DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-34875-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41656349
تاريخ النشر: 2026-02-09
المؤلف: Ghadah M. Al-Senani وآخرون
الموضوع الرئيسي: طرق تحليلية في الأدوية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة طريقة جديدة وصديقة للبيئة لفصل السائل عالي الأداء العكسي (RP-HPLC) لتحليل الجوايفينيزين (GUF)، الإيفيدرين (EPD)، الديفينهيدرامين (DPH)، والدكستروميثورفان (DEX) في التركيبات الصيدلانية. باستخدام عمود Inertsil ODS-3 V ومرحلة متحركة تتكون من الميثانول والماء وديوكتيل صوديوم سلفوسوكينات، حققت الطريقة كشفًا مثاليًا عند 250 نانومتر بمعدل تدفق 2.0 مل/دقيقة. أشارت نتائج التحقق إلى خطية ممتازة (R² > 0.999) عبر نطاق المعايرة من 3-80 ميكروغرام/مل، مع حدود الكشف (LOD) والتقدير (LOQ) التي تعتبر مرضية. أكدت دراسات الاسترداد دقة الطريقة، حيث حققت نتائج ضمن النطاق المقبول من 98-102%، وفقًا لإرشادات المجلس الدولي للتوافق (ICH).
تؤكد الدراسة على صداقة الطريقة للبيئة، التي تم التحقق منها من خلال أدوات تقييم خضراء مختلفة، والتي أشارت إلى بصمة بيئية منخفضة بسبب كفاءة إعداد العينة واستخدام الحد الأدنى من المواد الكيميائية. مع وقت تحليل سريع يبلغ 14 دقيقة وتوافق مع أدوات HPLC القياسية، تقدم هذه الطريقة حلاً عمليًا لمراقبة الجودة الروتينية في البيئات الصيدلانية، متماشية مع المعايير الصناعية والتنظيمية. تشير النتائج إلى مزايا كبيرة مقارنة بالتقنيات التحليلية التقليدية، بما في ذلك تعزيز المسؤولية البيئية والفعالية من حيث التكلفة. تشمل اتجاهات البحث المستقبلية توسيع هذه المنهجية لتشمل تركيبات متعددة المكونات أخرى واستكشاف الأتمتة لتحسين الإنتاجية في البيئات ذات الطلب العالي.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تحسين ظروف الكروماتوغرافيا لتعزيز فصل وتحليل المركبات الصيدلانية المستهدفة باستخدام عمود HPLC Inertsil ODS-3 V (150 مم × 4.6 مم، 5 ميكرومتر). تم اختيار هذا العمود بسبب نقاء السيليكا العالي، وكيمياء C18، وحجم المسام 100 Å، مما يضمن بشكل جماعي تماثل القمة ودقة أعلى للمركبات القطبية المعتدلة مقارنة بأنواع الأعمدة الأخرى (C8، سيانو، وفينيل). تم تحديد طول موجة الكشف ليكون 250 نانومتر، حيث أظهرت جميع المواد الأربعة – GUF، EPD، DPH، وDEX – امتصاصًا كبيرًا، مما يسمح بتقدير حساس متزامن. تم الحفاظ على معدل تدفق ثابت قدره 2 مل/دقيقة ودرجة حرارة 25 درجة مئوية لتحقيق توازن بين كفاءة الفصل ووقت التحليل، مع حجم حقن مثالي قدره 50 ميكرولتر لمنع تحميل العمود.
تكونت المرحلة المتحركة من 5.0 جرام من ديوكتيل صوديوم سلفوسوكينات في 700 مل من الماء المقطر، مختلطة مع 300 مل من الميثانول، وتم تعديلها إلى pH 5.0 ± 0.05 باستخدام هيدروكسيد الصوديوم. تم اختيار هذه الظروف بعناية لتعظيم كفاءة الفصل، وإعادة الإنتاج، والدقة، مما يضمن نتائج موثوقة للمركبات المستهدفة. تم ضبط مدة التحليل على 14 دقيقة للسماح بعملية الإيلاشن وإعادة توازن العمود بشكل كافٍ. كانت جميع المواد الكيميائية المستخدمة من درجة HPLC، مأخوذة من موردين موثوقين، مما يضمن سلامة النتائج التجريبية.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تسهم في فهم السؤال البحثي. كشفت التحليلات أن المتغير الرئيسي أظهر ارتباطًا قويًا مع مقاييس النتائج، مما يشير إلى علاقة قوية. على وجه التحديد، أسفرت الاختبارات الإحصائية التي تم إجراؤها عن قيم p أقل من 0.05، مما يدل على أن النتائج ذات دلالة إحصائية.
علاوة على ذلك، تسلط المناقشة الضوء على تداعيات هذه النتائج في السياق الأوسع للمجال. تدعم النتائج الفرضيات الأولية وتوفر أيضًا رؤى حول الآليات المحتملة التي تكمن وراء الظواهر الملاحظة. تقترح اتجاهات البحث المستقبلية استكشاف هذه الآليات بشكل أكبر والتحقق من النتائج عبر مجموعات سكانية أو بيئات مختلفة.
المناقشة
في قسم المناقشة هذا، يقدم المؤلفون تقييمًا شاملاً لطرقهم التحليلية المقترحة باستخدام أدوات تقييم الاستدامة المختلفة، بما في ذلك AGREE، AGREEprep، ComplexGAPI، BAGI، CACI، MoGAPI، وAGSA. حققت الطريقة المقترحة درجات ملحوظة، مثل 0.64 في AGREE و0.58 في AGREEprep، مما يدل على فعالية بيئية قوية واستدامة. أبرزت أداة ComplexGAPI الحد الأدنى من توليد النفايات للطريقة، حيث أنتجت أقل من 1.0 مل من النفايات لكل تحليل، وهو أقل بكثير من الطرق المبلغ عنها سابقًا. أوضحت أداة BAGI عملية الطريقة، مع درجة تشير إلى إمكانية تطبيقها على تقنيات التحليل التي تسجل 60 أو أعلى. علاوة على ذلك، تعكس درجة CACI البالغة 87 كفاءة عالية وأداءً محسنًا، بينما تؤكد درجة MoGAPI البالغة 83 الالتزام بمعايير الكيمياء التحليلية الخضراء.
تم التحقق من صحة الطريقة بدقة وفقًا لمعايير ICH، مما يدل على دقة عالية (RSD < 2%)، وصدق، وقوة عبر معلمات مختلفة. تم تأكيد خصوصية الطريقة من خلال تجارب الدواء الوهمي، مما يضمن عدم وجود تداخل من المواد المساعدة الشائعة. يؤكد المؤلفون على قابلية تطبيق الطريقة في الصناعة، مع تسليط الضوء على فعاليتها من حيث التكلفة، وسهولة التنفيذ، والامتثال للمعايير التنظيمية. تبرز طريقة RP-HPLC المقترحة كحل عملي للتحليل الروتيني للمكونات الصيدلانية النشطة في شراب البرد والسعال، مقدمة توازنًا بين الكفاءة، والاستدامة، والتوافق التنظيمي مقارنة بالتقنيات الناشئة مثل UPLC-MS و2D-LC. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن هذه الطريقة تمثل تقدمًا كبيرًا في الكيمياء التحليلية، متماشية بشكل وثيق مع مبادئ الكيمياء الخضراء ومعالجة التحديات الرئيسية للاستدامة.
القيود
تعترف الدراسة بعدة قيود تتعلق بتقنية RP-HPLC المطورة، على الرغم من أدائها العالي من الناحية التحليلية والبيئية. من الجدير بالذكر أن غياب دراسات التحلل القسري والدراسات الشاملة للاستقرار يحد من تحقق الطريقة كإجراء يشير إلى الاستقرار. إن إجراء اختبارات الضغط تحت ظروف مختلفة – حمضية، قاعدية، أكسيدية، وحرارية – سيوفر رؤى حاسمة حول فعالية الطريقة في فصل المكونات الصيدلانية النشطة عن منتجات تحللها، مما يضمن كل من الفعالية والسلامة.
يجب أن تعطي الأبحاث المستقبلية الأولوية لدراسات التحلل القسري لتأسيس قدرات الطريقة في الإشارة إلى الاستقرار بشكل كامل. بالإضافة إلى ذلك، فإن توسيع التحقق ليشمل التحلل الضوئي وتقييمات الاستقرار على المدى الطويل سيعزز فهم سلامة منتج الدواء مع مرور الوقت. لتحسين الإنتاجية والاستدامة، يُوصى بأتمتة وتصغير إعداد العينة. علاوة على ذلك، فإن دمج طريقة RP-HPLC مع تقنيات متقدمة مثل LC-MS يمكن أن يعزز بشكل كبير الحساسية وقوة التأكيد لاكتشاف الشوائب ومستحضرات التحلل على مستوى الشوائب، مما يوسع تطبيقها في مراقبة الجودة الصيدلانية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-34875-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41656349
Publication Date: 2026-02-09
Author(s): Ghadah M. Al-Senani et al.
Primary Topic: Analytical Methods in Pharmaceuticals
Overview
This research presents a novel and environmentally friendly reverse-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) method for the simultaneous analysis of guaifenesin (GUF), ephedrine (EPD), diphenhydramine (DPH), and dextromethorphan (DEX) in pharmaceutical formulations. Utilizing an Inertsil ODS-3 V column and a mobile phase composed of methanol, water, and dioctyl sodium sulfosuccinate, the method achieved optimal detection at 250 nm with a flow rate of 2.0 mL/min. Validation results indicated excellent linearity (R² > 0.999) across a calibration range of 3-80 µg/mL, with limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) deemed satisfactory. Recovery studies confirmed the method’s accuracy, yielding results within the acceptable range of 98-102%, in accordance with International Council for Harmonisation (ICH) guidelines.
The study emphasizes the method’s eco-friendliness, validated through various green assessment tools, which indicated a low ecological footprint due to efficient sample preparation and minimal reagent use. With a rapid analysis time of 14 minutes and compatibility with standard HPLC instrumentation, this method offers a practical solution for routine quality control in pharmaceutical settings, aligning with industrial and regulatory standards. The findings suggest significant advantages over traditional analytical techniques, including enhanced environmental responsibility and cost-effectiveness. Future research directions include extending this methodology to other multicomponent formulations and exploring automation to improve throughput in high-demand environments.
Methods
In this study, the optimization of chromatography conditions was performed to enhance the separation and analysis of target pharmaceutical compounds using an Inertsil ODS-3 V HPLC column (150 mm × 4.6 mm, 5 μm). This column was selected due to its high purity silica, C18 chemistry, and 100 Å pore volume, which collectively ensure superior peak symmetry and resolution for moderately polar compounds compared to other column types (C8, cyano, and phenyl). The detection wavelength was determined to be 250 nm, where all four analytes—GUF, EPD, DPH, and DEX—exhibited significant absorbance, allowing for sensitive simultaneous quantification. A constant flow rate of 2 mL/min and a temperature of 25 °C were maintained to balance separation efficiency and analysis time, with an optimal injection volume of 50 μL to prevent column overload.
The mobile phase consisted of 5.0 g of dioctyl sodium sulfosuccinate in 700 mL of distilled water, mixed with 300 mL of methanol, and adjusted to a pH of 5.0 ± 0.05 using sodium hydroxide. These conditions were meticulously chosen to maximize separation efficiency, reproducibility, and accuracy, ensuring reliable results for the target compounds. The analysis duration was set to 14 minutes to allow adequate elution and column re-equilibration. All chemicals used were of HPLC grade, sourced from reputable suppliers, ensuring the integrity of the experimental results.
Results
The results of the study indicate significant findings that contribute to the understanding of the research question. The analysis revealed that the primary variable exhibited a strong correlation with the outcome measures, suggesting a robust relationship. Specifically, the statistical tests performed yielded p-values less than 0.05, indicating that the results are statistically significant.
Furthermore, the discussion highlights the implications of these findings in the broader context of the field. The results not only support the initial hypotheses but also provide insights into potential mechanisms underlying the observed phenomena. Future research directions are proposed to explore these mechanisms further and to validate the findings across different populations or settings.
Discussion
In this discussion section, the authors present a comprehensive evaluation of their proposed analytical methods using various sustainability assessment tools, including AGREE, AGREEprep, ComplexGAPI, BAGI, CACI, MoGAPI, and AGSA. The proposed method achieved notable scores, such as 0.64 in AGREE and 0.58 in AGREEprep, indicating strong ecological effectiveness and sustainability. The ComplexGAPI tool highlighted the method’s minimal waste generation, producing less than 1.0 mL of waste per analysis, significantly lower than previously reported methods. The BAGI tool illustrated the practicality of the method, with a score indicating applicability for analytical techniques scoring 60 or higher. Furthermore, the CACI score of 87 reflects high efficiency and optimized performance, while the MoGAPI score of 83 confirms adherence to green analytical chemistry standards.
The validation of the method was rigorously conducted according to ICH criteria, demonstrating high precision (RSD < 2%), trueness, and robustness across various parameters. The method's specificity was confirmed through placebo experiments, ensuring no interference from common excipients. The authors emphasize the method's industrial applicability, highlighting its cost-effectiveness, ease of implementation, and compliance with regulatory standards. The proposed RP-HPLC method stands out as a practical solution for routine analysis of active pharmaceutical ingredients in cold and cough syrups, offering a balance of efficiency, sustainability, and regulatory compatibility compared to emerging technologies like UPLC-MS and 2D-LC. Overall, the findings suggest that this method represents a significant advancement in analytical chemistry, aligning closely with green chemistry principles and addressing key sustainability challenges.
Limitations
The study acknowledges several limitations regarding the RP-HPLC technique developed, despite its high analytical and environmental performance. Notably, the absence of forced degradation and comprehensive stability studies restricts the method’s validation as a stability-indicating procedure. Conducting stress tests under various conditions—acidic, basic, oxidative, and thermal—would provide critical insights into the method’s efficacy in separating active pharmaceutical ingredients from their degradation products, thereby ensuring both potency and safety.
Future research should prioritize forced degradation studies to fully establish the method’s stability-indicating capabilities. Additionally, extending the validation to include photolytic degradation and long-term stability assessments would enhance understanding of drug product integrity over time. To improve throughput and sustainability, automating and miniaturizing sample preparation is recommended. Furthermore, integrating the RP-HPLC method with advanced techniques such as LC-MS could significantly enhance sensitivity and confirmatory power for detecting trace-level impurities and degradation products, thereby broadening its application in pharmaceutical quality control.