, loại tạp chất và thu hồi toàn bộ nó. Sau khi làm sạch,
chất phân tích được rửa giải vào một thể tích nhỏ dung dịch và lấy một cách định
lượng khỏi dung dịch nên có hệ số làm giàu cao [2, 4].
Chiết pha rắn có các ưu điểm sau:
-

Thu hồi các chất phân tích có hiệu suất cao.

-

Chiết phân tích và làm sạch tạp chất dễ dàng.


nhau, theo công thức [23]:

vi = μ i ×E =

Trong đó:

q
V
×
6π× ×η ×r L

(1)

vi: tốc độ di chuyển của ion
μi: độ linh động điện di
E: cường độ điện trường
q: điện tích ion

η

: độ nhớt của dung dịch

r: bán kính hiđrat hóa của ion
V: hiệu điện thế
L: chiều dài mao quản

Hình 1. Sơ đồ của một hệ điện di mao quản đơn giản

23



1.4.2

Detector trong phương pháp điện di mao quản
Việc phát hiện chất trong CE được thực hiện nhờ detector. Một số detector

thông dụng bao gồm detector đo quang (hấp thụ phân tử, huỳnh quang), điện hóa (đo
dòng, đo thế, độ dẫn) và khối phổ. Đối những thiết bị xách tay, detector độ dẫn là lựa
chọn thích hợp nhất do có thiết bị nhỏ gọn, độ nhạy cao và phổ phân tích rộng.
Nguyên tắc thiết kế của detector độ dẫn không tiếp xúc là sử dụng hai điện cực hình
ống đặt vòng quanh và không tiếp xúc với mao quản. Khi áp vào một hiệu điện thế,
hai điện cực này sẽ đóng vai trò hai tụ điện còn khối dung dịch trong mao quản giữa
hai điện cực đóng vai trò điện trở. Tại đầu ra của điện cực thứ hai, tín hiệu sẽ được thu
nhận đưa đến bộ khuếch đại và xử lý cho ra tín hiệu phân tích. Khi sử dụng detector
này, tín hiệu của chất phân tích (pic) thu được là giá trị điện thế dưới dạng tín hiệu số.
Việc hiển thị tín hiệu được thực hiện dễ dàng bằng các phần mềm ghi tín hiệu như
eDAQ Chart hay PicoLog. Dưới đây là sơ đồ cấu tạo của một detector đo độ dẫn
không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện (C4D).

Hình 1. Sơ đồ cấu tạo detector C4D
1.4.3 Bơm mẫu trong điện di mao quản
Trong CE, trước khi phân tích, một lượng nhỏ mẫu được nạp vào một đầu mao
quản. Có ba kĩ thuật bơm mẫu chủ yếu được sử dụng, bao gồm bơm áp suất, bơm
xiphông và bơm điện.

25