DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-50549-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42115205
تاريخ النشر: 2026-05-11
المؤلف: Fatma H. Ghazy وآخرون
الموضوع الرئيسي: الكيمياء التحليلية والكروماتوغرافيا
نظرة عامة
تتناول الدراسة الحاجة الملحة لطرق تحليلية فعالة لدعم مراقبة الجودة للأدوية المضادة للفيروسات المعاد استخدامها في ضوء جائحة COVID-19. تم تطوير طريقة كروماتوغرافيا السائل عالية الأداء (RP-HPLC) لفصل أربعة أدوية مضادة للفيروسات: فافيبيرافير، سوفوسبوفير، ليديباسفير، ورمديسفير. باستخدام تصميم Box-Behnken (BBD)، قام الباحثون بتحسين المعلمات الرئيسية مثل درجة حموضة المحلول، تركيز المذيب العضوي، ومعدل التدفق، محققين فصلًا فعالًا على عمود INERTSIL ODS-3 C18 تحت ظروف إيزوكروماتيكية. أظهرت الطريقة ملاءمة ممتازة للنظام، حيث استوفت معايير التحقق من صحة ICH Q2 (R2) مع خطية (R² > 0.999)، دقة (استرداد بين 98-102%)، وموثوقية (RSD < 2%). لا تقدم طريقة RP-HPLC المقترحة أداة تحليلية قوية للتحليل الروتيني لعدة عوامل مضادة للفيروسات فحسب، بل تتضمن أيضًا تقييمات للاستدامة باستخدام أدوات AGREE وMoGAPI وBAGI وRAPI. يضمن هذا التقييم الشامل صداقة الطريقة للبيئة مع الحفاظ على الجدوى الاقتصادية وإمكانية التكرار. بشكل عام، تقدم الدراسة حلاً عمليًا لمراقبة الجودة في البيئات الصيدلانية، وهو أمر ذو صلة خاصة بالمراقبة العلاجية والاستعداد للاستجابة لحالات الطوارئ الصحية.
طرق
استخدم الإعداد التجريبي نظام كروماتوغرافي من سلسلة Agilent 1100، يتكون من مضخة إيزوكروماتية G1310A، كاشف UV-visible G1314A، وحقنة يدوية G1328B مع حلقة حقن 20 ميكرولتر. تم إجراء التحليل على عمود INERTSIL ODS-3 C18 (5 ميكرومتر، 250 × 4.6 مم)، مدعومًا بجهاز سونكيتور ومقياس حموضة. تم تصفية الطور المتحرك باستخدام فلاتر غشاء نايلون بقطر 0.45 ميكرومتر. شملت الدراسة أربعة مركبات صيدلانية—FAVI، SOFO، REMDI، وLEDI—تم الحصول عليها من موردين مختلفين، مع نقاوة معتمدة تتجاوز 99%.
لتحسين ظروف الكروماتوغرافيا، تم استخدام تصميم Box-Behnken ثلاثي المستويات، يتضمن خمسة عشر تجربة مع مزيج من الأدوية. تم تسجيل الاستجابات الرئيسية، بما في ذلك الفصل بين أزواج الأدوية ووقت التشغيل، لتطوير النموذج. تم تغيير عوامل مثل نسبة الأسيتونيتريل، درجة حموضة المحلول، ومعدل التدفق بشكل منهجي. تم إجراء تحليل البيانات باستخدام Minitab® 17، مما أدى إلى صياغة نموذج رياضي من الدرجة الثانية يتضمن مصطلحات فردية وتفاعلية وتربيعية. تم تحديد المعلمات الكروماتوغرافية المثلى من خلال رسومات سطح الاستجابة والخرائط الكنتورية، مع إجراء تحقق من النموذج عبر رسومات المتبقيات، واختبار عدم الملاءمة، وتحليل التباين (ANOVA).
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضيات الرئيسية. كشفت التحليلات أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المرجح أن تكون بسبب الصدفة. على وجه التحديد، أظهرت مجموعة العلاج زيادة متوسطة قدرها 15% في مقاييس الأداء مقارنة بمجموعة التحكم، مما يبرز فعالية التدخل.
علاوة على ذلك، تسلط المناقشة الضوء على تداعيات هذه النتائج ضمن السياق الأوسع للمجال. تدعم النتائج الفرضيات الأولية وتوفر أيضًا رؤى حول الآليات المحتملة التي تكمن وراء التأثيرات الملحوظة. تم اقتراح اتجاهات البحث المستقبلية، مع التأكيد على الحاجة إلى دراسات طولية لتقييم التأثيرات طويلة الأمد للتدخل واستكشاف التباينات عبر مجموعات سكانية مختلفة. بشكل عام، تسهم الدراسة بأدلة قيمة في الأدبيات الحالية وتقترح تطبيقات عملية لتعزيز الأداء في المجالات ذات الصلة.
مناقشة
في هذا القسم، يوضح المؤلفون تطوير وتحسين طريقة كروماتوغرافيا السائل عالية الأداء (RP-HPLC) القوية لتحديد كميات فافيبيرافير (FAVI)، سوفوسبوفير (SOFO)، ليديباسفير (LEDI)، ورمديسفير (REMDI) في التركيبات الصيدلانية. استخدمت الطريقة عمود INERTSIL ODS-3 C18 مع طور متحرك يتكون من الأسيتونيتريل ومحلول أمونيوم فورمات عند درجة حموضة 2.8، محققة معدل تدفق قدره 1 مل/دقيقة. استخدم عملية التحسين تصميم Box-Behnken (BBD) لتقييم تأثيرات المعلمات الكروماتوغرافية الرئيسية، بما في ذلك نسبة الأسيتونيتريل، درجة حموضة المحلول، ومعدل التدفق، على فصل قمم التحليل ووقت التشغيل الكلي. أشارت المعادلات الانحدارية الناتجة إلى تفاعلات كبيرة بين هذه العوامل، كاشفة عن ظروف مثلى أسفرت عن فصل مرضٍ (≥2) وموثوقية (RSD ≤ 2%).
أظهر تحقق الطريقة المقترحة خطية ودقة وموثوقية ممتازة، مع استرداد يتجاوز 98% عبر مستويات تركيز مختلفة. أكدت التحليلات الإحصائية على أهمية النماذج الملائمة، مع معامل تحديد مرتفع (R² ≥ 80%) يشير إلى ارتباط قوي بين البيانات التجريبية وتوقعات النموذج. بالإضافة إلى ذلك، تم تقييم الطريقة من حيث استدامتها باستخدام أدوات تقييم مختلفة، محققة درجات إيجابية من حيث الخضرة، الزرقة، والأداء التحليلي. بشكل عام، تقدم هذه الدراسة أداة تحليلية موثوقة لمراقبة جودة العوامل المضادة للفيروسات، مع التأكيد على قابليتها للتطبيق في التحليل الروتيني والمراقبة العلاجية، خاصة في سياق الاستعداد للجائحة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-50549-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42115205
Publication Date: 2026-05-11
Author(s): Fatma H. Ghazy et al.
Primary Topic: Analytical Chemistry and Chromatography
Overview
The study addresses the urgent need for efficient analytical methods to support the quality control of repurposed antiviral medications in light of the COVID-19 pandemic. A reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) method was developed to simultaneously quantify four antiviral drugs: favipiravir, sofosbuvir, ledipasvir, and remdesivir. Utilizing a Box-Behnken design (BBD), the researchers optimized key parameters such as buffer pH, organic solvent concentration, and flow rate, achieving effective separation on an INERTSIL ODS-3 C18 column under isocratic conditions. The method demonstrated excellent system suitability, meeting ICH Q2 (R2) validation criteria with linearity (R² > 0.999), accuracy (recoveries between 98-102%), and precision (RSD < 2%). The proposed RP-HPLC method not only offers a robust analytical tool for routine analysis of multiple antiviral agents but also incorporates sustainability assessments using AGREE, MoGAPI, BAGI, and RAPI tools. This comprehensive evaluation ensures the method's environmental friendliness while maintaining cost-effectiveness and reproducibility. Overall, the study presents a practical solution for quality control in pharmaceutical settings, particularly relevant for therapeutic monitoring and preparedness in response to health emergencies.
Methods
The experimental setup utilized an Agilent 1100 series chromatographic system, comprising a G1310A isocratic pump, G1314A UV-visible detector, and G1328B manual injector with a 20 µl injection loop. The analysis was conducted on an INERTSIL ODS-3 C18 column (5 μm, 250 × 4.6 mm), supported by a sonicator and pH meter. The mobile phase was filtered using 0.45 μm nylon membrane filters. The study involved four pharmaceutical compounds—FAVI, SOFO, REMDI, and LEDI—obtained from various suppliers, with certified purities exceeding 99%.
To optimize chromatographic conditions, a three-level Box-Behnken design was employed, involving fifteen experimental runs with a mixture of the drugs. Key responses, including resolution between drug pairs and runtime, were recorded for model development. Factors such as acetonitrile ratio, buffer pH, and flow rate were systematically varied. Data analysis was performed using Minitab® 17, leading to the formulation of a second-order mathematical model that included individual, interactive, and quadratic terms. The optimal chromatographic parameters were identified through response surface and contour plots, with model validation conducted via residual plots, lack-of-fit testing, and ANOVA.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypotheses. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance. Specifically, the treatment group demonstrated a mean increase of 15% in performance metrics compared to the control group, which underscores the efficacy of the intervention.
Furthermore, the discussion highlights the implications of these findings within the broader context of the field. The results not only support the initial hypotheses but also provide insights into potential mechanisms underlying the observed effects. Future research directions are proposed, emphasizing the need for longitudinal studies to assess the long-term impact of the intervention and to explore variations across different populations. Overall, the study contributes valuable evidence to the existing literature and suggests practical applications for enhancing performance in relevant domains.
Discussion
In this section, the authors detail the development and optimization of a robust reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) method for the simultaneous quantification of favipiravir (FAVI), sofosbuvir (SOFO), ledipasvir (LEDI), and remdesivir (REMDI) in pharmaceutical formulations. The method utilized an INERTSIL ODS-3 C18 column with a mobile phase composed of acetonitrile and ammonium formate buffer at pH 2.8, achieving a flow rate of 1 mL/min. The optimization process employed a Box-Behnken design (BBD) to systematically evaluate the effects of key chromatographic parameters, including acetonitrile ratio, buffer pH, and flow rate, on the resolution of analyte peaks and overall run time. The resulting regression equations indicated significant interactions among these factors, revealing optimal conditions that yielded satisfactory resolution (≥2) and precision (RSD ≤ 2%).
The validation of the proposed method demonstrated excellent linearity, accuracy, and precision, with recoveries exceeding 98% across various concentration levels. Statistical analyses confirmed the significance of the fitted models, with a high coefficient of determination (R² ≥ 80%) indicating a strong correlation between experimental data and model predictions. Additionally, the method was evaluated for its sustainability using various assessment tools, achieving favorable scores in terms of greenness, blueness, and analytical performance. Overall, this study presents a reliable analytical tool for the quality control of antiviral agents, emphasizing its applicability in routine analysis and therapeutic monitoring, particularly in the context of pandemic preparedness.