Xác định đồng thời paracetamol và acid ascorbic trong thuốc bằng phương pháp quang phổ đạo hàm

TÓM TẮT:

Trong bài báo này, paracetamol và acid ascorbic trong mẫu thuốc được xác định đồng thời bằng phương pháp phổ đạo hàm bậc 1. Paracetamol được định lượng tại bước sóng 266 nm và acid ascorbic tại bước sóng 243 nm. Phương pháp phân tích đạt được độ lặp lại cao (paracetamol: RSD = 0,9% < ½ RSDH = 1,4%; acid ascorbic: RSD = 1,1% < ½ RSDH = 1,6%) và độ đúng (paracetamol: Rev = 102,4%; acid ascorbic: Rev = 101,5%).

Từ khóa: paracetamol, acid ascorbic, quang phổ đạo hàm.

1. Đặt vấn đề

Paracetamol (N-acetyl-p-aminophenol) hay acetaminophen là thuốc giảm đau và hạ sốt không kê đơn được sử dụng rộng rãi. Paracetamol được sử dụng để giảm đau liên quan đến nhiều bộ phận của cơ thể tương đương với aspirin [6]. Axit ascorbic (5 - (1,2 - Dihydroxyethyl) - 3,4 - dihydroxy - 2(5H) - furanone), còn gọi là vitamin C hay axit L - ascorbic. Axit ascorbic rất cần thiết cho cơ thể để hình thành collagen trong xương, sụn và các mạch máu, hỗ trợ cơ thể trong việc hấp thụ chất sắt, tăng sức đề kháng, phục hồi sức khỏe [1].

 Ở Việt Nam, thuốc có chứa 2 thành phần hoạt chất paracetamol và acid ascorbic được sử dụng khá phổ biến, như: Hapacol Kids, Paracold Kids, Efferalgan Vitamin C,…

Hình 1: Cấu trúc của paracetamol (a) và acid ascorbic (b)

Có nhiều phương pháp xác định đồng thời paracetamol và acid ascorbic trong dược phẩm đã được công bố như phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [1, 3, 5], von-ampe xung vi phân [4], phương pháp trắc quang UV [6],… Trong đó, phương pháp HPLC có độ lặp lại và độ đúng tốt, cùng với khả năng xác định đồng thời nên được ứng dụng rất rộng rãi trong phân tích dược phẩm. Phương pháp này đòi hỏi hóa chất và dung môi có độ tinh khiết cao, thiết bị đắt tiền nên chi phí phân tích cao. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis) với thiết bị đơn giản, hóa chất, dung môi có độ tinh khiết vừa phải là một lựa chọn để phân tích nhiều chất khác nhau. Tuy nhiên, khi định lượng các chất trong mẫu dược phẩm, ta thường gặp các hỗn hợp có phổ hấp thụ của các chất xen phủ nhau. Để phân tích các hỗn hợp này bằng phương pháp UV-Vis, thường phải tách riêng từng chất hoặc che để loại trừ ảnh hưởng của chúng. Do đó, quy trình phân tích thường phức tạp và độ chính xác của phép phân tích cũng giảm rõ rệt do việc tách không triệt để.

Ngày nay, có nhiều nghiên cứu ứng dụng phương pháp UV-Vis kết hợp với các kỹ thuật tính toán, biến đổi toán học (gọi là Chemometrics) để xác định các chất có phổ hấp thụ xen phủ nhau như phương pháp Vierordt, phổ đạo hàm, phương pháp bình phương tối thiểu,... [6]. Trong đó, phương pháp UV-Vis kết hợp phổ đạo hàm (gọi là phương pháp quang phổ đạo hàm) có ưu điểm nổi bật là khả năng phân tích trực tiếp mà không cần tách, chiết và xử lý mẫu phức tạp, quy trình phân tích đơn giản, thời gian phân tích nhanh và chi phí đầu tư trang thiết bị thấp.

Trong nghiên cứu này, paracetamol và acid ascorbic được xác định đồng thời trong thuốc Hapacol Kids bằng phương pháp UV-Vis kết hợp với phổ đạo hàm bậc 1.

2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1. Thiết bị và hóa chất

Các phép đo độ hấp thụ được tiến hành trên máy quang phổ 2 chùm tia V-770 (Jasco, Mỹ), được kết nối máy tính và điều khiển bằng phần mềm UV-Win có chức năng ghi phổ đạo hàm.

Các chất chuẩn paracetamol và acid ascorbic được cung cấp từ Viện Kiểm nghiệm thuốc Thành phố Hồ Chí Minh.

Mẫu thuốc chứa paracetamol và acid ascorbic được sử dụng trong nghiên cứu này: Hapacol Kids của Công ty DHG PHARMA Cần Thơ: paracetamol 150 mg và acid ascorbic 75 mg).

2.2. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp quang phổ đạo hàm định lượng paracetamol và acid ascorbic: xác định paracetamol (viết tắt là PAR) và acid ascorbic (viết tắt là AA) bằng phương pháp quang phổ đạo hàm dựa trên nguyên tắc phổ hấp thụ phân tử và phổ đạo hàm của các chất là hàm của bước sóng ánh sáng (A = f(λ), A’ = f’(λ)). Quy trình định lượng các chất bằng phương pháp quang phổ đạo hàm gồm 3 bước [6].

Phương pháp thống kê: Phương pháp thống kê được áp dụng để xử lý số liệu thực nghiệm, phân tích hồi quy tuyến tính và đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Phổ hấp thụ và phổ đạo hàm của paracetamol và acid ascorbic

Hình 2: Phổ hấp thụ (A) và phổ đạo hàm (B) của PAR (1) và AA (2)

Ghi phổ hấp thụ phân tử của các dung dịch PAR 10 μg/mL và AA 12 μg/mL trong khoảng bước sóng 190 - 400 nm sử dụng cuvet có bề dày quang học 10 mm. Từ phổ hấp thụ phân tử của PAR và AA (Hình 2A), tiến hành lấy phổ đạo hàm bậc 1 thu được kết quả ở Hình 2B.

PAR có cực đại hấp thụ tại bước sóng λ = 243 nm và AA tại λ = 266 nm. PAR và AA có phổ hấp thụ xen phủ nhau trong vùng bước sóng 200 - 300 nm. Dựa vào phổ đạo hàm bậc 1 của PAR và AA: tại λ = 266 nm, giá trị đạo hàm bậc 1 (dA/dλ) của AA = 0, PAR ≠ 0, và tại λ = 243 nm, dA/dλ của PAR = 0, AA ≠ 0. Vì vậy, chúng tôi chọn khoảng bước sóng ghi phổ là 215 - 300 nm, bước sóng để định lượng PAR là 266 nm và AA là 243 nm.

3.2. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)

Chuẩn bị 2 dãy dung dịch chuẩn: dãy thứ nhất cố định nồng độ AA 5,0 µg/mL và thêm dung dịch chuẩn PAR để có nồng độ tăng dần từ 0,1 đến 30,0 µg/mL; dãy thứ 2 cố định nồng độ PAR 5,0 µg/mL và thêm dung dịch chuẩn AA để có nồng độ tăng dần từ 0,1 đến 33,0 µg/mL. Ghi phổ đạo hàm bậc 1 của các dung dịch trong khoảng bước sóng 215 - 300 nm. Sự phụ thuộc giá trị đạo hàm bậc 1 vào nồng độ paracetamol (tại λ = 266 nm) và acid ascorbic (tại λ = 243 nm) được trình bày ở Hình 3.

Hình 3: Đường chuẩn của PAR và AA

Kết quả cho thấy giữa giá trị đạo hàm bậc 1 của độ hấp thụ và nồng độ của các chất có mối tương quan tuyến tính tốt tại bước sóng đo với hệ số tương quan r > 0,999 (Bảng 1). Từ kết quả phân tích hồi quy tuyến tính, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp phân tích cũng được xác định theo quy tắc “3σ”: LOD = 3.S_y/b và LOQ = 10.S_y/b.

Bảng 1. Phương trình hồi quy tuyến tính, r, LOD và LOQ

3.3. Quy trình phân tích và độ tin cậy của phương pháp phân tích

3.3.1. Chuẩn bị mẫu và tính toán hàm lượng các chất

Chuẩn bị mẫu: Lấy 20 gói thuốc, xác định khối lượng trung bình của mỗi gói (M), nghiền thành bột mịn và trộn đều. Cân chính xác 1,0000 g khối lượng của gói thuốc, pha bằng dung dịch đệm photphat đến 100,0 mL. Tiếp tục lấy 10,0 mL dung dịch vừa thu được, pha loãng bằng đệm photphat đến 100,0 mL.

3.3.2. Định lượng paracetamol và acid ascorbic trong mẫu thuốc

Thuốc Hapacol Kids (M = 1,5 g, m = 1,0 g) được xử lý theo quy trình ở mục 3.3.1. Sau đó, ghi phổ hấp thụ và phổ đạo hàm bậc 1 của các dung dịch mẫu thu được trong khoảng bước sóng 215 - 300 nm. Paracetamol được định lượng tại bước sóng 266 nm và acid ascorbic ở 243 nm theo phương pháp đường chuẩn. Tiến hành định lượng PAR và AA trong mỗi mẫu thuốc 5 lần (ký hiệu L1 - L5) để đánh giá độ lặp lại của quy trình phân tích. Kết quả trình bày ở Bảng 2.

Bảng 2. Kết quả định lượng PAR và AA trong mẫu thuốc

TB: giá trị trung bình (n = 5); SD: độ lệch chuẩn; RSD: độ lệch chuẩn tương đối; TB ± ε: khoảng tin cậy với ε = t(0,95,4).SD/(n)^1/2.

Hàm lượng của mỗi chất trong 01 gói thuốc Hapacol Kids: paracetamol (167,0 ± 1,0) mg, acid ascorbic (87,0 ± 1,0) mg. Kết quả này phù hợp với tiêu chuẩn chất lượng của Bộ Y tế cho phép hàm lượng của các thành phần trong loại thuốc viên nén [7].

3.3.3. Độ tin cậy của phương pháp phân tích

- Độ lặp lại: Độ lặp lại của phương pháp phân tích được đánh giá dựa vào độ lệch chuẩn tương đối (RSD) khi phân tích lặp lại (5 lần) mẫu thuốc Hapacol Kids (Bảng 2). So với độ lệch chuẩn tương đối tối đa cho phép trong nội bộ phòng thí nghiệm tính theo hàm Horwitz [8], thì RSD < ½ RSDH nên độ lặp lại của phương pháp phân tích paracetamol và acid ascorbic nằm trong giới hạn cho phép. Theo Dược điển Việt Nam [7], RSD không được lớn hơn 3% trong các phép định lượng, nên độ lặp lại của phương pháp phân tích là đạt yêu cầu.

- Độ đúng: Độ đúng của phương pháp phân tích được đánh giá qua độ thu hồi khi phân tích mẫu thuốc có thêm chuẩn. Tiến hành phân tích lặp lại 3 lần trên các mẫu thuốc đã được thêm chuẩn PAR và AA và 01 mẫu thuốc không thêm chuẩn. Các bước xử lý mẫu thuốc được thực hiện như quy trình ở mục 3.3.1 và điều kiện ghi phổ nêu ở mục 3.3.2. Độ thu hồi (Rev) đối với mỗi chất phân tích được tính toán như sau:

Trong đó: x_o: là nồng độ chất phân tích trong mẫu; x₁: là nồng độ chất phân tích thêm chuẩn vào mẫu; x₂: là nồng độ chất phân tích trong mẫu đã thêm chuẩn.

Kết quả đánh giá độ đúng của quy trình phân tích paracetamol và acid ascorbic trên nền mẫu thuốc Hapacol Kids bằng phương pháp quang phổ đạo hàm được trình bày ở Bảng 3.

Bảng 3. Kết quả xác định độ thu hồi

Độ thu hồi của paracetamol dao động trong khoảng 94,5 - 109,4% (trung bình 102,4%) và acid ascorbic 92,9 - 104,5% (trung bình 101,5%). Theo Dược điển Việt Nam [7], đối với các phép thử định lượng, độ thu hồi phải đạt 90 đến 110%. Vì vậy, phương pháp phân tích paracetamol và acid ascorbic trong mẫu thuốc đạt được độ đúng tốt.

4. Kết luận

Các điều kiện thích hợp để xác định đồng thời paracetamol và acid ascorbic trong mẫu thuốc bằng phương pháp quang phổ đạo hàm: Khoảng bước sóng ghi phổ 215 - 300 nm, bước sóng định lượng paracetamol là 266 nm và acid ascorbic là 243 nm. Kết quả xác định paracetamol và acid ascorbic trong mẫu thuốc Hapacol Kids bằng phương pháp quang phổ đạo hàm đảm bảo độ tin cậy với độ lặp lại cao và độ đúng tốt. Hàm lượng các chất trong các thuốc nghiên cứu phù hợp với Tiêu chuẩn chất lượng của Bộ Y tế: PAR: 167,0 ± 1,0 mg/viên; AA: 87,0 ± 1,0 mg/viên. Phương pháp quang phổ đạo hàm có thể áp dụng để xác định đồng thời các chất paracetamol và acid ascorbic trong mẫu thuốc.

Lời cảm ơn:

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Thủ Dầu Một, trong đề tài mã số DT.20.2-077.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Boyka T., et. al. (2012). Simultaneous high-performance liquid chromatography determination of paracetamol and ascorbic acid in tablet dosage forms. African Journal of Pharmacy and Pharmacology, 6, 1332-1336.
2. Eduardo H., et. al. (2012). Carbon Nanotube Based Sensor for Simultaneous Determination of Acetaminophen and Ascorbic Acid Exploiting Multiple Respone Optimization and Measures in the Presence of Surfactant. Electroanalysis Journals, 24(12), 2291-2301.
3. Mohammad. R,. et. al. (2012). Simultaneous analysis of vitamin C and aspirin in aspirin C effervescent tables by high performance liquid chromatography - photodiode array detector. Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies, 35(17), 2454-2461.
4. Trần Thanh Tâm Toàn, Hoàng Trọng Nhân, Bùi Đức Điệp, Mai Xuân Tịnh, Nguyễn Hải Phong (2018). Xác định acid ascorbic, paracetamol và caffein kỹ thuật von ampe hòa tan anot xung vi phân sử dụng điện cực biến tính bằng graphen oxit dạng khử. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Khoa học, Đại học Huế, 13(2), 87-95.
5. Sinan S., Cemal A., et. al. (1998). Quantitation of acetaminophen in pharmaceutical formulations using high-performance liquid chromatography. J. Fac. Pharm. Ankara, 27(2), 93-100.
6. Nguyễn Thị Quỳnh Trang, Trần Thúc Bình, Châu Viết Thạch (2017). Xác định đồng thời paracetamol và cafein trong hỗn hợp bằng phương pháp trắc quang kết hợp thuật toán lọc Kalman. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 22(3), 14-21.
7. Bộ Y tế (2017). Dược điển Việt Nam V. Nhà xuất bản Y học, Hà Nội.
8. Hibbert D. B. (2007). Quality assurance for the analytical chemistry laboratory. UK: Oxford University Press Inc.

IMULTANEOUSLY DETERMINING PARACETAMOL AND

ACID ASCORBIC IN DRUG SAMPLES BY USING

THE FIRST-ORDER DERIVATIVE SPECTROPHOTOMETRY

• LE THI HUYNH NHU¹

• NGUYEN THI LOI¹

¹Application Development Institute, Thu Dau Mot University 

ABSTRACT:

In this study, the first-order derivative spectrophotometry was used to simultaneously determine paracetamol and acid ascorbic in drug samples. Paracetamol and acid ascorbic were quantified at 266 nm and 243 nm, respectively. The analytical method showed high repeatability (Paracetamol: RSD = 0.9% < ½ RSDH = 1.4% and acid ascorbic: RSD = 1.1% < ½ RSDH = 1,6%) and good accuracy (Paracetamol: Rev = 102.4%; acid ascorbic: Rev = 101.5%).

Keywords: paracetamol, acid ascorbic, derivative spectrophotometry.

[Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, Số 28, tháng 12 năm 2021]