基于AQbD的绿色RP-HPLC方法开发与评价:美沙拉嗪(5-ASA)分析的可持续性、成本效益与操作可靠性研究

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Microchemical Journal 4.9

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  为解决传统RP-HPLC方法毒性溶剂污染及缺乏系统性优化的问题,研究人员结合分析质量源于设计(AQbD)、绿色分析化学(GAC)和白色分析化学(WAC)原则,开发了以乙醇为溶剂的环保型RP-HPLC方法,用于美沙拉嗪(5-ASA)定量分析。该方法线性范围10–160?μg/mL,LOD/LOQ达1.27/3.85?μg/mL,并通过降解实验验证稳定性,生态评分(92)与AGREE指标(0.76)凸显其可持续性与实用性。

  

背景与问题
美沙拉嗪(5-aminosalicylic acid, 5-ASA)是治疗溃疡性结肠炎和炎症性肠病(IBD)的核心药物,但其现有分析方法存在两大痛点:一是传统反相高效液相色谱(RP-HPLC)依赖甲醇、乙腈等有毒溶剂,产生大量有害废液;二是方法开发多采用“单变量优化”模式,缺乏系统性设计,导致 robustness(稳健性)不足。更棘手的是,国际协调会议(ICH)Q14指南已强制要求将分析质量源于设计(Analytical Quality by Design, AQbD)纳入方法开发流程,而现有文献鲜少整合绿色分析化学(Green Analytical Chemistry, GAC)与白色分析化学(White Analytical Chemistry, WAC)理念,难以兼顾环保性、普适性与高效性。

研究设计与技术方法
SRM药学院的研究团队通过中央复合设计(Central Composite Design, CCD)优化乙醇比例(50%)和流速(1?mL/min),建立以Zorbax SB-C18
色谱柱(4.6?mm×150?mm, 5?μm)为核心的RP-HPLC方法,流动相为乙醇-水(50:50, v/v),检测波长232?nm。研究涵盖线性范围验证(10–160?μg/mL)、灵敏度测试(LOD 1.27?μg/mL, LOQ 3.85?μg/mL)及强制降解实验(酸、碱、氧化、热条件),并采用Analytical Eco-Scale、AGREE、BAGI和RGB12算法评估环保性与实用性。

研究结果

  1. 方法优化与验证:5-ASA在1.130?min内高效洗脱,线性回归系数达0.999。强制降解显示碱性(15.6%)和酸性(18.39%)条件下降解显著,氧化(10.16%)与热(1.96%)条件相对稳定。
  2. 绿色与白色指标:Analytical Eco-Scale评分92(满分100),AGREE指数0.76(接近理想值1),BAGI评分80.0,RGB12白度值85.7,证实方法低毒、低成本且易推广。
  3. 比较优势:相较于文献方法,本研究减少有机溶剂用量50%,分析时间缩短40%,且无需梯度洗脱。

结论与意义
该研究首次将AQbD、GAC与WAC三元理念融合,构建了美沙拉嗪分析的“绿色-蓝色-白色”多维评价体系。乙醇替代有毒溶剂不仅降低碳足迹,还通过CCD设计实现方法稳健性,满足ICH Q14要求。其意义在于:

  1. 环保性:避免传统RP-HPLC的生态危害,符合全球减碳趋势;
  2. 经济性:乙醇成本仅为乙腈的1/5,适合资源有限地区;
  3. 技术民主化:WAC原则推动方法普适性,缩小分析技术鸿沟。
    正如作者Ashish Sriram Mishra和Manimaran Vasanthan所述,此方法为制药行业提供了一种兼顾性能与可持续性的新范式,未来可扩展至其他API(活性药物成分)分析领域。
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