ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
=======
VŨ ANH PHƯƠNG
NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG PARAQUAT
TRONG MẪU HUYẾT TƯƠNG NGƯỜI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
1.
PGS.TS. TẠ THỊ THẢO
2.
TS. HÀ TRẦN HƯNG
HÀ NỘI 2015
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên cho tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Tạ Thị Thảo và TS. Hà Trần
Hưng đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề
tài và viết luận văn.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới ban lãnh đạo và toàn thể nhân viên Trung tâm
Chống Độc – Bệnh viện Bạch Mai đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và nghiên
cứu.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo giảng dạy tại khoa Hoá, đặc biệt là các
thầy cô trong bộ môn Hoá Phân tích, đã cho tôi những kiến thức quý giá trong quá trình học tập
và thực hiện đề tài này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn các anh chị, bạn bè của tập thể lớp cao học hoá K24, đặc
biệt là những người bạn trong nhóm hoá phân tích K24 đã giúp đỡ, chia sẻ những khó khăn trong
suốt quá trình tôi học tập và thực hiện đề tài này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ mọi
khó khăn cùng tôi.
Hà Nội, ngày 01 tháng 10 năm 2015
Học viên
Vũ Anh Phương
MỤC LỤC
DANH SACH BANG BIÊU
́
̉
̉
DANH SACH HINH
́
̀
Chương 1.
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt
% RSD
% RSDR
ACN
AS
ATP
BN
DAD
DQ
EPQ
GC MS
HP
HPLC
LC MS
LOD
LOQ
MeOH
ppm
PQ
R
ROC
RPHPLC
SD
SIPP
TCA
tR
UVVIS
Tên tiếng anh
% Relative standard deviation
% Reproducibility standard deviation
Acetonitrile
Asymmetry factor
Adenosin Triphophate
Patient
diodearray detector
Diquat
Ethylparaquat
Gas chromatography Mass
spectroscopy
Hemoperfusion
High performance liquid
Chromatography
Liquid Chromatography Mass
Spectroscopy
Limit of Detection
Limit of Quantification
Methanol
Parts per million
Paraquat
Relative coefficient
Receiver operating characteristics
Reverse phaseHPLC
Standard deviation
Severity Index of Paraquat Poisoning
Trichloroacetic acid
Retention time
UltravioletVisible
Tên Tiếng việt
% Độ lệch chuẩn tương đối
% Độ lệch chuẩn tái lặp
tương đối
Acetonitril
Hệ số đối xứng pic
Adenosin Triphophat
Bệnh nhân
detector mảng diode
Diquat
Ethylparaquat
Sắc ký khí khối phổ
Lọc máu hấp phụ
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Sắc ký lỏng khối phổ
Giới hạn phát hiện
Giới hạn định lượng
Methanol
Phần triệu
Paraquat
Hệ số tương quan
Đường cong ROC
Sắc ký lỏng pha đảo
Độ lệch chuẩn
Chỉ số độ nặng của ngộ độc
Paraquat
Acid Tricloacetic
Thời gian lưu
Tử ngoại và khả kiến
ĐẶT VẤN ĐỀ
Paraquat (viêt tăt cua
́ ́ ̉ paraquaternary bipyridyl) la môt thuôc diêt co
̀ ̣
́
̣
̉ gia thành re,
́
̉ hiệu quả
diêt co dai nhanh chong
̣
̉ ̣
́ , ít ảnh hưởng tới môi trường do đó hiện đang được sử dụng rộng rãi ở
Việt Nam với nhiều tên thương mại khác nhau. Tuy nhiên, paraquat (PQ) lại la môt chât hoa hoc
̀ ̣
́ ́ ̣
vô cung đôc v
̀
̣ ới ngươi. Li
̀ ều tử vong của PQ ước tính là khoảng 10 ml dung dịch 20%. Tai nhi
̣
ều
nước phát triển, PQ đa bi câm s
̃ ̣ ́ ử dung nh
̣
ưng ở Viêt Nam viêc thi
̣
̣
ếu các chính sách và biện pháp quan̉
ly s
́ ử dung hoa chât nay nên trong nh
̣
́
́ ̀
ững năm vừa qua co rât nhiêu tr
́ ́
̀ ương h
̀ ợp ngô đôc
̣ ̣ PQ đên c
́ ấp
cứu [1]. Trên thế giới, nhiêu ca t
̀
ử vong do ngộ đôc PQ đa đ
̣
̃ ược bao cao [10][19][27]. T
́ ́
ại Trung tâm
Chống độc bệnh viện Bạch Mai, trong những năm gần đây, số lượng bệnh nhân ngộ độc PQ không
ngừng gia tăng và trở thành một vấn nạn vô cùng nghiêm trọng, vượt ngưỡng 300 ca trong năm 2013
và năm 2014 lên tới 391 ca. Ti lê t
̉ ̣ ử vong do ngô đôc PQ rât cao, th
̣ ̣
́
ường khoảng 7080% theo nhiêù
nghiên cứu cua cac tac gia n
̉
́ ́
̉ ươc ngoai [29][32]. Tai Trung tâm ch
́
̀
̣
ống độc (TTCĐ) bênh viên Bach
̣
̣
̣
Mai, ti lê t
̉ ̣ ử vong năm 2007 la 72,5% [
̀
4], năm 2011 là 72,9% [2], nghiên cứu tai bênh viên Ch
̣ ̣
̣
ợ Râỹ
thành phố Hồ Chí Minh la 85%.
̀
Trong chẩn đoán và điều trị ngộ độc cấp PQ, xét nghiệm định lượng PQ trong huyết
tương đóng vai trò đặc biệt quan trọng, giúp xác định mức độ nặng của ngộ độc, tiên lượng
bệnh nhân cũng như đánh giá hiệu quả của các biện pháp điều trị, đặc biệt là lọc máu hấp phụ.
Tỷ lệ tử vong do ngộ độc cấp PQ rất cao vì thiếu các biện pháp điều trị hiệu quả. Gần đây, các
nghiên cứu của nhiều tác giả nước ngoài và một số tác giả Việt Nam cho thấy các kĩ thuật lọc
máu mới, nhất là lọc máu hấp phụ bằng cột than hoạt hoặc cột resin nhằm tăng cường đào thải
PQ cho kết quả khả quan, cứu sống một số không nhỏ bệnh nhân ngộ độc cấp PQ. Xét nghiệm
định lượng nồng độ PQ huyết tương cung cấp công cụ quan trọng để đánh giá hiệu quả của các
biện pháp điều trị tăng thải trừ này.
Tuy nhiên, cho đến nay tại Việt Nam việc xét nghiệm PQ chỉ dừng ở mức độ định tính
trong nước tiểu bằng phương pháp so màu để xác định bệnh nhân ngộ độc PQ mà chưa có cơ sở
xét nghiệm nào có thể thực hiện việc định lượng nồng độ PQ máu với kết quả đáng tin cậy.
Điều này dẫn đến một khoảng trống lớn trong chẩn đoán, tiên lượng cũng như đánh giá hiệu
quả của các biện pháp lọc máu làm cho việc điều trị ngộ độc PQ tại Trung tâm Chống độc và
các khoa hồi sức cấp cứu trên cả nước gặp rất nhiều khó khăn.
Để định lượng PQ trong huyết tương trên thế giới đã áp dụng các phương pháp sắc ký
khí khối phổ (GCMS), điện di mao quản (CE), sắc ký lỏng khối phổ (LCMS)... Tại Trung tâm
chống độc bệnh viện Bạch Mai hiện đang sử dụng máy sắc ký lỏng hiệu năng cao để xét
nghiệm độc chất nhưng cũng chưa có quy trình chuẩn định lượng PQ huyết tương. Vì vậy,
chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu định lượng Paraquat trong mẫu huyết
tương người bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao” với hai mục tiêu:
1.
Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách Paraquat trong huyết tương người và phân
tích bằng HPLC để định lượng paraquat.
2.
Xác định giá trị sử dụng của phương pháp và áp dụng định lượng paraquat trong huyết
tương bệnh nhân ngộ độc paraquat tại Trung tâm chống độc bệnh viện Bạch Mai, Hà
Nội.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tông quan vê paraquat
̉
̀
1.1.1. Công thức paraquat
Paraquat là từ viết tắt của paraquaternary bipyridyl, tên khoa học là 1,1'dimethyl4,4'
bipyridilium là thuốc diệt cỏ phổ biến nh ất hi ện nay do đặc tính diệt cỏ nhanh và triệt để.
PQ thuộc nhóm hợp chất amonium bậc 4 bipyridylium, đượ c tổng hợp đầu tiên vào năm
1882, ứng dụng trong nông nghiệp làm thuốc trừ cỏ từ những năm 1950 [42].
PQ có khối lượng phân tử tương đối 186,2 có công thức hóa học như hình 1.1:
Hình 1.: Công thức hóa học của paraquat
1.1.2. Tính chất lý, hóa học của paraquat
PQ thường có màu trắng hơi vàng, không mùi, tỷ trọng ở 20oC là 1,240 1,260, điểm
chảy 175 180oC, điểm sôi khoảng 300oC và pH của dung dịch PQ trong nước 6,5 7,5.
PQ thường ở dạng dimethylsulphate hoặc dichloride. Dạng dichloride tinh thể trắng,
dạng dimethylsulphate chảy rữa. PQ ổn định trong dung dịch môi trường acid hoặc trung tính và
không ổn định trong môi trường kiềm.
PQ tan tốt trong nước (độ tan 700 g/l ở 20oC), ít tan trong cồn và hầu như không tan trong
các dung môi hữu cơ khác.
PQ bị phân hủy dưới ánh sáng UV, bị bất hoạt bởi các tác nhân hoạt động bề mặt anionic
và bởi đất sét, bị mất hoạt tính nhanh khi tiếp xúc với đất. PQ không bay hơi. Dung dịch PQ đặc
ăn mòn thép, tấm thiếc, sắt mạ kẽm và nhôm [43].
PQ được sản xuất bởi nhiều công ty khác nhau vơi cac tên th
́ ́
ương mai và hàm l
̣
ượng
khác nhau, nói chung thường đều ở dạng dung dịch màu xanh. Một số tên gọi thường gặp của
PQ như: Gramoxone, Gfaxone, Hegaxone, Tungmaxone, Owen... [42].
Do độc tính gây tử vong rất cao nên hầu hết các nước phát triển đều đã cấm sử dụng PQ
như là một loại hóa chất bảo vệ thực vật (Mỹ và các nước Châu Âu). Một số nước như Nhật
Bản chỉ cho phép lưu hành PQ dạng dung dịch với hàm lượng thấp 4,5% sẽ giúp giảm thiểu
nguy cơ nếu bị ngộ độc. Thực tế hiện nay trên thế giới vẫn có gần 130 nước cho phép sử dụng
PQ trong đó có Việt Nam [42]. Hiện ở Việt Nam thuốc từ cỏ PQ được lưu hành dạng dung dịch
20% do đó nguy cơ ngộ độc cấp tính rất lớn.
Một điều đáng nói là công ty sản xuất PQ lớn nhất trên thế giới hiện nay là Syngenta hay
còn gọi là Zeneca đặt nhà máy tại Trung Quốc và Anh. Trên đất nước họ đã cấm hoàn toàn PQ,
hoạt động kinh doanh chủ yếu xuất khẩu sang các nước thứ ba [39].
1.1.3. Cơ chế gây độc của paraquat
Cơ chế gấy độc của PQ được mô tả theo sơ đồ sau [37]:
Hình 1.. Cơ chế gây độc của paraquat [15]
Trong giai đoạn đầu của chu trình này, ion PQ2+ cùng với NADPH trải qua một phản ứng
tạo ra ion paraquat bị khử (PQ+) và NADP+. PQ+ phản ứng hầu như ngay lập tức với oxy tái tạo
lại PQ2+ và gốc superoxid. Có sẵn NADPH và oxy, chu trình oxy hoá khử của PQ xảy ra liên
tục, với việc NADPH liên tục bị mất đi và không ngừng tạo ra gốc superoxid. Gốc tự do
superoxid sau đó phản ứng với bản thân nó để tạo ra peroxid hydro (H 2O2), và với H2O2 cùng Fe
để tạo thành gốc tự do hydroxyl [18] [31]. Cạn kiệt NADPH dẫn tới chết tế bào. Chu trình oxy
hoá khử tạo thành gốc tự do hydroxyl dẫn tới nhiều cơ chế làm tổn thương tế bào: phản ứng
với lipid trên màng tế bào (peroxide hoá lipid), DNA và các protein tối cần thiết cho tế bào sống
sót cũng bị các gốc tự do hydroxyl phá hủy [12] [39] [40].
Hậu quả lên tế bào do việc hình thành các gốc tự do (superoxid và các gốc tự do khác) là
đối tượng của rất nhiều nghiên cứu. Các thử nghiệm điều trị nhằm vào việc thay đổi các gốc tự
do bằng các chất như desferioxamin, superoxid dismutase, αtocopherol và vitamin C cùng với bài
niệu cưỡng bức. Tuy nhiên, cho đến hiện nay không có chất nào trong số này được khuyến cáo
dùng.
Mặc dù chi tiết đầy đủ về độc chất học của các gốc tự do do PQ sinh ra vẫn chưa được
biết nhưng những gì người ta đã biết về cơ sở để ngộ độc là sự tương tác giữa PQ, NADPH và
oxy. Sau đó, ở mức độ tế bào, oxy là yếu tố tối cần thiết cho việc hình thành bệnh lý do PQ.
Đây là cơ sở cho việc hạn chế cung cấp oxy trong việc điều trị ban đầu bệnh nhân ngộ độc PQ.
PQ có tính ăn mòn và gây tổn thương giống như kiềm khi tiếp xúc với da, mắt và các
niêm mạc. Các cơ quan đích chủ yếu trong ngộ độc toàn thân PQ là đường tiêu hoá, thận và
phổi. Dạ dày, ruột bị tổn thương nặng nề do tác dụng ăn mòn trực tiếp khi bệnh nhân uống PQ
có chủ ý với nồng độ cao. Thận là cơ quan đào thải PQ và DQ và có nồng độ bipyridyl cao hơn
so với các cơ quan khác. Riêng ở phổi, PQ vào các phế bào týp I và II không phụ thuộc bậc thang
nồng độ mà theo cơ chế vận chuyển tích cực phụ thuộc ATP.
Do vậy PQ gây tổn thương hầu hết tất cả các cơ quan trong cơ thể vì đều có liên quan
đến chuyển hóa và hô hấp tế bào, tuy nhiên tại các vị trí hấp phụ nhiều PQ hoặc liên quan đến
thải trừ PQ thì tổn thương đến sớm hơn, nặng hơn và cũng là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong
như tổn thương phổi gây suy hô hấp, suy thận, viêm gan, loét niêm mạc đường tiêu hóa và biến
chứng nhiễm trùng [6][13][37]. Viêc tiêp xuc v
̣
́ ́ ơi l
́ ượng PQ it h
́ ơn se lam châm nguy c
̃ ̀
̣
ơ tử vong
do xơ phôi tiên triên va suy thân [33]. Môt sô nghiên c
̉
́
̉
̀
̣
̣ ́
ứu gân đây còn cho thây ph
̀
́ ơi nhiêm PQ co
̃
́
liên quan với hôi ch
̣ ưng Parkinson [21][23].
́
Trong ngô đôc câp PQ, co thê tiên l
̣ ̣
́
́ ̉
ượng bênh d
̣
ựa trên nông đô PQ trong huyêt t
̀
̣
́ ương. Môṭ
sô bao cao cho thây nông đô PQ huyêt t
́ ́ ́
́ ̀
̣
́ ương vượt qua 2 µg/ml thi hâu hêt t
̀ ̀ ́ ử vong, tuy nhiên môṭ
vai tr
̀ ương h
̀ ợp bênh nhân vân hôi phuc khi nông đô trong mau cao h
̣
̃ ̀
̣
̀
̣
́
ơn 2 µg/ml [7][10][22].
1.1.4. Dược động học paraquat
1.1.4.1. Hấp thu
Ở đường tiêu hoá PQ được hấp thu rất nhanh nhưng ít (510%). Hấp thu chủ yếu ở ruột
non. Khi dạ dày ruột bị tổn thương lan rộng, số lượng chất độc được hấp thu sẽ tăng lên. PQ
không gắn với protein huyết tương. Nồng độ đỉnh của PQ trong huyết tương đạt được trong
vòng 2 giờ sau uống [6] [37]. Tiếp xúc qua da, hấp thu vào cơ thể nói chung chỉ xảy ra khi tiếp
xúc kéo dài hoặc da bị tổn thương. Tiếp xúc với PQ qua đường hô hấp không làm cho lượng PQ
được hấp thu đến mức đủ để gây nhiễm độc. Bởi vì kích thước các hạt chứa PQ lớn (hầu hết
trên 100 m) làm cho PQ không đi sâu được xuống đường hô hấp để hấp thu [11]. Mắt tiếp xúc
với PQ sẽ bị tổn thương, nhưng không đủ để gây nhiễm độc toàn thân.
1.1.4.2. Phân bố
Sau khi uông, PQ phân b
́
ố nhanh chóng nhất tới tât ca cac c
́ ̉ ́ ơ quan chinh nh
́
ư phổi, thận,
gan và cơ, đăc biêt la phôi, PQ se bi kh
̣
̣ ̀ ̉
̃ ̣ ử thanh dang gôc t
̀
̣
́ ự do hoat tinh cao [8][22]. Th
̣ ́
ể tích phân
bố của PQ là 1,2 1,6 l/kg.
PQ đạt được nồng độ cao và tồn tại lâu hơn trong phổi, nồng độ trong phổi có thể cao
hơn so với nồng độ huyết tương gấp 50 lần. Sau uống 57 giờ, nồng độ PQ trong tổ chức phổi
đạt cao nhất. Tuy nhiên, lượng PQ huyết tương cũng cần đạt đến một ngưỡng tới hạn để cho
quá trình hấp thu ở phổi diễn ra [11].
PQ qua được nhau thai. Trong một nghiên cứu, nồng độ PQ trong dịch ối và máu dây rốn,
bào thai cao hơn nồng độ trong máu mẹ 46 lần [11]. Không có bào thai nào sống sót. Tuy nhiên
nếu mẹ ngộ độc PQ còn sống thì đến lần có thai sau không nguy hiểm đến bào thai.
1.1.4.3. Chuyển hoá, thải trừ
PQ được đào thải hầu như hoàn toàn qua thận nhờ cả quá trình lọc của cầu thận và quá
trình bài tiết tích cực của ống thận. Trong vòng 1224 giờ sau uống, trên 90% PQ được đào thải
dưới dạng không đổi qua thận, nếu chức năng thận bình thường [11].Tuy nhiên có thể xét
nghiệm thấy PQ trong nước tiểu vài ngày sau do có sự tái phân bố PQ từ các cơ quan. Thời gian
bán thải của PQ có thể kéo dài 12120 giờ hoặc lâu hơn khi có suy thận. Ngoai ra PQ con đao thai
̀
̀ ̀
̉
qua phân dươi dang không đôi [8][22].
́ ̣
̉
1.1.5. Tiên lượng bệnh nhân dựa vào nồng độ paraquat trong huyết tương.
Tiên lượng bệnh nhân uống PQ có thể dựa vào nồng độ PQ huyết tương theo thời gian.
Nồng độ PQ phải đo trước khi điều trị vì các biện pháp điều trị có thể làm giảm nồng độ PQ
(dùng than hoạt, lọc máu hấp phụ…). Proudfoot và cộng sự [29] lần đầu tiên trình bày biểu đồ
tiên lượng khả năng sống từ kết quả định lượng nồng độ PQ huyết tương tại nhiều thời điểm
khác nhau trên 79 bệnh nhân. Những BN sống có nồng độ dưới 2,0; 0,6; 0,3; 0,16 và 0,1 mg/ l
tương ứng ở 4, 6, 10, 16, và 24 giờ sau uống PQ . Schermann và cộng sự [35] mở rộng đường
cong tiên lượng BN này lên đến ngày thứ 7 sau nhiễm độc, và nghiên cứu này cho thấy những
BN nồng độ PQ huyết tương trên 10 mg/l (định lượng trong vòng 8 giờ), thường chết vì sốc tim
trong 24h, trong khi những BN có nồng độ thấp hơn (nhưng vẫn trên đường tiên lượng), chết vì
xơ phổi và suy hô hấp muộn hơn 24 giờ sau uống. Suzuki và cộng sự (1991) [36] đã kết hợp dữ
liệu của Proudfoot (1979), Bismuth (1982), Scherrmann (1987), Sawada (1988) và thêm một nhóm
78 BN, kết luận rằng đồ thị tiên lượng chính xác 101 trong 102 trường hợp tử vong và 61 trong
63 BN sống được đánh giá trong vòng 24 h sau uống PQ. Mặc dù đồ thị khá chính xác, giúp xác
định mức độ nặng và tiên lượng tử vong nếu định lượng được PQ ngay lập tức, đồ thị này cũng
đôi khi tiên đoán sai. Nguyên nhân do ước tính thời gian từ khi uống PQ dễ sai, đặc biệt trong vài
giờ đầu tiên nồng độ PQ huyết tương giảm nhanh sai số về thời gian thậm chí 0,5 đến 1h có thể
thay đổi hoàn toàn mối quan hệ nồng độ và tiên lượng. Ngoài ra, nồng độ PQ trong huyết tương
có thể không hoàn toàn chính xác vì được phân tích bằng một số phương pháp khác nhau và các
nghiên cứu thường không trình bày rõ nồng độ của ion hay là muối PQ, và thực tế có thể có khác
biệt giữa các bệnh nhân về mức độ nhạy cảm với tác dụng độc của PQ, tuy khác biệt này chưa
được nghiên cứu.
Hình 1.: Biểu đồ liên quan giữa nồng độ Paraquat huyết tương (µg/ml), thời gian sau
uống, và khả năng sống.
Năm 1988 Sawada và cộng sự [34] báo cáo chỉ số tiên lượng ngộ độc PQ dựa trên nghiên
cứu nồng độ PQ huyết thanh ở 30 bệnh nhân, 20 tử vong và 10 BN sống. Chỉ số độ nặng của
ngộ độc PQ (SIPP: severity index of PQ poisoning) tính bằng thời gian từ khi uống (giờ) cho đến
khi bắt đầu điều trị nhân với nồng độ PQ huyết thanh (µg/ml) khi vào viện.
SIPP = [nồng độ PQ huyết thanh (µg/ml)] × [thời gian từ uống đến bắt đầu điều trị (h)]
Khi điểm SIPP ít hơn 10, bệnh nhân có thể sống sót; điểm 50 phân biệt tử vong muộn do
suy hô hấp (10 < SIPP <50) với tử vong sớm do suy tuần hoàn (SIPP > 50). Mặc dù đây là
nghiên cứu quan trọng, Sawada xét nghiệm định lượ ng dùng huyết thanh không phải huyết
tươ ng. Suzuki và cộng sự (1991) đã so sánh SIPP với đồ thị tiên lượ ng sống trên 167 BN nhập
viện trong vòng 24 h sau uống PQ. Các kết cục của BN dự đoán theo đồ thị của Proudfoot đã
sai ở 1 trường hợp tử vong và 2 BN sống; trong khi đó, SIPP sai ở 1 BN sống và 10 trườ ng
hợp tử vong. Những khác biệt này có ý nghĩa thống kê, và tác giả kết luận rằng dựa trên
nồng độ PQ trong 24 h đầu sau uống, đồ thị của Proudfoot tiên lượ ng chính xác hơn SIPP
[36].
1.2. Các phương pháp xác định paraquat trong huyết tương
1.2.1. Phương pháp quang phô ̉
Rai M.K và cộng sự [30] định lượng PQ sử dụng NaBH4 để khử PQ trong môi trường
kiềm tạo ra dung dịch màu xanh hấp thụ cực đại ở bước sóng 600nm trong khi Kato K. và cộng
sự [20] lại dùng Tetrabromophenolphthalein Ethyl Ester (TBPE) phản ứng với PQ để tạo ra dung
dịch hữu cơ PQTBPE màu xanh da trời, có thể chiết được bằng dichloromethane. Changbin Li
và cộng sự [24] đã định lượng PQ trong huyết tương dựa bằng đo quang phổ của dẫn xuất khi
phản ứng với Na2S2O4 10% và NaOH 5M.
Ưu điểm của phương pháp khử PQ bằng NaBH4 là độ nhạy cao, với các điều kiện khử
PQ là nhiệt độ 3540°C, pH 1011 thì màu có độ ổn định lên đến 12h và không cần đệm để ổn
định màu, khoảng nồng độ 0,05 0,5 µg/ml tuân theo định luật Lambert – Beer, trong khi giới hạn
phát hiện là 0,03 µg/ml. Trong khi đó, phương pháp sử dụng TBPE thì mẫu được phép để tối đa
trong 20 phút. Cả 2 phương pháp này đều đề cập đến DQ, trong khi Rai M.K [30] loại bỏ DQ thì
Kato K. [20] lại định lượng đồng thời cả PQ và DQ.
Phương pháp định lượng PQ bằng NaBH4 đã loại được sự ảnh hưởng của các thuốc trừ
sâu thông thường và các ion kim loại khác. DQ, có cấu trúc gần giống PQ, sẽ gây ảnh hưởng khi
định lượng PQ. Tuy nhiên DQ, nếu có, sẽ bị loại khi thêm NaOH 0,2 N, trong khi PQ không bị
mất đi. Các ion kim loại như Fe3+ và Al3+, có thể ảnh hưởng do làm kết tủa hydroxide, sẽ bị loại
đi khi thêm 1 ml Natri EDTA 5% trước khi thêm dung dịch NaOH [30]. Còn theo Kato K [20], DQ
cũng có thể chiết được với TBPE trong dichloromethane cũng giống như PQ nhưng PQTBPE có
quang phổ hấp thụ hơi khác với DQTBPE. Đo độ hấp phụ của PQ ở bước sóng 603 nm & DQ ở
bước sóng 608 nm với dãy nồng độ (4,5 45,0)×107 M. Giới hạn phát hiện 4,77.107 M.
Phương pháp định lượng PQ bằng NaBH 4 đã được ứng dụng để định lượng PQ trong
mẫu bệnh phẩm bệnh nhân như máu, nước tiểu, sữa mẹ cũng như các mẫu thực phẩm và các
mẫu trong môi trường.
Với phương pháp đo quang phổ thông thường, không phát hiện được PQ tại bước sóng
257 nm. Nên Changbin Li và cộng sự [24] đã định lượng nồng độ PQ trong huyết tương dựa trên
việc đo quang phổ dẫn xuất thứ 2 (tuân theo định luật Lambert Beer với r = 0,996). Dung dịch
nước chuẩn PQ 10 μg/ml được quét bước sóng từ 200 đến 300 nm, với mẫu trắng là nước cất.
Huyết tương sạch và các dung dịch huyết tương chuẩn PQ 50 và 10 μg/ml được thêm TCA 20%
(tỉ lệ 6:1, v/v). Lắc xoáy, ly tâm 13000 vòng/phút trong 5 phút. Lấy dịch trong phần trên đi đo quét
bước sóng từ 200 đến 300 nm. Sau khi xử lý mẫu như trên, dịch trong phần trên được chuyển
vào ống Eppendorf mới, bảo quản tránh ánh sáng. Trước khi đo, 400 μl mẫu được lắc trộn nhẹ
nhàng và hoàn toàn với 100 μl hỗn hợp đồng thể tích Na2S2O4 10% và NaOH 5M. Làm tương tự
với mẫu huyết tương trắng đối chiếu và đo độ hấp thụ quang trong khoảng bước sóng từ 300
đến 500 nm (khoảng bước sóng Δλ = 0,5 nm). Từ đó dẫn xuất thứ 2 này có thể được tính toán
theo công thức Δ2Abs/(Δλ)2 (khoảng bước sóng dẫn xuất Δλ=4 nm) [24].
1.2.2. Phương pháp sắc ký khí khối phổ
Phương pháp GCMS là phương pháp đơn giản có độ nhạy và độ tin cậy cao, từ lâu đã
được sử dụng để định lượng PQ trong dịch sinh học. L. Gao [16] và Almeida R. M. [5] cùng sử
dụng phương pháp GCMS để định lượng PQ. Trong cả hai nghiên cứu, các tác giả đã sử dụng
hệ thống chọn lọc ion (selected ion monitoring – SIM) để nhận biết PQ, đồng thời cũng thêm
EPQ làm chất nội chuẩn, khí He được dùng như là khí mang để đưa chất phân tích vào cột. Dung
dịch mẫu phân tích đều được khử bằng NaBH4 trước khi đem phân tích trên hệ sắc ký khí. Tuy
nhiên mỗi tác giả lại nghiên cứu các quy trình phân tích khác nhau.
Tác giả L. Gao và cộng sự [16] lại sử dụng cột mao quản (10 m 0,18 mm, độ dày màng
0,25 µm). Nhiệt độ của bơm tiêm, interface và nguồn ion lần lượt là 280, 280, 200 oC. Khí mang
được bơm đẳng dòng với tốc độ là 1,01 ml/phút. Mẫu được đưa vào bằng chế độ tiêm chia dòng
(10:1) và nhiệt độ giải hấp phụ lúc đầu là 70 oC trong 1 phút và tăng đến 295oC với tốc độ
25oC/phút. Nhiệt độ 295oC được duy trì trong 10 phút. Trong đó các mảnh ion 196 và 224 được
dùng để định lượng PQ & EPQ. Độ thu hồi của mẫu máu và nước tiểu lần lượt là 94,00
99,85% và 95,00 100,34%, khoảng tuyến tính 0,1 50 µg/m l. Giới hạn phát hiện (S/N = 3) là
0,01 µg/ml đối với cả máu và nước tiểu. Phương pháp này đã được áp dụng để phân tích các
mẫu sinh học thu được từ các nạn nhân chết do uống PQ.
Trong khi đó, Almeida R. M. và cộng sự [5] sử dụng trên hệ máy sắc ký GCMS (Gas
chromatograph model 6890 và Mass selective detector MSD model 5972) với cột mao quản fused
silica HP5MS (30 m × 0,25 mm, độ dày màng phim 0,1 µm) và chế độ đẳng dòng với tốc độ 0,6
ml/phút. Nhiệt độ của bơm và interface (bộ phận ghép nối giữa GC và MS) là 270 oC. Bơm hoạt
động ở chế độ chia dòng. Nhiệt độ cột duy trì 80oC trong 1 phút, tăng nhiệt 10oC/phút đến 200oC
và 20oC/phút đến 270oC và duy trì 270oC trong 4 phút. Số khối của các mảnh ion được chọn cho
các hợp chất là: m/z 108, 135, 190 (DQ); m/z 134, 148, 192 (PQ) và m/z 148, 162, 220 (EPQ), trong
đó các mảnh ion 192 và 162 được dùng để định lượng PQ & EPQ.
1.2.3. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ
Hai tác giả ZhaohongWang và Proenca P. đều định lượng PQ trong mẫu sinh học bằng
sắc ký lỏng ion hóa tia điện khối phổ [28] [41].
ZhaohongWang sử dụng hệ thống Waters UPLC với. Tiêm mẫu 5 μl với cột ACQUITY
BEH HILIC (50 mm × 2,1 mm × 1.7 μm) ở 30oC. Còn Proenca P. sử dùng hệ thống sắc ký LC
Water 2695 Alliance System và cột silica HILIC (150 × 2,1 mm × 5 µm). Nhiệt độ cột duy trì
35oC. Bơm mẫu 10 µl. Detector mảng photodiode Water 996 hoạt động từ bước sóng 210400 nm
với độ phân giải 1,2 nm. Độ hấp thụ UV được đo ở 258 nm.
Cả hai tác giả đều sử dụng pha động là ammonium formate và acetonitrile. Trong khi
ZhaohongWang dùng ammonium formate 250 mM (điều chỉnh đến pH 3,7 bằng acid formic) và
acetonitrile. Và chạy pha động theo chế độ gradient với tốc độ dòng 0,3 ml/phút. Ngay sau khi
tiêm mẫu, % acetonitrile giảm từ 60% đến 20% trong 0,5 phút, sau đó tăng tới 60% ở 1,5 phút và
duy trì 60% ở 1,5 phút tiếp. Tổng thời gian chạy là 3 phút. Thì tác giả Proenca P. dùng pha động
gồm acetonitrile và đệm ammonium formate (200 mM) pH 3,6 với chế độ đẳng dòng (30:70, v/v)
và tốc độ 300 µl/phút.
Các tác giả trên đều sử dụng nguồn ion hóa tia điện dương để ion hóa PQ và chuẩn nội
nhưng có khác nhau về điều kiện khối phổ.
Tác giả ZhaohongWang sử dụng bộ phân tích phổ khối ACQUITY BSM_SM_Quattro
Premier XE MS. Tối ưu hóa điều kiện MSMS bằng cách tiêm dòng PQ và ethyl viologen trong
acetonitrile/dung dịch ammonium formate 250 mM (40:60, v/v) với tốc độ khí cone là 50 l/h và tốc
độ dòng khí làm khô là 651 l/h ở 350 oC. Điện áp mao quản là 3,5 kV và điện áp cone là 20 V,
điện áp extractor là 4,0 V và điện áp thấu kính RzFl à 0,5 V. Định lượng bằng kỹ thuật quét ion
(multireaction monitoring, MRM), bắt các mảnh ion ban đầu có m/z 186 và các ion sản phẩm có
m/z 155 và 171 đối với PQ; mảnh ion ban đầu có m/z 214 và các ion sản phẩm có m/z 158 và 185
đối với chuẩn nội ethyl viologen [41].
Còn với tác giả Proenca P [28] phát hiện phổ (MS) được thực hiện trên máy khối phổ tư ́
cực Water ZQ 2000. Thiết lập các điều kiện: nguồn nhiệt 120 oC; nhiệt độ làm khô 400oC; tốc độ
dòng khí cone (N2) 0 l/h và tốc độ dòng khí làm khô (N2) 600 l/h. Điện thế capillary 3,5 kV; điện
thế cone 40 V; extractor 4 V; năng lượng ion 0,5 V; Quét phổ từ m/z 130500, thời gian quét 0,5 s
và thời gian trễ (interscan) 0,1s. Đường chuẩn độ PQ trong máu tuyến tính từ 0,0102,0 µg/ml
trong máu (y=0,0142x+0,1497 với r2=0,9994) và tuyến tính từ 0,02510,0 µg/ml trong nước tiểu (y
= 0,0141x + 1,347 với r2 = 0,9994). Giới hạn phát hiện của PQ trong máu và nước tiểu lần lượt là
0,004 µg/ml và 0,007 µg/ml (LOD, S/N = 3) và giới hạn định lượng ( LOD, S/N = 10) là 0,0012
µg/ml trong máu và 0,024 µg/ml trong nước tiểu. Nghiên cứu cũng chứng minh mẫu máu trắng
không có pic nào trùng thời gian lưu với PQ và chất chuẩn nội
1.2.4. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
Có rất nhều tác giả đã sử dụng phương pháp HPLC để định lượng PQ trong dịch sinh học
[7][17][26].
Arys K. và cộng sự [7] sử dụng hệ thống HPLC. Gồm b ơm model 126 và tiêm mẫu
type 210A với vòng tiêm mẫu 50 µl. Bước sóng hoạt động là 230 nm. Cột phân tích Aluspher
100 RPselect B (125 mm × 4,0 mm, kích thướ c hạt 5 µm) với cột bảo vệ 100 RPselect B (4
mm × 4,0 mm, kích thướ c hạt 5 µm). Pha động là hỗn hợp dung dịch NaOH 0,0125 M trong
nướ c (dung dịch A) và dung dịch NaOH 0,0125 M trong methanol (dung d ịch B), t ốc độ dòng
1 ml/phút. Chạy pha động chế độ gradient, dung dịch A từ 90% đến 10% trong thời gian 15
phút. Sau khi chạy xong, chạy l ại điều kiện ban đầu trong 5 phút trướ c khi chuyển sang chạy
mẫu mới. Giới hạn phát hiện PQ của phương pháp trong máu và nướ c tiểu lần lượ t là 63 và
32 µg/l.
Paixão P. [26] định lượng PQ trong huyết thanh và huyết tương người được làm đơn
giản và nhanh bằng phương pháp HPLC sử dụng 1,19diethyl4,49 bipyridyldiylium (diethyl
paraquat) làm nội chuẩn. Hệ thống HPLC gồm bơm mẫu model 1100, ổn định nhiệt, detector
UVVIS. Vòng bơm mẫu 50 µl, cột NovaPar C18 (150×4,6 mm, 5µm). Tiền cột C18 (100×4,6
mm, 10µm). PQ và chất nội chuẩn được rửa giải ở 25 oC với tốc độ dòng 0,8 ml/phút và bước
sóng hấp thụ 258 nm. Pha động gồm acid 1 octanesulphonic 3,0 mM; acid orthophosphoric 0,1
M trong 900 ml nước khử khoáng điều chỉnh pH đến 3,0 bằng diethylamine. Acetonitrile nồng độ
10% (v/v). Kết quả: Thời gian lưu của PQ và chuẩn nội là 6,5 và 9,5 phút. Giới hạn phát hiện
(LOD) 0,1 µg/ml, giới hạn định lượng (LOQ) 0,4 µg/ml trong huyết tương và huyết thanh. Độ
đúng trong ngày không vượt quá 3,5%; 3,2% đối với huyết tương, huyết thanh. Độ đúng trong
khác ngày không vượt quá 4,7%; 3,1% đối với huyết tương, huyết thanh. Độ thu hồi trong huyết
tương và huyết thanh lần lượt là 98,9% và 98,7%.
Shuuji Hara [17] định lượng đồng thời PQ và DQ trong huyết tương bằng phương pháp
HPLC. Hệ sử dụng bơm L7120 (Hitachi, Tokyo, Nhật), van bơm mẫu (20 µl) Rheodyne 7125.
PQ, DQ, IS được tách trên cột pha đảo Capcell PaK C18 UG120 (1504,6 mm, cỡ hạt 5µm, của
Shiseido Co., Tokyo, Nhật) bằng dung dịch rửa giải của methanol và 200 mM axit phosphoric
với diethyl amine 0,1M và sodium 1heptane sulphonate 12 mM (1:4, v/v). Tốc độ dòng của pha
động 0,5 ml/phút và nhiệt độ cột trong khoảng từ 1520oC. Dịch rửa từ cột HPLC được trộn với
dung dịch kiềm của Sodium hydrosulfite bằng thiết bị trộn. Tốc độ dòng 0,4 ml/phút. Hỗn hợp
được dẫn vào sợi dây (1 m x 0,5 mm) và được làm ấm trong bể nước SB9 (EYELA, Tokyo,
Nhật) ở nhiệt độ 20oC và đo ở bước sóng 391 nm bằng detector UV Hitachi L 7405. Độ cao của
pic được dùng để định lượng bằng máy CR6A Chromatopak (Shimadzu, Kyoto, Nhật). Giới hạn
phát hiện của PQ và DQ là 50 và 100 ng (0,19 và 0,29 nmol) trên ml huyết tương.
Định lượng PQ trong huyết tương sử dụng sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo cặp ion đã
được Brunetto M.R. thực hiện trên hệ thống sắc ký được sử dụng có 2 bơm, 1 bơm 2 nòng để
chuyển pha động vào cột phân tích và bơm Knauer Model 64 để chuyển pha động vào cột chiết.
Van tiêm (V1) 6 cửa có các vòng mẫu 20, 100 hoặc 200 µl để đưa mẫu vào cột chiết. Sử dụng
các cột 25 4 mm được lấp đầy các hạt LiChrospher RP18 ADS (kích thước hạt 25 µm) và cột
VARIAN ODS C18 (25 cm × 4,6 mm, hạt 5 µm) lần lượt là cột chiết và cột phân tích. Cột chiết
và cột phân tích được gắn với van xoay 6 cửa Rheodyne được điều khiển bằng bơm 2 nòng. Sử
dụng detector UVDAD PerkinElmer LC 235 ở bước sóng 258 nm với flowcell 12 µm để phát
hiện các tín hiệu.
Các pha động:
Pha động để chiết (Pha động 1): chứa natri octane sulfonate (SOS) 10mM và acid
orthophosphoric 0,05 M được pha bằng nước cất 2 lần, và lọc màng 0,45 µm. Điều
chỉnh pH đến 2,8 bằng TEA và thêm 2propanol nồng độ 3% (v/v).
Pha động để phân tích (Pha động 2): methanol 40 % và SOS 10 mM trong acid
orthophosphoric 0,05 M. Điều chỉnh đến pH 2,8 bằng TEA.
Các dung dịch và pha động được lọc màng 0,45 µm và loại khí trong bể siêu âm trước khi
sử dụng. Giới hạn phát hiện, tỉ lệ tín hiệu (Signal) / Nhiễu đường nền (Noise) với S/N > 3, là
0,005 µg/ml PQ với thể tích tiêm mẫu 200 µg [9].
Chen Lu và cộng sự [25] đã sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao để xác định
PQ trong huyết thanh người. Trong thí nghiệm này, các mẫu huyết thanh đã được kết tủa protein
lần lượt 30% acid perchloric, acetonitrile và dichlormethane, thu được 50 ml dung dịch. Pha động
acetonitrileđệm (10:90), dung dịch đệm chứa natri heptanesulfonate 0,02 M và acid phosphoric
0,26 M, điều chỉnh pH đến 2,0 bằng triethylamine. Tốc độ dòng 1,2 ml/phút, bước sóng phát hiện
256 nm, nhiệt độ cột 40oC. Đường chuẩn tuyến tính với nồng độ PQ huyết thanh từ 0,1 40 mg/l
(r = 0,9999). Giới hạn phát hiện là 0,1 mg/l (S/N = 3). Độ lêch chuân (RSD) c
̣
̉
ủa các mẫu chưng
́
nồng độ thấp, trung bình và cao là trong vòng 3,061% 6,149%, độ lêch chuân gi
̣
̉
ữa các lô 0,705%
2,796%, và đô thu hôi cua ph
̣
̀ ̉
ương phap x
́ ử ly mâu 96,79 % 100,07%, và đô thu h
́ ̃
̣
ồi phương
pháp là 91,66% 108,49%. Phương pháp này là đơn giản, nhạy cảm, chính xác, nhanh chóng và
cũng chỉ ra rằng có thể được sử dụng trong chẩn đoán lâm sàng.
* Ngoai ra, môt vai ph
̀
̣
̀ ương phap khac cung đa đ
́
́ ̃
̃ ược nghiên cứu đê đinh l
̉ ̣
ượng PQ trong
mau nh
́ ư: miên dich phong xa [14], điên di mao quan [38]…
̃ ̣
́
̣
̣
̉
1.3. Các phương pháp xử lý mẫu huyết tương phân tích Paraquat
Một trong những yếu tố quyết định đến hiệu quả của phương pháp định lượng đó là
phương pháp xử lý mẫu.
Có rất nhiều nghiên cứu sử dụng kỹ thuật chiết pha rắn để xử lý mẫu sinh học trong
phân tích PQ [5][16][20][28][41]. Một số tác giả dùng đệm phosphate để thêm vào mẫu thử trước
khi cho qua cột chiết pha rắn [5][16][41].
Cột chiết pha rắn C18 thường được dùng để chiết PQ & DQ trong mẫu thử [20]. Dung
dịch mẫu đã loại protein được chỉnh pH đến 11 bằng NaOH. Cột được hoạt hóa bằng 5 ml nước,
5 ml methanol và 20 ml nước trước khi bơm mẫu vào cột. 3 ml nước cất được bơm qua cột để
loại bỏ hoàn toàn các hợp chất khác trong máu. Sau đó, 3 ml acid hydrochloric 0,2 M và 1 ml × 3
nước khử khoáng được cho qua cột để rửa giải PQ & DQ. Với dịch thu được thêm 3 m l dung
dịch NaOH 0.2 M. Mẫu này được mang đi đo quang [20].
Changbin Li [5] cũng dùng cột C18 để chiết PQ, cột được rửa với 2 m l methanol và 2 ml
đệm phosphate (pH 8,0). Dung dịch mẫu được đưa qua cột rồi rửa với 2 m l nước khử khoáng.
Cuối cùng, rửa giải với 2 ml methanol và dịch rửa giải được bay hơi ở nhiệt độ phòng dưới dòng
khí nitrogen. Hòa tan cắn trong 100 µl methanol và bơm 1 µl vào hệ thống GCMS.
Zhaohong Wang [41] xử lý 1,0 ml máu, thêm 3 ml đệm phosphate 0,1M (pH 7) và dung
dịch chuẩn nội 100 ng/ml. Ly tâm 8000 vòng/phút trong 10 phút. Các cột Waters Oasis WCX 3 m l
được cho chạy qua lần lượt 3 ml methanol, 3 ml nước khử khoáng và 1 ml đệm phosphate 0,1 M
(pH 7). Sau khi cho mẫu chạy qua cột, rửa cột với 3 m l đệm phosphate 0,1 M (pH 7), 3 ml nước
khử khoáng và 3 ml methanol. Sấy khô chân không cột trong 10 phút. Chất phân tích được rửa
giải bằng 2 ml dung dịch acid formic 2% trong acetonitrile 80%. Bay hơi dịch rửa giải bằng dòng
khí nitrogen ở 45oC. Hòa tan cắn bằng 50 μl pha động (dung dịch acetonitrile và ammonium
formate 250 mM tỉ lệ 1:1).
Proenca P [28] xử ly mâu băng cach lây 1 m
́ ̃ ̀
́
́
l máu hoặc 1 ml nước tiểu thêm 50 µl chuẩn
nội (10 µg/ml) và 2 ml acetonitrile. Lắc, ly tâm 2500 vòng/phút trong 10 phút. Cột chiết pha rắn
(Oasis, 3 cc) được rửa với lần lượt 1 m l methanol và 1 ml nước khử khoáng. Đưa mẫu qua cột
chiết pha rắn. Rửa cột với 1 ml đệm phosphate pH 7,1 ml nước khử khoáng và 1 ml methanol.
Sau khi làm khô 10 phút trong chân không, rửa giải cột với 1,5 m l acetonitrile/water/TFA (84:14:2,
v/v/v). Dịch rửa giải được bay hơi đến cắn dưới dòng khí nitrogen ở 40 oC. Cắn được hòa tan
trong 100 µl methanol và bơm 10 µl vào hệ thống LCESIMS.
Kyoko KATO, P. Paixão đều dùng acid perchloric để loại protein [20][26]. Tuy nhiên, một
số công trình khác sử dụng acid trichloracetic để kết tủa protein trong mẫu huyết tương [7][17]
[24][30] rất đơn giản và cho hiệu quả cao vì vậy có thể áp dụng rộng rãi ở các đơn vị xét
nghiệm.
Phương pháp này được Rai M.K. và cộng sự áp dụng để định lượng PQ trong máu, nước
tiểu và sữa mẹ. Thêm 1 ml dung dịch EDTA 5% và 1ml acid trichloracetic 1% vào để loại sự ảnh
hưởng của các ion kim loại và loại protein. Ly tâm 1850 vòng/phút trong 10 phút. Lấy phần dịch
trong ở trên đem đo quang [30].
Huyết tương sạch và các dung dịch huyết tương chuẩn PQ 50 và 10 μg/ml được thêm
TCA 20% (tỉ lệ 6:1). Lắc xoáy, li tâm 13000 vòng/phút trong 5 phút. Lấy dịch trong phần trên đi
đo quét bước sóng từ 200 đến 300 nm [24].
Arys K [7] xử ly mâu băng cach lây 1 m
́ ̃ ̀
́
́
l (hoặc 1 g) mẫu, thêm 50 µl chuẩn nội và thêm
nước vừa đủ 4 ml. Tủa protein bằng acid trichloroacetic là bước làm sạch đầu tiên của các mẫu
máu, gan, thận. Thêm 1,5 ml dung dịch acid trichloroacetic 25%, lắc 10 phút, ly tâm 400 vòng/phút
trong 5 phút. Sau khi chuyển dịch trong ở trên sang ống nhựa sạch, phần tủa protein phía dướ i
đượ c hòa tan lại bằng 2,5 ml dung dịch acid trichloroacetic 5%, l ắc 10 phút, ly tâm 1100
vòng/phút trong 5 phút, gộp phần dịch trong l ại, chuy ển sang ống silan hóa. Tuy nhiên ở một
số trườ ng hợp đã đượ c chứng minh cần thêm bướ c ly tâm nữa (2200 vòng/phút trong 10 phút)
để thu đượ c phần dịch sạch hoàn toàn. Đối với nướ c tiểu và dịch dạ dày, bướ c loại protein
có thể bỏ qua và làm ngay bước tiếp theo là khử PQ bằng natri borohydride. Điều chỉnh pH
của dung dịch đến pH lớn hơn 10 bằng 1 m l NaOH 1M (đối với nước tiểu và dịch dạ dày)
hoặc 1 ml NaOH 5M (đối với các mẫu khác). Sau đó, thêm 250 mg bột NaBH 4 và lắc ở 60 oC
trong 25 phút. Sau khi làm mát ở nhiệt độ phòng, chiết dung dịch v ới 8 m l diethyl ether bằng
máy trong 15 phút. Sau khi ly tâm (1100 vòng/phút trong 10 phút), chuyển lớp hữu cơ phía trên
sang ống silan hóa hình nón. Bay hơi dịch chiết đến khô bằng dòng khí nitrogen. Cắn đượ c
hòa tan trong 60 µl pha động (dung dịch A : dung d ịch B là 50:50, v/v) và tiêm 50 µ l vào hệ
thống HPLC.
Theo nghiên cứu của Shuuji Hara và cộng sự [17] chỉ cần lấy 200 µl huyết thanh trộn với
20 µl dung dịch nội chuẩn (10 µg/ml) và 120 µl TCA 10% và lắc xoáy trong 20 giây, ly tâm 1000
vòng/phút trong 5 phút. Sau đó, lấy 20 µl dịch nổi ở trên bơm vào máy.
Tóm lại, tổng quan tài liệu tham khảo cho thấy việc định lượng PQ trong mẫu huyết
tương chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp HPLC. Trong đó mẫu huyết tương được loại
bỏ protein bằng cách kết tủa với TCA và định lượng trên hệ HPLC cột tách C8 dung môi pha
động theo thể tích (5:95) gồm ACN – Đệm photphat pH=2,5 gồm (natri heptanesulfonate; KCl;
PEG ; triethylamine; MeOH).
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Để xây dựng và xác định giá trị sử dụng của phương pháp phân tích PQ trong huyết
tương người, chúng tôi tiến hành nghiên cứu trên các đối tượng sau:
Mẫu trắng: là huyết tương người của viện Huyết học và truyền máu trung ương.
Mẫu chuẩn: là mẫu trắng được thêm lượng xác định PQ tạo thành mâu.
̃
Mẫu thử: là huyết tương bệnh nhân ngộ độc PQ thu được từ mẫu máu, ly tâm lấy
phần huyết tương.
2.2. Chất chuẩn, hoá chất, thiết bị
2.2.1 Chất chuẩn
Chất chuẩn Paraquat dichloride.xhydrate của hãng Sigma Aldrich độ tinh khiết 99,5%;
Exp date: 14.Dec.2016.
2.2.2 Hoá chất
Các dung môi dùng cho sắc ký lỏng hiệu năng cao (MeOH, ACN ....) của hãng Merck.
KCl tinh thể, độ tinh khiết: 99,5% của hãng Merck.
Acid trichloroacetic tinh khiết 98,5% của hãng Merck.
Acid phosphoric (H3PO4) đặc (d=1,685 g/cm3) của hãng Merck.
Các dung môi, hoá chất dùng để xử lý mẫu của hãng Merck và đạt tiêu chuẩn tinh khiết
phân tích (P.A.)
Nước cất sử dụng là nước cất hai lần đã được deion hoá.
Dung dịch đệm pha động pH = 2,5 được chuẩn bị bằng cách sau: gồm 1,1 g natri
heptanesulfonate; 2 g KCl; 2 ml polyetylenglycol 400; 200 ml MeOH; 0,5 ml triethylamine thêm
nước xâp xi 1000 ml. Đi
́ ̉
ều chỉnh pH của pha động bằng H3PO4 đến các giá trị pH mong muốn.
Định mức vưa đu 1000 ml băng n
̀ ̉
̀ ước deion.
Pha dung dịch chuẩn gốc PQ: Hòa tan 100 mg chất chuẩn paraquat dichloride
(C12H14Cl2N2.xH2O), hòa tan trong 100 ml nước để được dung dịch gốc. Từ đó pha thành các dung
dịch chuẩn thứ cấp có nồng độ 0,1 20 µg/ml trong nước. Trộn các nồng độ dung dịch chuẩn thứ
cấp với huyết tương trắng để có nồng độ PQ 0,02 10 µg/ml để khảo sát và xác định giá trị sử
dụng của phương pháp.
2.2.3. Thiết bị, dụng cụ
Thiết bị
Thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao Agilent 1200, gồm bơm trộn dung môi gradient áp
suất cao, bộ đuổi khí trực tuyến bằng chân không, buồng ổn nhiệt, thiết bị tiêm mẫu tự động,
detector mảng Diode (DAD), thư viện phổ độc chất sử dụng detector mảng Diode, máy tính, máy
in.
Cột pha đảo Agilent C8 (150 mm x 4,6 mm; 5 µm) và cột bảo vệ C8 (20 mm x 4,0 mm,
5 μm).
Cân phân tích Precisa XT 220A, độ đọc của cân 0,0001 g.
Bể siêu âm. Model: S30/H. Hãng ELMA, Đức.
Máy đo pH Meter 744, giá trị đọc ± 0,01, khoảng đo pH = 0,00 – 14,00
Máy ly tâm Universal 320 hãng Hettich, Đức, tốc độ tối đa 4000 vòng/phút.
Máy lắc xoáy model: 3005 của hãng GFL, Đức.
Tủ sấy model: 500 của hãng Memmert, Đức.
Máy cất nước hai lần. Model: A4000D/Aquatron hãng Stuart Barloworld Scientific, 4
l/h, Anh.
Bộ lọc nước siêu sạch. Model: WaterPro PS/HPLC/UF hybrid Labconco, 115V, 60Hz,
Mỹ.
Dụng cụ
Bình định mức dung tích: 5, 10, 25, 50, 100 ml.
Pipetman các loại từ 0 1000 µl.
Bộ lọc dung môi của hãng Agilent, Mỹ.
Ống nghiệm lấy máu chứa EDTA và ống nghiệm có nút xoáy.
Tất cả các dụng cụ thủy tinh đều phải được rửa sạch, tráng bằng nước cất, sau đó tráng
bằng MeOH và để khô, tráng nhexan 3 lần sau đó sấy ở 105oC trong vòng 1 giờ, lấy ra để nguội
trước khi sử dụng.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu xây dựng quy trình định lượng paraquat.
2.3.1.1. Chuẩn bị mẫu chuẩn
Theo như tính chất đã biết của paraquat dichloride là tan tốt trong nước và it tan trong
́
dung môi hữu cơ như EtOH, MeOH… Tham khảo các tài liệu và so sánh về độ phân cực của
nước và các dung môi, chúng tôi lựa chọn nước để hòa tan PQ vì nước không độc hại, thân thiện
với môi trường hơn EtOH, MeOH.
2.3.1.2. Phương pháp tách PQ từ huyết tương
Dựa theo tính chất lý hóa của PQ, theo các tài liệu đã công bố va trang thiêt bi phong thi
̀
́ ̣
̀
́
nghiêm, chúng tôi ti
̣
ến hành khảo sát các điều kiện để tách PQ từ huyết tương như sau:
Với 1 ml mẫu huyết tương, thêm dung dich TCA đ
̣
ể loại protein, lắc xoáy và ly tâm với
nồng độ dung dich TCA thay đ
̣
ổi là: 2,0%; 4,0%; 5,0%; 6,0% và thời gian lắc xoáy: 30 giây, 1
phút, 2 phút.
2.3.1.3. Phương pháp khảo sát điều kiện sắc ký để định lượng PQ trong huyết tương
Để đánh giá khả năng tách PQ ra khỏi nền mẫu huyết tương, các mẫu chuẩn chiết PQ
trong nền mẫu được chuẩn bị bằng cách cho TCA, lắc xoáy, ly tâm, lọc rồi chạy sắc ký. Dựa
trên tR, AS, RSD đánh giá tính phù hợp của điều kiện đo.
* Cột sắc ký: Cột tách có vai trò quan trọng trong việc quyết định quá trình tách có độ
phân giải tốt hay không [3]. Để chọn loại pha tĩnh phù hợp cần căn cứ vào cấu trúc phân tử và
độ phân cực của chất phân tích. Dựa trên khảo sát các tài liệu tham khảo và điều kiện cơ sở vật
chất sẵn có tại Trung tâm Chống độc, chúng tôi sử dụng cột pha đảo Agilent C8 (150 mm x 4,6
mm; 5 µm) và cột bảo vệ C8 (20 mm x 4,0 mm, 5 μm) trong nghiên cứu này.
* Bước sóng (λ): là cực đại hấp thụ của PQ trong mẫu thử, xác định cực đại hấp thụ của
PQ dựa vào phổ hấp thụ UV trong khoảng 210 400 nm theo máy sắc ký lỏng hiệu năng cao
Agilent 1200, detector DAD.
* Thể tích tiêm mẫu: thay đổi thể tích tiêm mẫu từ 10 50 µl.
* Pha động: dựa vào các tài liệu tham khảo, tiến hành khảo sát các hệ pha động có khả
năng tách, thời gian lưu phù hợp và cho các pic cân đối thuận lợi cho phân tích định lượng gồm
các hệ pha động sau:
Hệ A: Kênh 1 là hỗn hợp dung dịch NaOH 0,0125M trong nước và kênh 2 là dung dịch
NaOH 0,0125M trong methanol. Tốc độ dòng 0,5 ml/phút. Tỷ lệ thể tích 2 kênh tương ứng là 90 :
10.
Hệ B: Gồm kênh 1 là ACN kênh 2 là dung dịch đệm pH = 3 (10:90, v/v). Thành phần
đệm gồm acid 1 octanesulphonic 3,0 mM; acid orthophosphoric 0,1 M trong 900 m l nước khử
khoáng điều chỉnh pH đến 3,0 bằng diethylamine.
Hệ C: ACN – dung dịch đệm (5:95, v/v) pH = 2,5 gồm 1,1 g natri heptanesulfonate; 2 g
KCl; 2 ml polyetylenglycol 400; 0,5 ml triethylamine; 200 ml MeOH thêm nước xâp xi 1000 m
́ ̉
l.
Điều chỉnh pH bằng H3PO4 đặc. Định mức vưa đu 1000 m
̀ ̉
l băng n
̀ ươć deion.
* Sau khi chọn được hệ dung môi pha động phù hợp chúng tôi tiên hanh kh
́ ̀
ảo sát thành
phần của pha động. Giá trị pH pha động cũng được khảo sát trong khoảng từ 2,5 đến 4,5.
* Khảo sát thành phần dung dịch đệm: nồng độ natri heptanesulfonate, KCl &
polyethylenglycol.
* Tốc độ dòng: thay đổi tốc độ pha động từ 0,2 0,8 ml/phút để xác định được tốc độ
phù hợp cho một thời gian lưu tối ưu.
* Các kết quả thu được ứng với từng khảo sát được đánh giá, so sánh về thời gian lưu
của các chất phân tích (tR), độ phân giải (RS) và hệ số đối xứng pic (AS). Phương pháp đánh giá
này dựa trên lý thuyết Van Deemter sao cho 0,9 < A S < 1,2, tR của các chất phải không quá lớn
nhưng đảm bảo phải tách xa nhau.
2.3.2 Đánh giá phương pháp phân tích PQ trong huyết tương
2.3.2.1. Tính chọn lọc
Chuẩn bị mẫu huyết tương trắng không có PQ và mẫu huyết tương trắng có PQ. Tiến
hành xử lý và phân tích mẫu, đánh giá hiệu quả tách PQ ra khỏi nền mẫu.
2.3.2.2. Khoảng nồng độ tuyến tính
Chuẩn bị các mẫu huyết tương trắng, thêm PQ để thu được các mẫu chuẩn có nồng độ
PQ từ 0,02 10 µg/ml. Chúng tôi xây dựng đường chuẩn với 8 nồng độ PQ được them vào mẫu
huyết tương trắng lần lượt là 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5 và 10 µg/m l. Sau đó xử lý mẫu và
tiến hành phân tích.
2.3.2.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
Tiến hành xử lý các mẫu huyết tương trắng và mẫu chuẩn có nồng độ khoảng 0,01 0,1
µg/ml và phân tích trên hệ thống HPLC, tính độ lệch chuẩn của phương trình hồi quy và xác định
LOD theo quy tắc 3ϭ, LOQ theo quy tắc 10 ϭ.
2.3.2.4. Đánh giá độ đúng (độ thu hồi) và độ chụm (độ lặp lại)
Độ đúng: chuẩn bị các mẫu PQ trong huyết tương trắng ở 5 nồng độ khác nhau, mỗi
nồng độ làm 5 lần, xử lý mẫu và phân tích sắc ký rồi so sánh giá trị trung bình giữa các lần định
lượng của mỗi nồng độ với giá trị chất thêm vào trong mẫu.
Độ lặp lại:
+ Độ lặp lại trong ngày: chuẩn bị các mẫu PQ trong huyết tương trắng ở 3 nồng độ khác
nhau, mỗi nồng độ làm 5 lần, xử lý mẫu và phân tích sắc ký như phần độ đúng, đánh giá độ lệch
chuẩn tương đối của các mẫu theo từng nồng độ.
+ Độ lặp lại khác ngày : tiến hành tương tự như trên nhưng làm ở 5 ngày khác nhau.
2.3.2.5. Độ ổn định
Xác định độ ổn định của chất phân tích trong dịch sinh học trong thời gian phân tích và
thời gian bảo quản.
Độ ổn định trong thời gian phân tích: chuẩn bị 3 mẫu PQ nồng độ 1 µg/ml trong huyết
tương, xử lý mẫu rồi tiến hành sắc ký ngay và tiếp tục cứ mỗi giờ 1 lần trong vòng 5 giờ, xác
định RSDr.
Độ ổn định trong thời gian bảo quản: chuẩn bị 3 mẫu như trên, lấy 1 phần ra xử lý và
tiến hành sắc ký ngay, phần còn lại bảo quản ở 30 oC trong 21 ngày. Lấy các mẫu đang bảo
quản ra để xử lý và tiến hành sắc ký ngay vào các ngày thứ 7, 14 và 21.
2.3.3. Phân tích PQ trong mẫu huyết tương bệnh nhân áp dụng thực tế tiên lượng bệnh
nhân và đánh giá hiệu quả lọc máu hấp phụ
2.3.3.1. Đối tượng nghiên cứu
31 bệnh nhân ngộ độc PQ điều trị tại Trung tâm Chống độc bệnh viện Bạch Mai từ tháng
3 đến tháng 5 năm 2015.
Chẩn đoán ngộ độc PQ dựa vào: bệnh nhân có 1 trong 2 tiêu chuẩn:
Bệnh nhân uống thuốc trừ cỏ PQ và có biểu hiện lâm sàng ngộ độc PQ.
Xét nghiệm định tính độc chất nước tiểu tìm thấy PQ.
2.3.3.2. Tiêu chuẩn loại trừ bệnh nhân
Bệnh nhân có tiền sử bệnh phổi, thận, gan.
Những bệnh nhân ngộ độc đồng thời các chất độc khác.
Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu loạt ca bệnh.
Tiến hành nghiên cứu:
* Thu thập các số liệu bệnh nhân khi nhập viện từ bệnh án (theo đánh giá của bác
sĩ điều trị):
Tên loại thuốc trừ cỏ có PQ, hàm lượng PQ trong thuốc trừ cỏ, lượng PQ uống,
thời gian đến viện, thời gian bắt đầu điều trị.
Triệu chứng lâm sàng, cận lâm sàng.
Điều trị lọc máu hấp phụ được áp dụng.
Các điều trị khác: than hoạt, ức chế miễn dịch, liệu pháp lipid.
Các số liệu này được dùng trong đánh giá hiệu quả điều trị và mức độ nhiễm độc
* Lấy mẫu định lượng PQ huyết tương khi vào viện, trước và sau các lần lọc máu
hấp phụ: