二甲双胍分析中的绿色创新：可持续与环境友好的方法

《Sustainable Chemistry One World》：Green Innovations in Metformin Analysis: Sustainable and Environmentally Benign Approaches

　　

摘要

二甲双胍是治疗2型糖尿病最广泛使用的一线药物之一，其疗效、安全性和成本效益均得到了证实。二甲双胍在全球范围内的广泛使用，增加了对可靠分析方法的需求，以便在药物制剂、生物流体和环境样品中测定该药物。然而，传统分析技术通常依赖有害有机溶剂、高能耗和大量废弃物产生，引发了对环境可持续性的担忧。本综述重点介绍了基于绿色分析化学（GAC）策略在二甲双胍可持续测定方面的最新进展，同时保持分析性能。绿色分析方法，包括环保型高效液相色谱（HPLC）和超高效液相色谱（UHPLC）方法、胶束液相色谱、毛细管电泳、紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱和微型化样品制备技术，进行了批判性讨论。特别强调了使用环境友好型溶剂，如水、乙醇、超临界二氧化碳、深共晶溶剂和离子液体。本综述还考察了分析质量设计（AQbD）原则和绿色度评估工具的应用，包括AGREE、GAPI、BAGI、CACI和Eco-Scale。这些可持续方法显著减少了溶剂消耗、能耗和废弃物产生，同时确保了分析的准确性、精密度和稳健性。

章节摘要

概述与药理学重要性

2型糖尿病是一种复杂的代谢性疾病，由外周胰岛素敏感性降低或胰腺β细胞分泌胰岛素功能衰竭所致。常规的临床或生化检测进行糖尿病评估是当前治疗的基石。为降低血糖水平，患者应首先通过饮食调整、规律运动和生活方式改变来减轻体重[1]。二甲双胍是一种亲水性双胍类药物

文献检索策略与研究选择

进行了系统的文献检索，以识别已发表的关于二甲双胍分析测定的研究，重点关注传统分析技术、绿色分析化学（GAC）、可持续样品制备、环境友好型溶剂、色谱和光谱方法、微型化萃取技术、分析质量设计（AQbD）以及分析绿色度评估工具。检索策略旨在提供

GAC基本原理与12项原则

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药物分析中的重要性

最终目标是采用对人类健康和环境危害更小、成本更低、可扩展性更强且更加生态环保的方式生产二甲双胍。二甲双胍的药代动力学、药效学及作用机制。其在多囊卵巢综合征（PCOS）、癌症、肥胖和2型糖尿病管理中的作用。使用传统和先进技术对药物制剂和原料药中的二甲双胍进行定性和定量测定。后果

紫外-可见光谱法

紫外-可见光谱法是测定二甲双胍最常用的绿色分析方法之一。该技术基于测量溶液中二甲双胍分子对紫外或可见光的吸收量。由于二甲双胍在水中极易溶解，因此经常使用水溶液，无需使用危险的有机溶剂。由于二甲双胍在紫外区显示出特征吸收峰，可以使用该方法进行定量测定。根据比尔-朗伯定律，

水作为主要溶剂

水是测定二甲双胍最常用的绿色溶剂，因为它来源丰富、无毒且与分析方法高度兼容。由于二甲双胍极性很强且极易溶于水，水溶液非常适合配制标准溶液和校准曲线。这消除了对危险化学溶剂的需求，使分析过程更加安全和环保。水是溶解二甲双胍样品的主要溶剂

绿色方法开发中的分析质量设计（AQbD）

AQbD与GAC的结合是方法验证和开发的一种革命性方法。GAC侧重于减少有害溶剂的使用、能耗和废物产生，而AQbD则通过风险评估、实验设计（DoE）和确定方法可操作设计区域（MODR）等工具支持方法优化。主要的方法学不足和未来发展 prospects 包括将AQbD-GAC技术应用于复杂基质

绿色度评估工具

使用绿色分析化学仪器。环境评估措施的整合是近年来重要的方法学进展[105]。工具如：

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  AGREE（分析绿色度计算器）：基于12项原则提供全面的可持续性评分。

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  GAPI（绿色分析程序指数）：一种用于快速评估流程中每个步骤绿色度的可视化工具。
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  CAFRI（碳足迹减少指数）：该技术支持工具可估算直接和

二甲双胍测定绿色分析方法的研究现状评估与研究空白

过去十年中，二甲双胍测定的绿色分析方法开发取得了重大进展。研究人员越来越多地采用环境友好型溶剂、微型化样品制备技术、节能仪器和可持续性评估工具，以减少药物分析的环境足迹。绿色高效液相色谱（HPLC）、超高效液相色谱（UHPLC）、胶束液相色谱、毛细管电泳等技术

二甲双胍药理学特性的分析相关性

尽管二甲双胍在治疗上应用广泛，但仅与其分析测定直接相关的理化特性和药代动力学特性与本综述相关。二甲双胍极性很高、水溶性好且在水介质中强烈离子化。这些特性影响萃取效率、色谱保留、基质相互作用和检测灵敏度。在生物和环境基质中，其高极性和低浓度可能增加

未来展望

二甲双胍研究和分析的未来在于将可持续性、先进技术和法规合规性整合到药物质量控制中。绿色化学将继续重塑分析方法，强调溶剂替代、微型化和节能。超临界流体色谱、微流控平台和超高效液相色谱等技术有望成为主流，减少有害废物的产生

结论

可以采用多种色谱、光谱、电泳和质谱方法来测定二甲双胍，方法的选择取决于样品基质、所需的灵敏度和选择性以及分析目的。与二甲双胍相关的分析挑战主要源于其理化特性，特别是其高极性、离子化行为以及有限的发色团特性，这些特性影响分离、萃取和检测。

利益声明

作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所述的工作。

CRediT作者贡献声明

Saurabh Shukla：撰写——审阅与编辑、撰写——原始稿件、可视化、验证、监督、方法论。Shweta Mevada：撰写——审阅与编辑、撰写——原始稿件、可视化、验证、监督、软件、方法论。Najeeyabanu Tank：撰写——原始稿件、可视化、验证。

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