nghiên cứu xây dựng qui trình định lượng 3 hoạt chất vitamin b1, b6, b12 trong sản phẩm thuốc tiêm đông khô neutrivit 5000 bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (hplc)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN PHI HẢI

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUI TRÌNH ĐỊNH LƢỢNG 3 HOẠT
CHẤT VITAMIN B1, B6, B12 TRONG SẢN PHẨM THUỐC TIÊM
ĐÔNG KHÔ NEUTRIVIT 5000 BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ
LỎNG HIỆU NĂNG CAO (HPLC)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

Hà nội -Năm 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN PHI HẢI

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUI TRÌNH ĐỊNH LƢỢNG 3 HOẠT
CHẤT VITAMIN B1, B6, B12 TRONG SẢN PHẨM THUỐC TIÊM
ĐÔNG KHÔ NEUTRIVIT 5000 BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ
LỎNG HIỆU NĂNG CAO (HPLC).

Chuyên ngành :

Kỹ thuật Hóa học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.Ts. Lê Văn Hiếu

Hà Nội-Năm 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả đưa ra trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ một công trình nào khác.

Tác giả

Nguyễn Phi Hải


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc của mình tới PGS.TS. Lê Văn
Hiếu – Thầy đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình,
nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm Viện Kĩ thuật Hóa học, cùng
các thầy cô giáo Viện Kĩ thuật Hóa học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã động
viên và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này.
Bình Định, tháng 01 năm 2016
Tác giả

Nguyễn Phi Hải


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chƣơng 1 TỔNG QUAN ............................................................................... 8
1.1. Giới thiệu về kỹ thuật đông khô ............................................................. 8
1.1.1. Khái niệm, ưu điểm và hạn chế của kỹ thuật đông khô ................... 8
1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới độ ổn định của sản phẩm (hay chế phẩm)
thuốc đông khô [23] ................................................................................. 10
1.2. Giới thiệu về thuốc tiêm đông khô .................................................... 14
1.3. Giới thiệu về thuốc tiêm đông khô NEUTRIVIT 5000 ...................... 17
1.4. Giới thiệu về hoạt chất Vitamin B1, Vitamin B6 và Vitamin B12 ...... 19
1.4.1. Vitamin B1 ( Thiamine Hydrochloride) [1], [5], [6], [8] .............. 19
1.4.2. Vitamin B6 ( Pyridoxine Hydrochloride) [5],[6], [8] ................... 20
1.4.2. Vitamin B12 ( Cyanocobalamin)[5],[6], [8] ................................. 20
1.5. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ............................... 22
1.5.1. Nguyên lý [7], [9], [10], [11] ........................................................ 22
1.5.2. Phân loại các phương pháp sắc ký lỏng [10], [11], [12], [19], [20]
.................................................................................................................. 23
1.5.3. Các đại lượng đặc trưng trong phương pháp phân tích sắc ký lỏng
[9], [10], [11], [24], [25], [26] ............................................................... 24
1.5.4. Phương pháp định lượng trong HPLC [9], [10], [11], [27], [28] 27


Chƣơng 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 30
2.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 30
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu...................................................................... 30

Chƣơng 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 33
3.1. Ảnh hƣởng của các yếu tố đến phép xác định đồng thời CMP và UMP
bằng phƣơng pháp HPLC với detector DAD.............................................. 33
3.1.1. Xác định bước sóng phát hiện ........................................................ 33
3.1.2. Ảnh hưởng của thành phần pha động ............................................ 36
3.1.3. Ảnh hưởng của tốc độ dòng pha động (u)...................................... 39
3.2. Đánh giá độ tin cậy của phƣơng pháp HPLC xác định Vitamin B1,
Vitamin B6 và Vitamin B12. .................................................................... 41
3.2.1. Độ ổn định của hệ thống HPLC với detector DAD ....................... 41
3.2.3. Khoảng tuyến tính .......................................................................... 45
3.3. Xây dựng quy trình phân tích đồng thời CMP và UMP và áp dụng vào
thực tế .......................................................................................................... 47
3.3.1. Quy trình xử lý mẫu ........................................................................ 47
3.3.2. Kiểm soát chất lượng quy trình phân tích ...................................... 48
3.3.3. Áp dụng thực tế .............................................................................. 52
KẾT LUẬN .................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 57
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
AOAC
DAD
ĐKTN
HPLC

Tên tiếng Anh
Association of Official
Analytical Chemists

Diode - Array Detector

High Performance Liquid
Chromatography
IE-HPLC Ion Exchange - HPLC
LC
Liquid Chromatography
LOD
Limit of Detection
LOQ
Limit of Quantitation
MeOH
Methanol
NP-HPLC Normal Phase - HPLC
RP-HPLC Reverse Phase - HPLC
ppb
Part per billion
ppm
Part per million
RSD
Relative Standard Deviation
S
Standard Deviation

Tên tiếng Việt
Hiệp hội các nhà hoá học
phân tích chính thức
Detector mảng điot
Điều kiện thí nghiệm
Sắc ký lỏng hiệu năng cao

Sắc ký trao đổi ion
Sắc ký lỏng
Giới hạn phát hiện
Giới hạn định lƣợng
Metanol
Sắc ký pha thuận
Sắc ký pha đảo
Phần tỉ
Phần triệu
Độ lệch chuẩn tƣơng đối
Độ lệch chuẩn


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
1

Bảng
Bảng 1.1

Tiêu đề

Trang

Các quốc gia áp dụng kỹ thuật đông khô để sản
xuất thuốc tiêm đông khô

13

2

Bảng 3.1

Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thành phần pha
động

36

3

Bảng 3.2

Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của tốc độ dòng
pha động

40

4

Bảng 3.3

Kết quả đánh giá độ ổn định của hệ thống
HPLC khi xác định hỗn hợp 3 hoạt chất chính
là Vitamin B1, Vitamin B6, Vitamin B12.

41

Kết quả xách định S ( độ lệch chuẩn của diện
tích pic của Vitamin B1, Vitamin B6, Vitamin
B12. đối với mẫu giả dƣợc)

43

5

Bảng 3.4

6

Bảng 3.5

Các kết quả thí nghiệm xác định LOD, LOQ

44

7

Bảng 3.6

Kết quả khảo sát độ lặp lại của phƣơng pháp
phân tích

47

8

Bảng 3.7

Kết quả xác định độ đúng của phƣơng pháp
phân tích

50

9

Bảng 3.8

Kết quả phân tích hàm lƣợng Vitamin B1 một số
mẫu thực tế bằng phƣơng pháp HPLC

52

10

Bảng 3.9

Kết quả phân tích hàm lƣợng Vitamin B6 một số
mẫu thực tế bằng phƣơng pháp HPLC

53

11

Bảng 3.10

Kết quả phân tích hàm lƣợng Vitamin B12 một
số mẫu thực tế bằng phƣơng pháp HPLC

53

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT
1

Hình
Hình 1.1

2

Hình 1.2

3
4
5
6
7
8

Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 1.8

Tiêu đề
Sơ đồ thể hiện giai đoạn làm khô sơ cấp vật
chất trong lọ thuốc
Biến thiên nhiệt độ và áp suất của hệ trong

các giai đoạn của chu trình đông khô.
Công thức cấu tạo của Vitamin B1
Công thức cấu tạo của Vitamin B6
Công thức cấu tạo của Vitamin B12
Hệ thống phân tích HPLC
Sắc đồ và các đại lƣợng đặc trƣng
Sắc đồ của 2 chất đƣợc tách ra khỏi nhau

9
10

Hình 3.1
Hình 3.2

Phổ UV-Vis
Phổ UV - Vis 3D của dung dịch chuẩn

34

Vitamin B1

35

11

Hình 3.3

12

Hình 3.4

13

Hình 3.5

14

Hình 3.6

Phổ UV - Vis 3D của dung dịch chuẩn
Vitamin B6
Phổ UV - Vis 3D của dung dịch chuẩn
Vitamin B12
Sắc đồ của Vitamin B1 0,025 mg/mL,
Vitamin B6 0,125 mg/mL và Vitamin B12
0,050 mg/mL với 3 thành phần pha động
(a),(b),(c).

Trang
9
10
19
20
20
22
25
25

35
35

37

Sắc đồ khảo sát ảnh hƣởng của tốc độ dòng
pha động (u) đến sự tách hỗn hợp 3 chất

39

15

Hình 3.7

Sắc đồ ký đồ mẫu giả dƣợc

44

16

Hình 3.8

Đƣờng hồi quy tuyến tính giữa diện tích đỉnh
và nồng độ chất phân tích

45


17

18

Sơ đồ quy trình xử lý mẫu dƣợc phẩm để xác
định đồng thời 3 chất, và bằng phƣơng pháp
HPLC với detector DAD
Hình 3.10. Sắc đồ phân tích các mẫu thực tế
Hình 3.9

47
54


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong nhiều năm qua, ở bất kỳ quốc gia nào trên thế giới, ngoài những
ƣu tiên đầu tƣ để phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ môi trƣờng, việc chăm sóc
sức khỏe và điều trị bệnh luôn là một trong nhiệm vụ đƣợc quan tâm hàng
đầu. Theo định hƣớng phát triển nền công nghiệp dƣợc Việt Nam đến năm
2020 và tầm nhìn đến 2030 của Bộ Y tế, nƣớc ta sẽ ngày càng chủ động hơn
trong việc phát triển các nguyên liệu cho ngành dƣợc và đa dạng hóa các loại
dƣợc phẩm. Mặt khác, để tăng cƣờng hiệu quả điều trị bệnh, trên thị trƣờng
thế giới cũng nhƣ ở nƣớc ta, ngày càng ra đời nhiều loại thuốc chứa không chỉ
một hoạt chất, mà chứa 2 hay nhiều hơn các hoạt chất. Theo hƣớng này, để
điều trị một số bệnh thần kinh, các loại thuốc chứa đồng thời 3 hoạt chất:
Vitamin B1, Vitamin B6 và vitamin B12 đã đƣợc một số cơ sở dƣợc phẩm
trên thế giới và ở nƣớc ta sản xuất dƣới ở các dạng sản phẩm khác nhau nhƣ
viên nén, viên nang và thuốc tiêm đông khô. Công ty Dƣợc và Trang thiết bị
Y tế Bình Định (Công ty BIDIPHAR) là một trong những công ty sản xuất
thuốc lớn ở nƣớc ta đã đi đầu nghiên cứu áp dụng công nghệ đông khô để bào
chế sản phẩm thuốc tiêm đông khô NEUTRIVIT 5000 chứa 3 hoạt chất

chính là Vitamin B1, Vitamin B6 và vitamin B12 (trên cơ sở phối trộn ba
nguyên liệu chứa 3 hoạt chất riêng lẻ), phục vụ điều trị một số bệnh thiếu hụt
vitamin nhóm B do dinh dƣỡng, Viêm đa dây thần kinh do rƣợu, Thiếu máu
ác tính tự phát, hoặc sau khi cắt dạ dày).
Tuy các loại thuốc chứa hoạt chất trên đã và đang đƣợc lƣu hành trên
thị trƣờng thế giới và ở nƣớc ta, nhƣng cho đến nay, quy trình phân tích các
loại thuốc đó chƣa đƣợc đƣa ra trong các Dƣợc điển Việt Nam, Dƣợc điển
Anh (British Pharmacopoeia), Dƣợc điển Mỹ (U.S. Pharmacopoeia), Dƣợc


2

điển Châu Âu (European Pharmacopoeia). Mặt khác, quy trình phân tích riêng
Vitamin B12 và phân tích đồng thời 2 hoạt chất Vitamin B1, Vitamin B6
cũng chƣa đƣợc công bố trong các dƣợc điển nói trên. Rõ ràng, để phục vụ
công tác kiểm soát an toàn dƣợc phẩm và đồng thời, đóng góp vào việc phát
triển các quy trình phân tích dƣợc phẩm cho ngành kiểm nghiệm thuốc ở nƣớc
ta, những nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích 3 hoạt chất trên trong các
loại thuốc là rất cấp thiết.
Xuất phát từ các vấn đề trên, đề tài “ Nghiên cứu xây dựng qui trình
định lượng 3. hoạt chất vitamin B1, B6, B12 trong sản phẩm thuốc tiêm
đông khô Neutrivit 5000 bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
(HPLC) ” đƣợc thực hiện nhằm mục đích xây dựng đƣợc quy trình phân tích
3 hoạt chất bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), đóng góp
tích cực vào ngành kiểm nghiệm thuốc ở nƣớc ta.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng đƣợc quy trình phân tích 3 hoạt chất Vitamin B1, vitamin
B6, Vitamin B12 trong thuốc tiêm đông khô bằng phƣơng pháp HPLC nhằm
đóng góp thêm vào lĩnh vực kiểm nghiệm dƣợc phẩm.
- Áp dụng quy trình phân tích vào thực tế để kiểm tra một số mẫu dƣợc

phẩm đang lƣu hành trên địa bàn tỉnh Bình Định.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu là 3 (ba) hoạt chất Vitamin B1, Vitamin B6,
Vitamin B12 trong một số chế phẩm thuốc đang lƣu hành ở thị trƣờng Việt
Nam: thuốc tiêm đông khô, thuốc viên nén, thuốc viên nang.
- Phạm vi nghiên cứu : Xây dựng quy trình phân tích ba hoạt chất
Vitamin B1, Vitamin B6, Vitamin B12.


3

- Thử nghiệm ứng dụng quy trình phân tích 3 hoạt chất Vitamin B1,
Vitamin B6, Vitamin B12 trong thuốc tiêm đông khô bằng phƣơng pháp
HPLC.
4. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Nội dung nghiên cứu
1) Khảo sát các điều kiện sắc ký lỏng hiệu năng cao dùng detector DAD:
- Lựa chọn cột sắc ký; khảo sát bƣớc sóng phát hiện;
- Khảo sát ảnh hƣởng của dung môi, thành phần pha động;
- Khảo sát ảnh hƣởng của tốc độ dòng pha động.
2) Khảo sát phƣơng pháp xử lý mẫu:
- Kỹ thuật chuẩn bị mẫu;
- Lựa chọn dung môi hòa tan mẫu;
3) Xây dựng quy trình phân tích và đánh giá độ tin cậy của quy trình
phân tích:
- Đánh giá tính ổn định và đặc hiệu của hệ thống HPLC với detector DAD;
- Đánh giá độ lặp lại (đối với mẫu chuẩn phòng thí nghiệm);
- Xác định giới hạn phát hiện, khoảng tuyến tính;
4) Áp dụng thực tế phân tích.
- Kiểm soát chất lƣợng quy trình phân tích: xác định độ đúng và độ lặp

lại (đối với mẫu thực tế), phân tích mẫu trắng (mẫu placebo).
- Áp dụng thực tế: phân tích một số mẫu thuốc chứa 3 hoạt chất Vitamin
B1, Vitamin B6 và Vitamin B12 đang lƣu hành trên thị trƣờng Bình Định:
thuốc tiêm đông khô do Công ty BIDIPHAR sản xuất, thuốc viên nén, thuốc
viên nang do các công ty khác sản xuất.


4

4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp phân tích: sử dụng phƣơng pháp HPLC với detector DAD
để phân tích 3 hoạt chất Vitamin B1, Vitamin B6 và Vitamin B12. Định
lƣợng bằng phƣơng pháp phƣơng pháp so sánh với chuẩn.
- Phƣơng pháp khảo sát ảnh hƣởng của các điều kiện sắc ký lỏng hiệu
năng cao và kỹ thuật xử lý mẫu: sử dụng phƣơng pháp đơn biến;
- Phƣơng pháp đánh giá tính ổn định và đặc hiệu của hệ thống HPLC với
detector DAD: xác định độ lệch chuẩn tƣơng đối (RSD) đối với thời gian lƣu,
diện tích đỉnh, độ đối xứng đỉnh, độ phân giải đỉnh… (yêu cầu RSD  2% đối
với tất cả các thông số đó);
- Phƣơng pháp kiểm soát chất lƣợng của quy trình phân tích: đánh giá độ
lặp lại (đối với mẫu chuẩn phòng thí nghiệm và mẫu thực tế) qua RSD; đánh
giá độ chính xác qua độ thu hồi (Recovery,%) khi phân tích mẫu thêm chuẩn
(spiked sample); xác định giới hạn phát hiện theo quy tắc 3; xác định
khoảng tuyến tính (dựa vào hệ số tƣơng quan giữa diện tích đỉnh và nồng độ
chất phân tích);
5. Cấu trúc luận văn
Luận văn bao gồm 3 chƣơng:
Chƣơng 1. Tổng quan về lý thuyết
Trình bày cơ sở lý thuyết về kỹ thuật đông khô, khái niệm, ƣu điểm
và hạn chế của kỹ thuật đông khô. Giới thiệu về nguyên lý, phân loại sắc

ký, các đại lƣợng đặt trƣng của phƣơng pháp HPLC.
Chƣơng 2. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
2.1. Nội dung nghiên cứu
1) Khảo sát các điều kiện sắc ký lỏng hiệu năng cao dùng detector DAD
- Lựa chọn cột sắc ký; bƣớc sóng phát hiện


5

- Khảo sát ảnh hƣởng của dung môi, thành phần pha động, tốc độ dòng
pha động.
2) Khảo sát phƣơng pháp xử lý mẫu:
- Kỹ thuật chuẩn bị mẫu;
- Lựa chọn dung môi hòa tan mẫu;
3) Xây dựng quy trình phân tích và đánh giá độ tin cậy của quy trình
phân tích:
- Đánh giá tính ổn định và đặc hiệu của hệ thống HPLC với detector
DAD; Đánh giá độ lặp lại (đối với mẫu chuẩn phòng thí nghiệm);
- Xác định giới hạn phát hiện, khoảng tuyến tính;
4) Áp dụng thực tế
- Kiểm soát chất lƣợng quy trình phân tích: xác định độ đúng và độ lặp
lại (đối với mẫu thực tế), phân tích mẫu trắng ( mẫu placebo).
- Áp dụng thực tế: phân tích một số mẫu thuốc thần kinh chứa 3 hoạt
chất Vitamin B1, Vitamin B6 và Vitamin B12 đang lƣu hành trên thị trƣờng
Bình Định: thuốc tiêm đông khô do Công ty BIDIPHAR sản xuất, thuốc viên
nén, thuốc viên nang do các công ty khác sản xuất.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp phân tích: sử dụng phƣơng pháp HPLC với detector DAD
để phân tích 3 hoạt chất Vitamin B1, Vitamin B6 và Vitamin B12. Định
lƣợng bằng phƣơng pháp phƣơng pháp so sánh với chuẩn.

- Phƣơng pháp khảo sát ảnh hƣởng của các điều kiện sắc ký lỏng hiệu
năng cao và kỹ thuật xử lý mẫu: sử dụng phƣơng pháp đơn biến;
- Phƣơng pháp đánh giá tính ổn định và đặc hiệu của hệ thống HPLC với
detector DAD: xác định độ lệch chuẩn tƣơng đối (RSD) đối với thời gian lƣu,
diện tích đỉnh, độ đối xứng đỉnh, độ phân giải đỉnh… (yêu cầu RSD  2% đối
với tất cả các thông số đó);


6

- Xử lý số liệu bằng phƣơng pháp thống kê; sử dụng phần mềm Excel và
Chƣơng 3. Kết quả và thảo luận
Các kết quả thu đƣợc nhƣ sau:
- Ảnh hƣởng của các yếu tố đến phép xác định 3 hoạt chất Vitamin B1,
Vitamin B6 và Vitamin B12 bằng phƣơng pháp HPLC với detector DAD,
gồm:
- Xác định đƣợc bƣớc sóng phát hiện, thành phần pha động, tốc độ dòng
pha động phù hợp;
- Đã đánh giá độ tin cậy của phƣơng pháp HPLC xác định 3 hoạt chất
Vitamin B1, Vitamin B6 và Vitamin B12
- Đã khẳng định về độ ổn định của hệ thống HPLC với detector DAD,
khoảng tuyến tính, độ lặp lại, giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng và độ
đúng của phƣơng pháp.
- Đã xây dựng đƣợc quy trình phân tích 3 hoạt chất Vitamin B1,
Vitamin B6 và Vitamin B12 bằng phƣơng pháp HPLC và áp dụng vào thực
tế; Chất lƣợng của phƣơng pháp phân tích đƣợc đánh giá qua độ lặp lại và
độ đúng.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học của đề tài: Đã xây dựng đƣợc quy trình mới cho phép
phân tích 3 hoạt chất Vitamin B1, Vitamin B6 và Vitamin B12 trong các chế

phẩm thuốc, góp phần phát triển phƣơng pháp HPLC cho lĩnh vực kiểm
nghiệm ở nƣớc ta.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Với quy trình phân tích xây dựng đƣợc, các
phòng thí nghiệm của các trung tâm kiểm nghiệm dƣợc phẩm, các công ty


7

dƣợc trong nƣớc sẽ chủ động trong việc kiểm soát an toàn dƣợc phẩm đang
lƣu hành ở thị trƣờng Việt Nam.


8

Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về kỹ thuật đông khô
1.1.1. Khái niệm, ưu điểm và hạn chế của kỹ thuật đông khô
Kỹ thuật đông khô đƣợc nghiên cứu phát triển và ứng dụng trong dƣợc
phẩm từ những năm chiến tranh thế giới lần thứ 2: dùng để bảo quản huyết
tƣơng, sản xuất penicillin và các kháng sinh khác... Hiện nay, kỹ thuật đông
khô đƣợc áp dụng khá rộng rãi trong sản xuất thuốc tiêm, thuốc nhỏ mắt và
một số dạng thuốc khác nhƣ: hệ mang dƣợc chất dùng trong nhãn khoa
(OLSC: The Ophthalmic Lyophylisate Carrier system), viên nén rã nhanh, vi
nang, ... [6], [8].
Đông khô là quá trình làm khô (loại nƣớc) từ dung dịch nƣớc đã đƣợc
đông lạnh (tức là đang ở thể rắn) ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ơtecti (Eutecti)
của hệ rắn – lỏng – hơi. Trong quá trình làm khô, dung môi đƣợc loại trực tiếp
từ pha rắn (không qua pha lỏng) dƣới áp suất thấp (thƣờng dƣới 100 mmHg)
và thu đƣợc sản phẩm khô [23], [29].

Có thể chia quá trình đông khô thành ba giai đoạn: đông lạnh, làm khô
sơ cấp, làm khô thứ cấp [22].
i) Giai đoạn đông lạnh: Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình
đông khô; Ở giai đoạn này, phần lớn nƣớc đƣợc tách ra khỏi dƣợc chất và
tá dƣợc, hệ tách thành nhiều pha. Kết thúc giai đoạn này sẽ tạo ra trạng
thái kết tinh hoặc vô định hình, hoặc hỗn hợp kết tinh và vô định hình của
vật chất trong hệ [21].
ii) Giai đoạn làm khô sơ cấp: Trong giai đoạn này, độ dày của lớp
băng (nƣớc đóng băng) giảm xuống, còn độ dày của sản phẩm khô tăng lên.


9

Tới bộ ngƣng tụ

Chất rắn khô
Hƣớng của nhiệt và độ chuyền
khối
Mặt phân cách thăng hoa

Dung dịch đông lạnh
Tấm đỡ gia nhiệt

Hình 1.1. Sơ đồ thể hiện giai đoạn làm khô sơ cấp vật chất trong lọ thuốc
Nƣớc đá tạo thành trong giai đoạn đông lạnh sẽ thăng hoa trực tiếp khi
hạ áp suất của buồng đông khô dƣới áp suất hơi của nƣớc đá.
Trong giai đoạn làm khô sơ cấp, cần duy trì nhiệt độ của sản phẩm
không vƣợt quá - 150C, áp suất buồng thông thƣờng duy trì từ 0,05 mm Hg
(0,0665 mbar) đến 0,2 mm Hg (0,2660 mbar).
iii) Giai đoạn làm khô thứ cấp: Trong giai đoạn này, nƣớc không

đông lạnh, mà nƣớc hấp phụ trong pha nền (matrix) sẽ đƣợc loại ra khỏi sản
phẩm. Khi các tinh thể nƣớc đá đƣợc loại khỏi sản phẩm (do sự thăng hoa
trực tiếp), thì nhiệt độ của sản phẩm sẽ tăng lên rất nhanh, do không cần cung
cấp nhiệt cho quá trình thăng hoa nữa, nhƣng nhiệt vẫn tiếp tục đƣợc cung cấp
cho sản phẩm, làm cho nhiệt độ của sản phẩm tăng lên cao hơn nhiều so với
nhiệt độ trong giai đoạn làm khô sơ cấp. Trong giai đoạn này, không cần thay
đổi áp suất của hệ, vì áp suất trong giai đoạn làm khô sơ cấp thích hợp cho
giai đoạn làm khô thứ cấp [21], [22], [23], [29].


10

Nhƣ vậy, mục tiêu của giai đoạn làm khô thứ cấp là giảm hàm ẩm còn
lại tới mức tối ƣu, thƣờng dƣới 1 đến 2% để đảm bảo độ ổn định của sản
phẩm trong quá trình bảo quản.
Biến thiên nhiệt độ của sản phẩm, giá đỡ và áp suất buồng trong giai
đoạn đông lạnh, làm khô sơ cấp và làm khô thứ cấp đƣợc nêu ở hình 1.2.
Áp suất
(mbar)

Nhiệt độ
(C)

1,8
35

Áp suất buồng

20

1,5
LÀM KHÔ THỨ CẤP

1,2

5
LÀM KHÔ SƠ CẤP

-10

0,9
0,6

Nhiệt shelf
Nhiệt sản phẩm

-25
0,3

ĐÔNG LẠNH

-40

Thời gian(h)
0

2

4 6

8 10 12 14 16 18 20 22 24

Hình 1.2. Biến thiên nhiệt độ và áp suất của hệ trong các giai đoạn
của chu trình đông khô [23]
1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới độ ổn định của sản phẩm (hay chế phẩm)
thuốc đông khô [23]

Độ ổn định của chế phẩm thuốc đông khô là một trong những yêu cầu
rất quan trọng. Một chế phẩm thuốc đông khô phải có các đặc tính sau: ở dạng
bánh thuốc, ổn định trong thời gian dài, thời gian hoà tan ngắn, duy trì đƣợc
những đặc tính gốc của dạng ban đầu (tính chất của dung dịch ban đầu, cấu
trúc hóa học, kích thƣớc các tiểu phần trong dung dịch hỗn hợp hay hỗn dịch
ban đầu). Có nhiều yếu tố ảnh hƣởng tới độ ổn định của một chế phẩm thuốc
đông khô, bao gồm [29]:
+ Công thức (hay thành phần) của dung dịch đem đông khô: Sự thay
đổi về đặc tính vật lý và hoá học xảy ra trong các giai đoạn đông lạnh và làm
khô kế tiếp nhau phụ thuộc vào thành phần của dung dịch đƣợc đông khô.


11

Chẳng hạn, khi dùng Manitol với nồng độ đậm đặc và lƣợng lớn, nếu xảy ra
quá trình kết tinh, có thể dẫn tới hậu quả làm nứt vỡ lọ; Khi sản phẩm ở dạng
vô định hình (sau quá trình đông lạnh), mà nhiệt độ làm khô lớn hơn nhiệt độ
phá vỡ cấu trúc của sản phẩm, thì dung dịch đông lạnh sẽ chảy và làm mất
cấu trúc đã thiết lập; Hiện tƣợng phá vỡ cấu trúc đó có thể nhận biết qua sự co
lại của bánh thuốc hoặc mất hẳn cấu trúc của bánh thuốc.
+ Đặc tính của bao bì trực tiếp;
+ Các thông số kỹ thuật: Nhiệt lƣợng cần thiết cho sự thăng hoa khoảng
670 calo/g trong quá trình kết hợp sự truyền nhiệt và sự chuyển khối. Nhiệt

đƣợc truyền do tiếp xúc bị cản trở bởi khay kim loại sử dụng, bề dày của đáy
lọ, bề dày lớp sản phẩm đông lạnh. Sự truyền nhiệt do tiếp xúc phụ thuộc vào
áp suất buồng đông khô, nên việc kiểm soát áp suất rất quan trọng để duy trì
sự đồng nhất giữa các lô sản xuất. Sự truyền nhiệt do đối lƣu không đáng kể.
Bức xạ nhiệt nhỏ nhƣng cũng có ý nghĩa, đóng góp vào tổng lƣợng nhiệt
truyền cho sản phẩm. Độ chuyển khối trong quá trình đông khô chính là
lƣợng nƣớc từ quá trình thăng hoa đầu tiên qua những kẽ hở của lớp chất rắn
khô, khoảng trống của lọ, khe hở của nút và buồng đông khô tới bộ phận
ngƣng tụ;
+ Thiết bị đông khô: Loại thiết bị đông khô đi kèm với khả năng điều
khiển nhiệt độ và áp suất gắn với các thiết bị kiểm tra, khả năng của bộ phận
ngƣng tụ ... có tác động lớn đến không chỉ công suất mà cả chất lƣợng của sản
phẩm thu đƣợc;
+ Điều kiện bảo quản: Hàm lƣợng nƣớc còn lại trong chế phẩm đông
khô là một đặc tính có liên quan nhiều đến độ ổn định vật lý và hoá học của
chế phẩm, đặc biệt với các chất rắn vô định hình. Các chế phẩm đông khô
thƣờng đƣợc bảo quản ở nhiệt độ dƣới nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh của nó
và nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh có liên quan trực tiếp với hàm ẩm của chế


12

phẩm. Khi nhiệt độ chuyển hoá thuỷ tinh giảm, do tác động của nhiệt độ bảo
quản, có thể dẫn tới không ổn định về trạng thái vật lý nhƣ bánh thuốc co lại
hay bị nát và thúc đẩy tốc độ của các phản ứng hoá học làm cho chế phẩm
không ổn định.
- Ưu, nhược điểm và ứng dụng của kỹ thuật đông khô
Kỹ thuật đông khô có nhiều ưu điểm [1], [2], [22], [23].:
+ Quá trình làm khô đƣợc tiến hành ở nhiệt độ thấp, nên hạn chế đƣợc
các phản ứng hoá học xảy ra làm phân huỷ dƣợc chất;

+ Sản phẩm khô thu đƣợc có diện tích bề mặt riêng lớn, nên sẽ hoà tan
rất nhanh khi cần hoà tan vào nƣớc (hoặc dung môi);
+ Do đƣợc làm khô trong chân không và đóng nắp lọ đựng thuốc cũng
trong chân không, nên hạn chế tối đa sự có mặt của oxy và do vậy, giảm thiểu
sự oxy hoá dƣợc chất.
Với các ƣu điểm trên, kỹ thuật (hay phƣơng pháp) đông khô thƣờng
đƣợc áp dụng cho các dƣợc chất dễ bị thuỷ phân, ít tan, nhạy cảm với nhiệt,
các thuốc cần dùng trong trƣờng hợp khẩn cấp…[21],[29]. Nhiều hãng dƣợc
trên thế giới và ở nƣớc ta đã áp dụng kỹ thuật đông khô trong sản xuất các
loại thuốc tiêm đông khô nhƣ nêu ở bảng 1.1.
Hạn chế của kỹ thuật đông khô [22], [23],[29]:
+ Một số protein có thể bị phá huỷ bởi quá trình đông lạnh hay quá
trình làm khô;
+ Độ ổn định của thuốc ở trạng thái rắn có thể phụ thuộc vào dạng kết
tinh hay vô định hình của dƣợc chất trong sản phẩm, nếu quá trình đông khô
tạo ra chất rắn vô định hình và nếu dạng này không ổn định, thì sản phẩm sẽ
không đạt chất lƣợng nhƣ mong muốn;
+ Giá thành của kỹ thuật đông khô tƣơng đối cao.


13

Bảng 1.1. Các quốc gia áp dụng kỹ thuật đông khô để sản xuất thuốc
tiêm đông khô [29]
Hoạt chất
Omeprazol
40mg
Methyl
prednisolon
natrisucsinate

40mg, 125mg
Pantoprazol
40mg
Cefuroxime
natri
Ceftazidime
Chloramphenic
ol
Dexamethazon
Vaccin sởi,
quai bị
Vitamin B
Tenoxicam
Omeprazol
Vitamin B
Alpha
chymotrypsin
Dibencozide
Vancomycin
Meclofenoxat

Biệt dƣợc
Losec
Ulcozol
Solu- Medrol 40mg,
125mg

Hãng sản xuất Quốc gia
Astrazeneca
Thụy Điển

Labs Bago
Argentina
Pfizer
Mỹ

Zifam Panzo
Pantoloc
Cavumox

Alkem
Altana pharma
Tenamyd

Ấn độ
Đức
Canada

Cefdim

Korea United
Pharm
Laboratories

Hàn Quốc

Glaxo Smith
Kline
Pymepharma

Anh

Bidiphar

Bình ĐịnhViệt Nam

Cebedexacol

Varilrix
Tricobion
Pycityl
Pyme OM 40
Neutrifort
 chymotrypsin 5.000 IU
Bidicozan
Vancomycin 500mg
Bidilucil

Pháp

Việt Nam


14

1.2. Giới thiệu về thuốc tiêm đông khô
Thuốc tiêm đông khô là thuốc tiêm ở dạng bột vô khuẩn, đƣợc bào chế
bằng phƣơng pháp đông khô và đƣợc pha thành dung dịch hay hỗn dịch ngay
trƣớc khi tiêm.
Kỹ thuật bào chế thuốc tiêm đông khô thƣờng đƣợc áp dụng cho các
chế phẩm sinh học hoặc các chế phẩm thuốc có dƣợc chất không bền ở dạng

dung dịch nƣớc, đặc biệt là các dƣợc chất dễ bị thuỷ phân. Việc bảo quản chế
phẩm ở trạng thái khô (sau khi đông khô) giữ cho thuốc ổn định trong quá
trình bảo quản. Tuy nhiên, dƣợc chất vẫn có thể bị thuỷ phân hoặc phân huỷ ở
mức độ nào đó ngay trong quá trình đông khô, nếu thành phần của dung dịch
đem đông khô không chứa các tác nhân có thể giảm thiểu hay khống chế đƣợc
sự thuỷ phân dƣợc chất.
Nhƣ vậy, việc nghiên cứu xây dựng công thức dung dịch đem đông khô
có vai trò quyết định. Khi thiết kế công thức thuốc tiêm đông khô có dƣợc
chất dễ bị thuỷ phân, cần đặc biệt chú ý tới ảnh hƣởng của ba thành phần (tỷ
lệ nƣớc trong hỗn hợp dung môi, pH của dung dịch, tá dƣợc) và bao bì.
i) Hàm lượng nước trong dung môi [1], [21]: Nƣớc là môi trƣờng thuỷ
phân đối với rất nhiều dƣợc chất có các liên kết hoá học dễ bị thuỷ phân nhƣ
este, lacton, lactam, ... Một trong những biện pháp hạn chế thuỷ phân dƣợc
chất là giảm tỷ lệ nƣớc trong hỗn hợp dung môi bằng việc sử dụng các dung
môi khan tan đƣợc trong nƣớc nhƣ propylenglycol, ethanol, glycerin...
Ngoài các dung môi trên, ngƣời ta còn sử dụng hỗn hợp dung môi tertbutanol và nƣớc (tỷ lệ thể tích là 20:80) khi cần tăng nhanh tốc độ hoà tan trở
lại của bột đông khô vì nó tạo ra bề mặt tiếp xúc lớn sau quá trình đông khô;
Mặt khác, tert-butanol còn có tác dụng sát khuẩn, nên đảm bảo độ vô khuẩn
cho thuốc tiêm đông khô. Để giảm đau, giảm kích ứng khi tiêm và bảo quản
chế phẩm, ngƣời ta thƣờng thêm alcol benzylic vào thuốc tiêm, do alcol


15

benzylic ngoài tác dụng làm dung môi, nó còn có tác dụng gây tê tại chỗ và
tác dụng sát khuẩn. Song, các dung môi tan đƣợc trong nƣớc có thể gây kích
ứng chỗ tiêm hoặc làm tăng độc tính của thuốc khi dùng với lƣợng lớn hoặc
với nồng độ cao.
ii) pH của dung dịch trước khi đông khô [21]: Thông thƣờng pH của
dung dịch trƣớc khi đông khô và pH của dung dịch hoà tan chế phẩm đông

khô trở lại là tƣơng tự nhau. Tuy nhiên, nếu sử dụng axit hoặc bazơ dễ bay
hơi để điều chỉnh pH của dung dịch trƣớc khi đông khô thì pH có thể thay đổi
đáng kể trong quá trình quá trình đông khô.
Để lựa chọn giá trị pH thích hợp cho một dung dịch thuốc tiêm, ngƣời
ta thƣờng nghiên cứu thiết lập đƣờng cong biểu diễn sự phụ thuộc của tuổi thọ
thuốc theo giá trị pH. Khoảng giá trị pH đƣợc lựa chọn sẽ là pH để thuốc có
độ ổn định cao nhất. Khi thuốc đạt tuổi thọ trên 2 năm trong khoảng pH rộng,
thì có thể lựa chọn pH của thuốc tiêm cho những mục tiêu khác nhƣ khả năng
dung nạp tại vị trí tiêm, sinh khả dụng, ....
Trong quá trình bảo quản, pH của thuốc tiêm có thể thay đổi do sự
biến đổi của dƣợc chất, gây ra do các chất có trong thành phần bao bì thuỷ
tinh hoà tan dần dần vào dung dịch thuốc... Khi pH của thuốc tiêm thay đổi sẽ
làm giảm độ ổn định của dƣợc chất trong dung dịch. Do vậy, để duy trì pH
của dung dịch thuốc tiêm ổn định ở giá trị thích hợp nào đó, ngƣời ta thƣờng
dùng hệ đệm. Việc lựa chọn hệ đệm trong công thức đông khô cần phải chú ý
đến khả năng hệ đệm bị kết tinh trong giai đoạn đông lạnh, làm thay đổi đáng
kể pH, làm giảm độ ổn định của chế phẩm ngay trong quá trình đông khô.
iii) Tá dược [26]:
- Tá dược độn: Trong trƣờng hợp dƣợc chất đƣợc dùng với liều rất nhỏ
và tự nó không thể hình thành đƣợc bánh đông khô có hình dạng xác định,
ngƣời ta phải thêm tá dƣợc độn để phân tán dƣợc chất và tạo khuôn. Các tá