将基于量子比特设计的HPLC（QbD-guided HPLC）与浓缩微萃取技术相结合，用于同时测定人血浆中的巴瑞替尼（baricitinib）和地塞米松（dexamethasone）

《Microchemical Journal》：Integrating QbD-guided HPLC with sugaring-out microextraction for simultaneous determination of baricitinib and dexamethasone in human plasma

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  开发了一种基于质量源于设计（QbD）的RP-HPLC方法，用于同时测定巴立替尼（baricitinib）和地塞米松（dexamethasone）。
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  SULLME技术被成功整合为一种绿色样品制备技术，用于HPLC分析前。
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  通过质量源于设计（Quality by Design，QbD）的方法系统地优化了关键分析参数。
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  采用多种绿色分析指标全面评估了所提出方法的环境可持续性。
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  验证后的方法成功应用于人体血浆中巴立替尼和地塞米松的定量测定。

引言

2019冠状病毒病（COVID-19）的全球爆发促使科学家们致力于研发药物或疫苗以阻止疾病的进展。许多重新使用的药物被用来加速治疗过程[1]。COVID-19的严重程度通常伴随着免疫反应失调和促炎化学物质的增加，导致细胞因子风暴（cytokine storm，CS）。研究发现，将巴立替尼（BAR）[图S1a]与皮质类固醇药物如地塞米松（DEX）[图S1b]联合使用，可以减轻炎症并改善住院成人和2岁以上儿童患者的治疗效果。BAR是一种Janus激酶（JAK）抑制剂，通常用于治疗类风湿性关节炎[2]。最新的机器学习研究表明，BAR可能对SARS-CoV-2具有有效的抗病毒作用[3]。BAR在多个层面上发挥作用：它不仅抑制JAK，还结合适配器相关激酶-1（AAK1），后者对于病毒的内吞作用至关重要[4]。此外，BAR还能减少宿主细胞因子的分泌。研究显示，BAR在缓解发热、低氧血症和呼吸困难方面具有显著效果[5]。由于BAR能够减少病毒侵入并抑制细胞因子风暴，因此是治疗SARS-CoV-2的理想选择[6]。皮质类固醇如DEX因其免疫调节作用而被广泛用作辅助抗病毒治疗。由于DEX能抑制宿主炎症反应并防止过度炎症反应，因此可以与BAR联合使用。这种协同效应提高了COVID-19管理的整体效果，凸显了开发适当的分析技术的重要性。然而，像人体血浆这样的复杂基质中这些药物的含有量大，使得开发此类分析技术极具挑战性。文献中报道了多种分析方法用于测定这些药物[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]。据我们所知，目前尚无同时测定BAR和DEX的单一分析方法。

传统的检测方法往往依赖需要大量有机溶剂的萃取过程。这些过程不仅耗时，而且对人类健康和环境构成重大风险[21]。近年来，绿色分析化学概念在分析研究中的普及推动了对环保和可持续方法的设计[22]。

液-液萃取（Liquid-liquid extraction，LLE）是样品制备中最常用的技术之一，它涉及将大量与水不混溶的有机溶剂（如乙酸乙酯、醚和氯仿）与样品混合，然后分离、蒸发，并在最小量适当溶剂中重新配制[23]、[24]。尽管LLE作为生物液体样品制备方法已被广泛接受，但它仍较为繁琐、耗时且对环境不友好。液-液微萃取（Liquid-liquid microextraction，LLME）是LLE的一种微型化趋势，旨在保护环境、减少溶剂消耗，并显著提高灵敏度[24]。根据萃取剂与水的混溶性，LLME可以分为均相和非均相类型[25]。均相液-液微萃取使用可与水混溶的有机溶剂（如丙酮、乙醇和乙腈），通过盐辅助萃取（盐析辅助LLME，SALLME）[26]、[27]或糖辅助萃取（糖析辅助LLME，SULLME）[28]、[29]从水相中提取物质。与非均相LLME类似，但使用的有机溶剂量要少得多（30–200 μL而非3–10 mL）[30]。这种非均相LLME技术称为液相微萃取，由于萃取剂体积小，能够更有效地富集样品中的分析物[31]。

质量源于设计（Quality by Design，QbD）是一种系统化的分析方法开发方法，从早期阶段就确保方法的质量和稳健性[32]、[33]、[34]。它通常采用因子设计（factorial design）和其他实验设计（Design of Experiments，DoE）方法来评估关键方法参数的影响和相互作用[35]、[36]、[37]。这种方法减少了实验次数，提高了对方法的理解，并增强了其稳健性、可靠性和重现性[38]、[39]。

在这项研究中，开发了一种新的方法，用于同时测定抗COVID-19药物组合巴立替尼（BAR）和地塞米松（DEX）。据我们所知，这是首次报道将SULLME与HPLC-PDA结合用于人体血浆中这两种抗COVID-19药物的同步测定。在SULLME中，使用乙腈（ACN）作为萃取剂，麦芽糖（maltose）作为糖源，然后通过HPLC-PDA分离。此外，采用全因子设计（full factorial design，FFD）优化实验参数，并使用等度洗脱模式的乙腈/磷酸盐缓冲液（26.56 mM）流动相，在8分钟内完成分离。最佳萃取条件为500.0 μL的ACN和1.0 g的麦芽糖，平衡时间为1.0分钟。该方法符合国际协调会议（ICH）的要求，并进行了验证。随后使用该方法分析了人体血浆中的目标药物。最后，通过不同的基质进行了全面的可持续性评估，包括溶剂可持续性、分析性能、实用性、创新性、环保性和整体效率等方面。FFD与SULLME的结合在药物分析领域取得了重大进展，具有未来临床研究的潜力，有望改善患者护理和治疗效果。

章节摘要

材料

所有使用的溶剂均为HPLC级，化学品均为分析级。巴立替尼（纯度约99.8%）和地塞米松（纯度约99.0%）由Al-Andalus Pharmaceuticals（埃及6th October City）提供。乙腈、甲醇和乙醇购自Sigma Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。磷酸二氢钾（Lanxess AG，德国科隆）和磷酸（Almasria，埃及）用于制备磷酸盐缓冲液。葡萄糖（纯度>99%）和蔗糖（

结果与讨论

由于对精确和准确方法的日益需求，针对抗COVID-19药物的分析技术取得了显著进展。HPLC最常用于这两种抗COVID-19药物BAR和DEX的定量分析。然而，现有的HPLC技术大多只能分别或与其他化合物一起分析这些药物在生物基质中的存在。因此，设计一种高效

结论

本研究描述了一种结合SULLME技术的新型FFD集成HPLC-PDA方法，用于测定抗COVID-19药物组合巴立替尼和地塞米松。最佳萃取条件为500.0 μL的ACN和1.0 g的麦芽糖，平衡时间为1.0分钟。此外，使用FFD优化了实验参数，并采用等度洗脱模式的乙腈/磷酸盐缓冲液（26.56 mM）流动相，在8分钟内完成分离。

作者贡献声明

Rehab H. Elattar：撰写 – 审核与编辑，撰写 – 原稿，数据可视化，项目管理，方法设计，实验研究，数据分析，概念构思。Asmaa Kamal El-Deen：撰写 – 审核与编辑，数据处理，监管，项目管理，概念构思。Randa A. Abdel Salam：撰写 – 审核与编辑，监管，实验研究。Ghada M. Hadad：撰写 – 审核与编辑，数据处理，监管。Anmar Anwar Khan：

资助

本研究由沙特阿拉伯Umm Al-Qura大学资助，资助编号为26UQU4280262GSSR04。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢沙特阿拉伯Umm Al-Qura大学通过资助编号26UQU4280262GSSR04资助了这项研究。作者还感谢埃及Tanta大学药学院药物分析化学系的Almoataz Bellah B. Elbastawissy博士提供了纯BXM药物。

知情同意

埃及Kafrelsheikh大学研究伦理委员会批准了无需获得知情同意的声明，因为该研究使用的是汇集的、匿名的血浆样本，未涉及个体参与者的招募或特定患者样本的收集。

伦理批准

所有实验均按照2013年《赫尔辛基宣言》进行，并得到了Kafrelsheikh大学伦理委员会的批准。

Rehab H. Elattar|Asmaa Kamal El-Deen|Randa A. Abdel Salam|Ghada M. Hadad|Anmar Anwar Khan|Galal Magdy