Đề 3 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Hóa lý dược

Hình dạng bao bì chứa đựng ít ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định hóa học của dược chất so với các yếu tố khác. pH dung dịch, nhiệt độ bảo quản, và ánh sáng là các yếu tố môi trường quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng phân hủy hóa học như thủy phân, oxy hóa, quang phân hủy. Bao bì chủ yếu ảnh hưởng đến độ ổn định vật lý và bảo vệ thuốc khỏi tác động bên ngoài (như ánh sáng nếu bao bì không trong suốt).

Tương tác dược động học do tạo phức chelat xảy ra khi hai thuốc hoặc thuốc và thức ăn tạo thành phức chelat không tan hoặc khó hấp thu trong đường tiêu hóa. Ví dụ, tetracyclin có thể tạo phức chelat với ion kim loại đa hóa trị như Ca2+, Mg2+, Al3+ có trong sữa, antacid, dẫn đến giảm hấp thu tetracyclin. Các loại tương tác khác không trực tiếp liên quan đến giảm hấp thu do tạo phức chelat.

Phân tích nhiệt vi sai quét (DSC) là kỹ thuật phân tích nhiệt đo sự khác biệt về nhiệt lượng giữa mẫu thử và mẫu chuẩn khi chúng được gia nhiệt hoặc làm lạnh theo chương trình nhiệt độ định sẵn. DSC cung cấp thông tin về các quá trình chuyển pha nhiệt như điểm nóng chảy, điểm kết tinh, nhiệt độ chuyển thủy tinh, và enthalpy chuyển pha, rất hữu ích trong việc xác định tính chất nhiệt của dược chất và tá dược.

Đa hình đề cập đến khả năng một chất rắn kết tinh thành nhiều dạng cấu trúc mạng tinh thể khác nhau. Các dạng đa hình này có thể có tính chất vật lý và hóa học khác nhau, ảnh hưởng đến độ hòa tan, độ ổn định và sinh khả dụng của dược phẩm.

Trong các loại tương tác Van der Waals, tương tác lưỡng cực - lưỡng cực là mạnh nhất. Nó xảy ra giữa các phân tử có moment lưỡng cực vĩnh viễn. Tương tác lưỡng cực - cảm ứng lưỡng cực yếu hơn, xảy ra giữa phân tử có lưỡng cực vĩnh viễn và phân tử không phân cực (gây ra lưỡng cực cảm ứng). Tương tác London (tán xạ) là yếu nhất, xảy ra do sự dao động tức thời của electron tạo ra lưỡng cực tức thời trong mọi phân tử. Liên kết hydro tuy là một loại tương tác tĩnh điện, nhưng thường được xem xét riêng và mạnh hơn nhiều so với các tương tác Van der Waals thuần túy.

Hệ số phân vùng octanol-nước (LogP) là tỷ lệ nồng độ của một chất tan trong pha octanol (mô phỏng môi trường lipid) so với pha nước ở trạng thái cân bằng. Giá trị LogP cao chỉ ra rằng chất đó thân dầu hơn, trong khi LogP thấp chỉ ra tính thân nước. Do đó, LogP là thước đo quan trọng để đánh giá tính thân dầu của dược chất, ảnh hưởng đến khả năng hấp thu, phân bố và tác dụng của thuốc.

Tương tác kỵ nước thường đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường ái lực thuốc-receptor. Các vùng kỵ nước trên receptor và thuốc có xu hướng `gặp nhau` trong môi trường nước, giúp tăng cường sự gắn kết và giảm năng lượng tự do của hệ thống. Tương tác đẩy tĩnh điện và tương tác không gian thường gây bất lợi cho sự gắn kết. Tương tác Van der Waals giữa các nhóm cồng kềnh có thể không phải lúc nào cũng có lợi và có thể gây cản trở không gian.

Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy - SEM) là một kỹ thuật phổ biến để quan sát và xác định hình thái và kích thước tiểu phân của vật liệu, bao gồm cả dược chất. SEM có khả năng phóng đại lớn và độ phân giải cao, cho phép đo kích thước tiểu phân ở phạm vi micromet và nanomet. HPLC là phương pháp phân tích định lượng và định tính các chất, NMR dùng để xác định cấu trúc phân tử, và DSC phân tích tính chất nhiệt.

Liên kết hydro có tính định hướng cao do yêu cầu về vị trí tương đối của donor và acceptor hydro. Tính đặc hiệu này giúp liên kết hydro đóng vai trò quan trọng trong việc xác định sự gắn kết đặc hiệu giữa thuốc và receptor, góp phần vào hoạt tính dược lý. Mặc dù không mạnh bằng liên kết cộng hóa trị, liên kết hydro đủ mạnh để duy trì tương tác thuốc-receptor trong điều kiện sinh lý.

Phương pháp `phân tán rắn` (solid dispersion) là kỹ thuật bào chế trong đó dược chất được phân tán ở mức độ phân tử hoặc tiểu phân rất nhỏ trong một chất mang trơ, thường là polymer thân nước. Mục đích chính của phân tán rắn là cải thiện độ hòa tan và tốc độ hòa tan của dược chất kém tan trong nước, từ đó tăng sinh khả dụng của thuốc.

Màu sắc của màng sinh học không có vai trò trong quá trình hấp thu thuốc. Các yếu tố khác như độ dày màng (ảnh hưởng đến quãng đường khuếch tán), diện tích bề mặt màng (ảnh hưởng đến tổng lượng thuốc hấp thu), và thành phần lipid (ảnh hưởng đến tính thấm của thuốc thân dầu) đều là những yếu tố quan trọng quyết định tốc độ và mức độ hấp thu thuốc qua màng sinh học.

Màu sắc của dược chất không có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình hòa tan. Các yếu tố khác như diện tích bề mặt, độ nhớt môi trường và hằng số tốc độ hòa tan đều trực tiếp tác động đến tốc độ hòa tan theo định luật Noyes-Whitney.

Phương trình Henderson-Hasselbalch là một phương trình quan trọng trong hóa học và dược học, được sử dụng để tính toán pH của dung dịch đệm. Phương trình này liên hệ giữa pH của dung dịch đệm, pKa của acid yếu (hoặc pKb của base yếu), và tỷ lệ nồng độ của dạng base liên hợp và acid (hoặc acid liên hợp và base).

Định luật Fick thứ nhất mô tả dòng khuếch tán tỷ lệ với gradient nồng độ. Trong dược động học, định luật này thường được sử dụng để mô tả quá trình khuếch tán thụ động của thuốc qua màng sinh học, nơi thuốc di chuyển từ vùng có nồng độ cao sang vùng có nồng độ thấp.

Sinh khả dụng (bioavailability) định nghĩa tỷ lệ và tốc độ của liều dùng thuốc đi vào tuần hoàn chung ở dạng còn hoạt tính. Nó phản ánh mức độ thuốc được hấp thu và có sẵn để phát huy tác dụng dược lý. Sinh khả dụng được đánh giá bằng cách so sánh AUC (diện tích dưới đường cong nồng độ thuốc theo thời gian) của đường dùng ngoài mạch máu với đường tĩnh mạch (được coi là sinh khả dụng 100%).

Thử nghiệm lão hóa cấp tốc (accelerated stability testing) được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt hơn so với điều kiện bảo quản thông thường (ví dụ, 40°C/75%RH) nhằm tăng tốc độ các phản ứng phân hủy hóa học. Mục đích là dự đoán độ ổn định của thuốc trong điều kiện bảo quản thông thường trong thời gian ngắn hơn, giúp rút ngắn thời gian đánh giá độ ổn định và đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn.

Dạng tiền thuốc (prodrug) là một dạng thuốc được bào chế ở dạng không hoạt tính hoặc ít hoạt tính, và sau khi vào cơ thể sẽ được chuyển hóa (thường là enzyme xúc tác) thành dạng hoạt tính. Mục đích chính của việc thiết kế dạng tiền thuốc là cải thiện các tính chất dược động học của thuốc, ví dụ như tăng độ hòa tan, tăng hấp thu, cải thiện phân bố, hoặc kéo dài thời gian tác dụng. Đôi khi, dạng tiền thuốc cũng có thể được sử dụng để giảm độc tính hoặc cải thiện tính chọn lọc của thuốc.

Thay đổi cấu trúc hóa học thành đồng phân quang học thường không phải là phương pháp để tăng độ hòa tan. Các phương pháp phổ biến để tăng độ hòa tan của dược chất kém tan bao gồm: giảm kích thước tiểu phân (nano hóa), sử dụng đồng dung môi (pha trộn dung môi), tạo muối (dạng muối thường tan tốt hơn dạng base hoặc acid tự do), tạo phức hợp, sử dụng chất diện hoạt, và bào chế dạng phân tán rắn.

pKa là hằng số phân ly acid, cho biết pH mà tại đó acid yếu phân ly 50%. Đối với thuốc là acid yếu, pKa quyết định tỷ lệ ion hóa và không ion hóa ở các pH khác nhau. Dạng không ion hóa thường tan tốt trong lipid và dễ dàng thấm qua màng sinh học, trong khi dạng ion hóa tan tốt trong nước. Do đó, pKa ảnh hưởng trực tiếp đến độ tan và hấp thu của thuốc tùy thuộc vào pH môi trường.

Quá trình oxy hóa là một trong những con đường phân hủy hóa học phổ biến của dược phẩm. Oxy hóa thường dẫn đến sự thay đổi cấu trúc hóa học của dược chất, làm mất hoạt tính dược lý, tạo thành các sản phẩm phân hủy có thể độc hại hoặc không mong muốn. Do đó, oxy hóa là một vấn đề quan trọng cần kiểm soát trong bào chế và bảo quản dược phẩm.

Hiệu ứng vượt qua lần đầu (first-pass effect) là hiện tượng chuyển hóa thuốc trước khi vào tuần hoàn chung khi thuốc được hấp thu từ đường tiêu hóa. Gan là cơ quan chính chịu trách nhiệm cho hiệu ứng này, do hầu hết máu tĩnh mạch cửa từ ruột đều đi qua gan trước khi vào tuần hoàn hệ thống. Các enzyme chuyển hóa thuốc ở gan có thể làm giảm đáng kể lượng thuốc còn hoạt tính trước khi nó đến được vị trí tác dụng.

Nghiên cứu tiền công thức (preformulation studies) là giai đoạn ban đầu trong phát triển công thức thuốc, tập trung vào việc nghiên cứu chi tiết các tính chất lý hóa của hoạt chất và tá dược. Mục tiêu là thu thập thông tin cần thiết để lựa chọn tá dược phù hợp, xác định các vấn đề về độ ổn định, độ hòa tan, khả năng tương thích, từ đó thiết kế công thức bào chế tối ưu và khả thi.

Thuốc tiêm tĩnh mạch được đưa trực tiếp vào tuần hoàn máu, bỏ qua giai đoạn hấp thu. Do đó, sinh khả dụng của thuốc tiêm tĩnh mạch được coi là 100%, là dạng bào chế có sinh khả dụng cao nhất. Các dạng bào chế khác như viên nén, viên nang, thuốc mỡ phải trải qua quá trình hấp thu trước khi vào tuần hoàn chung, dẫn đến sinh khả dụng thấp hơn.

Độ nhớt động học (dynamic viscosity) thường được đo bằng đơn vị Poise (P) trong hệ CGS hoặc Pascal-giây (Pa.s) trong hệ SI. Centipoise (cP) là đơn vị phổ biến hơn trong thực tế, với 1 cP = 0.01 P = 0.001 Pa.s. Pascal là đơn vị đo áp suất, Newton là đơn vị đo lực, và mol là đơn vị đo lượng chất.

Quy tắc Van`t Hoff (hay quy tắc nhiệt độ) phát biểu rằng tốc độ của nhiều phản ứng hóa học tăng lên khoảng 2-3 lần cho mỗi 10°C tăng nhiệt độ. Điều này là do sự tăng nhiệt độ làm tăng động năng của các phân tử, dẫn đến tăng tần suất và năng lượng va chạm hiệu quả giữa các phân tử phản ứng.

Khi pH môi trường tăng lên, môi trường trở nên kiềm hơn. Đối với một acid yếu, sự tăng pH sẽ làm tăng sự ion hóa của acid. Dạng ion hóa của acid yếu thường tan tốt hơn trong nước so với dạng không ion hóa. Do đó, độ hòa tan của một acid yếu sẽ tăng lên khi pH môi trường tăng.

Hằng số nghiệm pháp (isohydric displacement), thường được gọi là khả năng đệm (buffer capacity), là thước đo khả năng của dung dịch đệm duy trì pH ổn định khi thêm một lượng nhỏ acid hoặc base. Dung dịch đệm có khả năng đệm tốt khi có thể hấp thụ một lượng lớn acid hoặc base mà pH thay đổi không đáng kể.

Tá dược rã (disintegrant) có chức năng chính là phá vỡ viên nén thành các hạt nhỏ hơn khi tiếp xúc với môi trường lỏng trong đường tiêu hóa. Quá trình rã này làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của dược chất với môi trường hòa tan, từ đó thúc đẩy quá trình hòa tan và hấp thu của thuốc.

Hiện tượng giảm điểm đông là một tính chất vật lý của dung dịch. Khi một chất tan không bay hơi được hòa tan vào dung môi, điểm đông của dung dịch sẽ thấp hơn điểm đông của dung môi nguyên chất. Độ giảm điểm đông là một trong các tính chất коллигативные (colligative properties) của dung dịch, phụ thuộc vào số lượng hạt chất tan chứ không phụ thuộc vào bản chất của chất tan.

Liên kết peptide là liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa nhóm carboxyl của một amino acid và nhóm amino của amino acid khác. Các liên kết ion, hydro và Van der Waals là các loại liên kết không cộng hóa trị, yếu hơn so với liên kết cộng hóa trị.