Xác định đồng thời dextromethorphan HBr, chlorpheniramine maleate, guaifenesin trong thuốc methorphan bằng phương pháp trắc quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐÀO THỊ LAN PHƯƠNG

XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI DEXTROMETHORPHAN
HYDROBROMIDE, CHLORPHENIRAMINE MALEATE,
GUAIFENESIN TRONG THUỐC METHORPHAN BẰNG
PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2013


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐÀO THỊ LAN PHƯƠNG

XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI DEXTROMETHORPHAN
HYDROBROMIDE, CHLORPHENIRAMINE MALEATE,
GUAIFENESIN TRONG THUỐC METHORPHAN BẰNG
PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS MAI XUÂN TRƯỜNG

THÁI NGUYÊN - 2013


Xác nhận của trưởng Khoa Hoá học

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn khoa học

TS. Mai Xuân Trường


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: đề tài "Xác định đồng thời dextromethorphan HBr,
chlorpheniramine maleate, guaifenesin trong thuốc Methorphan bằng
phương pháp trắc quang" là do bản thân tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả trong
đề tài là trung thực. Nếu sai sự thật tôi xin chịu trách nhiệm.
Thái Nguyên, tháng 08 năm 2013
Tác giả luận văn

Đào Thị Lan Phương

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn, tôi đã nhận
được sự động viên, khuyến khích và sự giúp đỡ nhiệt tình của các cấp lãnh đạo,
của các thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp và gia đình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
Khoa Hóa học, Phòng QLĐT Sau đại học - 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.

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Mai Xuân Trường
- người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và góp ý kiến
để hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn: BGH Trường THPT Lê Hồng Phong
cùng với những người thân và các bạn đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ, cung
cấp tài liệu, tham gia đóng góp nhiều ý kiến, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi
trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Với thời gian nghiên cứu không nhiều, khả năng nghiên cứu còn hạn chế,
khối lượng công việc lớn, chắc chắn luận văn không thể tránh khỏi những thiếu
sót và hạn chế. Tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp chân thành từ các
thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp và bạn đọc.
Xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, tháng 08 năm 2013
Tác giả luận văn

Đào Thị Lan Phương

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU..............................................................2
2.1. Nội dung nghiên cứu..........................................................................22
2.2. Phương pháp nghiên cứu...................................................................23
2.3. Đánh giá độ tin cậy của quy trình phân tích....................................23
2.4. Thiết bị, dụng cụ và hoá chất............................................................25
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..........................29
3.1. Khảo sát sơ bộ phổ hấp thụ phân tử của dextromethorphan HBr,
chlorpheniramine maleate, guaifenesin...................................................29

3.2. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của DEX, CPM và GUA
vào pH.........................................................................................................30
3.3. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của DEX, CPM và GUA
theo thời gian..............................................................................................31
3.4. Khảo sát sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của DEX, CPM và GUA
theo nhiệt độ...............................................................................................33
3.5. Kiểm tra tính cộng tính độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp
DEX, CPM và GUA..................................................................................34
3.6. Khảo sát khoảng tuyến tính tuân theo định luật Bughe - Lămbe Bia và xác định LOD, LOQ của dung dịch DEX, CPM và GUA.........43
3.8. Xác định hàm lượng dextromethorphan HBr, chlorpheniramine
maleate và guaifenesin trong mẫu thuốc Methorphan và đánh giá độ
đúng theo phương pháp thêm chuẩn........................................................56
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................65

iii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CỦA LUẬN VĂN
Tiếng việt

Tiếng Anh

Viết tắt

Dextromethophan HBr

Dextromethorphan HBr

DEX

Clopheninamin maleat

Chlorpheniramine maleate

CPM

Guaiphenesin

Guaifenesin

GUA

Giới hạn phát hiện

Limit Of Detection

LOD

Giới hạn định lượng

Limit Of Quantity

LOQ

Sai số tương đối

Relative Error

Độ lệch chuẩn

Standard Deviation

iv

RE
S hay SD


DANH MỤC CÁC BẢNG
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU..............................................................2
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..........................29
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................65

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU..............................................................2
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..........................29
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................65

vi


MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, ở nước ta thị trường thuốc đang phát triển
nhanh cả về sản xuất và kinh doanh. Trong số đó, các thuốc đa thành phần
chiếm một tỉ lệ cao. Công tác kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm, xác định

thành phần của thuốc vừa đòi hỏi kỹ thuật chính xác, hiện đại vừa đòi hỏi cho
kết quả phải nhanh. Chính vì vậy, nhiều phương pháp có độ lặp và độ chính xác
cao đã được ứng dụng như: Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương
pháp quang phổ hấp thụ phân tử, phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
(HPLC) vì đây là phương pháp được sử dụng chủ yếu trong dược điển Việt
Nam. Ưu điểm của phương pháp HPLC là khi định lượng các thuốc đa thành
phần cho kết quả nhanh chóng và chính xác. Nhược điểm của phương pháp
HPLC là thiết bị đắt tiền, chi phí cho dung môi khá tốn kém. Phương pháp tách
riêng các thành phần và định lượng riêng rẽ tốn nhiều thời gian và công sức,
người thực hiện phải tiếp xúc với các dung môi hữu cơ độc hại [3]. Do đó
phương pháp này chưa thật sự phổ biến.
Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu
theo phương pháp trắc quang để xác định đồng thời hỗn hợp nhiều cấu tử có phổ
hấp thụ quang phân tử xen phủ nhau mà không phải tách chúng ra khỏi nhau như:
phương pháp Vierordt, phương pháp sai phân, phương pháp phổ đạo hàm, phương
pháp hồi quy, phương pháp bình phương tối thiểu, phương pháp lọc Kalman,...
Sử dụng phương pháp trắc quang dùng phổ toàn phần kết hợp với kỹ
thuật tính toán và ứng dụng phần mềm máy tính đã bước đầu được nghiên cứu
và cho nhiều ưu điểm: quy trình phân tích đơn giản, tốn ít thời gian, tiết kiệm
hóa chất và đạt độ chính xác cao [4], [7], [8].
Phép phân tích có thể dùng để kiểm tra hàm lượng các biệt dược một
cách tương đối đơn giản và nhanh chóng.
Với những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài: "Xác định đồng thời
dextromethorphan HBr, chlorpheniramine maleate, guaifenesin trong thuốc
Methorphan bằng phương pháp trắc quang"
1


Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về dextromethorphan hydrobromide, chlorpheniramine
maleate, guaifenesin và một số loại thuốc ho
1.1.1. Dextromethorphan hydrobromide
1.1.1.1. Giới thiệu chung
Dextromethorphan hydrobromide là một loại thuốc ho ức chế. Nó là một
trong những thành phần hoạt động trong nhiều chế phẩm trị ho và cảm lạnh.
Dextromethorphan được dùng phối hợp với nhiều thuốc khác như:
acetaminophen, pseudoephedrin, chlorpheniramine,…[1], [28], [29], [32].
Dextromethorphan hydrobromide có công thức phân tử là:
C18H25NO.HBr.H2O.
Công thức cấu tạo:

CH3O
.HBr.H2O
N

CH3

Tên IUPAC: (+)-3-methoxy-17-methyl-(9α,13α,14α)-morphinan
Khối lượng mol phân tử: 371,4 (g/mol).
Nhiệt độ nóng chảy: 111°C.
1.1.1.2. Tính chất của dextromethorphan HBr
Dextromethorphan hydrobromide là bột kết tinh mầu trắng, không mùi, khi
nóng chảy kèm theo sự phân hủy. Năng suất quay cực từ +28 đến +30 0, tính theo
chế phẩm khan (xác định trên dung dịch chế phẩm 2% trong dung dịch axit
clohydric).
2

Chế phẩm dễ tan trong etanol, hơi tan trong nước, và thực tế hầu như
không tan trong ete
1.1.1.3. Dược lý và cơ chế tác dụng
Dextromethorphan hydrobromide là thuốc giảm ho có tác dụng lên trung
tâm ho ở thành não. Mặc dù cấu trúc hóa học có liên quan đến morphin, nhưng
dextromethorphan không có tác dụng giảm đau và rất ít tác dụng an thần.
Dextromethorphan được dùng giảm ho nhất thời do kích thích nhẹ ở phế
quản và họng như cảm lạnh thông thường hoặc hít phải các chất kích thích.
Dextromethorphan có hiệu quả nhất trong điều trị ho mạn tính, không có đờm.
Thuốc thường được dùng phối hợp với nhiều chất khác trong điều trị triệu
chứng đường hô hấp trên. Thuốc không có tác dụng long đờm.
Hiệu lực của dextromethorphan gần tương đương với hiệu lực của
codein. So với codein, dextromethorphan ít gây tác dụng phụ ở đường tiêu hóa
hơn. Với đúng liều điều trị, tác dụng chống ho của thuốc kéo dài được 5 - 6 giờ,
độc tính thấp nhưng với liều rất cao có thể gây ức chế hệ thần kinh trung ương.
Khi dùng quá liều dextromethorphan thường gặp các triệu chứng: Buồn
nôn, nôn, buồn ngủ, nhìn mờ, rung giật nhãn cầu, bí tiểu tiện, trạng thái tê mê,
ảo giác, mất điều hòa, suy hô hấp, co giật. Thỉnh thoảng thấy buồn ngủ nhẹ, rối
loạn tiêu hóa. Hành vi kỳ quặc do ngộ độc, ức chế hệ thần kinh trung ương và
suy hô hấp có thể xảy ra khi dùng liều quá cao.
Dextromethorphan được hấp thu nhanh qua đường tiêu hóa và có tác
dụng trong vòng 15 - 30 phút sau khi uống, kéo dài khoảng 6 - 8 giờ (12 giờ với
dạng giải phóng chậm).
Thuốc được chuyển hóa ở gan và bài tiết qua nước tiểu dưới dạng
không đổi và các chất chuyển hóa demethyl.
Chỉ định : Ðiều trị triệu chứng ho do họng và phế quản bị kích thích khi
cảm lạnh thông thường hoặc khi hít phải chất kích thích.
3

Chú ý: Ngăn chặn ho làm giảm cơ chế bảo vệ quan trọng của phổi, do
vậy dùng thuốc giảm ho chưa hẳn là cách tốt nhất với người bệnh.
Chống chỉ định: Người quá mẫn cảm với dextromethorphan, người bệnh
đang điều trị các thuốc chống trầm cảm MAO (MONOAMINE OXIDASE
INHIBITORS) vì có thể gây những phản ứng nặng như sốt cao, chóng mặt,
tăng huyết áp, chảy máu não, thậm chí tử vong. Và chống chỉ định đối với trẻ
em dưới hai tuổi.
Thận trọng: Người bệnh bị ho có quá nhiều đờm và ho mạn tính ở người
hút thuốc, hen hoặc tràn khí. Người bệnh có nguy cơ hoặc đang bị suy giảm hô
hấp. Dùng dextromethorphan có liên quan đến giải phóng histamin và nên thận
trọng với trẻ em bị dị ứng. Có thể xảy ra (tuy hiếm) các tác dụng phụ không
mong muốn khi lạm dụng và phụ thuộc vào dextromethorphan.
Trong thời kỳ mang thai: Dextromethorphan được coi là an toàn khi dùng
cho người mang thai và không có nguy cơ cho bào thai. Nhưng nên thận trọng
khi dùng các chế phẩm phối hợp có chứa etanol và nên tránh dùng trong khi
mang thai.
1.1.1.4. Dạng thuốc
Có 4 dạng thuốc phổ biến được sử dụng rộng rãi:
-Viên nén: viên để nhai: 15 mg; nang: 15 mg; 30 mg.
- Viên hình thoi: 2,5 mg; 5 mg; 7,5 mg; 15 mg.
- Siro: 2,5 mg; 3,5 mg; 5 mg; 7,5 mg; 10 mg; 12,5 mg; hoặc 15 mg trong
5 mL siro.
- Dịch treo: 30 mg/5 mL.
- Dung dịch để uống: 3,5 mg; 7,5 mg hoặc 15 mg/mL.
1.1.2. Chlorpheniramine maleate
1.1.2.1.Giới thiệu chung
Chlopheniramine thường được bán trên thị trường ở dạng chlopheniramine
maleate là một thế hệ đầu tiên alkylamin kháng histamin được sử dụng trong dự
4

phòng các triệu chứng của dị ứng các điều kiện như viêm mũi và nổi mề đay. Tác
dụng an thần của nó là tương đối yếu so với các thuốc kháng histamin thế hệ đầu tiên.
Chlopheniramine maleate là một trong những thuốc kháng histamin thường được sử
dụng trong thực tế thú y động vật nhỏ. Nói chung chlopheniramine maleate không
được chấp thuận như là một thuốc chống trầm cảm hoặc lo âu [26], [27], [30].
Chlopheniramine maleate là một phần của một loạt các thuốc kháng histamin
bao gồm pheniramin (Naphcon) và các dẫn xuất halogen hóa của nó và những chất
khác bao gồm fluorpheninamin, dexclorpheninamin (Polaramin), brompheniramin
(Dimetapp), dexbrompheninamin(Drixoral), desclorpheninamin, dipheninamin (còn
gọi là triprolidin với tên thương mại Actifed) và iotpheninamin.
Chlopheniramine maleate có công thức phân tử là: C16H19ClN2.C4H4O4
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.
Khối lượng mol phân tử: 390,87 (g/mol).
1.1.2.2. Tính chất của chlopheniramine maleate
Chlorpheniramine maleate là bột tinh thể trắng, không mùi. Tan
trong nước pH = 4-5; etanol 96 %, cloroform; ít tan trong ete, benzen.
Nhiêt độ chảy: 132-1350C.
Độ tan trong nước: 0,55 g/100 mL ở 200C.
Chlorpheniramine maleate chuyển hóa nhanh và nhiều. Các chất chuyển
hóa gồm có desmethyl - didesmethyl- chlorpheniramine và một số chất chưa
được xác định, một hoặc nhiều chất trong số đó có hoạt tính.
1.1.2.3. Dược lý và cơ chế tác dụng
5


Chlorpheniramine maleate là một kháng histamin có rất ít tác dụng an

thần. Như hầu hết các kháng histamin khác, chlorpheniramine maleate cũng có
tác dụng phụ chống tiết axetylcholin, nhưng tác dụng này khác nhau nhiều giữa
các cá thể.
Tác dụng kháng histamin của chlorpheniramine maleate thông qua phong
bế cạnh tranh các thụ thể H1 của các tế bào tác động.
Chlorpheniramine maleate hấp thu tốt khi uống và xuất hiện trong huyết
tương trong vòng 30 - 60 phút. Nồng độ đỉnh huyết tương đạt được trong
khoảng 2,5 đến 6 giờ sau khi uống. Khả dụng sinh học thấp, đạt 25 - 50%.
Khoảng 70% thuốc trong tuần hoàn liên kết với protein. Thể tích phân bố
khoảng 3,5 lít/kg (người lớn) và 7 - 10 lít/kg (trẻ em).
Nồng độ chlorpheniramine maleate trong huyết thanh không tương quan
đúng với tác dụng kháng histamin vì còn một chất chuyển hóa chưa xác định cũng
có tác dụng.
Thuốc được bài tiết chủ yếu qua nước tiểu dưới dạng không đổi hoặc
chuyển hóa, sự bài tiết phụ thuộc vào pH và lưu lượng nước tiểu. Chỉ một
lượng nhỏ được thấy trong phân. Thời gian bán thải là 12 - 15 giờ ở người bệnh
suy thận mạn kéo dài tới 280 - 330 giờ. Một số viên nén chlorpheniramine
maleate được bào chế dưới dạng tác dụng kéo dài, dưới dạng viên nén 2 lớp.
Lớp ngoài được hòa tan và hấp thu giống như viên nén thông thường. Lớp
trong chỉ được hấp thu sau 4 - 6 giờ. Tác dụng của những viên nén kéo dài bằng
tác dụng của hai viên nén thông thường, uống cách nhau khoảng 6 giờ.
Hiện nay, chlorpheniramine maleate thường được phối hợp trong một số
chế phẩm bán trên thị trường để điều trị triệu chứng ho và cảm lạnh. Tuy nhiên,
thuốc không có tác dụng trong điều trị triệu chứng nhiễm virus.
Các thuốc ức chế monoamin oxydat làm kéo dài và tăng tác dụng chống
tiết axetylcholin của thuốc kháng histamin.

6

Etanol hoặc các thuốc an thần gây ngủ có thể tăng tác dụng ức chế hệ
thần kinh trung ương của chlorpheniramine maleate. Chlorpheniramine maleate
ức chế chuyển hóa phenytoin và có thể dẫn đến ngộ độc phenytoin.
Liều gây chết của chlorpheniramine maleate khoảng 25 - 50 mg/kg thể
trọng. Những triệu chứng và dấu hiệu quá liều bao gồm: an thần, kích thích
nghịch thường hệ thần kinh trung ương, loạn tâm thần, cơn động kinh, ngừng
thở, co giật, tác dụng chống tiết axetylcholin, phản ứng loạn trương lực và trụy
tim mạch, loạn nhịp.
Ðiều trị triệu chứng và hỗ trợ chức năng sống, cần chú ý đặc biệt đến
chức năng gan, thận, hô hấp, tim và cân bằng nước, điện giải.
Rửa dạ dày hoặc gây nôn sau đó cho dùng than hoạt tính và thuốc tẩy để
hạn chế hấp thu khi dùng quá liều chlorpheniramine maleate.
Khi gặp hạ huyết áp và loạn nhịp, cần được điều trị tích cực. Có thể điều
trị co giật bằng tiêm tĩnh mạch diazepam hoặc phenytoin và phải truyền máu
trong những ca nặng.
1.1.2.4. Dạng thuốc
- Chế phẩm viên nén: Coldacmin, Panactol enfant, Tro-padol-Flu, Triam-Fort ...
- Chế phẩm viên đạn: Calmezin, Amecol C, Coldacmin, Corypadol...
- Chế phẩm siro: Dibigen....
- Chế phẩm gói bột: ACE, Babyplex, Pamin...
- Các chế phẩm kết hợp với các thuốc khác
1.1.3. Guaifenesin
1.1.3.1.Giới thiệu chung
Guaifenesin có công thức phân tử là: C10H14O4

Công thức cấu tạo:

7

Guaifenesin có tên IUPAC là: (2RS)-3-(2-methoxyphenoxy)propan1,2-diol.
Khối lượng mol phân tử M = 198,2 (g/mol)
Guaifenesin thuộc nhóm thuốc ho, đang được dùng phổ biến trên thế
giới. Guaifenesin là thuốc long đờm. Nó giúp nới lỏng tình trạng tắc nghẽn
trong ngực và cổ họng , làm cho dễ dàng hơn để ho ra qua miệng. Guaifenesin
được sử dụng để làm giảm tắc nghẽn ngực do cảm lạnh thông thường, nhiễm
trùng, dị ứng [24].
1.1.3.2.Tính chất của guaifenesin
Guaifenesin ở dạng bột kết tinh trắng hay gần như trắng, hơi tan trong
nước(50g/l ở 25oC), tan trong ethanol 96%.
Nhiệt độ nóng chảy: 78-81o C; Nhiệt độ sôi: 215 o C.
Guaifenesin lần đầu tiên được chấp thuận của Cục Quản lý Thực phẩm
và Dược phẩm (FDA- Hoa Kỳ) vào năm 1952. Tác dụng chính của guaifenesin
là trong điều trị ho, nhưng thuốc có nhiều mục đích sử dụng khác, bao gồm y
tế, thú y. Ngoài ra, nó cũng được thêm vào một số sản phẩm với ephedrine và
pseudoephedrine để ức chế quá trình sản xuất methamphetamine.
1.1.3.3. Dược lý và cơ chế tác
Thuốc điều trị guaifenesin có tác dụng long đờm nhờ kích ứng niêm mạc
dạ dày, sau đó kích thích tăng tiết dịch ở đường hô hấp, làm tăng thể tích và
giảm độ nhớt của dịch tiết ở khí quản và phế quản. Nhờ vậy, thuốc làm tăng
hiệu quả của phản xạ ho và làm dễ tống đờm ra ngoài hơn. Cơ chế này khác với
cơ chế của các thuốc chống ho, nó không làm mất ho.
Sau khi uống, thuốc hấp thu tốt từ đường tiêu hoá. Trong máu, 60%
lượng thuốc bị thuỷ phân trong vòng 7 giờ. Chất chuyển hoá không còn hoạt
tính được thải trừ qua thận. Sau khi uống 400 mg guaifenesin, không phát hiện
8


thấy thuốc ở dạng nguyên vẹn trong nước tiểu. Thời gian bán thải của
guaifenesin khoảng 1 giờ.

Thuốc được chỉ định để điều trị triệu chứng ho có đờm quánh đặc khó
khạc do cảm lạnh, viêm nhẹ đường hô hấp trên. Thuốc thường được kết hợp với
các thuốc giãn phế quản, thuốc chống sung huyết mũi, kháng histamin hoặc
thuốc chống ho opiat. Một số kết hợp không hợp lý như kết hợp thuốc điều trị
guaifenesin với thuốc ho, vì phản xạ ho giúp tống đờm ra ngoài, nhất là ở người
cao tuổi.
1.1.3.4. Dạng thuốc
-Siro: Baxotris; Sicatons; Benflux; Apcoform-Ax; Bricanyl Expectorant;
Decofam cough syrup; Methorphan…
-Dung dịch uống: Flemnil; Ascoril Expectorant; Actihist Expectorant…
-Viên nang: Agituss-C; Camsomol; Fetocus…
-Viên nén: Ascoril…
1.2. Các định luật cơ sở của sự hấp thụ quang
1.2.1. Định luật Bughe - Lămbe - Bia
Khi chiếu một chùm tia sáng có năng lượng nhất định vào một 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 cấu tử trong dung dịch
và bề dày lớp dung dịch mà ánh sáng truyền qua [6], [12].
Phương trình toán học biểu diễn định luật Bughe - Lămbe - Bia
Aλ = ελ. b. C

(1.1)

Trong đó : Aλ: độ hấp thụ quang của cấu tử ở bước sóng λ. (A không có
thứ nguyên)
ελ: hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử tại bước sóng λ.
b: bề dày lớp dung dịch (cm).
C: nồng độ của cấu tử trong dung dịch (mol/lít).
9

1.2.2. Định luật cộng tính
Định luật cộng tính là một sự bổ sung quan trọng cho các định luật
Bughe - Lămbe - Bia. 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 λ bằng phương trình toán học:
n

A λ =A1,λ +A 2,λ +...+A i,λ +...+A n,λ = ∑ Ai,λ

(1.2)

i=1

Trong đó : Aλ: độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch hỗn hợp chứa n cấu tử
ở bước sóng λ.
A i,λ: độ hấp thụ ánh sáng của cấu tử thứ i ở bước sóng λ ; n là
số cấu tử hấp thụ ánh sáng có trong hỗn hợp ; với i = 1 ÷ n.
Từ (1.1) có thể viết lại phương trình (1.2) như sau :

A λ =ε 1,λ.b.C 1+ε 2,λ.b.C 2+...+ε n,λ.b.C n=

n

∑ε

.b.C i

i,λ

(1.3)

i=1

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 bằng
tổng độ hấp thụ quang của các cấu tử riêng biệt ở cùng bước sóng này”.
1.2.3. Những nguyên nhân làm cho sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch
không tuân theo định luật Bughe - Lămbe - Bia
Xuất phát từ biểu thức của định luật Bughe - Lămbe - Bia A= f(λ, b, C)
nghĩa là độ hấp thụ quang A là hàm số của ba biến: λ (bước sóng của chùm
10


sáng chiếu qua dung dịch), b (bề dày lớp dung dịch) và C (nồng độ chất:
mol/lít). Do đó mọi sự sai lệch của các tham số này đều có thể đưa đến làm sai
lệch quy luật hấp thụ quang, gây sai số cho phép đo độ hấp thụ quang của chất,
bao gồm:
- Chùm sáng chiếu qua dung dịch không hoàn toàn đơn sắc.
- Các điều kiện đo quang như: bề dày cu vét, độ trong suốt của bề mặt
cu vét không thật đồng nhất, bề mặt cu vét gây các hiện tượng quang học phụ
như tán xạ, hấp thụ...
- Sự có mặt của các chất điện giải lạ trong dung dịch màu làm biến dạng
các phần tử hoặc các ion phức màu làm ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của
các tiểu phân hấp thụ ánh sáng.
- Hiệu ứng solvat hóa: Sự solvat hóa (hay hydrat hóa) làm giảm nồng độ

các phần tử dung môi tự do, do đó làm thay đổi nồng độ của dung dịch màu và
làm ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch màu.
- Hiệu ứng liên hợp: Trong một số trường hợp có sự tương tác của chính các
tiểu phân hấp thụ ánh sáng để tạo ra các tiểu phân polime làm thay đổi nồng độ hợp
chất màu.
- Ảnh hưởng pH của dung dịch: Sự thay đổi nồng độ của ion H + (tức thay
đổi pH) của dung dịch sẽ ảnh hưởng đến sự tuân theo định luật Bughe - Lămbe
- Bia theo các trường hợp sau:
+ Thuốc thử có đặc tính axit: Sự thay đổi nồng độ ion H + làm chuyển
dịch cân bằng tạo thành chất màu.
+ Thay đổi pH kéo theo sự thay đổi thành phần hợp chất màu.
+ Khi tăng pH phức màu có thể bị phân hủy do sự tạo thành phức hydroxo.
+ Dưới ảnh hưởng của ion H+ trạng thái tồn tại và màu của dung dịch
cũng thay đổi.
11


- Ảnh hưởng của sự pha loãng dung dịch phức màu: Khi pha loãng các
dung dịch phức màu sẽ gây ra sự lệch khỏi định luật Bughe - Lămbe - Bia.
- Nhiệt độ môi trường và dung dịch đo phổ trong cu vét là không hằng
định suốt trong thời gian đo. Vì trong một mức độ nhất định độ hấp thụ quang
A phụ thuộc vào nhiệt độ.
1.3. Một số phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử xác định
đồng thời các cấu tử có phổ hấp thụ xen phủ nhau
Cơ sở của các phương pháp này là dựa vào biểu thức của định luật
Bughe - Lămbe - Bia, định luật cộng tính kết hợp với một số phương pháp tính
toán khác để xác định đồng thời các cấu tử có trong hỗn hợp.
1.3.1. Phương pháp phổ đạo hàm
Phương pháp phổ đạo hàm được ứng dụng trong phân tích hỗn hợp các
chất vô cơ, hữu cơ và đặc biệt là các chế phẩm dược dụng [9], [15].

Nguyên tắc của phương pháp:
Độ hấp thụ quang của các cấu tử là hàm của độ dài bước sóng của ánh
sáng tới A = f(λ).
Phương trình toán học biểu diễn phổ đạo hàm của độ hấp thụ quang theo
bước sóng λ như sau:
( 1)
Đạo hàm bậc 1 của độ hấp thụ quang: A ( λ ) =

dA
= fλ, (
dλ

Đạo hàm bậc 2 của độ hấp thụ quang: A (( 2λ )) =

d2A
= fλ,, (
2
dλ

...

...

...

...

...

...

...

...

Đạo hàm bậc n của độ hấp thụ quang:

A (( nλ )) =

)
)

...
dn A
= fλ(n) (
n
dλ

)

( 0)
Theo định luật Bughe - Lămbe - Bia ta có: A ( λ ) = A = ε.b.C

12

(1.4)


C và b là hằng số, không phụ thuộc vào bước sóng λ ta có:
A (( 1λ)) =

A (( 2λ))

dA
dε
= b.C
dλ
dλ

d2A
dε2
= 2 =b.C 2
dλ
dλ

...
A (( nλ )) =

...

...

dn A
dεn
=
b.C
dλ n
dλ n

(1.5)

Độ hấp thụ quang của dung dịch có tính cộng tính nên:
A (( nλ )) hon hop = A(( λn )) Cau tu 1 + A (( λn )) Cau tu 2 + ... +A (( λn )) Cau tu n

(1.6)

Để tính đạo hàm tại bước sóng λ người ta chọn một cửa sổ ± n điểm số
liệu từ phổ bậc 0 và một đa thức hồi quy được tính bằng phương pháp bình
phương tối thiểu. Đa thức này có dạng:
Aλ = a0 + a1.λ + a2.λ2 + . . . + ak.λk

(1.7)

Các hệ số a 0, a1, . . ak tại mỗi bước sóng tương 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 phương pháp hồi quy bình phương tối thiểu để tìm
được hàm hồi quy là đa thức bậc cao. Sau đó lấy đạo hàm của hàm này ta sẽ
được các phổ đạo hàm.
Như vậy, dùng phương pháp phổ đạo hàm có thể tách phổ gần trùng nhau
thành những phổ mới và khi đó ta có thể chọn được những bước 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 được từng chất trong hỗn hợp. Bằng toán học, người ta
xây dựng được phần mềm khi đo phổ của dung dịch hỗn hợp có thể ghi ngay
được phổ đạo hàm các bậc của phổ đó. Căn cứ vào các giá trị phổ đạo hàm ta
lựa chọn được bước sóng xác định đối với từng cấu tử, với hàm A=f(λ), khi
13


bậc đạo hàm của hàm A càng cao thì các đỉnh cực đại hấp thụ của các chất càng
cách xa nhau, tức là độ phân giải tốt nhưng cường độ hấp thụ giảm đi nên độ
nhạy của phép xác định cũng bị giảm theo. Do đó trong thực tế, không nên

chọn bậc đạo hàm quá cao mà chỉ nên chọn đến khi đỉnh hấp thụ của hai chất
vừa tách khỏi nhau và không còn sự xen phủ hoặc xen phủ rất ít là được.
Dùng phổ đạo hàm tăng độ tương phản giữa các phổ có độ bán rộng khác
nhau, làm rõ miền hấp thụ đặc trưng của cấu tử nên phương pháp có khả năng
chọn lọc tương đối cao.
Ở nước ta, một số tác giả đã sử dụng phương pháp phổ đạo hàm xác định
đồng thời các vitamin tan trong nước cũng như xác định đồng thời các chế
phẩm dược dụng khác [14], [18].
Các kết quả thu được có sai số trong khoảng 1,7÷5%.
Hạn chế của phương pháp phổ đạo hàm là khi hỗn hợp nghiên cứu có
nhiều cấu tử có phổ hấp thụ xen phủ nhau và trường hợp các cấu tử có phổ
hấp thụ quang phân tử tương tự nhau thì không thể áp dụng phương pháp phổ
đạo hàm, vì rất khó để lựa chọn được một bước sóng thích hợp khi xác định
một cấu tử nào đó, mặt khác khi đạo hàm lên thì các cực đại hấp thụ vẫn
trùng nhau. Đây là hạn chế lớn nhất của phương pháp phổ đạo hàm [10].
1.3.2. Phương pháp Vierordt
Phương pháp Vierordt hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong phân tích
hỗn hợp các chất hữu cơ, dược phẩm và hỗn hợp các chất màu. Phương pháp
Vierordt chủ yếu được dùng với các hệ có từ hai đến ba cấu tử mà độ hấp thụ
quang của các cấu tử đó xen phủ nhau không nhiều.
Điều kiện để áp dụng phương pháp này là độ hấp thụ quang của các cấu
tử trong hỗn hợp phải tuân theo định luật Bughe - Lămbe - Bia và thoả mãn tính
cộng tính của độ hấp thụ quang.

14


Để xác định nồng độ của các cấu tử trong hỗn hợp, lần đầu tiên Vierordt
đã đo độ hấp thụ quang của dung dịch hỗn hợp ở các bước sóng khác nhau, sau
đó thiết lập hệ phương trình bậc nhất mà số phương trình bằng số ẩn số (số cấu

tử trong hỗn hợp), giải hệ phương trình này sẽ tính được nồng độ của các cấu tử.
Với hỗn hợp chứa n cấu tử ta cần phải lập hệ n phương trình n ẩn. Hệ
phương trình này được thiết lập bằng cách đo độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở n
bước sóng khác nhau.
A(λ1) = ε11bC1 + ε21bC2 + . . . + εi1bCi + . . . + εn1bCn
A(λ2) = ε12bC1 + ε22bC2 + . . . + εi2bCi + . . . + εn2bCn
...

...

...

...

...

...

...

...

...

A(λn) = ε1nbC1 + ε2nbC2 + . . . + εinbCi + . . . + εnnbCn

(1.8)

Trong đó : A(λ1), A(λ2),..., A(λn): Độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở bước
sóng λ1, bước sóng λ2 , . . .và bước sóng λn.

εin: hệ số hấp thụ mol phân tử của cấu tử i tại bước sóng λn (được xác
định bằng cách đo độ hấp thụ quang của dung dịch chỉ chứa cấu tử i ở bước
sóng λn).
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 phương trình với n ẩn số là C1, C2... Cn sẽ tìm được nồng độ của
các cấu tử.
Phương pháp Vierordt chủ yếu được vận dụng để tìm cách giải hệ
phương trình như: giải bằng đồ thị, giải bằng ma trận vuông, phương pháp khử
Gauss, . . .để xác định nồng độ của mỗi cấu tử.
Phương pháp Vierordt đơn giản, dễ thực hiện nhưng chỉ áp dụng được khi
số cấu tử trong dung dịch hỗn hợp ít, phổ hấp thụ quang phân tử xen phủ nhau
15


không nhiều, tính chất cộng tính độ hấp thụ quang được thoả mãn nghiêm ngặt,
thiết bị đo quang tốt thì phương 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 được thoả mãn nghiêm ngặt, thiết bị đo có độ
chính xác không cao thì phương pháp không chính xác và có sai số lớn [19].
1.3.3. Phương pháp mạng nơron nhân tạo
Nguyên tắc: Đặt các nơron sao cho chúng ở trong những lớp cách biệt,
mỗi nơron trong một lớp được nối với tất cả các nơron khác ở lớp kế tiếp và
xác định bằng những tín hiệu chỉ được truyền theo một hướng qua mạng. Đó
chính là mô hình mạng nơron.
Quá trình vận hành mạng nơron: mỗi nơron nhận một tín hiệu từ nơron
của lớp trước và mỗi tín hiệu này được nhân với hệ số riêng. Những tín hiệu vào
có trọng số được gom lại và qua một hàm hạn chế dùng để căn chỉnh tín hiệu ra
(kết quả) vào một khoảng giá trị xác định. Sau đó, tín hiệu ra của hàm hạn chế
được truyền đến tất cả các nơron của lớp kế tiếp. Như thế, để sử dụng mạng giải

bài toán, chúng ta sử dụng những giá trị tín hiệu vào cho các lớp đầu. Cho phép
tín hiệu lan truyền qua mạng và đọc các giá trị kết quả sau lớp ra.
Phương pháp mạng nơron nhân tạo được ứng dụng để xác định đồng
thời các cấu tử theo phương pháp trắc quang.
Mô hình hoạt động của mạng nơron được thể hiện ở hình 1.1.
lớp ẩn

input

output

Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

Hình 1.1. Mô hình hoạt động của mạng nơtron
16