Application de la qualité

Jan 15, 2024

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 8559 (2023) Citer cet article

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Détails des métriques

Ici, une méthode spectrofluorimétrique sensible et sélective a été développée pour la détermination de l'anesthésique local oculaire chlorhydrate de bénoxinate (BEN-HCl) dans les collyres et l'humeur aqueuse artificielle. La méthode proposée est basée sur l'interaction de la fluorescamine avec le groupe amino primaire du BEN-HCl à température ambiante. Suite à l'excitation du produit de réaction à 393 nm, l'intensité de fluorescence relative émise (RFI) a été mesurée à 483 nm. Les paramètres expérimentaux clés ont été soigneusement examinés et optimisés en adoptant une approche analytique de qualité par conception. La méthode a utilisé une conception factorielle complète à deux niveaux (24 FFD) pour obtenir le RFI optimal du produit de réaction. La courbe d'étalonnage était linéaire dans la plage de 0,10 à 1,0 μg/mL de BEN-HCl avec une sensibilité jusqu'à 0,015 μg/mL. La méthode a été appliquée pour analyser les gouttes ophtalmiques BEN-HCl et a également pu évaluer ses niveaux dopés dans l'humeur aqueuse artificielle avec des pourcentages de récupération élevés (98, 74 à 101, 37%) et de faibles valeurs SD (≤ 1, 11). Pour étudier le profil vert de la méthode proposée, une évaluation de la verdure a été réalisée à l'aide de l'évaluation analytique à l'échelle écologique (ESA) et du GAPI. La méthode développée a obtenu un score ESA très élevé en plus d'être sensible, abordable et durable sur le plan environnemental. La méthode proposée a été validée selon les directives de l'ICH.

Le chlorhydrate de benoxinate (BEN-HCl), un ester d'acide para-aminobenzoïque de 2-diéthylamino éthyl-4-amino-3-butoxy benzoate1, est utilisé comme sel de chlorhydrate dans une solution à 0,4 % avec de courtes procédures ophtalmologiques2. La pureté du BEN-HCl était de 99,80 ± 0,6 %3. Les pharmacopées américaine, européenne et japonaise le classent tous comme un médicament officiel lorsqu'il est administré à la conjonctive en tant qu'agent anesthésique local avec moins d'irritation que son analogue, la tétracaïne3,4,5. Son profil analytique impliquait différentes techniques, notamment les méthodes spectrophotométriques6,7,8, électrochimiques9 et chromatographiques (HPLC et GC)7,10,11. Cependant, en raison du coût élevé de l'équipement et du type de solvant excessif, la HPLC et la GC ne sont pas souvent utilisées dans tous les laboratoires ; ainsi, d'autres approches simples, rapides et économiques, telles que la spectroscopie, sont nécessaires.

Dans le domaine de la science des matériaux, une méthode analytique candidate, à savoir la spectrofluorimétrie, est devenue une base commune pour de nombreuses déterminations sensibles12,13,14,15. Sa sensibilité intrinsèque, sa rapidité et sa large gamme linéaire de détections rendent l'utilité de la spectrofluorimétrie souhaitable pour l'analyse et la surveillance de routine16. Dans ce manuscrit, nous avons proposé une méthode pour la détermination de BEN-HCl basée sur l'interaction de la fluorescamine avec le groupe amino primaire BEN-HCl dans un pH légèrement alcalin à température ambiante, qui produit un composé fortement fluorescent. Les avantages de l'utilisation de la fluorescamine en tant que réactif fluorogène de dérivation du groupe amino étaient la raison de son utilisation dans la méthode proposée. La fluorescamine présente plusieurs avantages par rapport aux autres composés fluorogènes, notamment la simplicité, la rapidité et l'absence d'exigences de chauffage. Bien que le réactif fluorescamine soit incroyablement faiblement fluorescent par lui-même, il produit un produit de réaction hautement fluorescent (cation pyrrolone) lorsqu'il réagit avec un groupe amino17. Cette réaction est dépendante du pH et extrêmement lumineuse en milieu légèrement alcalin car le cation pyrrolone est de structure insaturée, conjuguée, plane et rigide. En milieu acide ou fortement alcalin, un autre dérivé non plan et moins conjugué est produit.

L'un des principaux objectifs des laboratoires d'analyse à l'heure actuelle est de faire progresser le développement de la chimie analytique verte (GAC). Les douze règles de base du GAC sont les principes sur lesquels reposent tous les outils d'évaluation de la verdure18,19,20. L'objectif principal de GAC est de trouver un équilibre entre la réduction des risques environnementaux liés aux méthodologies analytiques et le rétablissement de la haute qualité de ses résultats. Cependant, les risques environnementaux, tels que les produits chimiques nocifs et/ou les solvants, les machines énergivores, l'introduction de grandes quantités de déchets toxiques ou les risques anticipés pour l'environnement et la santé humaine21,22, doivent être évalués de manière approfondie. Pour cette évaluation, de nombreux outils d'appréciation ont été conçus23. L'évaluation de l'éco-échelle analytique (ESA) et l'indice de procédure analytique verte (GAPI)24,25 ont été utilisés pour évaluer le profil de verdeur de la méthode proposée, qui s'est avérée être un excellent vert.

De plus, le modèle Quality-by-Design (QbD) utilise une stratégie basée sur les statistiques qui présente de nombreux avantages pour concevoir, modifier et valider la méthode développée26,27. Par rapport aux procédures univariées, l'optimisation nécessite beaucoup moins d'efforts, de temps et de ressources. De plus, en déterminant avec précision les variables significatives de la méthode et en fournissant des graphiques qui démontrent les performances et la fiabilité idéales de la méthode, le développement de plans expérimentaux permet une meilleure amélioration et une meilleure compréhension des performances de la méthode développée28. L'attractivité des QbD tient à leur capacité à identifier les facteurs les plus critiques, à les catégoriser et à analyser leurs relations, contrairement aux techniques univariées. Le choix d'un plan factoriel complet à deux niveaux (24 FFD) pour cette enquête a été effectué car il s'agit de l'un des plans de dépistage les plus simples, permettant le dépistage de nombreuses variables avec un nombre limité d'expériences29,30.

Par conséquent, le travail proposé visait à créer une approche analytique verte à l'aide de QbD qui pourrait être utilisée pour quantifier le BEN-HCl rapidement, en toute sécurité et de manière économique dans une variété de matrices, y compris sa forme pure, les gouttes ophtalmiques et l'humeur aqueuse artificielle. . Une bonne sélectivité, sensibilité et simplicité sont des caractéristiques importantes de la présente méthode. La nouveauté de l'étude actuelle est abordée en étant la première méthodologie à utiliser la fluorescamine en tant que réactif fluorogène de dérivation de groupe amino pour BEN-HCl en adoptant une approche QbD. Cette étude représente une solution analytique verte, économique et simple pour l'estimation du médicament étudié sans avoir besoin de grands volumes de solvants organiques ou de techniques compliquées comme en HPLC ou LC-MS.

Les spectres de fluorescence ont été obtenus par un spectrofluorimètre FS5 (Édimbourg, Royaume-Uni) accessoirisé avec une source de lampe au xénon de 150 W pour l'excitation et une cellule en quartz de 1 cm. L'instrument est accompagné du logiciel Fluoracle®. La vitesse était de 1000 nm/min, et les largeurs de fente ont été choisies pour être de 2,0 nm. Une balance numérique analytique fabriquée en Suisse a été utilisée. Un pH-mètre (modèle ; AD1030) d'Adwa a été utilisé pour mesurer le pH des solutions. L'évaluation statistique de la conception expérimentale a été effectuée par le logiciel statistique Minitab® 16 (State College, Pennsylvanie).

Tous les réactifs et produits chimiques étaient de qualité analytique. L'Organisation nationale pour le contrôle et la recherche sur les drogues (NODCAR), Gizeh, Égypte, a fourni du chlorhydrate de bénoxinate (BEN-HCl) d'une pureté de 99,80 ± 0,6 %. Une solution ophtalmique stérile à 0,4 %, p/v (11,6 mM) (BENOX®, B. n° MF07) a été achetée dans une pharmacie locale.

En dissolvant 10,0 mg de BEN-HCl dans 100,0 mL d'eau distillée ultra-pure, une solution standard de BEN-HCl (0,1 mg/mL) a été préparée. Les graphiques d'étalonnage et les échantillons de contrôle qualité (CQ) ont été préparés à l'aide de cette solution. Les échantillons de contrôle qualité ont été générés à trois niveaux de concentration de 0,1, 0,4 et 1,0 μg/mL, et la courbe d'étalonnage a été obtenue en utilisant six niveaux de concentration dans la plage de 0,1 à 1,0 μg/mL. La solution s'est avérée stable pendant au moins une semaine lorsqu'elle est stockée dans un endroit frais et sombre.

Le colorant fluorescamine a été acheté auprès de Sigma-Aldrich Company (Allemagne). Il a été fraîchement préparé dans de l'acétone à une concentration de 0,04 %, p/v. L'acide borique et l'hydroxyde de sodium ont été utilisés pour préparer un tampon borate (0,1 M, pH 7,5–9). Pour imiter la composition chimique de l'humeur aqueuse humaine, une humeur aqueuse artificielle a été créée selon la méthode rapportée par Macri et al.31.

Un ensemble de flacons de mesure calibrés de 10 mL a été rempli avec des volumes précis de BEN-HCl standard dans la plage de concentration de 0,10 à 1,0 μg/mL. 1,5 ml de tampon borate (0,1 M, pH 8,2) et 1,0 ml de solution de fluorescamine (0,04 %, p/v dans l'acétone) ont été ajoutés et mélangés soigneusement. Le volume a été complété jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée puis laissé au repos pendant cinq minutes. La fluorescence du produit de réaction obtenu a été mesurée à une longueur d'onde de 483 nm après excitation à 393 nm. La même méthodologie a été utilisée dans une expérience à blanc mais en l'absence de BEN-HCl.

De l'eau distillée ultra pure a été utilisée pour diluer avec précision un volume spécifique de solution ophtalmique BENOX®, qui contient 20 mg de BEN-HCl. La solution a ensuite été diluée avec le même solvant pour obtenir une concentration de 100,0 μg/mL. Différents échantillons dans la plage linéaire ont été mesurés en suivant la procédure sous "Procédure généralement recommandée". Les teneurs nominales des solutions ophtalmiques ont été calculées à l'aide de l'équation de régression correspondante.

Des aliquotes d'humeur aqueuse artificielle ont été placées dans un ensemble de flacons volumétriques de 10 ml (1,0 ml chacun). Les aliquotes quantitatives de la solution de travail BEN-HCl ont été ajoutées dans la plage de concentration de travail, suivies d'un mélange vortex de 2 minutes. Les flacons ont été remplis au volume avec de l'eau distillée ; ensuite, la solution résultante a été filtrée et analysée comme mentionné dans "Procédure généralement recommandée".

La sélectivité, la linéarité du graphique d'étalonnage, la limite de quantification (LOQ), la limite de détection (LOD), la précision, l'exactitude et la récupération de la méthode ont toutes été étudiées. Pour vérifier la sélectivité, cinq échantillons standard distincts de BEN-HCl dopés dans l'humeur aqueuse artificielle dans la plage linéaire (0,15, 0,30, 0,40, 0,60 et 0,08 µg/mL) ont été mesurés. La linéarité des courbes d'étalonnage a été évaluée en créant et en analysant des échantillons standard de BEN-HCl de concentrations connues (sur la plage de 0,10 à 1,0 μg/mL avec six points de concentration) avec des mesures en triple pour chaque concentration. La LOD et la LOQ ont été calculées à l'aide des équations suivantes :

où S est la pente de la courbe d'étalonnage et σ est l'écart type de l'ordonnée à l'origine.

L'exactitude et la précision ont été évaluées en déterminant trois fois les échantillons QC à chacun des trois niveaux de concentration (0,20, 0,40 et 1,00 µg/mL) à chacun des trois jours de validation. %RSD a été utilisé pour calculer la précision, et un pourcentage de la concentration mesurée sur la concentration nominale a été utilisé pour calculer la précision. Le critère utilisé pour déterminer si la précision était appropriée était que le % RSD ne dépassait pas 15 % et que la précision se situait à moins de 15 % de la valeur réelle32,33. Pour déterminer la récupération (efficacité d'extraction) du BEN-HCl à partir des préparations pharmaceutiques et/ou de l'humeur aqueuse artificielle, l'intensité de fluorescence (FI) du BEN-HCl extrait a été comparée à celle des standards purs, ce qui représente 100 % de récupération34.

Il était nécessaire d'effectuer des expériences initiales pour évaluer la faisabilité de la conception expérimentale. Après avoir examiné l'impact de diverses conditions expérimentales sur l'intensité de fluorescence du BEN-HCl, les facteurs indépendants les plus importants se sont avérés être le pH du tampon, le volume du tampon, le volume de fluorescamine et le temps de réaction. Deux séries d'essais ont été réalisées, une aux niveaux maximum et une aux réglages inférieurs, afin d'identifier la plage pour chaque facteur. La plage choisie pour le pH du tampon était (7,4–8,2), et celle pour les volumes de tampon et de fluorescamine était (0,5–1,5 mL) et (0,5–1,0 mL), respectivement, et le domaine sélectionné pour le temps de réaction était (0–5 min ). 24 FFD a été réalisée à l'aide de seize expériences conçues pour étudier les paramètres optimaux qui fournissent les valeurs de réponse optimales (tableau 1).

La réponse (RFI) obtenue à partir de chaque expérience a été mesurée et entrée dans le programme Minitab. En utilisant l'optimiseur de réponse, les valeurs de la désirabilité composite (D) et individuelle (d) ont été maximisées. Ensuite, les paramètres expérimentaux les plus avantageux qui produisent la meilleure réponse ont été déterminés à l'aide du diagramme d'optimisation (Fig. 1). Par la suite, l'étude a été menée dans les conditions idéales adoptées.

24 tracés d'optimisation FFD.

Le mécanisme de réaction proposé montré dans le schéma 1 illustre comment le BEN-HCl réagit avec le réactif via son groupe amino aliphatique primaire, stimulant la fluorescence du réactif35,36,37,38,39. Le fluorophore obtenu émet de la lumière à une longueur d'onde spécifique de 483 nm après son excitation à 393 nm (Fig. 2).

Le mécanisme de réaction rapporté du BEN-HCl et de la fluorescamine à un pH de 8,2.

Spectres d'excitation/émission du produit de réaction de BEN-HCl (0,4 µg/mL), tampon borate 0,1 M (pH = 8,2, 1,5 mL) et fluorescamine (0,04 %, p/v (14,0 µM), 1,0 mL).

Selon les avantages du QbD analytique, les propriétés spectrofluorimétriques du produit de réaction fluorescent et les variables expérimentales qui affectent sa stabilité et son intensité ont été étudiées et optimisées. Le volume de tampon et le pH du tampon se sont révélés être les variables indépendantes les plus importantes, tandis que le volume de fluorescamine (0,04 %, p/v) et le temps de réaction se sont révélés être des facteurs moins critiques. Dans toutes les expériences mentionnées, le BEN-HCl a été utilisé à une concentration de 0,4 µg/mL.

À partir des essais préliminaires, l'effet du pH a été examiné dans la plage de 7,0 à 9,2 (Fig. S1), et l'intensité du produit obtenu s'est avérée se développer uniquement dans un milieu légèrement alcalin et disparaître complètement dans un milieu acide en raison de la formation d'une dérivée non plane17. En conséquence, le pH de l'étude a été limité à la plage de 7,4 à 8,2, ce qui a permis de sélectionner le tampon borate le plus approprié35,36,37,38. Le pH optimal s'est avéré être pH 8,2 (figures 1 et 3). De plus, il a été observé que l'intensité de la fluorescence diminuait à mesure que le pH augmentait (Fig. S1) en raison de la formation de pyrrolone hydroxylée, qui est non plane et moins conjuguée que la pyrrolone cationique avec des structures 3D40. L'impact du volume de tampon borate sur l'intensité de la fluorescence a été étudié dans les premiers essais dans la plage de 0, 5 à 2, 0 ml (Fig. S1). D'après les résultats obtenus, le domaine sélectionné pour la conception était de 0, 5 à 1, 5 et la réponse maximale a été obtenue avec 1, 5 ml de tampon (Fig. 1 et 3). En conséquence, 1,5 ml du tampon borate préparé avec une valeur de pH de 8,2 a été utilisé tout au long de l'expérience. De plus, un volume compris entre 0,3 et 1,5 de fluorescamine a été testé lors des premiers essais (Fig. S1). Un volume de 0,5 à 1,0 mL de fluorescamine (0,04 %, p/v ; 14,0 µM) a été sélectionné comme domaine pour la conception, et la fluorescence maximale du produit a été obtenue avec 1,0 mL (Fig. 1 et 3). Ensuite, la stabilité et la formation du produit de réaction final ont été testées périodiquement de 0 à 15 min dans les essais initiaux (Fig. S1). Un domaine compris entre 0 et 5 a été choisi pour la conception et l'intensité de fluorescence optimale a été atteinte en environ 5 minutes (Fig. 1 et 3), démontrant la rapidité avec laquelle le produit de réaction est produit, permettant d'augmenter le débit de la méthode d'analyse. La fluorescence du produit s'est également avérée stable pendant au moins 15 min à température ambiante (Fig. S1), ce qui ajoute un autre avantage à la méthode développée. Ces plages d'entrée ont été choisies car l'effet le plus significatif sur l'intensité de fluorescence du médicament étudié a été trouvé dans les plages sélectionnées.

Tracés de surface de RFI par rapport à toutes les paires de facteurs indépendants significatifs.

Selon les expériences initiales, les quatre variables indépendantes étaient le pH du tampon, le volume du tampon, le temps de réaction et le volume de fluorescamine, qui avaient le plus grand impact sur la réponse dépendante (RFI). Après avoir identifié la plage de chaque variable comme décrit sous "Plan factoriel" dans la section Expérimental, 24 FFD ont été réalisés à l'aide des seize expériences préparées répertoriées dans le tableau 1. Les réponses des seize expériences ont ensuite été saisies dans le logiciel Minitab, où les l'optimiseur de réponse a été utilisé pour maximiser la réponse souhaitée (tableau 2). Le score composite élevé de désirabilité (D) de la présente étude indique que les conditions sont acceptables. Le graphique d'optimisation (Fig. 1) et l'analyse de désirabilité ont été utilisés pour récupérer les conditions optimales, qui se sont avérées être un pH de 8,2, un volume de tampon de 1,5 ml, un volume de fluorescamine de 1 ml et un temps de réaction de 5 min.

L'un des avantages les plus importants de l'utilisation de QbD est la capacité de reconnaître et d'évaluer les variables d'influence les plus importantes sur la réponse dépendante. De plus, il permet l'analyse des interactions de ces variables, ce qui n'est pas réalisable avec les techniques d'optimisation conventionnelles30. Plusieurs diagrammes Minitab, y compris le diagramme de Pareto, le diagramme des effets principaux, le diagramme normal et le diagramme d'interaction complète, peuvent être utilisés à cette fin (Fig. 4). De plus, l'utilisation des coefficients variables indépendants calculés (données en unités codées) présentés dans le tableau 3 a permis l'analyse quantitative de la réponse RFI. Il a été conclu à partir du graphique des effets principaux, du diagramme de Pareto et du graphique normal (Fig. 4) que le temps de réaction et le pH du tampon ont le plus grand impact significatif sur le RFI. Ces caractéristiques ont un impact favorable sur le RFI, selon les valeurs d'effet estimées. L'interaction entre le pH du tampon, le volume du tampon et le temps de réaction a également l'impact le plus positif sur le RFI, selon le tracé d'interaction. En revanche, le volume du tampon a montré le moins d'impact sur le RFI et la plus petite valeur parmi les effets estimés (tableau 3). La significativité des effets a également été étudiée par l'analyse de variance (ANOVA), qui compare la variabilité des effets à une estimation de l'erreur expérimentale. Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau 4.

(A) 24 Diagramme de Pareto FFD des effets sur le RFI à alpha = 0,05, (B) 24 Tracé des effets principaux FFD pour le RFI par type de données, (C) 24 Tracé normal FFD des effets sur le RFI à alpha = 0,05 , (D) 24 graphiques d'interaction complète FFD pour RFI par type de moyen de données.

En appliquant la méthode de variation continue de Job41,42 par rapport molaire des concentrations (1,60 µM), le rapport entre le BEN-HCl examiné et le réactif fluorescamine a été calculé. Comme observé, il a été noté que la réaction entre eux avait un rapport molaire de 1:1 (Fig. 5). Ce rapport est cohérent avec le fait que le BEN-HCl possède un groupe amino.

Méthode de Job de variation continue de la réaction entre le BEN-HCl et la fluorescamine (tous deux 1,60 µM) en utilisant un tampon borate, 0,1 M (1,5 mL, pH 8,2).

La validité de la méthode suggérée a été étudiée conformément aux directives Q2/R1 du Conseil international d'harmonisation (ICH)43 ; où la plage de linéarité, LOD, LOQ, l'exactitude, la précision, la robustesse et la sélectivité ont été établies. Après avoir mesuré l'intensité de fluorescence à l'aide de la concentration appropriée de BEN-HCl, la méthode développée présentait une linéarité acceptable (r2 = 0,9998) dans la plage de concentration de (0,10 à 1,0 μg/mL) dans des conditions de réaction idéales. La linéarité a suivi l'équation de régression y = 123,55x + 288,22. La LOD et la LOQ se sont avérées être respectivement de 0,015 et 0,045 μg/mL, calculées comme indiqué dans la section expérimentale.

Pour évaluer la précision de la méthode, trois niveaux de concentrations QC de BEN-HCl (0,20, 0,40 et 1,00 µg/mL) ont été utilisés. A chaque concentration, des mesures en triple ont été effectuées. Selon le tableau 5, la plage de récupération en % trouvée était de 97,0 à 100,6 et l'écart-type variait de 0,58 à 1,52, indiquant la grande précision de la méthode.

Pour la méthode proposée, deux niveaux de précision, à savoir les précisions inter- et intra-journalière, ont été vérifiés. Trois mesures avec des concentrations de BEN-HCl de 0,35, 0,45 et 0,55 µg/mL ont été mesurées le même jour, et les trois autres tests ont été effectués les 2 jours suivants. Selon le tableau 6, les valeurs % RSD résultantes se sont avérées inférieures à 2 %, démontrant la haute précision de l'approche suggérée.

La robustesse de cette méthode a été évaluée en étudiant l'effet de variations mineures des paramètres expérimentaux sur RFI, y compris le pH (8,2 ± 0,2), le volume de tampon (1,5 ± 0,5 mL) et le volume de fluorescamine (1,0 ± 0,3 mL). Les valeurs obtenues de la concentration calculée ont été pratiquement exprimées en % d'erreur relative (%RE). Le %RE compare une valeur expérimentale à la valeur correcte ou attendue, exprimant la réponse comme la valeur absolue d'un pourcentage. Un %RE de 0 % signifie que la valeur expérimentale était la même que la valeur attendue, et sa faible valeur indiquait également la précision de la méthode. Les légères variations prévues n'ont eu aucun effet sur le RFI, démontrant la robustesse de la méthode suggérée, comme indiqué dans le tableau 7.

Ensuite, l'effet de matrice a été étudié, où différents échantillons d'humeur aqueuse enrichis ont été préparés pour tester la présence de toute interférence. La méthode proposée a montré des pourcentages de récupération élevés (98, 74 à 101, 37%) et de faibles valeurs SD (≤ 1, 11) sans aucune interférence des excipients ou des additifs, démontrant l'effet de matrice négligeable (tableau 8).

La méthode proposée a été appliquée avec succès pour déterminer le BEN-HCl dans son collyre (collyre Benox®). Les récupérations moyennes en % pour les diverses concentrations étaient suffisantes et il n'y avait aucun signe d'interférence de matrice d'échantillon, comme indiqué dans le tableau 9. Une évaluation statistique des résultats de la méthode suggérée et rapportée7 a été effectuée. Lors de l'utilisation des tests t et F de Student avec un niveau de confiance de 95 %, les valeurs estimées des deux variables ne pouvaient pas être supérieures aux valeurs théoriques, comme le montre le tableau 9.

La conception de la méthode à temps fixe a été appliquée à la méthode proposée pour examiner le BEN-HCl avec une humeur aqueuse artificielle enrichie. Certaines concentrations de BEN-HCl (0,15, 0,3, 0,4, 0,6, 0,8 μg/mL) dans la plage de la courbe d'étalonnage établie (0,1–1,0 μg/mL) ont été ajoutées à l'humeur aqueuse artificielle préparée, et après application de la méthode proposée , le RFI de chaque concentration a été mesuré31. Des pourcentages de récupération élevés dans la plage de (98,74 à 101,37 %) et des valeurs SD faibles (≤ 1,11), avec un coefficient de corrélation de 0,9998, ont été obtenus, comme indiqué dans le tableau 8.

L'évaluation analytique à l'échelle écologique (ESA) et l'indice de procédure analytique verte (GAPI) sont les mesures relativement les plus populaires car elles sont applicables à la majorité des techniques analytiques. Dans la présente enquête, ces outils d'évaluation ont été utilisés pour évaluer le profil de verdure de la méthode développée.

L'ESA analytique, qui a été créé principalement pour la quantification des paramètres verts d'une méthode, est l'outil d'évaluation le plus utile44. Cela dépend des calculs utilisés pour mesurer les points de pénalité qui ont été attribués à la méthode développée en fonction des types de produits chimiques et de solvants utilisés, des dangers potentiels sur le lieu de travail, de la quantité d'énergie utilisée pendant le processus et de la quantité de déchets produits. Un nombre (comme le résultat de l'ESA) est produit en soustrayant le total des points de pénalité attribués pour la méthode d'un score de 100.

La méthode analytique testée devient plus verte à mesure qu'elle se rapproche de 100. Les résultats de la méthode proposée ont montré un excellent score de 89 lorsqu'il est appliqué aux gouttes oculaires contenant du BEN-HCl. Par conséquent, la méthode développée s'est avérée plus simple et plus écologique. Le tableau 10 fournit une description détaillée de chaque score ESA analytique produit par la méthode proposée.

La base de GAPI est un pictogramme de phase tricolore composé de cinq pentagrammes. Le pentagramme utilisé pour exprimer chaque étape du processus analytique symbolise l'impact environnemental de cette étape. Trois couleurs, vert, jaune et rouge, indiquent le degré d'impact environnemental. GAPI démontre l'avantage de combiner les avantages de l'ESA car il offre à la fois un bref aperçu et une analyse approfondie du degré de respect de l'environnement des différentes étapes du processus d'analyse23. GAPI a également été utilisé pour déterminer la propriété verte à chaque étape en tant qu'outil semi-quantitatif. La méthode suggérée produit peu de déchets et nécessite une petite quantité de produits chimiques non toxiques. De plus, la méthode est directe et est destinée à la qualification et à la quantification. Le pictogramme du tableau 10 montre comment les résultats, qui sont satisfaisants, témoignent d'une excellente méthodologie verte.

Une méthode spectrofluorimétrique efficace, rapide, sensible et respectueuse de l'environnement a été développée pour déterminer le BEN-HCl dans les collyres commerciaux et l'humeur aqueuse artificielle. La technique proposée est basée sur l'interaction de la fluorescamine avec le groupe amino primaire du BEN-HCl à température ambiante. A 483 nm, le RFI du produit de réaction a été mesuré après excitation à 393 nm. L'adoption d'une méthodologie analytique de qualité par conception a permis un examen minutieux et une optimisation des paramètres expérimentaux cruciaux. Le profil de verdure de la méthode développée a été vérifié à l'aide des outils Analytical ESA et GAPI. La méthode proposée élimine les lacunes des approches précédemment rapportées et pourrait être appliquée pour l'estimation du médicament cité dans les laboratoires de contrôle de la qualité.

Les ensembles de données générés et/ou analysés au cours de l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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Les auteurs remercient le numéro Researchers Supporting Project (RSP2023R516) de l'Université King Saud, Riyad, Arabie saoudite. Les auteurs tiennent à remercier le décanat de la recherche scientifique de l'Université de Shaqra pour avoir soutenu ce travail.

Département des sciences pharmaceutiques, Collège de pharmacie, Université de Shaqra, Shaqra, 11961, Arabie saoudite

Mohamed A. El Hamd

Département de chimie analytique pharmaceutique, Faculté de pharmacie, Université de South Valley, Qena, 83523, Égypte

Mohamed A. El Hamd

Département de chimie analytique pharmaceutique, Faculté de pharmacie, Université de Mansoura, Mansoura, 35516, Égypte

Mahmoud El-Maghrabey

Département de chimie analytique pharmaceutique, Faculté de pharmacie, Université Kafrelsheikh, Kafrelsheikh, 33511, Égypte

Gala Magda

Département de pharmacie, Collège de pharmacie, Université King Saud, Riyad, 11451, Arabie saoudite

Wael A. Mahdi & Sultan Alshehri

Département de chimie pharmaceutique, Faculté de pharmacie, Université Menoufia, Shebin Elkom, 32511, Égypte

Amr KA Basse

Département de chimie analytique pharmaceutique, Faculté de pharmacie, Université Menoufia, Shebin Elkom, 32511, Égypte

Hany A. Batakoushy

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MAE : Conceptualisation, Méthodologie, Curation des données, Validation, Rédaction-original draft. ME : Conceptualisation, Curation des données, Validation, Rédaction-révision et édition. GM : Méthodologie, Curation des données, Validation, Rédaction-revue & édition. WAM & SA : Ressources, Rédaction-revue & édition. AKAB : Visualisation, Rédaction-revue & édition. HAB : Conceptualisation, Méthodologie, Analyse formelle, Visualisation, Validation, Rédaction d'un projet original. Tous les auteurs ont approuvé le manuscrit pour publication.

Correspondance à Mohamed A. El Hamd, Mahmoud El-Maghrabey, Galal Magdy ou Hany A. Batakoushy.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

El Hamd, MA, El-Maghrabey, M., Magdy, G. et al. Application de la qualité dès la conception pour l'adoption d'un dosage fluorogène respectueux de l'environnement du chlorhydrate de bénoxinate dans les collyres et l'humeur aqueuse artificielle. Sci Rep 13, 8559 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35347-6

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Reçu : 03 avril 2023

Accepté : 16 mai 2023

Publié: 26 mai 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-35347-6

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