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研究人员为测定恩西芬特林(EFT),整合 AQbD 和 GAC 开发 RP-UPLC 法,该法经验证且具环境可持续性。
### 研究背景:呼吸疾病治疗的新挑战与机遇
慢性阻塞性肺疾病(COPD)就像一个隐藏在全球健康领域的 “大反派”,随着污染的加剧和现代化进程的推进,它对人类健康的威胁愈发严重。这种疾病以慢性呼吸道炎症、气道重塑、急性加重和过多黏液分泌为特征,最终导致不可逆的气流阻塞。尽管目前有一些治疗手段,但很多患者在接受现有治疗后,仍然被症状所困扰。
在寻找新疗法的道路上,科学家们把目光投向了磷酸二酯酶(PDE)3 和 PDE4 抑制剂。PDE3 在气道平滑肌中调节环磷腺苷(cAMP)和环磷鸟苷(cGMP),影响支气管的紧张度;PDE4 则在炎症细胞中调节 cAMP 。对 PDE3 和 PDE4 的双重抑制,可能会带来额外的支气管扩张和抗炎效果。恩西芬特林(Ensifentrine,EFT)作为一种新型的 PDE3 和 PDE4 双重抑制剂,专为吸入治疗设计,它瞄准了气道炎症和纤毛功能,在 COPD 治疗中展现出了巨大的潜力。
然而,在 EFT 的研究和应用过程中,一个关键问题出现了:由于缺乏稳定性研究报告、分析方法验证以及利用超高效液相色谱(UPLC)结合分析质量设计(AQbD)和绿色分析化学(GAC)的方法开发,无法准确测定 EFT 的含量。这就好比在黑暗中摸索,没有精准的地图,难以确定方向。为了解决这个问题,来自多个研究机构的研究人员展开了深入研究,他们的成果发表在了《BMC Chemistry》杂志上。
研究方法:多技术融合的创新探索
研究人员采用了一系列先进的技术方法来攻克难题。在仪器设备方面,他们使用沃特世 Acquity UPLC 系统搭配光电二极管阵列(PDA)检测器,对 EFT 进行分析。利用 Design-Expert? 软件和中心复合设计,构建 AQbD 框架,以此优化 RP-UPLC 方法。
为了制备样本和标准溶液,研究人员也做了精心准备。选择 50:50 的乙腈 - 水混合物作为稀释剂,以确保药物的溶解性。通过精确称量和一系列操作,制备了标准储备溶液、标准工作溶液、样本储备溶液和样本工作溶液。
在研究过程中,应力降解研究也至关重要。研究人员按照国际人用药品注册技术协调会(ICH)的 Q1A(R2)和 Q1B 指南,对 EFT 在热、氧化(过氧化物)、水解(碱性和酸性)、中性(稀释剂)和光解等各种应力条件下进行评估。此外,还依据 ICH 指南 Q2(R1)对最终确定的分析方法进行全面验证,包括特异性、系统适用性、准确性、稳健性、精密度、溶液稳定性、检测限(LOD)、定量限(LOQ)和线性等方面的评估。
研究结果:新方法的卓越表现
- 方法优化成果:经过一系列优化,研究人员确定了 RP-UPLC 的最佳分析条件。在环境温度下,使用 ACQUITY UPLC HSS C18 SB 柱进行等度分离,流动相为 0.01 N KH2PO4(pH 5.4)和乙腈(66.4:33.6 v/v),流速为 0.27 mL/min,检测波长为 272.0 nm。通过实验设计,研究人员考察了流速、流动相中有机相百分比和温度等因素对保留时间、理论塔板数和拖尾因子的影响,最终得到了最佳的色谱条件。
- 方法验证结果:系统适用性方面,各项参数均符合 ICH 指南,拖尾因子小于 2,分辨率大于 2,理论塔板数超过 2000。特异性良好,在 EFT 的保留时间(1.207 min)处,空白和安慰剂溶液均无干扰。线性范围为 3.75 - 22.5 μg/mL,相关系数达到 0.9997,表明该方法在这个浓度范围内具有高度的线性响应。精密度方面,日内重复性的相对标准偏差(% RSD)为 0.40%,日间精密度的 % RSD 为 0.50%,显示出该方法的高可靠性。准确性评估中,采用标准加入法,平均回收率为 100.17%,% RSD 小于 2.0,说明该方法准确性令人满意。LOD 为 3.3 μg/mL,LOQ 为 10 μg/mL。在稳健性研究中,即使改变流速(0.1 - 0.3 mL/min)、柱温(24 - 35 °C)和流动相组成(62B:38A 至 69B:34A),该方法仍不受影响,系统适用性参数基本不变,% RSD 保持在可接受范围内。溶液稳定性研究发现,样品和标准溶液在 50:50(v/v)乙腈:水的稀释剂中,于 5 °C 下可稳定保存 48 h。
- 含量测定与降解研究:对标记为含 100 mg EFT 的吸入产品 Ohtuvayre 进行含量测定,平均含量结果为 99.93%。在强制降解研究中,EFT 在光解和中性条件下降解极少(小于 2%);酸水解时降解 5.15%,降解峰出现在 0.747 min;碱水解时降解 4.38%,降解峰在 0.790 min;氧化和热降解分别为 4.81% 和 3.23%,且降解峰均无干扰。
- 绿色分析评估:研究人员使用 ComplexMoGAPI、ChlorTox Scale、AGREE、Analytical Eco-scale 和 BAGI 等工具对方法的绿色性进行评估。ComplexMoGAPI 计算得分 71,表明该方法在环境可持续性方面有提升空间;ChlorTox Scale 使用 WHN 模型和 CHEMS-1 模型计算出总 ChlorTox 值分别为 1.24 g 和 1.32 g,评估了化学风险;AGREE 工具给出的总体评分为 0.55,显示该方法具有一定的环保特性;Analytical Eco-scale 的生态评分为 58,表明该方法环境友好;BAGI 评分为 70,说明该方法在实际应用中具有潜力。
研究结论与意义:为药物分析开辟新道路
这项研究成功地整合了 AQbD 和 GAC 原则,开发并验证了一种用于定量 EFT 的灵敏且稳健的 RP-UPLC 方法。该方法不仅满足了 EFT 含量测定的需求,还在环境可持续性方面表现出色,为未来药物分析方法的开发树立了新的标杆。
通过全面的方法验证,确保了该方法的可靠性和准确性,能够为 EFT 的质量控制和临床应用提供有力支持。在绿色分析评估中,多种工具的使用从不同角度展示了该方法在环保方面的优势,为其他药物分析方法的绿色化改进提供了参考。
此外,研究中采用的 AQbD 和 GAC 相结合的策略,为药物分析领域提供了一种创新的思路,有助于推动整个制药科学朝着更加可持续的方向发展。它就像一把钥匙,打开了通往高效、环保药物分析的大门,让我们在保障人类健康的道路上又迈出了坚实的一步。