aplicación de la calidad

May 03, 2023

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 8559 (2023) Citar este artículo

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En este documento, se ha desarrollado un método espectrofluorimétrico sensible y selectivo para la determinación del anestésico local ocular clorhidrato de benoxinato (BEN-HCl) en colirios y humor acuoso artificial. El método propuesto se basa en la interacción de la fluorescamina con el grupo amino primario de BEN-HCl a temperatura ambiente. Después de la excitación del producto de reacción a 393 nm, se midió la intensidad de fluorescencia relativa (RFI) emitida a 483 nm. Los parámetros experimentales clave fueron cuidadosamente examinados y optimizados mediante la adopción de un enfoque analítico de calidad por diseño. El método utilizó un diseño factorial completo de dos niveles (24 FFD) para obtener el RFI óptimo del producto de reacción. La curva de calibración fue lineal en el rango de 0,10 a 1,0 μg/mL de BEN-HCl con una sensibilidad de hasta 0,015 μg/mL. El método se aplicó para analizar los colirios de BEN-HCl y también pudo evaluar sus niveles enriquecidos en humor acuoso artificial con un alto % de recuperación (98,74–101,37 %) y valores bajos de DE (≤ 1,11). Para investigar el perfil verde del método propuesto, se realizó una evaluación de verdor con la ayuda de Analytical Eco-Scale Assessment (ESA) y GAPI. El método desarrollado obtuvo una calificación muy alta de la ESA además de ser sensible, asequible y ambientalmente sostenible. El método propuesto fue validado de acuerdo con las directrices de la ICH.

El clorhidrato de benoxinato (BEN-HCl), un éster del ácido para-aminobenzoico de 2-dietilamino etil-4-amino-3-butoxi benzoato1, se utiliza como sal de clorhidrato en una solución al 0,4 % con procedimientos oftalmológicos breves2. La pureza de BEN-HCl fue de 99,80 ± 0,6%3. Las farmacopeas estadounidense, europea y japonesa lo mencionan como medicamento oficial cuando se administra a la conjuntiva como agente anestésico local con menos irritación que su análogo, la tetracaína3,4,5. Su perfil analítico involucró diferentes técnicas, incluyendo métodos espectrofotométricos6,7,8, electroquímicos9 y cromatográficos (HPLC y GC)7,10,11. Sin embargo, debido al alto costo del equipo y al tipo de solvente excesivo, HPLC y GC no se usan con frecuencia en todos los laboratorios; por lo tanto, se requieren otros enfoques simples, rápidos y económicos, como la espectroscopia.

En el campo de la ciencia de los materiales, un método analítico candidato, a saber, la espectrofluorimetría, se ha convertido en una base común para muchas determinaciones sensibles12,13,14,15. Su sensibilidad intrínseca, rapidez y amplio rango lineal de detecciones hacen deseable la utilidad de la espectrofluorimetría para análisis y monitoreo de rutina16. En este manuscrito, propusimos un método para la determinación de BEN-HCl basado en la interacción de la fluorescamina con el grupo amino primario BEN-HCl en un pH ligeramente alcalino a temperatura ambiente, lo que produce un compuesto fluorescente fuerte. Las ventajas de usar fluorescamina como un reactivo fluorogénico derivatizador de grupos amino fueron la razón detrás de su uso en el método propuesto. La fluorescamina tiene varios beneficios sobre otros compuestos fluorogénicos, incluida la simplicidad, la velocidad y la ausencia de requisitos de calentamiento. Aunque el reactivo de fluorescamina es increíblemente débilmente fluorescente por sí solo, produce un producto de reacción altamente fluorescente (catión de pirrolona) cuando reacciona con un grupo amino17. Esta reacción depende del pH y es extremadamente luminosa en un medio ligeramente alcalino porque el catión de pirrolona es insaturado, conjugado, plano y de estructura rígida. En medio ácido o fuertemente alcalino se produce otro derivado no plano y menos conjugado.

Uno de los principales objetivos de los laboratorios analíticos en este momento es avanzar en el desarrollo de la química analítica verde (GAC). Las doce reglas básicas del GAC son los principios de los que dependen todas las herramientas de evaluación del verdor18,19,20. El principal objetivo de GAC es encontrar un equilibrio entre la reducción de los riesgos ambientales relacionados con las metodologías analíticas y el restablecimiento de la alta calidad de su producción. Sin embargo, los peligros ambientales, como productos químicos y/o solventes nocivos, maquinaria que desperdicia energía, la introducción de grandes cantidades de desechos tóxicos o los riesgos anticipados para el medio ambiente y la salud humana21,22, deben evaluarse minuciosamente. Para esta evaluación, se han diseñado muchas herramientas de evaluación de tasaciones23. Se utilizaron la evaluación Analytical Eco-Scale (ESA) y el Green Analytical Procedure Index (GAPI)24,25 para evaluar el perfil de verdor del método propuesto, que demostró ser excelentemente verde.

Además, el modelo Quality-by-Design (QbD) hace uso de una estrategia basada en estadísticas que tiene muchas ventajas para diseñar, modificar y validar el método desarrollado26,27. En comparación con los procedimientos univariados, la optimización requiere mucho menos esfuerzo, tiempo y recursos. Además, al determinar con precisión las variables significativas del método y al proporcionar gráficos que demuestran el rendimiento y la fiabilidad ideales del método, el desarrollo de diseños experimentales permite mejorar y comprender mejor el rendimiento del método desarrollado28. El atractivo de las QbDs surge de su capacidad para identificar los factores más críticos, categorizarlos y analizar sus relaciones, a diferencia de lo que hacen las técnicas univariadas. La elección de un diseño factorial completo de dos niveles (24 FFD) para esta investigación se realizó porque es uno de los diseños de cribado más simples, que permite el cribado de muchas variables con un número limitado de experimentos29,30.

Por lo tanto, el trabajo propuesto tuvo como objetivo crear un enfoque analítico ecológico con la ayuda de QbD que podría usarse para cuantificar BEN-HCl de forma rápida, segura y económica en una variedad de matrices, incluida su forma pura, gotas para los ojos y humor acuoso artificial. . Buena selectividad, sensibilidad y simplicidad son características importantes del presente método. La novedad del estudio actual se aborda al ser la primera metodología en utilizar fluorescamina como reactivo fluorogénico derivatizador de grupos amino para BEN-HCl mediante la adopción de un enfoque QbD. Este estudio representa una solución analítica verde, económica y sencilla para la estimación del fármaco estudiado sin necesidad de grandes volúmenes de disolventes orgánicos o técnicas complicadas como en HPLC o LC-MS.

Los espectros de fluorescencia se obtuvieron mediante un espectrofluorímetro FS5 (Edimburgo, Reino Unido) equipado con una fuente de lámpara de xenón de 150 W para excitación y una celda de cuarzo de 1 cm. El instrumento se acompaña del software Fluoracle®. La velocidad fue de 1000 nm/min, y los anchos de ranura se eligieron para que fueran de 2,0 nm. Se utilizó una balanza digital analítica fabricada en Suiza. Se usó un medidor de pH (Modelo; AD1030) de Adwa para medir el pH de las soluciones. La evaluación estadística del diseño experimental se realizó mediante el software estadístico Minitab® 16 (State College, Pennsylvania).

Todos los reactivos y productos químicos fueron de grado analítico. La Organización Nacional para el Control y la Investigación de Drogas (NODCAR), Giza, Egipto, proporcionó clorhidrato de benoxinato (BEN-HCl) con una pureza de 99,80 ± 0,6%. Se adquirió una solución oftálmica estéril al 0,4 %, p/v (11,6 mM) (BENOX®, B. no. MF07) en una farmacia local.

Al disolver 10,0 mg de BEN-HCl en 100,0 mL de agua destilada ultrapura, se preparó una solución estándar de BEN-HCl (0,1 mg/mL). Los gráficos de calibración y las muestras de control de calidad (QC) se prepararon utilizando esta solución. Las muestras de control de calidad se generaron a tres niveles de concentración de 0,1, 0,4 y 1,0 μg/mL, y la curva de calibración se obtuvo utilizando seis niveles de concentración en el rango de 0,1 a 1,0 μg/mL. Se encontró que la solución era estable durante al menos una semana cuando se almacenaba en un lugar fresco y oscuro.

El tinte de fluorescamina se adquirió de Sigma-Aldrich Company (Alemania). Se preparó recientemente en acetona a una concentración de 0,04%, p/v. Se usaron ácido bórico e hidróxido de sodio para preparar un tampón de borato (0,1 M, pH 7,5–9). Para imitar la composición química del humor acuoso humano, se creó humor acuoso artificial según el método informado por Macri et al.31.

Se llenó un conjunto de matraces de medición calibrados de 10 ml con volúmenes precisos de BEN-HCl estándar en el rango de concentración de 0,10 a 1,0 μg/ml. Se añadieron 1,5 ml de tampón de borato (0,1 M, pH 8,2) y 1,0 ml de solución de fluorescamina (0,04 %, p/v en acetona) y se mezclaron completamente. Se completó el volumen a volumen con agua destilada y luego se dejó reposar durante cinco minutos. La fluorescencia del producto de reacción obtenido se midió a una longitud de onda de 483 nm después de la excitación a 393 nm. Se utilizó la misma metodología en un experimento en blanco pero en ausencia de BEN-HCl.

Se utilizó agua destilada ultrapura para diluir con precisión un volumen específico de solución oftálmica BENOX®, que contiene 20 mg de BEN-HCl. La solución se diluyó adicionalmente con el mismo solvente para obtener una concentración de 100,0 μg/mL. Se midieron diferentes muestras dentro del rango lineal siguiendo el procedimiento descrito en "Procedimiento generalmente recomendado". Los contenidos nominales de las soluciones oftálmicas se calcularon utilizando la ecuación de regresión correspondiente.

Se colocaron alícuotas de humor acuoso artificial en un conjunto de matraces volumétricos de 10 ml (1,0 ml cada uno). Las alícuotas cuantitativas de la solución de trabajo de BEN-HCl se agregaron dentro del rango de concentración de trabajo, seguido de una mezcla de vórtice de 2 minutos. Los matraces se completaron al volumen con agua destilada; luego, la solución resultante se filtró y analizó como se menciona en "Procedimiento generalmente recomendado".

Se estudiaron la selectividad, la linealidad del gráfico de calibración, el límite de cuantificación (LOQ), el límite de detección (LOD), la precisión, la exactitud y la recuperación del método. Para determinar la selectividad, se midieron cinco muestras estándar distintas de BEN-HCl enriquecidas con humor acuoso artificial dentro del rango lineal (0,15, 0,30, 0,40, 0,60 y 0,08 µg/ml). La linealidad de las curvas de calibración se evaluó creando y analizando muestras estándar de BEN-HCl de concentraciones conocidas (en el rango de 0,10 a 1,0 μg/mL con seis puntos de concentración) con mediciones por triplicado para cada concentración. El LOD y el LOQ se calcularon utilizando las siguientes ecuaciones:

donde S es la pendiente de la curva de calibración y σ es la desviación estándar de la intersección.

La exactitud y la precisión se evaluaron determinando las muestras de control de calidad tres veces en cada uno de los tres niveles de concentración (0,20, 0,40 y 1,00 µg/mL) en cada uno de los tres días de validación. Se usó % RSD para calcular la precisión, y se usó un porcentaje de la concentración medida sobre la concentración nominal para calcular la precisión. El criterio utilizado para determinar si la precisión era adecuada fue que el %RSD no excediera el 15% y que la precisión estuviera dentro del 15% del valor real32,33. Para determinar la recuperación (eficiencia de extracción) de BEN-HCl de las preparaciones farmacéuticas y/o humor acuoso artificial, se comparó la intensidad de fluorescencia (FI) del BEN-HCl extraído con la de los estándares puros, lo que representa una recuperación del 100 %34.

Fue necesario realizar experimentos iniciales para evaluar la viabilidad del diseño experimental. Después de examinar el impacto de varias condiciones experimentales en la intensidad de fluorescencia de BEN-HCl, se descubrió que los factores independientes más importantes eran el pH del tampón, el volumen del tampón, el volumen de fluorescamina y el tiempo de reacción. Se realizaron dos conjuntos de prueba, uno en los niveles máximos y otro en los ajustes más bajos, para identificar el rango de cada factor. El rango elegido para el pH del tampón fue (7,4-8,2), y para los volúmenes de tampón y fluorescamina fueron (0,5-1,5 ml) y (0,5-1,0 ml), respectivamente, y el dominio seleccionado para el tiempo de reacción fue (0-5 min). ). 24 FFD se realizó utilizando dieciséis experimentos diseñados para investigar los ajustes óptimos que proporcionan los valores de respuesta óptimos (Tabla 1).

La respuesta (RFI) obtenida de cada experimento se midió y se ingresó en el programa Minitab. Utilizando el optimizador de respuesta, se maximizaron los valores de deseabilidad tanto compuesta (D) como individual (d). A continuación, se determinaron los parámetros experimentales más ventajosos que producen la mejor respuesta mediante el gráfico de optimización (Fig. 1). Posteriormente, el estudio se llevó a cabo en las condiciones ideales adoptadas.

24 parcelas de optimización FFD.

El mecanismo de reacción propuesto que se muestra en el Esquema 1 ilustra cómo BEN-HCl reacciona con el reactivo a través de su grupo amino alifático primario, estimulando la fluorescencia del reactivo35,36,37,38,39. El fluoróforo obtenido emite luz a una longitud de onda específica de 483 nm tras su excitación a 393 nm (Fig. 2).

El mecanismo de reacción informado de BEN-HCl y fluorescamina a un pH de 8.2.

Espectros de excitación/emisión del producto de reacción de BEN-HCl (0,4 µg/ml), tampón de borato 0,1 M (pH = 8,2, 1,5 ml) y fluorescamina (0,04 %, p/v (14,0 µM), 1,0 ml).

De acuerdo con los beneficios de la QbD analítica, se investigaron y optimizaron las propiedades espectrofluorimétricas del producto de reacción fluorescente y las variables experimentales que afectan su estabilidad e intensidad. Se demostró que el volumen del tampón y el pH del tampón eran las variables independientes más importantes, mientras que el volumen de fluorescamina (0,04 %, p/v) y el tiempo de reacción resultaron ser factores menos críticos. En todos los experimentos mencionados, se utilizó BEN-HCl a una concentración de 0,4 µg/mL.

A partir de las pruebas preliminares, se examinó el efecto del pH en el rango de 7,0 a 9,2 (Fig. S1), y se encontró que la intensidad del producto obtenido se desarrolla solo en un medio ligeramente alcalino y desaparece por completo en un medio ácido debido a la formación de una derivada no plana17. Como resultado, el pH del estudio se limitó al rango de 7,4 a 8,2, lo que permitió seleccionar el tampón de borato más adecuado35,36,37,38. Se encontró que el pH óptimo era pH 8,2 (Figs. 1 y 3). Además, se observó que la intensidad de la fluorescencia disminuyó a medida que aumentaba el pH (Fig. S1) debido a la formación de pirrolona hidroxilada, que no es plana y está menos conjugada que la pirrolona catiónica con estructuras 3D40. El impacto del volumen del tampón de borato en la intensidad de la fluorescencia se investigó en los ensayos iniciales en el rango de 0,5 a 2,0 ml (Fig. S1). De los resultados obtenidos, el dominio seleccionado para el diseño fue 0,5-1,5, y la máxima respuesta se obtuvo con 1,5 mL del tampón (Figs. 1 y 3). Como resultado, se emplearon durante todo el experimento 1,5 ml del tampón de borato preparado con un valor de pH de 8,2. Además, en los ensayos iniciales se probó un volumen en el rango de 0.3 a 1.5 de fluorescamina (Fig. S1). Se seleccionó un volumen de 0,5 a 1,0 mL de fluorescamina (0,04 %, p/v; 14,0 µM) como dominio para el diseño y la máxima fluorescencia del producto se obtuvo con 1,0 mL (Figs. 1 y 3). Luego, la estabilidad y la formación del producto de reacción final se probaron periódicamente de 0 a 15 min en las pruebas iniciales (Fig. S1). Se eligió un dominio en el rango de 0–5 para el diseño, y la intensidad de fluorescencia óptima se logró en aproximadamente 5 minutos (Figs. 1 y 3), lo que demuestra la rapidez con la que se produce el producto de reacción, lo que permite aumentar el análisis de rendimiento del método. También se encontró que la fluorescencia del producto era estable durante al menos 15 minutos a temperatura ambiente (Fig. S1), lo que agrega otra ventaja al método desarrollado. Estos rangos de entrada se eligieron porque el efecto más significativo sobre la intensidad de fluorescencia del fármaco estudiado se encontró en los rangos seleccionados.

Gráficos de superficie de RFI frente a todos los pares de factores independientes significativos.

De acuerdo con los experimentos iniciales, las cuatro variables independientes fueron el pH del tampón, el volumen del tampón, el tiempo de reacción y el volumen de fluorescamina, que tuvieron el mayor impacto en la respuesta dependiente (RFI). Después de identificar el rango de cada variable como se describe en "Diseño factorial" en la sección Experimental, se llevaron a cabo 24 FFD utilizando los dieciséis experimentos preparados que se enumeran en la Tabla 1. Las respuestas de los dieciséis experimentos luego se ingresaron en el software Minitab, donde Se utilizó el optimizador de respuesta para maximizar la respuesta deseada (Tabla 2). La alta puntuación compuesta de deseabilidad (D) del presente estudio indica que las condiciones son aceptables. La gráfica de optimización (Fig. 1) y el análisis de deseabilidad se utilizaron para recuperar las condiciones óptimas, que resultaron ser un pH de 8,2, un volumen de tampón de 1,5 mL, un volumen de fluorescamina de 1 mL y un tiempo de reacción de 5 mín.

Uno de los beneficios más significativos de emplear QbD es la capacidad de reconocer y evaluar las variables de influencia más significativas en la respuesta dependiente. Además, permite el análisis de las interacciones de estas variables, lo que no se puede lograr con las técnicas de optimización convencionales30. Para hacer esto, se pueden usar varias gráficas de Minitab, incluida la gráfica de Pareto, la gráfica de efectos principales, la gráfica normal y la gráfica de interacción completa (Fig. 4). Además, la utilización de los coeficientes de variables independientes calculados (datos en unidades codificadas) presentados en la Tabla 3 permitió el análisis cuantitativo de la respuesta RFI. Se concluyó a partir de la gráfica de efectos principales, la gráfica de Pareto y la gráfica normal (Fig. 4) que el tiempo de reacción y el pH del tampón tienen el mayor impacto significativo en el RFI. Estas características inciden favorablemente en el RFI, según los valores del efecto estimado. La interacción entre el pH del tampón, el volumen del tampón y el tiempo de reacción también tiene el impacto más positivo en el RFI, según el gráfico de interacción. Por el contrario, el volumen de reserva mostró el menor impacto en RFI y el menor valor entre los efectos estimados (Tabla 3). La significación de los efectos también se estudió mediante el análisis de varianza (ANOVA), que compara la variabilidad de los efectos con una estimación del error experimental. Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 4.

(A) Gráfico de Pareto de 24 FFD de los efectos en el RFI en alfa = 0,05, (B) Gráfico de efectos principales de 24 FFD para RFI por tipo de medio de datos, (C) Gráfico normal de 24 FFD de los efectos en el RFI en alfa = 0,05 , (D) 24 gráficos de interacción completa FFD para RFI por tipo de medio de datos.

Aplicando el método de variación continua de Job41,42 por concentraciones de relaciones molares (1,60 µM), se calculó la relación entre el BEN-HCl examinado y el reactivo de fluorescamina. Como se observó, se notó que la reacción entre ellos tuvo una relación molar de 1:1 (Fig. 5). Esta relación es consistente con el hecho de que BEN-HCl posee un grupo amino.

Método de Job de variación continua de la reacción entre BEN-HCl y fluorescamina (ambos 1,60 µM) usando tampón borato, 0,1 M (1,5 mL, pH 8,2).

La validez del método sugerido se investigó de acuerdo con las directrices del Consejo Internacional de Armonización (ICH) Q2/R143; donde se ha establecido el rango de linealidad, LOD, LOQ, exactitud, precisión, robustez y selectividad. Después de medir la intensidad de la fluorescencia utilizando la concentración adecuada de BEN-HCl, el método desarrollado exhibió una linealidad aceptable (r2 = 0,9998) en el rango de concentración de (0,10–1,0 μg/mL) en condiciones de reacción ideales. La linealidad siguió la ecuación de regresión y = 123.55x + 288.22. Se encontró que el LOD y el LOQ eran 0,015 y 0,045 μg/mL, respectivamente, calculados como se explicó en la sección experimental.

Para evaluar la precisión del método, se utilizaron tres niveles de concentraciones de CC de BEN-HCl (0,20, 0,40 y 1,00 µg/mL). En cada concentración, se realizaron mediciones por triplicado. De acuerdo con la Tabla 5, el rango de % de recuperación encontrado fue de 97,0 a 100,6, y la SD varió de 0,58 a 1,52, lo que indica la alta precisión del método.

Para el método propuesto, se comprobaron dos niveles de precisión, a saber, precisiones interdiarias e intradiarias. El mismo día se realizaron tres mediciones con concentraciones de BEN-HCl de 0,35, 0,45 y 0,55 µg/mL, y las otras tres pruebas se realizaron en los 2 días siguientes. De acuerdo con la Tabla 6, se encontró que los valores de % RSD resultantes eran inferiores al 2 %, lo que demuestra la alta precisión del enfoque sugerido.

La solidez de este método se evaluó investigando el efecto de variaciones menores de los parámetros experimentales en RFI, incluidos el pH (8,2 ± 0,2), el volumen de tampón (1,5 ± 0,5 ml) y el volumen de fluorescamina (1,0 ± 0,3 ml). Los valores obtenidos de la concentración calculada se expresaron prácticamente como % de error relativo (%RE). El %RE compara un valor experimental con el correcto o esperado, expresando la respuesta como el valor absoluto de un porcentaje. Un %RE de 0% significa que el valor experimental fue el mismo que el valor esperado, y el valor bajo del mismo también indicó la precisión del método. Las ligeras variaciones previstas no tuvieron efecto en el RFI, lo que demuestra la solidez del método sugerido, como se muestra en la Tabla 7.

A continuación, se estudió el efecto matriz, donde se prepararon diferentes muestras de humor acuoso enriquecido para probar la presencia de alguna interferencia. El método propuesto mostró un alto % de recuperación (98,74–101,37 %) y bajos valores de SD (≤ 1,11) sin ninguna interferencia de los excipientes o aditivos, lo que demuestra un efecto de matriz insignificante (Tabla 8).

El método propuesto se aplicó con éxito para determinar BEN-HCl en su colirio (Benox® colirio). Los porcentajes de recuperación promedio para las diversas concentraciones fueron suficientes y no hubo indicios de interferencia de la matriz de la muestra, como se muestra en la Tabla 9. Se realizó una evaluación estadística de los resultados del método sugerido e informado7. Al utilizar la prueba t y F de Student con un nivel de confianza del 95%, los valores estimados de ambas variables no podrían ser mayores a los valores teóricos, como se muestra en la Tabla 9.

El diseño del método de tiempo fijo se aplicó al método propuesto para examinar BEN-HCl con un humor acuoso artificial enriquecido. Ciertas concentraciones de BEN-HCl (0.15, 0.3, 0.4, 0.6, 0.8 μg/mL) en el rango de la curva de calibración establecida (0.1–1.0 μg/mL) se agregaron al humor acuoso artificial preparado y después de aplicar el método propuesto , se midió el RFI de cada concentración31. Se obtuvieron altos % de recuperaciones en el rango de (98,74–101,37 %) y bajos valores de SD (≤ 1,11), con un coeficiente de correlación de 0,9998, como se muestra en la Tabla 8.

La evaluación analítica a escala ecológica (ESA) y el índice de procedimiento analítico ecológico (GAPI) son las medidas relativamente más populares porque son aplicables a la mayoría de las técnicas analíticas. En la investigación actual, estas herramientas de evaluación se utilizaron para evaluar el perfil de verdor del método desarrollado.

El ESA analítico, que se creó principalmente para la cuantificación de los parámetros verdes de un método, es la herramienta de evaluación más útil44. Depende de los cálculos utilizados para medir los puntos de penalización que se asignaron para el método desarrollado en función de los tipos de productos químicos y disolventes utilizados, los peligros potenciales en el lugar de trabajo, la cantidad de energía utilizada durante el proceso y la cantidad de residuos producidos. Se produce un número (como el resultado de ESA) restando el total de puntos de penalización asignados para el método de una puntuación de calificación de 100.

El método analítico probado se vuelve más verde a medida que se acerca a 100. Los resultados del método propuesto mostraron una gran puntuación de 89 cuando se aplicó a las gotas para los ojos que contenían BEN-HCl. En consecuencia, el método desarrollado ha demostrado ser más simple y más ecológico. La Tabla 10 proporciona una descripción detallada de cada puntuación ESA analítica producida por el método propuesto.

La base de GAPI es un pictograma de fase de tres colores compuesto por cinco pentagramas. El pentagrama utilizado para expresar cada paso del proceso analítico simboliza el impacto ambiental de ese paso. Tres colores, verde, amarillo y rojo, indican el grado de impacto ambiental. GAPI demuestra la ventaja de combinar los beneficios de ESA porque ofrece una breve descripción general y un análisis exhaustivo de cuán amigables con el medio ambiente son varios pasos del proceso analítico23. También se utilizó GAPI para determinar la propiedad verde en cada paso como una herramienta semicuantitativa. El método sugerido produce pocos desechos y necesita una pequeña cantidad de productos químicos no tóxicos. Además, el método es directo y está destinado a la calificación y cuantificación. El pictograma de la Tabla 10 muestra cómo los resultados, que son satisfactorios, apuntan a una excelente metodología verde.

Se desarrolló un método espectrofluorimétrico eficiente, rápido, sensible y respetuoso con el medio ambiente para determinar BEN-HCl tanto en colirios comerciales como en humor acuoso artificial. La técnica propuesta se basa en la interacción de la fluorescamina con el grupo amino primario de BEN-HCl a temperatura ambiente. A 483 nm, se midió el RFI del producto de reacción después de la excitación a 393 nm. La adopción de una metodología analítica de calidad por diseño permitió un examen cuidadoso y la optimización de los parámetros experimentales cruciales. El perfil de verdor del método desarrollado se verificó utilizando las herramientas Analytical ESA y GAPI. El método propuesto elimina las deficiencias de los enfoques informados anteriormente y podría aplicarse para la estimación del fármaco citado en laboratorios de control de calidad.

Los conjuntos de datos generados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Los autores agradecen al Número de Proyecto de Apoyo a los Investigadores (RSP2023R516) en la Universidad King Saud, Riyadh, Arabia Saudita. Los autores desean agradecer al Decanato de Investigación Científica de la Universidad de Shaqra por apoyar este trabajo.

Departamento de Ciencias Farmacéuticas, Facultad de Farmacia, Universidad de Shaqra, Shaqra, 11961, Arabia Saudita

Mohamed A. El Hamd

Departamento de Química Analítica Farmacéutica, Facultad de Farmacia, Universidad de South Valley, Qena, 83523, Egipto

Mohamed A. El Hamd

Departamento de Química Analítica Farmacéutica, Facultad de Farmacia, Universidad de Mansoura, Mansoura, 35516, Egipto

Mahmoud El Maghrabey

Departamento de Química Analítica Farmacéutica, Facultad de Farmacia, Universidad de Kafrelsheikh, Kafrelsheikh, 33511, Egipto

Gala Magda

Departamento de Farmacia, Facultad de Farmacia, Universidad King Saud, Riyadh, 11451, Arabia Saudita

Wael A. Mahdi y Sultán Alshehri

Departamento de Química Farmacéutica, Facultad de Farmacia, Universidad Menoufia, Shebin Elkom, 32511, Egipto

Bajo Amr KA

Departamento de Química Analítica Farmacéutica, Facultad de Farmacia, Universidad de Menoufia, Shebin Elkom, 32511, Egipto

Hany A. Batakoushy

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Correspondencia a Mohamed A. El Hamd, Mahmoud El-Maghrabey, Galal Magdy o Hany A. Batakoushy.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

El Hamd, MA, El-Maghrabey, M., Magdy, G. et al. Aplicación de calidad por diseño para adoptar una determinación fluorogénica ambientalmente ecológica de clorhidrato de benoxinato en colirios y humor acuoso artificial. Informe científico 13, 8559 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35347-6

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Recibido: 03 Abril 2023

Aceptado: 16 mayo 2023

Publicado: 26 mayo 2023

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

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