Đảm bảo an toàn thuốc với phân tích kim loại trong Dược phẩm

Trong sản xuất dược phẩm, kiểm soát tạp kim loại nặng là yếu tố quyết định chất lượng và độ an toàn. Các kim loại như chì (Pb), cadimi (Cd), thủy ngân (Hg) hay asen (As) — nếu tồn dư vượt mức cho phép — có thể gây độc tính nghiêm trọng, ảnh hưởng đến gan, thận, hệ thần kinh và nhiều cơ quan khác. Vì vậy, phân tích kim loại trong dược phẩm trở thành yêu cầu bắt buộc trong tiêu chuẩn quốc tế như dược điển USP, EP, JP.

Một trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhờ độ chính xác, độ lặp lại cao và chi phí vận hành hợp lý chính là quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS – Atomic Absorption Spectroscopy).

Vì sao cần phân tích kim loại trong dược phẩm?

Nguồn gốc phát sinh tạp kim loại

Tạp kim loại trong dược phẩm có thể xuất phát từ:

• Nguyên liệu đầu vào: dược chất, tá dược, dung môi có nguồn gốc khoáng hoặc sinh học.
• Quy trình sản xuất: tiếp xúc với thiết bị inox, xúc tác kim loại, hệ thống đường ống.
• Môi trường: ô nhiễm nước, bụi công nghiệp, bao bì chứa kim loại.
• Quá trình bảo quản: phản ứng oxy hóa – khử làm hòa tan kim loại từ vật liệu tiếp xúc.

Nếu không kiểm soát, những yếu tố này làm tăng nguy cơ kim loại tích lũy trong cơ thể người dùng thuốc.

Tác động sức khỏe

• Chì (Pb): độc thần kinh, giảm trí nhớ, gây thiếu máu.
• Cadimi (Cd): tổn thương thận, loãng xương.
• Thủy ngân (Hg): gây rối loạn hệ thần kinh trung ương.
• Asen (As): độc gan, nguy cơ ung thư.
• Niken, đồng, crôm…: có thể gây dị ứng, oxy hóa, tổn thương mô nếu vượt ngưỡng.

Do đó, phân tích kim loại trong dược phẩm không chỉ là yêu cầu pháp lý mà còn là trách nhiệm với người bệnh.

Tổng quan về quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS)

Nguyên tắc hoạt động

AAS dựa trên hiện tượng: nguyên tử tự do hấp thụ bức xạ ánh sáng ở bước sóng đặc trưng. Mỗi nguyên tố kim loại sẽ hấp thụ năng lượng ở bước sóng riêng biệt.

Quy trình cơ bản:

1. Mẫu được chuyển thành dung dịch (thường sau quá trình phá mẫu/hoàn nguyên).
2. Dung dịch được phun vào buồng đốt hoặc lò graphit để tạo nguyên tử tự do.
3. Nguồn sáng (đèn cathode rỗng) phát ra ánh sáng ở bước sóng tương ứng với kim loại cần đo.
4. Mức độ giảm cường độ ánh sáng sau khi đi qua đám hơi nguyên tử sẽ tỷ lệ với nồng độ kim loại trong mẫu.

Nhờ vậy, AAS cho phép xác định chính xác hàm lượng nhiều kim loại ở mức vết (ppm đến ppb).

Các cấu hình AAS phổ biến

• Ngọn lửa (Flame AAS): phù hợp với mẫu có nồng độ trung bình, tốc độ phân tích nhanh.
• Lò graphit (GFAAS): tăng độ nhạy, phát hiện mức ppb.
• Hydride generation: chuyên dụng cho các nguyên tố tạo hydride như As, Se, Sb.
• Cold vapor AAS: dùng để phân tích thủy ngân với độ nhạy rất cao.

Quy trình phân tích kim loại trong dược phẩm bằng AAS

Chuẩn bị mẫu

• Cân chính xác lượng mẫu theo quy định.
• Phá mẫu (acid nitric, hỗn hợp acid, vi sóng…) để đưa kim loại về dung dịch.
• Lọc/pha loãng đến thể tích chuẩn.

• Bổ sung nội chuẩn/chuẩn ngoại nếu cần.

Chuẩn bị dung dịch chuẩn phân tích kim loại trong dược phẩm

• Chuẩn gốc kim loại nồng độ cao (1000 mg/L).
• Pha dãy chuẩn làm việc (5–6 điểm) theo dải đo dự kiến.
• Kiểm soát nền bằng dung dịch trắng (blank).

Điều kiện đo trên AAS

• Chọn bước sóng đặc trưng cho từng kim loại.
• Cài đặt lưu lượng khí, nhiệt độ buồng đốt/lò graphit.
• Tối ưu thời gian đọc tín hiệu.
• Kiểm tra độ tuyến tính và hệ số tương quan (R²).

Tính toán và đánh giá kết quả phân tích kim loại trong dược phẩm

• Dựng đường chuẩn.
• Nội suy nồng độ mẫu.
• Quy đổi về hàm lượng trên đơn vị sản phẩm (ppm, µg/g, µg/day).
• So sánh với giới hạn cho phép theo dược điển hoặc ICH Q3D.

Ưu điểm của AAS trong phân tích kim loại dược phẩm

• Độ chính xác và độ nhạy tốt cho nhiều kim loại phổ biến.
• Chi phí đầu tư – vận hành hợp lý so với ICP-MS.
• Quy trình vận hành đơn giản, phù hợp phòng thí nghiệm QC.
• Khả năng phân tích định lượng chọn lọc theo từng nguyên tố.
• Tốc độ phân tích nhanh, dễ chuẩn hóa quy trình

Các kim loại thường phân tích trong dược phẩm

• Pb, Cd, Hg, As (nhóm độc cao).
• Ni, Cu, Cr, Co, V, Mo (phát sinh từ xúc tác/thiết bị).
• Al, Fe, Zn, Mn (ảnh hưởng độ ổn định và màu sắc).

Mỗi kim loại có giới hạn khác nhau tùy dạng bào chế (uống, tiêm, hít…) và liều dùng hàng ngày. Việc thiết kế phương pháp phân tích kim loại trong dược phẩm phải bám sát tiêu chuẩn áp dụng cho từng sản phẩm.

Ứng dụng thực tế của AAS phân tích kim loại trong dược phẩm 

• Kiểm soát kim loại trong API (dược chất đầu)
• Kiểm tra tạp kim loại trong viên nén, siro, thuốc tiêm
• Đánh giá kim loại thôi nhiễm từ bao bì
• Theo dõi hàm lượng xúc tác sau tổng hợp hữu cơ
• Kiểm soát quy trình vệ sinh thiết bị (cleaning validation)

Nhờ khả năng định lượng nhanh, AAS hỗ trợ tối ưu quản lý chất lượng (QC) và đảm bảo an toàn sản phẩm trước khi đưa ra thị trường.

So sánh AAS với ICP-OES và ICP-MS phân tích kim loại trong dược phẩm

Kết luận: AAS vẫn là lựa chọn lý tưởng cho phân tích kim loại trong dược phẩm ở nhiều phòng thí nghiệm vì đáp ứng tốt nhu cầu thường quy, cân bằng giữa chi phí và độ tin cậy.

Lưu ý khi triển khai hệ thống AAS trong phòng thí nghiệm phân tích kim loại trong dược phẩm

• Đảm bảo hiệu chuẩn định kỳ và bảo trì thiết bị.
• Sử dụng hóa chất tinh khiết cao (trace analysis grade).
• Kiểm soát nhiễm chéo bằng dụng cụ nhựa/PTFE sạch.
• Lập SOP chi tiết cho từng sản phẩm.
• Đào tạo nhân sự về an toàn hóa chất và xử lý mẫu.

Phân tích kim loại trong dược phẩm bằng Hệ thống AAS – Hãng Hitachi, Nhật Bản

Là một trong những nhà sản xuất thiết bị phân tích lâu năm của Nhật Bản, Hitachi phát triển dòng AAS hướng đến độ ổn định, độ chính xác và thân thiện vận hành.

Thiết kế tối ưu cho phòng QC dược phân tích kim loại trong dược phẩm

• Kết cấu bền bỉ, linh kiện đồng bộ, tuổi thọ cao.
• Giao diện vận hành trực quan, hỗ trợ tự động hóa trình tự đo.
• Khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa ngọn lửa – lò graphit – hydride.
• Tích hợp tính năng tự kiểm tra an toàn khí và cháy

Hiệu suất phân tích phân tích kim loại trong dược phẩm

• Độ nhạy cao, tín hiệu ổn định, giảm nhiễu nền.
• Chế độ hiệu chỉnh nền (background correction) thông minh.
• Tự động dựng đường chuẩn, kiểm soát R² và hồi quy.
• Thư viện bước sóng phong phú cho nhiều nguyên tố kim loại.

Tối ưu chi phí vận hành

So với nhiều công nghệ phức tạp như ICP-MS, AAS Hitachi giúp:

• Giảm tiêu hao khí & điện,
• Chi phí bảo trì hợp lý,
• Dễ đào tạo nhân sự vận hành, phù hợp kiểm nghiệm thường quy.

ZA4000 Series – Hệ thống AAS thế hệ mới của Hitachi (Nhật Bản)

ZA4000 Series là dòng quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS) do Hitachi – Nhật Bản phát triển, hướng đến các phòng thí nghiệm cần độ chính xác cao, vận hành ổn định và chi phí tối ưu. Dòng máy này nổi bật nhờ cấu trúc bền bỉ, giao diện thân thiện và khả năng đáp ứng đa dạng ứng dụng trong dược phẩm, thực phẩm, môi trường, hóa chất và nghiên cứu khoa học.

Những ưu điểm máy AAS HITACHI ZA4300 hiệu chỉnh nền từ trường Zeeman:

Hệ thống quang 2 chùm tia, đầu dò kép và trừ nền bằng bằng Zeeman  chế độ ngọn lửa và hydride:

Hệ thống sử dụng kỹ thuật trừ nền bằng Zeeman và đầu dò kép có khả năng vận hành chế độ quang học 2 chùm tia và trừ nền trên cả thang sóng (190nm-900 nm) cho ngọn lửa và hydride. –> Điều này giúp tín hiệu ổn định, chính xác và độ lặp lại tốt hơn, đặc biệt vùng bước sóng dài so với chế độ trừ nền bằng đèn D2.

Phương pháp sử dụng hệ đầu dò kép (Dual Detector) kết hợp hiệu chỉnh nền Zeeman cho phép đo có độ chính xác cao:

Với thiết kế đầu dò kép với hiệu chỉnh nền bằng Zeeman, tín hiệu mẫu (sample) và tính hiệu so sánh (reference) sử dụng chung đường truyền quang cho đến trước khi vào đầu dò.

Bằng cách này, hệ thống có khả năng loại từ các tín hiệu nhiễu từ đèn, từ ngọn lửa và từ đường truyền quang. ZA4300 có thời gian làm ấm đèn ngắn và tính hiệu rất ổn định. Có khả năng phân tích ngay cả với độ hấp thu <0.001Abs.

Cải thiện khả năng hoạt động nhờ công tắc hỗ trợ người dùng:

Các công tắc điều khiển được trang bị tiêu chuẩn trên thân máy chính. Phân tích thủ công có thể được thực hiện bằng thao tác ở mặt trước của thiết bị.

Chức năng tự động phát hiện bắn mẫu:

Mẫu bị văng lên thành do nhiệt độ tăng quá nhanh trong quá trình làm khô mẫu. Sự bắn mẫu được theo dõi trong quá trình đo và nhãn “P” được gắn vào kết quả đo được khi nghi ngờ có sự bắn mẫu mẫu trong quá trình đo.

Hiệu chỉnh nền bằng từ trường Zeeman trên hệ thống Hoá hơi lạnh Hydrid:

Hệ thống sử dụng kỹ thuật trừ nền Zeeman cho ống thạch anh gia nhiệt của bộ tạo hydride. Đường truyền quang được hiệu chỉnh độ trôi của đèn và tín hiệu nền cùng đi qua cell do tại cùng vị trí theo trục ngang; do đó tín hiệu đo được có đường nền ổn định và nhiễu thấp.

Cài đặt tự động các điều kiện phân tích:

Hệ thống được trang bị tháp đèn 8 vị trí, cho phép gắn tới 8 đèn ca-tốt rỗng. Việc định vị đèn, tinh chỉnh và cài đặt dòng điện của đèn đều được thực hiện tự động đối với nguyên tố cần đo.

Các đỉnh phổ có thể được xác định chính xác nhờ chức năng tìm kiếm xung động phổ cực nhỏ (micro-drive spectrum). Cấu hình quang phổ được hiển thị trên màn hình cùng với các thông tin cần thiết như các vạch phổ lân cận.

Phần mềm điều khiển trực quan – dễ sử dụng – đáp ứng CRF211:

Tham khảo thêm tại: https://vietnguyenco.vn/thuong-hieu/aas-hieu-chinh-nen-zeeman-the-he-moi-za4000-series/may-quang-pho-hap-thu-nguyen-tu-aas/

Với những ưu điểm vượt trội về độ chính xác, độ ổn định và hiệu quả chi phí, hệ thống AAS của Hitachi là giải pháp tin cậy cho các phòng thí nghiệm hiện đại. Việt Nguyễn hiện là đại diện của AAS – Hitachi tại Việt Nam, sẵn sàng tư vấn, cung cấp thiết bị, giải pháp kỹ thuật và dịch vụ hậu mãi chuyên nghiệp, đồng hành cùng khách hàng trong mọi ứng dụng phân tích kim loại.

Liên hệ ngay để được tư vấn miễn phí 24/7:

📩Thông tin liên hệ và tư vấn giải pháp: