基于AQbD的Box–Behnken优化方法用于开发一种绿色RP-HPLC分析方法，可同时测定比索洛尔富马酸盐和达格列净丙二醇一水合物，并通过多指标绿色性评估对该方法进行评价

《Microchemical Journal》：AQbD-driven Box–Behnken optimization of a green RP-HPLC method for simultaneous determination of bisoprolol fumarate and dapagliflozin propanediol monohydrate with multi-metric greenness assessment

　　

• •
  开发了一种基于AQbD的绿色HPLC方法，用于同时测定富马酸比索洛尔和达帕格列酮丙二醇一水合物。
• •
  应用Box–Behnken设计进行系统优化，提高了分析方法的稳健性。
• •
  首次将AQbD和绿色分析化学结合起来用于这种药物组合的研究。
• •
  所提出的方法适用于常规质量控制，并符合现代法规和可持续性要求。

引言

随着对可持续性药物分析的重视增加，分析方法的发展不再仅仅关注准确性和精确性，还强调将环境影响降至最低。绿色分析化学（GAC）通过促进减少有害试剂消耗、能源使用和废物产生的分析程序来应对这一挑战，这些程序包括使用最少的溶剂、更安全的提取策略以及资源高效的工作流程。尽管GAC的十二项原则为环保分析提供了基础，但对方法环保性的定量评估对于客观评价和改进分析方法的可持续性仍然至关重要[1]、[2]、[3]、[4]。与此同时，分析质量控制设计（AQbD）作为一种系统的、基于科学的框架，被用于开发稳健的分析方法。在实验设计（DoE）方法中，Box–Behnken设计（BBD）能够通过最少的实验次数捕捉关键方法参数之间的相互作用，从而 efficient 地优化这些参数。与传统优化策略相比，BBD 提高了方法的稳健性、可靠性和开发效率，同时减少了实验工作和成本[5]、[6]。因此，GAC和AQbD的结合提供了一种全面的策略，可以开发出既科学稳健又环保的分析方法。

心力衰竭（HF）影响着全球约2300万人，其中近一半病例被归类为射血分数降低的心力衰竭（HFrEF）[7]。为了改善治疗效果，中央药物标准控制组织（CDSCO）于2024年8月批准了一种固定剂量组合（FDC），即富马酸比索洛尔（BPF）和达帕格列酮丙二醇一水合物（DPM），用于治疗HFrEF，无论患者的糖尿病状态如何。BPF是一种选择性的β1-肾上腺素受体拮抗剂，广泛用于治疗高血压和慢性心力衰竭；而DPM是一种钠-葡萄糖共转运蛋白-2（SGLT2）抑制剂，除了控制血糖外，还显示出显著的心血管和肾脏益处[8]。

富马酸比索洛尔（BPF；C??H??NO?·C?H?O?，分子量383.48?g/mol）是一种白色至微白色的结晶粉末，可溶于水和甲醇，具有基本的pKa值（约9.5）和中等程度的脂溶性（补充文件 图1）。达帕格列酮丙二醇一水合物（DPM；C??H??ClO?·C?H?O?·H?O，分子量502.98?g/mol）是一种白色至淡黄色的结晶固体，微溶于水但易溶于甲醇和乙腈，表现出高脂溶性和良好的化学稳定性（补充文件 图1）。这些互补的理化性质支持它们在固定剂量药物制剂中的同时色谱分离和定量测定。

已有几种分析方法被报道用于单独或与其他药物联合测定BPF和DPM，包括UV分光光度法、HPLC、HPTLC和LC–MS/MS[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]。此外，还有一些RP-HPLC和HPTLC方法被用于固定剂量制剂中BPF和DPM的同时估计[21]、[22]、[23]、[24]、[25]。尽管这些方法适用于常规分析，但大多数是使用传统的逐一因素（OFAT）方法开发的，这些方法既没有评估关键方法参数之间的相互作用，也没有建立一个科学上合理的设计空间，从而限制了方法的稳健性和生命周期可靠性。此外，它们的开发主要关注分析性能，而没有系统地考虑环境可持续性，常常涉及过量的有机溶剂消耗，并且缺乏对环保性的定量评估。为了克服这些限制，本研究将分析质量控制设计（AQbD）与绿色分析化学（GAC）相结合，实现了方法的系统优化，建立了稳健的方法操作设计区域（MODR），并开发了一种符合当前法规和环境要求的可持续分析程序。

章节片段

化学品和试剂

达帕格列酮丙二醇一水合物API是从艾哈迈达巴德的Intas Pharmaceuticals获得的赠品样品，富马酸比索洛尔API是从艾哈迈达巴德的Saga Laboratories获得的赠品样品。HPLC级甲醇和乙腈购自孟买的Merck Specialities Limited公司，用作化学试剂。

仪器和软件

色谱分析使用的是配备UV-可见光检测器（UV-2000）的Shimadzu LC-2010 CHT HPLC系统（日本制造）。

结果与讨论

开发同时具有高性能、稳健性和环境可持续性的分析方法仍是药物分析中的关键挑战。尽管已有几种方法用于同时测定BPF和DPM，但大多数方法都是使用传统方法开发的，这些方法主要关注分析性能，而对方法稳健性和环境影响的考虑较少。

与已有方法的比较研究

通过对现有方法的详细研究，发现新开发的方法更加环保，同时也提供了令人满意的准确性、精确性和稳健性。在已有方法中，乙腈作为流动相的组成部分，在75%的方法中被使用[24]、[27]，在另一种方法中被使用33%[21]。相比之下，新开发的方法减少了乙腈的使用比例。

结论

本研究通过结合分析质量控制设计和绿色分析化学的原则，成功开发了一种稳健且环保的RP-HPLC方法，用于同时测定BPF和DPM。Box–Behnken设计实现了系统的优化，建立了科学上合理的方法操作设计区域，并加深了对关键色谱变量的理解，从而提高了方法的稳健性。

作者贡献声明

Purvi Ramanuaj：撰写 – 原稿撰写、可视化、验证、方法学、数据管理。Payal N. Vaja：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿撰写、监督、资源管理、项目协调、方法学、概念构思。Hardik L. Varu：撰写 – 原稿撰写、验证、正式分析。Christine K. Nessim：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、数据管理。

出版同意

所有作者特此同意发表这项研究成果。这包括文字、图表、表格、图形摘要以及任何相关的信息或数据。

伦理审批和参与同意

不适用。

资金来源

这项研究没有获得任何资助机构的资助 - 不适用。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的利益冲突或个人关系。

Purvi Ramanuaj|Payal N. Vaja|Hardik L. Varu|Christine K. Nessim