TỔNG QUAN
Tổng quan vê moxifloxacin
1.1.1 Công thức cấu tạo va tính chất
Tên IUPAC: (1-Cyclopropyl-7 - [( 1S, 6S) - 2,8-diazabicyclo [4.3.0] – nonan- 8-yl]-6-fluoro-14-dihydro-8-methoxy-4-oxo-3-quinolone- axit cacboxylic) [11],[21]. Công thức phân tử: C21H24FN3O4
Khối lượng phân tử : 401,431 g/mol.
Hằng số phân ly axit: pKa1 = 6,25; pKa1 = 9,29 [18]
Hình 1.1 (a) Mô hình phân tử Moxifloxacin; (b) Cấu trúc phân tử của Moxifloxacin
Moxifloxacin hydroclorid là một bột kết tinh có màu vàng đến vàng nhạt, tan kém trong nước ở dạng bazơ nhưng tan tốt trong nước ở dạng muối với độ hòa tan đạt 24 mg/ml ở 25 oC Chất này bền với nhiệt và ánh sáng, ít bị thủy phân trong dung dịch, với nhiệt độ nóng chảy từ 238-242 oC và góc quay cực riêng là -256 o ở 25 oC (C = 0,5 mol/L trong nước).
1.1.2 Tính chất dược học của Moxifloxacin
Nhóm dược lý : Thuốc trị ký sinh trùng, chống nhiễm khuẩn, kháng virus, kháng nấm.
Tên biệt dược: Avelox, Staxom, Floxsafe,
Dạng bào chế: Viên nén bao phim, dịch truyền
Moxifloxacin là một kháng sinh thuộc nhóm fluoroquinolon thế hệ thứ 4, có khả năng kháng khuẩn rộng rãi đối với hầu hết các vi khuẩn Gram dương và Gram âm Kháng sinh này hoạt động bằng cách ức chế enzyme topoisomerase II (DNA gyrase) và topoisomerase IV, những enzyme thiết yếu cho quá trình tái tạo, sao chép, sửa chữa và tái kết hợp DNA của vi khuẩn Nhờ vào nhóm C8-methoxy, moxifloxacin không chỉ tăng cường tác dụng diệt khuẩn mà còn giảm khả năng xuất hiện các đột biến kháng thuốc ở vi khuẩn Gram dương.
Cơ chế tác dụng của quinolones, như moxifloxacin, khác biệt so với macrolides, beta-lactam, aminoglycosides và tetracyclines Do đó, những vi khuẩn đã phát triển đề kháng với các loại kháng sinh này vẫn có thể nhạy cảm với moxifloxacin và các kháng sinh thuộc nhóm khác.
Viên moxifloxacin có khả năng hấp thụ tốt và nhanh chóng qua đường tiêu hóa, với sinh khả dụng tuyệt đối khoảng 90% Đặc biệt, việc hấp thụ thuốc này không bị ảnh hưởng bởi thức ăn hoặc sản phẩm sữa.
Với liều 400 mg uống mỗi ngày một lần, nồng độ thuốc tối đa đạt khoảng 3,2 mg/l sau 0,5 đến 4 giờ và nồng độ đáy trung bình là 0,6 mg/l Giai đoạn ổn định nồng độ thuốc được thiết lập trong vòng 3 ngày.
Moxifloxacin có tỷ lệ gắn kết với protein trong máu khoảng 50%, không phụ thuộc vào nồng độ Thuốc này phân bố rộng rãi trong cơ thể, với nồng độ trong mô thường cao hơn nồng độ trong máu.
Moxifloxacin được chuyển hóa chủ yếu thông qua quá trình kết hợp, không liên quan đến hệ thống cytochrome P450 Khoảng 38% liều dùng được chuyển thành phức hợp sulfate (M1), chủ yếu được bài tiết qua phân, trong khi khoảng 14% liều uống hoặc tiêm tĩnh mạch chuyển thành phức hợp glucuronide (M2), được bài tiết qua nước tiểu Nồng độ M2 cao nhất trong huyết tương chiếm khoảng 40%, trong khi nồng độ M1 thường dưới 10% so với nồng độ moxifloxacin ban đầu.
Nghiên cứu in vitro cho thấy moxifloxacin không ức chế các enzyme cytochrome P450 như CYP3A4, CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19 và CYP1A2 Điều này chỉ ra rằng moxifloxacin không ảnh hưởng đến dược động học của các thuốc được chuyển hóa bởi những enzyme này.
Thời gian bán hủy của moxifloxacin dao động từ 11,5 đến 15,6 giờ sau khi uống một liều đơn Khoảng 45% liều moxifloxacin, cho dù qua đường uống hay tiêm tĩnh mạch, được bài tiết dưới dạng thuốc không thay đổi, trong đó khoảng 20% qua nước tiểu và 25% qua phân Tổng cộng, 96 ± 4% liều uống được bài tiết dưới dạng thuốc không thay đổi hoặc các chất chuyển hóa đã biết Độ thanh thải chung của cơ thể và độ thanh thải thận trung bình lần lượt là 12 ± 2 L/h và 2,6 ± 0,5 L/h.
1.1.3 Vai trò va ứng dụng của Moxifloxacin
Moxifloxacin là một loại kháng sinh được sử dụng để điều trị nhiều bệnh nhiễm trùng, bao gồm nhiễm khuẩn đường hô hấp, viêm tế bào, viêm kết mạc, viêm nội tâm mạc, nhiễm trùng đường ruột, viêm màng não và lao phổi Ngoài ra, thuốc này cũng được chấp thuận để điều trị nhiễm trùng kết mạc do vi khuẩn.
1.1.3.1 Tác dụng điều trị bệnh lý của Moxiflocaxin
Moxiflocaxin chỉ định: Điều trị bệnh nhiễm khuẩn ở người lớn (≥ 18 tuổi) do những dòng vi khuẩn nhạy cảm [4]:
-Viêm xoang cấp do vi khuẩn gây bởi Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae hoặc Moraxella catarrhalis.
-Đợt cấp của viêm phế quả mãn do vi khuẩn gây bởi Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcis aureus hoặc Moraxella catarrhalis.
-Viêm phổi mắc phải trong cộng đồng (với mức độ từ nhẹ đến trung bình) gây bởi Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae hoặc Moraxella catarrhalis.
Chống chỉ định: Mẫn cảm với các thành phần nào trong viên thuốc hay với các quinilones khác [4].
Viên Moxifloxacin bị chống chỉ định sử dụng ở trẻ em, thanh thiếu niên đang trong giai đoạn phát triển và phụ nữ mang thai Ngoài ra, quinolones có khả năng phân bố tốt qua sữa mẹ, với các bằng chứng lâm sàng cho thấy một lượng nhỏ moxifloxacin có thể tiết ra qua sữa Vì vậy, việc sử dụng moxifloxacin cũng bị cấm đối với phụ nữ đang cho con bú.
Động kinh có thể xuất hiện khi điều trị bằng quinolones, vì vậy cần thận trọng khi sử dụng moxifloxacin ở những bệnh nhân có tiền sử hoặc nghi ngờ mắc các bệnh lý liên quan đến hệ thần kinh trung ương có khả năng gây ra cơn động kinh.
-Vì không có dữ liệu về dược động học trong những trường hợp suy gan nặng, nên sử dụng moxiflocaxin một cách thận trọng trong nhóm bênh nhân này.
Moxifloxacin, giống như một số loại quinolone và macrolide khác, có khả năng kéo dài khoảng QTc Mặc dù mức độ kéo dài QTc chỉ là 1,2%, nhưng cần thận trọng khi sử dụng moxifloxacin ở những bệnh nhân đang dùng thuốc có khả năng kéo dài khoảng QTc, chẳng hạn như các thuốc chống loạn nhịp nhóm Ia và III.
Viêm gân và đứt gân có thể xảy ra khi sử dụng quinolones, đặc biệt ở bệnh nhân cao tuổi và những người đang điều trị bằng corticosteroids Tuy nhiên, chưa có báo cáo nào về tình trạng đứt gân trong các nghiên cứu lâm sàng liên quan đến moxifloxacin.
Viêm đại tràng có giả mạc thường xảy ra ở bệnh nhân sử dụng kháng sinh phổ rộng, vì vậy cần xem xét chẩn đoán này đối với những người bị tiêu chảy nặng trong quá trình điều trị bằng kháng sinh Trong trường hợp này, việc áp dụng các biện pháp điều trị thích hợp là rất quan trọng Đến nay, không có trường hợp nào được ghi nhận bị viêm đại tràng có giả mạc trong các chương trình nghiên cứu lâm sàng.
Một số phương pháp xác định moxifloxacin
Một số phương pháp được áp dụng để xác định moxifloxacin bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao, phương pháp điện hóa, quang phổ huỳnh quang, điện di mao quản với detector huỳnh quang và phân tích dòng chảy.
1.2.1 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là kỹ thuật phổ biến nhất để xác định Moxifloxacin trong dược phẩm Với độ chính xác cao và khoảng tuyến tính rộng, HPLC cho phép định lượng Moxifloxacin một cách hiệu quả Phương pháp này rất ổn định, thích hợp cho việc phân tích thường xuyên mẫu sản xuất và kiểm tra Moxifloxacin trong các dạng dược phẩm khác nhau.
A.Djurdjevic và cộng sự đã sử dụng phương pháp HPLC để xác định moxifloxacin trong huyết tương Tách moxifloxacin từ thành phần huyết tương sử dụng pha động là axetonitril và Na3PO4 0,25 M (pH =3) ở tỷ lệ phần trăm thể tích là 5:95 (v:v) với tốc độ dòng chảy là 1mL/phút Tín hiệu huỳnh quang được phát hiện tại bước sóng phát xạ 500 nm và sử dụng bước sóng kích thích tại 290 nm Phương phỏp đó được xỏc nhận cỏc thụng số: khoảng tuyến tớnh 3-1300 àg/L; hệ số tương quan 0,99986; độ thu hồi trung bỡnh 92,5%; giới hạn định lượng 3,0 àg/L; giới hạn phỏt hiện 1,0 àg/L Phương phỏp được ỏp dụng để xỏc định moxifloxacin trong huyết tương người sau liều uống duy nhất hoặc lặp đi lặp lại thuốc viên nén Avelox
Phương pháp 400 mg đã được chứng minh là nhanh chóng và chính xác, và đã được áp dụng thành công trong các nghiên cứu dược động học cũng như trong thực hành lâm sàng.
Một nghiên cứu của A Djurdjevic và các cộng sự đã áp dụng phương pháp RP-HPLC để tách và xác định các tạp chất của moxifloxacin trong dược phẩm, cùng với các sản phẩm phân hủy của nó Phương pháp này sử dụng phần mềm DryLab và các phép đo chemometric, với việc tách các tạp chất liên quan thực hiện trên cột Waters.
Phương pháp sử dụng cột C18 XTerra với pha động là hỗn hợp nước và triethylamine (2%, v/v) kết hợp với acetonitrile theo tỷ lệ 90:10 (v/v %), được điều chỉnh pH về 6,0 bằng axit photphoric Tốc độ dòng chảy được thiết lập ở 1,5 ml/phút và phát hiện UV tại 290 nm Các thông số đã được xác nhận bao gồm khoảng tuyến tính từ 0,2 đến 2,0 àg/ml, giới hạn định lượng 0,2 àg/ml và giới hạn phát hiện 0,005 àg/ml Phương pháp này cho phép định lượng nhanh chóng và chính xác moxifloxacin hydrochloride trong viên nén và dịch truyền (Avelox), phục vụ cho quá trình kiểm tra tính ổn định.
A.K Hemanth Kumar và Geetha Ramacandran đã áp dụng phương pháp HPLC để xác định moxifloxacin trong huyết tương người, sử dụng axit perchloric để loại bỏ protein Phân tích được thực hiện trên cột pha đảo C 18 (150 mm) với detector huỳnh quang, kích thích ở bước sóng 290nm và phát xạ ở 460nm Phương pháp này đặc hiệu cho moxifloxacin, với khoảng tuyến tính từ 0,125 – 10,0 g/ml và độ lệch chuẩn dưới 10% trong các thí nghiệm khác nhau Độ thu hồi của moxifloxacin trong huyết tương đạt 101%, cho thấy phương pháp này đơn giản, nhạy và phù hợp để nghiên cứu dược động học của moxifloxacin.
1.2.2 Phương pháp sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao (HPTLC)
Kỹ thuật HPTLC trong phân tích dược phẩm đóng vai trò quan trọng trong quy trình đảm bảo chất lượng, với độ chính xác và ổn định cao khi xác định moxifloxacin Phân tích thống kê cho thấy phương pháp này lặp lại và chọn lọc, phù hợp cho việc phân tích moxifloxacin trong nhiều mẫu thuốc HPTLC cũng có khả năng xác định độ tinh khiết của thuốc từ các nguồn khác nhau bằng cách phát hiện tạp chất liên quan, đồng thời được đề xuất để phân tích các loại thuốc và sản phẩm phân hủy Ngoài ra, hằng số tốc độ phân hủy và chu kỳ bán rã của moxifloxacin trong môi trường axit và kiềm có thể dự đoán, và phương pháp này cũng đã được áp dụng để xác định moxifloxacin trong huyết tương và dịch sinh học.
K Motwani và cộng sự đã sử dụng phương pháp HPTLC để xác định hàm lượng của moxifloxacin Phương pháp này sử dụng lớp mỏng nhôm tráng phủ silica gel 60F-254 làm pha tĩnh, pha động là dung dịch amoniac : n-propanol : ethanol (4: 1: 2, v : v : v) Xác định hàm lượng của moxifloxacin được thực hiện ở bước sóng hấp thụ 298 nm Các thông số phân tích đã được xác nhận: khoảng tuyến tính 100-
Phương pháp HPTLC đã được xác nhận với độ chính xác cao, đạt 800 ng/spot và hệ số R=0,9925, cùng với giới hạn phát hiện là 3,90 ng/spot và giới hạn định lượng là 11,83 ng/spot Phương pháp này không chỉ hiệu quả trong việc phân tách thuốc khỏi các sản phẩm phân hủy mà còn được áp dụng để khảo sát động học phân hủy thuốc trong môi trường axit và kiềm ở nhiều nhiệt độ khác nhau Đặc biệt, phương trình Arrhenius đã được xây dựng để tính toán hằng số tỷ lệ, thời gian bán hủy và năng lượng Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng moxifloxacin không bị phân hủy trong các dung dịch đệm ion với khoảng pH từ 1,2 đến 10,8.
Vandana Dhillon và Alok Kumar Chaudhary đã áp dụng phương pháp HPTLC để xác định hàm lượng moxifloxacin trong các viên thuốc thương mại, tuân theo các tiêu chuẩn ICH Phương pháp sử dụng pha tĩnh là Silica gel 60 F 254 và pha động là hỗn hợp methylene clorua, methanol, dung dịch amoniac đặc và axetonitril theo tỷ lệ 10:10:5:10, với bước sóng hấp thụ 292 nm Phương pháp này có khoảng tuyến tính từ 9-54 nanogram và hệ số tương quan trên 0,99, với phương trình hồi quy AUC = 65,57 x (Amount in nanogram) + 163 (R² = 0,9908) HPTLC cho phép chạy nhiều mẫu đồng thời và sử dụng lượng nhỏ pha động, giúp giảm thời gian và chi phí phân tích so với HPLC.
Kailash N Tarkase và cộng sự đã phát triển hai phương pháp quang phổ UV, bao gồm phương pháp đo quang Do và phương pháp quang phổ đạo hàm D1, để xác định hàm lượng moxifloxacin-HCl trong dược phẩm một cách đơn giản, chính xác và nhanh chóng Phương pháp Do cho thấy moxifloxacin-HCl có sự hấp thụ cực đại tại 293 nm và tuân thủ định luật Lambert-Beer, trong khi phổ đạo hàm D1 chỉ ra hai điểm hấp thụ tại 282 nm và 302 nm Cả hai phương pháp đều cho kết quả tuyến tính trong khoảng nồng độ từ 1-20 μg/ml, với các phương trình hồi quy tuyến tính tương ứng là y = 0,0966x + 0,031 (R2 = 0,9949) cho Do, và y = -0,4444x + 0,0004 (R2 = 0,9937) cùng y = 0,0056x – 0,00005 (R2 = 0,9962) cho D1 Các phương pháp này đã được xác nhận hợp lệ theo hướng dẫn của ICH, đảm bảo độ chính xác, độ lặp và độ thu hồi tốt.
Maha A Sultan và cộng sự đã phát triển một phương pháp quang phổ động học để xác định moxifloxacin (MOX) dưới dạng tinh khiết và trong dược phẩm Phương pháp này dựa trên phản ứng của MOX với 2,3,5,6-tetrachloro-1,4-benzoquinone trong sự hiện diện của acetaldehyde, tạo ra chất màu N-vinyl chlorobenzoquinone Độ hấp thụ của sản phẩm màu được đo ở bước sóng 652 nm, với các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng đã được nghiên cứu và tối ưu hóa Hệ số của các chất phản ứng và năng lượng hoạt hóa của phản ứng được xác định lần lượt là 6,65 kJ/mol Đường chuẩn được xây dựng trong khoảng nồng độ 5-100 và 15-150 àg/ml, với giới hạn phát hiện là 2 và 5 àg/ml cho phương pháp tốc độ đầu và ấn định thời gian Phương pháp phân tích này không bị ảnh hưởng bởi tá dược có trong dược phẩm và đã được áp dụng thành công để xác định MOX, với tỷ lệ phần trăm khẳng định nhãn đạt 101,25 ± 0,73%.
Phương pháp quang phổ huỳnh quang được phát triển bởi các tác giả J A Ocaủa, F J Barragán và M Callejón để xác định kháng sinh moxifloxacin trong dược phẩm, nước tiểu và huyết thanh người Phương pháp này cho phép xác định moxifloxacin trong khoảng 30-300 ng/ml, sử dụng dung dịch đệm phosphat (pH = 8,3) với bước sóng kích thích λex = 287 nm và bước sóng phát xạ λem = 465 nm Giới hạn phát hiện và định lượng lần lượt là 10 và 30 ng/mL, với độ lệch chuẩn tương đối chỉ 2% Phương pháp cũng đã được áp dụng thành công để xác định moxifloxacin trong ba dược phẩm thương mại của Tây Ban Nha Đặc biệt, trong môi trường mixen, phương pháp quang phổ huỳnh quang cho phép đo trực tiếp moxifloxacin trong huyết thanh và nước tiểu người, với sự tăng cường độ phát huỳnh quang khi sử dụng dung dịch sodium dodecyl sulfate (SDS).
Phương pháp phổ huỳnh quang cho phép xác định nồng độ moxifloxacin trong mẫu nước tiểu và huyết thanh với độ nhạy cao, sử dụng điều kiện 8 mM ở pH 4,0 (đệm acid acetic), λex = 294 nm và λem = 503 nm Kết quả thu hồi đạt 102 ± 2% cho mẫu nước tiểu và 105 ± 2% cho mẫu huyết thanh, cho thấy tính hiệu quả của phương pháp này.
Tổng quan vê phương pháp phổ huỳnh quang phân tử
1.3.1 Hiện tượng quang phổ huỳnh quang
Khi một chất hấp thụ năng lượng đến một giới hạn nhất định, nó sẽ kích thích hệ electron phân tử, tạo ra trạng thái kích thích chỉ tồn tại khoảng 10 -8 giây Sau đó, chất này trở về trạng thái cơ bản và giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng, hiện tượng này được gọi là phát quang Nếu tác nhân kích thích là tia tử ngoại hoặc ánh sáng có bước sóng ngắn, hiện tượng phát quang này được gọi là huỳnh quang phân tử.
1.3.2 Sự tạo thanh phổ huỳnh quang - cơ chế phát huỳnh quang
Theo thuyết lượng tử, năng lượng của các hạt sơ cấp như ion, nguyên tử và phân tử được phân bố thành các mức năng lượng khác nhau Trạng thái năng lượng thấp nhất là trạng thái cơ bản (� 0 ) Khi phân tử hấp thụ photon ánh sáng, năng lượng của electron trong phân tử sẽ tăng lên, chuyển sang trạng thái kích thích (� 1 , � 2 , ) Mỗi trạng thái phân tử có thể tồn tại ở nhiều mức năng lượng dao động khác nhau (0, 1, 2, 3, ) Sau một khoảng thời gian ngắn (10 −9 - 10 −6 giây), các electron ở trạng thái kích thích sẽ trở về trạng thái cơ bản ban đầu thông qua một số hiện tượng nhất định.
Trong hiện tượng phát quang, năng lượng của ánh sáng kích thích bị tiêu tốn chuyển thành nhiệt năng, dẫn đến việc năng lượng ánh sáng kích thích luôn lớn hơn năng lượng ánh sáng bức xạ Điều này có nghĩa là bước sóng của ánh sáng bức xạ dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích, tạo ra sự dịch chuyển Stokes, với cực đại phát quang dịch chuyển về phía bước sóng dài hơn so với cực đại hấp thụ Chất có độ dịch chuyển Stokes lớn sẽ cho phép đo huỳnh quang chính xác hơn, vì ít bị ảnh hưởng bởi phổ hấp thụ.
Phương pháp huỳnh quang hoạt động dựa trên nguyên tắc chiếu bức xạ kích thích, như tia tử ngoại hoặc ánh sáng nhìn thấy, vào một chất Chất này sẽ phát ra bức xạ nhìn thấy với bước sóng xác định, tùy thuộc vào bản chất của nó, và cường độ bức xạ sẽ phụ thuộc vào hàm lượng chất đó.
Khi chiếu xạ mẫu bằng một dòng bức xạ đơn sắc với photon có năng lượng phù hợp, một phần cường độ bức xạ tới I0 sẽ bị hấp thụ, dẫn đến cường độ bức xạ truyền qua I nhỏ hơn cường độ bức xạ ban đầu I0.
Trong điều kiện nhất định cường độ bức xạ huỳnh quang Ih sẽ tỷ lệ thuận với cường độ bức xạ hấp thụ (� 0 - I) theo:
Hằng số k ảnh hưởng bởi chất phân tích và môi trường, đồng thời liên quan đến hiệu suất lượng tử ánh sáng của phân tử khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản Cường độ bức xạ truyền qua tỷ lệ thuận với nồng độ chất phân tích theo định luật Lambert.
Thế phương trình 1.2 vào phương trình 1.1 ta có:
Phương trình 1.3 có thể triển khai thành chuỗi Taylor cho kết quả là:
Nếu εlC < 0,01 thì các số hạng bậc cao có giá trị không đáng kể (