Định lượng đồng thời paracetamol ibuprofen cafein trong thuốc cadiltamol f bidi ipalvic bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao và quang phổ hấp thụ phân tử

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ MAI DUNG

ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI PARACETAMOL, IBUPROFEN, CAFEIN
TRONG THUỐC CADILTAMOL F, BIDI-IPALVIC BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ LỎNG HIỆU NĂNG CAO
VÀ QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

Ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8 44 01 18

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Mai Xuân Trường

Thái Nguyên, năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực và chưa hề được sử dụng trong bất cứ một công trình nào.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
này đã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đều đã được
chỉ rõ nguồn gốc.
T
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2018
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Mai Dung

Xác nhận của

Xác nhận của

Trưởng khoa chuyên môn

giáo viên hướng dẫn

PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan

PGS.TS. Mai Xuân Trường

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được
nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo, bạn
bè và gia đình.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
Khoa Hóa học, Phòng Đào tạo - 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 tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Mai
Xuân Trường người đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình nghiên cứu, thực hiện và hồn thành luận văn này.
Cuối cùng tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè những
người đã ln bên tơi, đợng viên và khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện
đề tài nghiên cứu của mình.

Với thời gian nghiên cứu có hạn, khối lượng công việc lớn, khả năng
nghiên cứu còn hạn chế, chắc chắn luận văn không thể tránh khỏi những thiếu
sót. Tác giả rất mong nhận được các ý kiến đóng góp từ các thầy giáo, cô giáo
và bạn đọc.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 04 năm 2018
Tác giả

Nguyễn Thị Mai Dung

ii


MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ
Lời cam đoan ........................................................................................................ i
Lời cảm ơn ........................................................................................................... ii
Mục lục ............................................................................................................... iii
Danh mục các từ viết tắt ..................................................................................... iv
Danh mục bảng biểu ............................................................................................ v
Danh mục các hình ............................................................................................. vi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 1
1.1. Giới thiệu về ba chất paracetamol, ibuprofen, cafein ................................... 2
1.1.1. Paracetamol ................................................................................................. 2
1.1.2. Ibuprofen ..................................................................................................... 4
1.1.3. Cafein .......................................................................................................... 6
1.1.4. Các loại dược phẩm chứa paracetamol, ibuprofen và cafein ...................... 9

1.2. Giới thiệu về phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử ............................... 9
1.2.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử .................................................... 9

1.2.2. Các định luật cơ sở của sự hấp thụ ánh sáng[10,14,17] .................... 9
1.2.3. Những nguyên nhân làm cho sự hấp thụ ánh sáng của dung
dịch không tuân theo định luật Bughe-Lămbe-Bia[10,14] ....................... 10
1.2.4. Phương pháp lọc Kalman ................................................................ 11
1.3. Tổng quan về phương pháp xác định đồng thời 3 thành phần theo
phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử .......................................................... 18
1.4. Giới thiệu về phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ................ 22
1.4.1. Nguyên tắc của phương pháp HPLC ......................................................... 22
1.4.2. Các đại lượng đặc trưng của quá trình sắc ký ........................................... 24
1.4.3. Hệ thống máy HPLC. ................................................................................ 26

iii


1.5. Tổng quan về phương pháp xác định đồng thời ba 3 thành phần theo
phương pháp HPLC ........................................................................................... 28
1.6. Các đại lượng đặc trưng để xử lý kết quả phân tích ................................... 34
1.6.1. Đánh giá đợ tin cậy của quy trình phân tích.............................................. 34
1.6.2. Các phương pháp để xử lý kết quả phân tích ............................................ 36

Chương 2. THỰC NGHIỆM .......................................................................... 38
2.1. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 38
2.1.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết............................................................ 38
2.1.2. Phương pháp thực nghiệm......................................................................... 38

2.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ...................................................................... 38
2.2.1. Thiết bị ...................................................................................................... 38

2.2.2. Dụng cụ ..................................................................................................... 39
2.2.3. Hóa chất..................................................................................................... 39

2.3. Chuẩn bị các dung môi để hòa tan mẫu ...................................................... 40
2.3.1.Phương pháp HPLC ................................................................................... 40
2.3.2. Phương pháp UV-Vis ................................................................................ 40

2.4. Cách tiến hành ............................................................................................ 40
2.4.1. Xác định đồng thời ba chất theo phương pháp quang phổ hấp
thụ phân tử ................................................................................................. 40
2.4.2. Xác định đồng thời ba chất theo phương pháp HPLC ................... 45
2.4.3. Đánh giá phương pháp định lượng .................................................. 46
2.4.4. Xác định PRC, IBU và CFI trong thuốc Bidi-ipalvic và thuốc
CaditamolF................................................................................................. 48
2.4.5. Khảo sát độ đúng của phép xác định PRC, IBU và CFI theo
phương pháp thêm chuẩn ........................................................................... 49
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................... 51
3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử ................................................... 51
3.1.1 Khảo sát phổ hấp thụ phân tử của PRC, IBU và CFI ....................... 51
iv


3.1.2. Khảo sát khoảng tuyến tính tuân theo định luật Bughe – Lambe
– Bia của PRC, IBU và CFI. Xác định chỉ số LOD và LOQ .................... 52
3.1.3. Khảo sát và đánh giá độ tin cậy của phương pháp nghiên cứu
trên các mẫu tự pha .................................................................................... 58
3.1.4. Xác định hàm lượng PRC, IBU và CFI trong thuốc BIDI-IPALVIC
và CADITAMOL-F ............................................................................................. 63
3.1.5. Khảo sát độ đúng của phép xác định PRC, IBU và CFI theo phương
pháp thêm chuẩn................................................................................................... 65

3.2. Phương pháp HPLC .................................................................................... 69
3.2.1. Xây dựng điều kiện tối ưu để xác định đồng thời paracetamol,
ibuprofen và cafein. ................................................................................... 69
3.2.2. Đánh giá phương pháp định lượng .................................................. 72
3.2.3. Xác định PRC, IBU và CFI trong thuốc Bidi-ipalvic và thuốc
CaditamolF................................................................................................. 76
3.2.4. Khảo sát độ đúng của phép xác định PRC, IBU và CFI theo
phương pháp thêm chuẩn ........................................................................... 78
KẾT LUẬN....................................................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 83

v


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tiếng việt

Tiếng Anh

Viết tắt

Axetonitril

Acetonitrile

ACN

Cafein

Caffeine

CFI

Độ lệch chuẩn

Standard Deviation

S hay SD

Giới hạn định lượng

Limit Of Quantity

LOQ

Ibuprofen

Ibuprofen

IBU

Mã giải phẫu – điều trị - hóa Anatomical

therapeutic

học

chemical code

Paraxetamol

Paracetamol

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu

High Performance Liquid

năng cao

Chromatography

Sai số tương đối

Relative Error

iv

ATC
PRC
HPLC
RE


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1. Danh mục chất chuẩn của viện kiểm nghiệm thuốc . ......................... 39
Bảng 2.2. Danh mục dung môi tinh khiết dùng cho HPLC. ............................... 39
Bảng 3.1. Độ hấp thụ quang của PRC ở các giá trị nồng độ............................... 53

Bảng 3.2. Kết quả xác định LOD và LOQ của PRC........................................... 54
Bảng 3.3. Độ hấp thụ quang của CFI ở các giá trị nồng độ ................................ 55
Bảng 3.4. Kết quả tính LOD và LOQ của CFI ................................................... 56
Bảng 3.5. Độ hấp thụ quang của IBU ở các giá trị nồng đợ ............................... 57
Bảng 3.6. Kết quả tính LOD và LOQ của IBU ................................................... 58
Bảng 3.7. Pha chế các dung dịch hỗn hợp PRC và CFI ...................................... 58
Bảng 3.8. Kết quả tính nồng đợ, sai số của PRC, CFI ........................................ 59
Bảng 3.9. Pha chế các dung dịch hỗn hợp PRC và IBU ..................................... 60
Bảng 3.10. Kết quả tính nồng độ, sai số của PRC và IBU trong hỗn hợp .......... 61
Bảng 3.11. Pha chế các dung dịch hỗn hợp CFI và IBU .................................... 61
Bảng 3.12. Kết quả tính nồng độ, sai số của CFI và IBU trong hỗn hợp ........... 62
Bảng 3.13. Pha các dung dịch chuẩn PRC, IBU, CFI và hỡn hợp ...................... 62
Bảng 3.14. Kết quả tính nồng độ, sai số của PRC, IBU và CFI ......................... 63
Bảng 3.15. Kết quả tính nồng đợ, sai số các PRC,CFI,IBU trong mẫu thuốc
BIDI_IPALVIC ............................................................................... 63
Bảng 3.16. Kết quả tính nồng độ, sai số các PRC,CFI,IBU trong mẫu thuốc
CADITAMOL – F ........................................................................... 64
Bảng 3.17. Thành phần các dung dịch chuẩn PRC, IBU và CFI thêm vào
dung dịch mẫu thuốc Bidi-ipalvic. .................................................. 65
Bảng 3.18. Kết quả xác định độ thu hồi của PRC, IBU và CFI trong mẫu
thuốc Bidi-ipalvic ............................................................................ 66
Bảng 3.19. Thành phần các dung dịch chuẩn PRC, IBU và CFI thêm vào
dung dịch mẫu thuốc Caditamol-F .................................................. 67
Bảng 3.20. Kết quả xác định độ thu hồi của PRC, IBU và CFI trong mẫu
thuốc Caditamol-F ........................................................................... 68
v


Bảng 3.21. Giá trị các đại lượng đặc trưng ......................................................... 72
Bảng 3.22. Kết quả khảo sát thời gian lưu .......................................................... 72

Bảng 3.23. Kết quả khảo sát diện tích pic ........................................................... 72
Bảng 3.24. Mối tương quan giữa nồng độ và diện tích pic của PRC, IBU và
CFI ................................................................................................... 73
Bảng 3.25. Kết quả khảo sát độ lặp lại................................................................ 75
Bảng 3.26. Kết quả phân tích thuốc Bidi-ipalvic ................................................ 76
Bảng 3.27. Kết quả phân tích thuốc Caditamol F ............................................... 77
Bảng 3.28. Kết quả khảo sát độ đúng ................................................................. 78
Bảng 3.29. Kết quả khảo sát độ đúng ................................................................. 80

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo của paracetamol ..................................................... 2
Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo của ibupfofen ......................................................... 5
Hình 1.5: Mơ hình hoạt đợng bợ lọc Kalman .................................................... 12
Hình 3.1. Phổ hấp thụ của các dung dịch chuẩn của PRC(8µg/ml),
IBU(10µg/ml) và CFI(8µg/ml) trong dung dịch HCl 0,1 M. ............ 51
Hình 3.2. Phổ hấp thụ quang của PRC ở các nồng độ 0,2 40g/mL ............. 52
Hình 3.3. Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ tḥc của độ hấp thụ
quang A vào nồng độ của PRC .......................................................... 53
Hình 3.4. Phổ hấp thụ quang của CFI ở các nồng độ 0,2 40,0g/mL.......... 54
Hình 3.5. Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ tḥc của đợ hấp thụ
quang A vào nồng đợ của CFI ........................................................... 55
Hình 3.6. Phổ hấp thụ quang của IBU ở các nồng độ 1,0  40,0g/mL .......... 56
Hình 3.7. Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ
quang A vào nồng đợ của IBU ........................................................... 57
Hình 3.8. Sắc ký đồ của PRC 300 µg/mL tại bước sóng λ = 224 nm ............... 70
Hình 3.9. Sắc ký đồ của CFI 200 µg/mL tại bước sóng λ = 224 nm ................. 70

Hình 3.10. Sắc ký đồ của IBU 100 µg/mL tại bước sóng λ = 224 nm .............. 70
Hình 3.11. Sắc ký đồ của PRC 300 g/mL (1), CFI 200 g/mL (2) và IBU
100 g/mL (3) ................................................................................. 71
Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn sự phụ tḥc tuyến tính giữa nồng đợ và diện
tích pic của PRC .............................................................................. 74
Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn sự phụ tḥc tuyến tính giữa nồng đợ và diện
tích pic của IBU .............................................................................. 74
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự phụ tḥc tuyến tính giữa nồng đợ và diện
tích pic của CFI ............................................................................... 74

vi


MỞ ĐẦU
Với sự phát triển của khoa học và công nghệ thì ngành dược học là một
ngành đang phát triển hiện nay. Có rất nhiều loại thuốc của các công ty dược
phẩm được đưa ra thị trường. Mà chất lượng thuốc có ảnh hưởng trực tiếp đến
sức khỏe của con người. Vì vậy vấn đề xác định đúng chất lượng của thuốc
xem có đúng theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất hay không là rất quan trọng và
ngày càng được xã hội quan tâm.
Có rất nhiều phương pháp đã được áp dụng trên thế giới cũng như tại
Việt Nam để xác định hàm lượng của thuốc. Trong đó có hai phương pháp hay
được sử dụng đó là:
Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) và phương pháp quang
phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis) kết hợp với kĩ thuật tính tốn là hai phương
pháp cho kết quả chính xác, đợ tin cậy cao, nhanh.
Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi chọn đề tài: “Định lượng đồng
thời paracetamol, ibuprofen, cafein trong thuốc Cadiltamol F, Bidi-ipalvic
bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao và quang phổ hấp thụ phân tử”.

1


Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về ba chất paracetamol, ibuprofen, cafein
1.1.1. Paracetamol
1.1.1.1. Giới thiệu chung[1,2,4,8]
- Tên biệt dược: Acetaminophen (tên khác: Paracetamol). Ký hiệu PRC.
- Công thức phân tử: C8H9O2N.
- Khối lượng mol phân tử: 151,17 g/mol.
- Cơng thức cấu tạo:

Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo của paracetamol
- Danh pháp IUPAC: N-(4-hydroxyphenyl)acetamit hoặc p-hydroxy
acetanilit hoặc 4-hydroxy acetanilit.
Tên gọi paracetamol được lấy từ tên hóa học của hợp chất paraacetylaminophenol.
1.1.1.2. Tính chất[1,2,4,8]
 Tính chất vật lý
- Paracetamol là chất tinh thể dạng bột màu trắng, không mùi, vị đắng
nhẹ, tan trong các dung môi hữu cơ như metanol, etanol,…, ít tan trong nước
(đợ hòa tan trong nước: 0,1 – 0,5 g / 100 mL ở 200C), tan nhiều trong nước
nóng. Dung dịch bão hòa có giá trị pH = 5,3 – 5,6; pKa = 9,51
- Khối lượng riêng: 1,263 g/cm 3 .
- Nhiệt độ nóng chảy: 169 0 C.

2


- Chế phẩm tan ít trong nước, tan nhiều hơn trong nước sôi, khó tan
trong clorofom,ete và các dung dịch kiềm…Dung dịch bão hòa trong nước có

pH khoảng 5,6-5,6.
 Tính chất hóa học
- Tính chất hóa học của PRC do nhóm -OH, nhóm chức axetamit và tính
chất của nhân thơm quyết định.
- Sự có mặt của nhóm hydroxyl và axetamit làm cho nhân benzen được
hoạt hóa có thể phản ứng được với các hợp chất thơm có ái lực electron. Ngược
lại sự cũng có sự ảnh hưởng của vòng benzen tác đợng lên nhóm acetamit và
hydroxyl làm giảm tính bazơ của nhóm amit và làm tăng tính axit của nhóm
hydroxyl.
- Nhóm -OH làm cho chế phẩm có tính axit và khi tác dụng với dung
dịch muối sắt (III) cho màu tím.
- Đun nóng với dung dịch HCl thì bị thủy phân. Thêm thuốc thử kali
dicromat thì có kết tủa màu tím
1.1.1.3. Một số loại chế phẩm chứa PRC tại Việt Nam[1,2,3,4,8]
- Chế phẩm viên nén: Paracetamol,Tiffy, Panadol Extra, Decogen
Forte…
- Chế phẩm viên sủi: Efferalgan, Coldko, Happcol codein, Panadol
500mg…
- Chế phẩm gói bột: Efferalgan 80 mg, Hapacol Kids.
- Chế phẩm dạng dung dịch uống.
- Chế phẩm dạng bột tiêm: Pro-Dafalgan 2g propracetamol.
- Các chế phẩm kết hợp với các thuốc khác.
1.1.1.4. Định lượng paracetamol theo dược điển Việt Nam IV[1]
* Định lượng viên nén paracetamol

3


Cân 20 viên, tính khối lượng trung bình viên và nghiền thành bợt mịn.
Cân chính xác mợt lượng bợt viên tương ứng khoảng 0,15 g paracetamol vào

bình định mức 200 ml, thêm 50 ml dung dịch natri hydroxyd 0,1 M (TT) và
100 ml nước, lắc 15 phút, thêm nước đến định mức. Lắc đều, lọc qua giấy lọc
khô, bỏ 20 ml dịch lọc đầu.
Lấy chính xác 10 ml dịch lọc cho vào bình định mức 100 ml. Thêm nước
vừa đủ đến vạch, lắc đều. Lấy chính xác 10 ml dung dịch trên cho vào bình định
mức 100 ml, thêm 10 ml dung dịch natri hydroxyd 0,1 M (TT), thêm nước đến định
mức, lắc đều. Đo độ hấp thụ (Phụ lục 4.1) của dung dịch thu được ở bước sóng 257
nm, dùng cốc dày 1 cm. Mẫu trắng là dung dịch natri hydroxyd 0,01 M (TT).
Tính hàm lượng paracetamol, C8H9NO2 theo A (1 %, 1 cm). Lấy 715 là
giá trị A (1 %, 1 cm) ở bước sóng 257 nm.
* Định lượng paracetamol bằng phương pháp HPLC sử dụng:
- Pha động: Hỡn hợp gồm 375 thể tích dung dịch dinatri hydrophotphat
1,79%, 375 thể tích dung dịch natri dihydrophotphat 0.78% và 250 thể tích
metanol có chứa 0,46% của dung dịch tetra-butylamoni hydroxid 40%.
- Cột pha tĩnh: Cột thép không gỉ, 250 mm x 4,6 mm, 5 µm.
- Dectector UV, bước sóng hấp thụ 245 nm.
- Tốc độ dòng 1,5 mL/phút.
- Nhiệt độ cợt: 350C.
- Thể tích tiêm mẫu 20µL.
1.1.2. Ibuprofen
1.1.2.1. Giới thiệu chung[1,13,29]
- Tên quốc tế: Ibuprofen.
- Một số tên khác: Advil, Genpril,Ibu-200, Midol, Motrin, Nuprin.
- Công thức phân tử: C13H18O2
- Công thức cấu tạo:

4


Ibuprofen

Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo của ibupfofen
C13H18O2
- Khối lượng mol phân tử: M=206,28g/mol.
-Tên IUPAC: axit-2-[4-(2-metyl propyl) phenyl] propanoic (hay acid
(RS)-2-(4-isobutylphenyl) propionic )
1.1.2.2. Tính chất[1,3,13,29]
* Tính chất vật lí:
- Ibuprofen là chất bột kết tinh màu trắng hoặc tinh thể không màu.
- Nhiệt độ nóng chảy:760C.
- Thực tế không tan trong nước, dễ tan trong axeton, diclorometan, metanol
và ether. Tan trong các dung dịch hydroxyd kiềm loãng và cacbonat kiềm,tan
trong các dung dịch kiềm và cacbonat kiềm(do nhóm chức axit), tan trong axit.
1.1.2.3. Một số loại chế phẩm chứa ibuprofen[1,3]
- Chế phẩm viên nén: Ibuparavic
- Chế phẩm dạng dung dịch uống
1.1.2.4. Định lượng Ibuprofen[1,29]
* Phương pháp sắc ký lỏng
Pha động: Dung dịch acid phosphoric 0,01 M - acetonitril (60 : 40).
Dung dịch chuẩn: Cân chính xác khoảng 100 mg ibuprofen chuẩn hòa
tan trong pha động thành 50,0 ml, trộn đều.
Dung dịch thử: Cân 20 viên (đã được loại bỏ lớp bao, nếu cần) tính khối
lượng trung bình viên, nghiền thành bợt mịn. Cân chính xác mợt lượng bợt viên
tương ứng với khoảng 0,2 g ibuprofen, thêm 60 ml pha động, lắc trong 20 phút,
thêm pha động vừa đủ 100,0 ml và trộn đều. Lọc hoặc li tâm.
5


Điều kiện sắc ký:
Cợt thép khơng gỉ (25cm × 4,6mm) được nhồi pha tĩnh C (5µm hoặc 10µm).

Detector quang phổ tử ngoại đặt ở bước sóng 224 nm.
Tốc độ dòng: 1,5 ml/min.
Thể tích tiêm: 20 µl.
* Cách tiến hành:
Kiểm tra khả năng thích hợp của hệ thống sắc ký: Tiến hành sắc ký với
dung dịch chuẩn. Độ lệch chuẩn tương đối của các diện tích đáp ứng từ 6 lần
tiêm lặp lại không được lớn hơn 2 %.
Tiến hành sắc ký lần lượt với dung dịch chuẩn và dung dịch thử.
Tính hàm lượng ibuprofen, C13H18O2, dựa vào diện tích pic trên sắc ký đồ
của dung dịch chuẩn, dung dịch thử và hàm lượng C13H18O2 trong ibuprofen
chuẩn.
1.1.3. Cafein
1.1.3.1 Giới thiệu chung[1,3,4,19]
- Tên quốc tế: Cafein. Ký hiệu CFI.
- Tên IUPAC: l,3,7 – trimethylxanthin.
- Công thức phân tử: C8H10N4O2.
- Khối lượng mol phân tử: 194,19 g/mol.
- Cơng thức cấu tạo:

Hình 1.3. Cơng thức cấu tạo của cafein
1.1.3.2. Tính chất[1,3,4,19]
* Tính chất vật lý
- Cafein là chất rắn kết tinh dạng tinh thể màu trắng, không màu, không
mùi, có vị đắng nhẹ

6


- Cafein tan ít trong nước, dễ tan trong nước sôi và clorofom, các dung
dịch axit, dung dịch đậm đặc của benzoat hay salixylat kiềm. Tan mợt phần trong

etanol, ít tan trong nước lạnh (1lít nước lạnh hòa tan được 20 gam cafein).
- Nhiệt độ nóng chảy: khoảng 234 0 C-239oC.
* Tính chất hóa học
- Cafein là chất có tính bazơ yếu, chỉ tạo muối với các axit mạnh và các
muối tạo thành kém bền dễ bị phân hủy.
- Trong môi trường kiềm cafein không bền dễ bị phân hủy thành
cafeidein không có tác dụng như cafein nhưng không độc.
- Dung dịch Cafein trong nước có phản ứng trung tính với giấy quỳ
Cafein không cho kết tủa với thuốc thử Mayer.Với iot chỉ kết tủa khi môi
trường là axit.
1.1.3.3. Một số loại chế phẩm chứa Cafein[3,4]
- Chế phẩm viên nén: Alepsal
- Chế phẩm viên sủi: Biragan Extra
- Chế phẩm bôi ngồi da: Coje xi-ro và percutafeine-Gel
- Chế phẩm dạng bợt tiêm: Cafein dung dịch tiêm
- Các chế phẩm kết hợp với các thuốc khác
1.1.3.4. Định lượng cafein [1,4,19]
* Định lượng cafein
Cân chính xác khoảng 150 mg chế phẩm đã làm khô. Hòa tan trong 15
ml anhydrid acetic (TT) và 20 ml benzen (TT) . Cho thêm vài giọt dung dịch
tím tinh thể (TT) . Chuẩn độ bằng dung dịch acid percloric 0,1 N (CĐ) cho đến
khi dung dịch chuyển sang màu vàng. Có thể xác định điểm kết thúc bằng
phương pháp chuẩn độ đo điện thế 1 ml dung dịch acid percloric 0,1 N (CĐ)
tương đương với 19,42 mg C8H10N4O2.

7


* Định lượng paracetamol và cafein trong thuốc viên nén pracetamol và cafein
bằng phương pháp HPLC.

- Tiến hành bằng phương pháp sắc ký lỏng
Pha động: Nước - methanol - acid acetic băng (69 : 28 : 3), điều chỉnh tỉ
lệ nếu cần.
Dung dịch chuẩn nội: Chuẩn bị dung dịch acid benzoic trong methanol
(TT) có nồng độ khoảng 6 mg/ml.
Hỗn hợp dung môi: Methanol - acid acetic băng (95 : 5).
Dung dịch chuẩn gốc: Hòa tan chính xác mợt lượng paracetamol chuẩn
và cafein chuẩn trong hỗn hợp dung môi để thu được dung dịch có nồng độ
0,25 mg/ml của paracetamol và 0,25J mg/ml của cafein, J là tỷ lệ lượng ghi trên
nhãn của cafein và lượng ghi trên nhãn của paracetamol trong viên.
Dung dịch chuẩn: Hút chính xác 20,0 ml dung dịch chuẩn gốc và 3,0 ml
dung dịch chuẩn nội vào bình định mức 50 ml, pha lỗng bằng hỡn hợp dung
môi đến định mức, trộn đều. Dung dịch thu được có nồng độ paracetamol
khoảng 0,1 mg/ml và nồng độ cafein khoảng 0,1J mg/ml.
Dung dịch thử: Cân 20 viên, tính khối lượng trung bình viên, nghiền thành
bợt mịn. Cân chính xác một lượng bột viên tương ứng khoảng 250 mg
paracetamol vào bình định mức 100 ml, thêm khoảng 75 ml hỗn hợp dung mơi,
lắc trên máy lắc 30 phút. Pha lỗng bằng hỗn hợp dung môi đến định mức, trộn
đều. Hút chính xác 2,0 ml dung dịch này và 3,0 ml dung dịch chuẩn nội vào bình
định mức 50 ml, pha lỗng bằng hỡn hợp dung mơi đến định mức, trợn đều.
Điều kiện sắc ký:
Cợt thép khơng gỉ (10 cm × 4,6 mm) được nhồi pha tĩnh C (5 m).
Nhiệt độ cột: 45 °C  1 °C.
Detector quang phổ tử ngoại đặt ở bước sóng 275 nm.
Tốc độ dòng: 2 ml/min.
Thể tích tiêm: 10 l.

8

1.1.4. Các loại dược phẩm chứa paracetamol, ibuprofen và cafein
- Danh mục thuốc có chứa paracetamol: Alaxan, Decolgen Forte,
Hapacol Kids, Tiffy,…
- Danh mục thuốc có chứa paracetamol và cafein: Hapacol Extra,
Panadol Extra, thuốc thần kinh D3,…
- Danh mục thuốc có chứa paracetamol và ibuprofen: Alaxan, protamol,
Andolxan, Tatanol Extra…
- Thuốc có chứa paracetamol,ibuprofen, và cafein: thuốc Bidi-Ipalvic,
Caditamol F, Dimitalgin, ibuacetalvic, ibuparavic…
1.2. Giới thiệu về phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử
1.2.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử
Nguyên tắc: Dựa trên phép đo lượng ánh sáng do phân tử chất phân
tích hấp thụ.[10,14]
1.2.2. Các định luật cơ sở của sự hấp thụ ánh sáng[10,14,17]
 Định luật hợp nhất Bughe – Lambe – Bia
- Nội dung định luật:
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 chất trong dung
dịch và bề dày lớp dung dịch mà ánh sáng truyền qua
- Phương trình toán học biểu diễn định luật Bughe – Lambe – Bia:
A  lg

I0
  C b
I

(1.1)

Trong đó:
A: Độ hấp thụ quang của chất phân tích

 : là hệ số hấp thụ mol phân tử, đơn vị L.mol-1.cm-1.
b: là bề dày của dung dịch, đơn vị cm.
C: nồng độ của dung dịch màu, đơn vị mol/L.

9


 Định luật cộng tính
- Nợi dung định luật cợng tính: Ở mợt bước sóng đã cho đợ 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.
- Phương trình tốn học biểu diễn định luật cợng tính
n

Aλ =A1,λ +A2,λ +...+Ai,λ +...+An,λ =  Ai,λ

(1.2)

i=1

Trong đó :
A: độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch hỗn hợp chứa n cấu tử ở bước
sóng .
A i,: đợ hấp thụ ánh sáng của cấu tử thứ i ở bước sóng ; 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:
n

Aλ = ε1,λ .b.C1 +ε 2,λ .b.C2 +...+ε n,λ .b.Cn =  ε i,λ .b.Ci

(1.3)

i=1

- Định luật cợng tính là cơ sở định lượng cho việc xác định nồng độ của
hệ nhiều cấu tử dựa vào độ hấp thụ quang của hệ trắc quang nhiều cấu tử.
- Bản chất của định luật cợng tính là sự đợc lập của đại lượng đợ hấp
thụ quang của một chất riêng biệt khi có mặt của các chất khác có sự hấp thụ
ánh sáng riêng.
1.2.3. Những nguyên nhân làm cho sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch
không tuân theo định luật Bughe-Lămbe-Bia[10,14]
Từ biểu thức của định luật Bughe-Lămbe-Bia A = f(b,c) nghĩa là độ hấp
thụ quang A là hàm số của ba biến. 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 khơng hồn tồn đơn sắc

10


- Các điều kiện đo quang như: bề dày cuvet, độ trong suốt của bề mặt
cuvet không thật đồng nhất, bề mặt cuvet 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 phúc màu làm ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của
cac tiểu phân hấp thụ ánh sáng.
- Hiệu ứng solvat hóa ( hay hidrat 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 sự
thay đổi pH) của dung dịch sẽ ảnh hưởng đến sự tuân theo định luật BugheLămbe-Bia theo các trường hợp sau:
+ Thuốc thử có đặc tính axit: Nồng đợ ion H+ thay đổi làm chuyển dịch
cân bằng tạo thành chất màu.
+ Thay đổi pH đẫn đến thay đổi thành phần hợp chất màu.
+ pH tăng làm phức màu có thể bị phân hủy do sự tạo thành phức
hiđroxo.
+ Ion H+ làm trạng thái tồn tại và màu của dunng dịch cũng thay đổi.
- Ảnh hưởng của sự pha loãng dung dịch phức màu.
- Nhiệt độ môi trường và dung dịch đo phổ trong Cuvet là không hằng
định trong suốt thời gian đo.
1.2.4. Phương pháp lọc Kalman
1.2.4.1 .Phương pháp lọc Kalman [5,6]
- Trong phân tích trắc quang, khi tiến hành đo phổ hấp thụ quang phân tử,
vì các nguyên nhân khác nhau mà một số kết quả đo thực tế luôn khác so với

11


giá trị lí thuyết, người ta ln mong muốn có mợt phổ càng gần với phổ lí
thuyết càng tốt (sai số nhỏ nhất).
- Thuật tốn lọc Kalman hoạt đợng trên cơ sở các file dữ liệu phổ đã ghi
được của từng cấu tử riêng rẽ và của hỗn hợp các cấu tử, xác định sự đóng góp
về phổ của từng cấu tử trong hỗn hợp tại các bước sóng. Khi chương trình chạy
những kết quả tính tốn liên tiếp sẽ càng tiến gần đến giá trị thực.Trong thực tế,

người ta sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu để giảm sai số giữa phổ
của hỗn hợp với phổ nhân tạo được tiên đoán bởi các xấp xỉ Kalman.
- Kết quả tính tốn là lý tưởng khi phổ của hỡn hợp trừ đi phổ nhân tạo được
tính bởi lọc Kalman sẽ tạo ra một đường thẳng có độ lệch không đáng kể.
- Độ đúng của phép xác định phụ thuộc vào độ nhiễu của nền, vào việc
tách các đỉnh phổ hấp thụ của các cấu tử và sự tương tác giữa các cấu tử. Hỡn
hợp có càng ít cấu tử, các đỉnh hấp thụ càng cách xa nhau thì sai số của phép
tính tốn sẽ càng nhỏ.
- Việc tính tốn sẽ được thực hiện trên tồn bợ khoảng bước sóng được
chọn. Nếu kết thúc q trình tính tốn, đợ lệch chuẩn tương đối của giá trị nồng độ
các cấu tử trong hỗn hợp vẫn lớn hơn giá trị sai số cho phép thì nồng đợ của cấu tử
đó sẽ phải xác định lại. Trong trường hợp đó, cần phải tăng giá trị sai số mặc định
hoặc giảm số giá trị nồng đợ mặc định để tính giá trị nồng đợ trung bình.
- Mợt số tác giả đã sử dụng thuật tốn lọc Kalman để xác định các cấu tử
trong hỗn hợp bằng phương pháp trắc quang. Kết quả cho thấy sai số của phép
xác định với hỗn hợp 2 cấu tử nhỏ hơn 1%, với hỗn hợp 3 cấu tử có sai số
nhỏ hơn 2%.

Hình 1.5: Mơ hình hoạt động bộ lọc Kalman
12


1.2.4.2. Cơ sở lí thuyết của thuật tốn [5,6]
* Đơn giản nhất xét lọc Kalman 1 chiều (dung dịch chỉ có 1 cấu tử)
Giả sử có cấu tử i, giá trị độ hấp thụ quang của cấu tử i ở bước sóng λ tuân
theo phương trình (1.1). Vì chưa biết giá trị nồng độ thực C i nên ta cần ước
đoán giá trị của Ci từ giá trị Ci đã biết trước đó.
= F.

+

(1.4)

Trong đó:
F là một hằng số, F ≤ 1 (ví dụ F = 0,9).
là mợt số ngẫu nhiên thỏa mãn điều kiện giá trị trung bình của nó
bằng 0 và phương sai của

là Q (ví dụ Q = 0,0001).

được gọi là nhiễu trắng kí hiệu là w có nghĩa nó không tương quan
gì với giá trị nồng độ C và bước sóng λ và nhất là nó không tương quan gì với
các giá trị của u trước đó (ở các bước sóng λ, λ1, λ2, …, λn).
Xét ở bước sóng khởi điểm λ0
Giá trị trung bình của nồng độ C được xác định bằng biểu thức:
C=

1
n

n

n

i=1

i=1

1
1

 C i và EC = n  EC i = n .n.EC = 

(1.5)

Trong đó:
Ci là giá trị nồng đợ tính được của cấu tử i
µ là giá trị nồng đợ thực của cấu tử i
E là toán tử kỳ vọng (giá trị trung bình)
n là số lần xác định giá trị nồng độ
Cũng như các phương pháp giải lặp khác, vì ban đầu ta khơng thể biết
chính xác µ và chưa có giá trị nồng đợ Ci là ước đốn (được cho là) tốt nhất của
chúng ta về giá trị nồng độ (C) (giả sử Ce = 1,0000).
Phương sai của phép xác định được tính theo cơng thức:
1
P=
k


n

i=1



1
C i -C =
k
2

2

  C i(l ) -C e  = E  C i(l ) -C e 
n

0

i=1

13

0

2



(1.6)


Trong đó: k là số bậc tự do của phép xác định nồng độ.
Giả sử P = 0,0400.
Xét ở bước sóng λ1:
Phương trình (1.4) khi viết ở bước sóng λ1 có dạng:
Ai(1) = F .Ci(0) + u(0)

(1.7)

Theo đó ước đoán của ta tốt nhất về Ci(1) là:
= F.

(1.8)

Vì không thể biết u(0) nên tốt nhất lấy giá trị trung bình của nó bằng 0. Vì
khơng biết giá trị chính xác của Ci(0) nên lấy ước đoán tốt nhất là Ce. Nếu
Ce = 1,0000 thì F. Ci(0) = 0,9000 (v× F = 0,9).
Chúng ta cũng không thể biết được cái ước đoán ban đầu của mình lớn
hơn hay nhỏ hơn 0,9000 là cái ước đoán tốt nhất mà chúng ta có thể đưa ra vào
lúc này.
Phương sai trong ước đoán này xác định từ (1.6) là:
PNew =

1
k

2
  C i(l ) -C e-New  = E [ Ci(1) – Ce-New) 2]
n

1

(1.9)

i=1

Với E là toán tử kỳ vọng. Thay thế biểu thức của C i(1) ở (1.7) và Ce -New ở
(1.8) và (1.9) ta sẽ được:
P New = E [ F.Ci(0) + u – F.Ce) 2 ] =
= E [ F 2 (Ci(0) – Ce ) 2 ] + E [ u 2 ] + E.[ 2F(Ci(0) - C e). u ]

(1.10)

Vì u giả định là không có tương quan gì với C i(0) và Ce (u = 0) nên số
hạng E.[2F(Ci(0) - Ce). u] = 0. Thay thế P từ (1.6) và (1.8) vào (1.10) ta được:
P New = P.F2 + Q
Trong đó:
Q = [ u2 ] là phương sai của u
Với ví dụ của chúng ta thì PNew = 0,0400.0,81 + 0,0001 = 0,0325

14

(1.11)


Bây giờ chúng ta hãy giả thiết việc xác định nồng đợ C ở bước sóng λ1 có
“nhiễu đo”. Gọi giá trị nồng đợ ở bước sóng λ1 là x(λ1). Giả sử x(λ1) liên hệ tuyến
tính với C (trường hợp đơn giản nhất).
x(1) = M.C(1) + w(1)

(1.12)

Trong đó:
w là nhiễu trắng của phương sai “R”
M là hằng số đã biết. Ví dụ: M = 1, R = 0,0100 và x(λ1) = 1,2000
Nếu muốn đoán x(λ1) trước khi có giá trị đo thì phải dùng: x e = M.Ce-New
với ví dụ đang xét giá trị ước đoán x(λ1) = 0.900.
Theo Kalman giá trị ước đoán tốt nhất của Ci(λ1) là:
Ce-New-New = Ce-New + K.( x(λ1) - M.Ce-New)

(1.13)

Trong đó: K là một số được gọi là lợi Kalman. x(λ1) - xe là sai số trong
việc ước đốn x(λ1). Với ví dụ trên là 1,2000 – 0,9000 = +0,3000, một phần là
do nhiễu đo w và một phần do sai số trong việc ước đoán x (λ1) từ (1.12). Nếu tất
cả sai số là do việc ước đoán x(λ1) thì rõ ràng là ta đã ước đoán Ce-New thấp hơn
0,3000. Đặt K = 1 ta có thể hiệu chỉnh đủ sai số này. Nhưng vì một phần sai số
do nhiễu đo w, nên để hiệu chỉnh cho Ce-New-New phải nhỏ hơn 0,3000 thì K sẽ
có giá trị nhỏ hơn 1.
Vấn đề đặt ra là giá trị nào của K sẽ được sử dụng? Trước khi quyết định,
chúng ta hãy tính phương sai mới kế tiếp:
E[C i(1)-Ce-New-New) 2] = E [(Ci(1)- Ce-New- K.(x(1) - M.Ce-New) 2 ]
= E [(Ci(1)- Ce-New- K.( M.C + w - M.Ce-New) 2 ]
= E [(1- KM)( C i(1) – Ce-New)- Kw 2 ]
= E [(Ci(1)- Ce-New)2 (1- KM)2 +Kw2 – 2Kw(Ci(1)- Ce-New)(1-KM)]
= P New.(1- KM)2 + RK2.

(1.14)

Trong đó: R = E[w2] và số hạng thứ ba (Kw2) biến mất vì w được giả định
là không tương quan với nồng độ C và Ce-New. Giá
giờ được xác định bởi:
15

trị

mới của phương sai bây