Xây dựng phương pháp định lượng paclitaxel trong phức chất với hydroxypropyl-Β-cyclodextrin của thuốc tiêm truyền 30 mg/5 ml

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 368 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG PACLITAXEL TRONG PHỨC CHẤT VỚI HYDROXYPROPYL-β-CYCLODEXTRIN CỦA THUỐC TIÊM TRUYỀN 30 mg/5 ml Nguyễn Thanh Hà*, Lương Khánh Duy**, Lê Minh Trí**, Nguyễn Thiện Hải**, Lê Nguyễn Nguyệt Minh** TÓM TẮT Mục tiêu: Paclitaxel (PTX), hoạt chất phân lập từ vỏ cây thông đỏ Taxus brevifolia. Hiện nay có một số chế phẩm chứa PTX dưới dạng phức chất với hydroxypropyl-β-cyclodextrin. Nghiên cứu này nhằm mục đích xây dựng phương pháp định lượng hàm lượng PTX trong chế phẩm nghiên cứu NC-10 chứa phức chất của PTX- hydroxypropyl-β-cyclodextrin. Phương pháp: HPLC với cột pha đảo Pentafluorophenyl-propyl L43 (250 mm x 4 mm, 5 µm), đầu dò PDA, bước sóng phát hiện 227 nm, pha động: hỗn hợp nước - acetonitrile theo tỉ lệ thể tích 55:45, tốc độ dòng: 1,2 ml/phút, thể tích tiêm mẫu: 10 µl, nhiệt độ cột: 25 oC, chương trình gradient dung môi. Kết quả: nghiên cứu cho thấy phương pháp xây dựng để kiểm nghiệm PTX trong chế phẩm NC-10 có tính đặc hiệu và tương thích tốt. Đỉnh của PTX trong mẫu chuẩn và mẫu thử ổn định với thời gian lưu tR = 11,8 ± 0,1 phút, mẫu trắng chỉ xuất hiện pic ở tR >20 phút hoàn toàn không ảnh hưởng đến kết quả định lượng, phương pháp có độ chính xác cao với RSD=1,14%, độ lập lại trung bình là 100,57% (RSD=0,992%) với khoảng tuyến tính là 0,1-1,32 mg/ml (phương trình hồi quy là Y=17239637,68x với R2=0,9997). Như vậy phương pháp đáp ứng yêu cầu của quy trình kiểm nghiệm dược phẩm. Kết luận: Kết quả cho thấy phương pháp có thể áp dụng tốt để kiểm nghiệm các chế phẩm chứa PTX tương tự. Từ khoá: paclitaxel, HPLC, hydroxypropyl-β-cyclodextrin ABSTRACT DETERMINATION PACLITAXEL IN COMPLEX WITH HYDROXYPROPYL-β-CYCLODEXTRIN OF INFUSION 30 MG/ 5 ML Nguyen Thanh Ha, Le Minh Tri, Nguyen Thien Hai, Luong Khanh Duy, Le Nguyen Nguyet Minh * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 368 - 373 Objectives: Paclitaxel (PTX) was originally isolated from the bark of Pacific yew tree, Taxus brevifolia. Inclusion complexes of PTX and hydroxypropyl-β-cyclodextrin are in several commercially available formulations. This study to aim at determination PTX’s content in complex with hydroxypropyl-β-cyclodextrine (NC-10) Methods: HPLC method for determination of PTX in a research product (NC-10) was developed: pentafluorophenyl-propyl L43 column (250 mm x 4 mm, 5 µm), PDA detector (227 nm), gradient mobile phase : water:acetonitrile from 55:45 to 65:35 over 20 minutes, flow rate: 1,2 ml/min, injection volumn: 10 µl, column temprature: 25 oC. Results: the method demonstrated selectivity with no interfering peaks eluting near the vicinity of drug peak. The peaks of PTX in the chromatograme of standard and sample are stable (Rt =11.8 ± 0.1 min), Rt of blanc is > * Viện kiểm nghiệm thuốc TP. Hồ Chí Minh** Khoa Dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: PGS. TS. Lê Minh Trí ĐT: 0903718190 Email: leminhtri1099@gmail.com Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 369 20 min. The method was validated for specificity, accuracy the developed method exhibited linearity over an analytical range of 0,1-1,32 mg/ml with regression equation Y=17239637,68X (R2=0,9997, RSD=1,14%), the average repeatability is 100,57% (RSD=0,992%) Conclusion: the method demonstrated selectivity with no interfering peaks eluting near the vicinity of drug peak.. The method was validated for specificity, accuracy and can be apply for determination of paclitaxel content in similar pharmaceutical formulations. Keywords: paclitaxel, HPLC, hydroxypropyl-β-cyclodextrin ĐẶT VẤN ĐỀ Paclitaxel (PTX), hoạt chất phân lập từ vỏ cây thông đỏ Taxus brevifolia, được chứng minh mang lại hiệu quả cao trong trị liệu ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi và ung thư cổ tử cung. PTX không hấp thu qua đường tiêu hoá nên chỉ sử dụng bằng đường tiêm truyền tĩnh mạch. Hiện nay có rất nhiều chế phẩm chứa PTX trên thị trường và thường được bào chế có dung môi trợ tan là Cremophor LH40. Một số chế phẩm khác đắt tiền hơn chứa PTX dưới dạng phức chất với hydroxypropyl-β- cyclodextrin nhằm giảm độc tính trên gan của Cremophor LH 40(1,2,4). Nghiên cứu này nhằm mục đích xây dựng phương pháp định lượng hàm lượng PTX trong các chế phẩm chứa phức chất của PTX- hydroxypropyl-β-cyclodextrin với các mục tiêu sau : - Xây dựng phương pháp định lượng PTX trong chế phẩm tiêm truyền. - Thẩm định phương pháp định lượng (tính tương thích, tính đặc hiệu, độ chính xác, độ đúng) theo yêu cầu của ICH. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hoá chất, dung môi, máy móc trang thiết bị Trang thiết bị Máy HPLC Shimadzu đầu dò PDA, bộ dụng cụ lọc 0,45 µm, máy ly tâm... Hoá chất Paclitaxel (Cty Jingi Wen, lô 20090312, Trung Quốc) Tween 80 (Pháp, dược dụng), hydroxypropyl-β-cyclodextrin (Roquette, Pháp), Acetonitril, Ethanol tuyệt đối (Đức, dùng cho HPLC), NaCl (Merck, Đức, tinh khiết phân tích)... Chất chuẩn: chuẩn làm việc paclitaxel của Ý, hàm lượng: 98,80%. Mẫu thử: thuốc tiêm truyền NC-01 (mẫu nghiên cứu chứa paclitaxel 30 mg/5 ml dạng phức với hydroxypropyl-β-cyclodextrin) Mẫu giả dược: các chất phụ gia, tá dược trong pha động. Phương pháp nghiên cứu Điều kiện sắc ký(3) - Cột pha đảo Pentafluorophenyl-propyl L43 (250 mm x 4 mm, 5 µm) - Đầu dò: PDA, bước sóng phát hiện 227 nm. - Pha động: hỗn hợp nước - acetonitril theo tỉ lệ thể tích 55:45 - Tốc độ dòng: 1,2 ml/phút - Thể tích tiêm mẫu: 10 µl - Nhiệt độ cột: 25 oC - Chương trình Gradient dung môi Bảng 1. Chương trình gradient dung môi Thời gian (phút) Tỉ lệ acetonitril (%) Tỉ lệ nước (%) 0→13 45 55 13→20 45→65 55→35 20→23 65 35 23→30 65→45 35→55 Tính đặc hiệu Chuẩn bị mẫu - Dung dịch mẫu thử: hút chính xác 1 ml dung dịch thử (có nồng độ 30 mg PTX /5 ml). Thêm 2 ml cồn tuyệt đối. Pha loãng dung dịch này với pha động thành 20 ml. Dung dịch sau khi pha có nồng độ PTX là 0,3 mg/ml được lọc qua màng 0,45 µm rồi đem định lượng. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 370 - Dung dịch chuẩn: cân chính xác 6 mg PTX chuẩn, thêm 2 ml cồn tuyệt đối. Pha loãng chính xác thành 20 ml trong pha động để thu được dung dịch chuẩn có nồng độ PTX 0,3 mg/ml. Dung dịch này được lọc qua màng 0,45 µm rồi đem định lượng. Mẫu trắng được chuẩn bị như mẫu thử như trên nhưng không có PTX (chứa tween 80, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, ethanol tuyệt đối, nước cất) Tiến hành phân tích mẫu chuẩn, mẫu thử và mẫu trắng bằng phương pháp sắc ký đã lựa chọn. Yêu cầu kết quả sắc ký đồ phân tích mẫu thử phải có đỉnh PTX như mẫu chuẩn với cùng thời gian lưu, sắc ký đồ mẫu trắng phải không có đỉnh PTX tại thời gian lưu như mẫu chuẩn và thử. Sự tương thích của hệ thống Chuẩn bị mẫu: dung dịch mẫu chuẩn và dung dịch mẫu thử được chuẩn bị giống như trên Tiến hành: sắc ký 6 lần cho mỗi mẫu chuẩn và mẫu thử theo điều kiện trên. Tính tương thích của hệ thống được khảo sát với các thông số sắc ký: thời gian lưu (tR); diện tích đỉnh (S); số đĩa lý thuyết (N). Tính tuyến tính và khoảng xác định Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn: PTX được hòa tan trong hỗn hợp theo thể tích nước – acetonitrile (50: 50) để được dãy nồng độ trình bày trong bảng 4 - Tiến hành sắc ký 2 lần cho mỗi mẫu. Ghi lại sắc ký đồ và giá trị diện tích đỉnh. - Xác định sự tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh của các dung dịch. - Vẽ đường biểu diễn sự tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh. - Sử dụng “phân tích hồi quy” với trắc nghiệm t để kiểm tra ý nghĩa của các hệ số và trắc nghiệm F để kiểm tra tính thích hợp của phương trình hồi quy. Tính chính xác Mẫu chuẩn: pha tương tự như trên để được dung dịch có nồng độ PTX 0,3 mg/ml. Mẫu thử: pha PTX trong nước cất, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, ethanol, tween 80 để có nồng độ 0,3 mg/ml Chuẩn bị 6 dung dịch mẫu thử có nồng độ 0,3 mg/ml như trên Tiến hành sắc ký theo điều kiện sắc ký đã khảo sát. - Yêu cầu: phương pháp định lượng đạt độ chính xác khi tính giá trị thống kê hàm lượng hoạt chất được xác định trên 6 mẫu có RSD ≤ 2%. Độ đúng Tiến hành: Để thử độ đúng của một quy trình thử nghiệm, thêm một lượng chất chuẩn vào mẫu thử. Lượng chất chuẩn thêm vào tương đương với 80%, 100%, 120% của hàm lượng hoạt chất tương ứng trong mẫu thử. Lần lượt thực hiện 3 mẫu thêm 80%, 100%, 120% chất chuẩn. Chuẩn bị mẫu - Dung dịch mẹ được pha như trên (0,3 mg/ml) - Dung dịch gốc được pha từ dung dịch mẹ như sau : hút 2 ml dung dịch mẹ cho vào bình định mức 5 ml, điền đầy đến vạch bằng hỗn hợp nước-ethanol (1:1), dung dịch được lọc qua màng 0,45 µm, rồi đem định lượng. - Dung dịch chuẩn thêm vào: PTX được cân chính xác cho vào bình định mức 20 ml, bổ sung bằng hỗn hợp nước : ethanol (1:1) đến vạch theo bảng 8. - Tính tỉ lệ phục hồi lượng chất chuẩn thêm vào và so với tỉ lệ phục hồi lý thuyết. - Yêu cầu: Phương pháp định lượng đạt độ đúng khi tỷ lệ phục hồi thực nghiệm nằm trong giới hạn cho phép 98-102% tỷ lệ phục hồi lý thuyết. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 371 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Tính tương thích Bảng 2. Giá trị thống kê các thông số sắc ký ứng với đỉnh PTX trong mẫu chuẩn Mẫu tR S As N STD 1 11,507 5215573 1,046 9256,417 STD 2 11,489 5235917 1,044 9234,290 STD 3 11,541 5223867 1,045 9277,664 STD 4 11,623 5206310 1,046 9299,074 STD 5 11,666 5211583 1,051 9315,946 STD 6 11,697 5210498 1,052 9318,460 TB 11,587 5217291 1,047 9283,642 SD 0,087 108857 0,003 33,783 RSD% 0,750 0,209 0,318 0,364 Bảng 3. Giá trị thống kê các thông số sắc ký ứng với đỉnh PTX trong mẫu thử Mẫu tR S As N Thử 1 11,644 5146776 1,061 9814,101 Thử 2 11,652 5143571 1,061 9810,821 Thử 3 11,633 5184469 1,063 9877,472 Thử 4 11,633 5168846 1,065 9903,311 Thử 5 11,616 5188677 1,065 9862,884 Thử 6 11,618 5192659 1,064 9896,824 TB 11,633 5170833 1,050 9860,902 SD 0,014 21478,49 0,002 40,164 RSD% 0,121 0,415 0,155 0,407 Nhận xét: độ lệch chuẩn tương đối RSD % của các thông sắc ký trong phân tích mẫu chuẩn và mẫu thử đều < 2%. Kết luận: quy trình định lượng đạt tính tương thích hệ thống của một quy trình định lượng hoạt chất trong chế phẩm. Tính đặc hiệu Kết quả cho thấy phương pháp có tính đặc hiệu, các pic của PTX trong dung dịch mẫu chuẩn và thử có tR # 11,8±0,1 phút. Các pic của tá dược trong mẫu placebo và trong mẫu thử không ảnh hưởng đến việc định lượng PTX trong chế phẩm. Tính tuyến tính và khoảng xác định Bảng 4. Dãy nồng độ PTX thẩm định tính tuyến tính Nồng độ (mg/ml) Lượng cân PTX (mg) Thể tích vừa đủ (ml) 0,1 10 100 0,3 15 50 0,5 10 20 Nồng độ (mg/ml) Lượng cân PTX (mg) Thể tích vừa đủ (ml) 0,7 14 20 0,9 18 20 1,1 22 20 1,3 26 20 + Trắc nghiệm t (phân phối Student) Giả thuyết: H0: Bj = 0 “Hệ số Bj không có ý nghĩa thống kê” HA: Bj ≠ 0 “Hệ số Bj có ý nghĩa thống kê” Nếu F < F 0,05 ⇒ chấp nhận giả thuyết H0 Nếu F > F 0,05 ⇒ chấp nhận giả thuyết HA Bảng 5. Tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh Nồng độ (mg/ml) Diện tích đỉnh 0,100 1766212 0,298 5218124 0,485 8465164 0,705 12591484 0,905 15719650 1,115 19326958 1,320 22778857 Bảng 6. Kết quả xử lý thống kê dựa vào công cụ Regression (MS – Excel) Hệ số tương quan 0,9997 Hệ số a 17239637,68 Giá trị t1 của hệ số a 121,34 Hệ số bo 129930,64 Giá trị t0 của hệ số bo 1,12 Giá trị F 14723,28 Giá trị F0.05 6,61 Giá trị t0.05 2,57 Nhận xét F = 14723,28 > F0.05 = 6,61. Vậy phương trình hồi qui có tính tương thích. t0 = 1,12 < t0.05 = 2,57. Vậy hệ số bo không có ý nghĩa. t1 = 121,34 > t0.05 = 2,57. Vậy hệ số a có ý nghĩa Phương trình hồi qui tuyến tính giữa độ hấp thu và nồng độ PTX (từ 0,1 mg/ml đến 1,3 mg/ml) trong môi trường nước – acetonitrile tỉ lệ thể tích 1 : 1, định lượng bằng phương pháp đã chọn như sau: Y = 17239637,68X (với R2 = 0,9997) Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 372 Kết luận: có sự tương quan tuyến tính giữa nồng độ và độ hấp thu của paclitaxel tại bước sóng 227 nm trong khoảng nồng độ 0,1-1,3 mg/ml trong nước : acetonitrile theo tỉ lệ thể tích 1 : 1. Tính chính xác Bảng 7. Kết quả khảo sát độ chính xác của mẫu thử PTX Mẫu S Thử 1 5038351 Thử 2 5006389 Thử 3 5000658 Thử 4 5021361 Thử 5 5123997 Thử 6 5126538 TB 5052882,33 SD 57578,15 RSD% 1,14 Nhận xét: Kết quả giá trị độ lệch chuẩn tương đối RSD =1,14% < 2%. Vậy quy trình định lượng paclitaxel trong chế phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao đạt yêu cầu về độ chính xác của một quy trình kiểm nghiệm dược phẩm. Độ đúng Bảng 8. Lượng cân PTX pha dung dịch chuẩn thêm vào Ký hiệu bình PTX (mg) STD 80% 9,6 STD 100% 12,0 STD 120% 14,4 - Tiến hành thêm chuẩn vào dung dịch gốc như bảng 9 Bảng 9. Lượng chuẩn thêm vào dung dịch gốc Lượng thêm vào so với nồng độ bình gốc 80% 100% 120% Bình mẹ (ml) 2 2 2 STD 80% (ml) 1 0 0 STD 100% (ml) 0 1 0 STD 120% (ml) 0 0 1 Nước - ethanol (1:1) (ml) vừa đủ 5 5 5 - Ứng với mỗi hàm lượng chuẩn thêm vào sẽ có 3 bình được pha, dung dịch được lọc qua màng 0,45 µm. - Tiến hành sắc ký các mẫu đã thêm chuẩn mỗi mẫu 3 lần lấy trung bình và 1 mẫu từ bình dung dịch gốc. Bảng 10. Kết quả thử nghiệm độ đúng của phương pháp Tỷ lệ chất chuẩn thêm vào (%) Lượng chất chuẩn thêm vào (mg) Lượng lý thuyết (mg) Lượng tìm thấy (mg) Tỷ lệ phục hồi (%) Kết quả thống kê 80 0,096 0,212 0,215 101,42 - Tỷ lệ phục hồi TB: 100,57% - SD: 0,998 - RSD: 0,992% 0,096 0,212 0,213 100,47 0,096 0,212 0,214 100,94 100 0,12 0,236 0,232 98,31 0,12 0,236 0,240 101,69 0,12 0,236 0,236 100,00 120 0,144 0,26 0,261 100,38 0,144 0,26 0,262 100,77 0,144 0,26 0,263 101,15 Tỷ lệ phục hồi lý thuyết (%) 98 - 102 Ghi chú : diện tích pic là kết quả trung bình của 3 lần đo - Tỷ lệ phục hồi TB: 99,34% - SD: 0,998 - RSD: 0,992% Nhận xét: Kết quả cho thấy độ phục hồi các mẫu đều trong khoảng cho phép (100% ± 2%). Vậy phương pháp định lượng Paclitaxel bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao đạt yêu cầu về độ đúng. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 373 Hình 1 và 2. Sắc ký đồ của mẫu chuẩn paclitaxel và mẫu thử Hình 3. Sắc ký đồ mẫu trắng chứa tá dược KẾT LUẬN VÀ BÀN LUẬN Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp xây dựng để kiểm nghiệm PTX trong chế phẩm nghiên cứu NC-10 có tính đặc hiệu và tương thích tốt. Đỉnh của PTX trong mẫu chuẩn và mẫu thử ổn định với tR = 11,8 ± 0,1 phút, mẫu trắng chỉ xuất hiện pic ở tR > 20 phút hoàn toàn không ảnh hưởng đến kết quả định lượng, phương pháp có độ chính xác cao với RSD = 1,14%, độ lập lại trung bình là 100,57% (RSD = 0,992%) với khoảng tuyến tính là 0,1-1,32 mg/ml (phương trình hồi quy là y = 17239637,68x với R2 = 0,9997). Như vậy phương pháp đáp ứng yêu cầu của quy trình kiểm nghiệm dược phẩm. Nghiên cứu này có mục đích xây dựng phương pháp kiểm nghiệm chế phẩm PTX dạng tạo phức hoà tan với hydroxypropyl-β- cyclodextrin NC-10 của cùng nhóm tác giả nhằm chuẩn bị hoàn chỉnh cho đề tài nghiên cứu bào chế thuốc tiêm truyền chứa PTX hoà tan không dùng chất trung gian hoà tan gây độc tính trên gan. Kết quả cho thấy phương pháp có thể áp dụng tốt để kiểm nghiệm các chế phẩm chứa PTX tương tự. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hamada H, Ishihara K, Masuoka N, Mikuni K, Nakajima N (2006), “Enhancement of water-solubility and bioactivity of paclitaxel using modified cyclodextrins”, Journal of Bioschience and Bioenginerring, 102(4), 369-371. 2. Strickley RG (2004), “Solubilizing excipients in oral and injectable formulations”, Pharmaceutical Research, 21(2), 201- 230. 3. United State Pharmacopoeia (USP34-NF29) (2012), CD-ROM. 4. Stella V, Mathew A (1990), “Derivatives of taxol, pharmaceutical compositions thereof and methods for the preparation thereof”, United States Patent, US 4 960 790. Ngày nhận bài báo: 14.12.2012 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 27.12.2012 Ngày bài báo được đăng: 10.03.2014