Desarrollo y validación de un nuevo método analítico para la determinación de linagliptina a granel mediante espectrofotómetro visible

Mar 06, 2023

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 4083 (2023) Citar este artículo

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Se ha desarrollado un método analítico sencillo, económico y específico para la determinación y validación de linagliptina (LNG) a granel. Este método se basa en una reacción de condensación entre una amina primaria en LNG y un grupo aldehído en P-dimetilaminobenzaldehído (PDAB) para formar la base amarilla de Schiff con una longitud de onda de 407 nm. Se han estudiado las condiciones experimentales óptimas para la formulación del complejo coloreado. Las condiciones óptimas fueron 1 mL de solución de reactivo al 5% p/v con metanol y agua destilada como solvente tanto para PDAB como para LNG respectivamente, agregando además 2 mL de HCl como medio ácido, calentando a 70–75 °C en agua. baño durante 35 min. Además, se ha estudiado la estequiometría de la reacción según el método de relación molar y de Job que expresaba 1:1 para LNG y PDAB. El investigador modificó el método. Los resultados muestran que la linealidad en el rango de concentración (5–45 µg/mL) con coeficiente de correlación R2 = 0,9989 con porcentaje de recuperación (99,46–100,8 %) y RSD fue inferior al 2 %, LOD y LOQ 1,5815 − 4,7924 μg/mL respectivamente. Este método puede mostrar una alta calidad y no hay una interferencia significativa con los excipientes y las formas farmacéuticas. Ninguno de los estudios mostró el desarrollo de este método antes.

La linagliptina es un nuevo inhibidor de la dipeptidil peptidasa-4 (DPP-4), esta enzima es responsable de la degradación de las hormonas incretinas, el péptido similar al glucagón-1 (GLP-1) y el polipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa (GIP). Entonces, esta acción aumenta el nivel de insulina en la sangre y el nivel de glucagón disminuirá1. Se utiliza en combinación con dieta y ejercicio en el tratamiento de la diabetes tipo 2, ya sea solo o en combinación con otros hipoglucemiantes orales (Empagliflozin, Metformin)2. El fármaco recibió la aprobación de la FDA en mayo de 20111. Como agente antidiabético oral, tiene una estructura basada en xantina, que puede ser un factor significativo en la vida media de eliminación del fármaco (más de 100 h). La larga vida media de LNG puede ser más beneficiosa para los pacientes que ocasionalmente olvidan sus dosis de medicación1. La estructura química del LNG es 8-[(3R)-3-aminopiperidin-1-il]-7-(but-2-inil-3-metil)-1-[(4-metilquinazolin-2-il)metil] purina-2,6-diona. Peso molecular 472,5 g/mol (Fig. 1)2.

Estructura química de la linagliptina.

Propiedades químicas y físicas del GNL: color y forma: ligeramente higroscópico, sólido blanco a amarillo. Punto de fusión: 190–195 °C. Solubilidad: En agua, 3,33 mg/L a 25 °C; soluble en metanol; poco soluble en etanol. Estabilidad: Es estable si se almacena como se indica; evitar agentes oxidantes fuertes 2.

La linagliptina no está disponible como método específico de análisis en la Farmacopea británica (BP) o la Farmacopea de los Estados Unidos (USP). La Review of Research Literature ha mostrado varios artículos para la determinación de LNG en formas farmacéuticas, incluyendo el espectrofotómetro en UV3,4,5, también en VIS con derivación química usando NQS (1,2-naftoquinina 4-sulfónico ácido sal sódica) , vainillina6 y ácido pícrico7 como reactivos cromogénicos. Electroforesis Capilar (CE)8, y con cromatografía líquida de alta resolución (HPLC)9,10,11,12,13. Esos métodos son la especificidad y la selectividad, pero necesitan más tiempo, mucha cantidad, un solvente costoso y equipos.

Mientras que el espectrofotómetro Vis es un método analítico simple y económico que se utiliza en múltiples campos (bioquímica clínica, química, etc.). Además, tiene alta velocidad y no necesita extracción para la detección de una pequeña cantidad de concentración de material en comparación con otro método HPLC o CE. Debido a que el LNG no tiene muchos cromóforos, se utilizó un método derivado químico para desarrollar un nuevo método de espectrofotómetro para la determinación de LNG en productos de tabletas. Este método necesita menos tiempo y tiene pocos solventes. Además, tiene alta precisión y exactitud al usar el agente de derivación como PDAB que produce con la amina primaria de LNG un color amarillo del complejo que tiene una absorción máxima a 407 nm.

El método de investigación que se adoptó para este artículo fue un diseño experimental que utilizó un enfoque analítico para explorar los objetivos de la investigación.

Espectrofotómetro UV-Visible T80 + PG Instruments Ltd—Inglaterra.

Balanza analítica Sartorius-Alemania.

baño de agua.

Pipetas de vidrio calibradas.

Linagliptina grado analítico, su pureza fue del 99,25%, (Simson Pharma Limited—China),

Metanol (99,9%, ACROS).

Para-Dimetilaminobenzaldehído (PDAB) 5% (p/v) (Scharlau-)

Ácido clorhídrico (HCl) 37% (ciencia SCP)

Una solución madre (1000 µg/mL): se pesaron 50 mg de LNG en 50 mL de agua destilada.

Una solución de trabajo (100 µg/mL): 10 mL de solución madre se diluyen a 100 mL con agua destilada.

ρDAB 5 % (p/v): se disolvieron 1,25 g en 25 ml de metanol con buena agitación y se preparó recién.

El volumen de alícuotas de la solución de trabajo LNG se trasladó a una serie de matraces volumétricos de 10 ml para realizar concentraciones finales de 5 a 45 ppm. A cada matraz se le añadió 1 mL de ρDAB 5% (p/v) y 2 mL de HCl 37%, luego al baño de agua a 70-75° durante 35 min después de cerrar y agitar muy bien, después de que esos matraces se enfriaron y diluido a 10 ml con agua destilada. La absorción máxima del color amarillo fue de 407 nm sobre el blanco. La cantidad de linagliptina se calculó a partir de la curva de calibración.

Esta investigación fue aprobada por el decanato de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Damasco.

Nuestro protocolo de estudio fue revisado y aprobado por la Facultad de Farmacia de la Universidad de Damasco, Damasco, Siria.

El análisis de los resultados que se recogieron en el transcurso del trabajo de investigación se sustentó en cuatro niveles: los espectros de absorción, Optimización de las condiciones de Reacción, Estequiometría de reacción y Validación del método desarrollado.

Los espectros de absorción de LNG (20 µg/mL) se registraron en un espectrofotómetro vis en la región de longitud de onda de 350 a 700 nm. que muestra la curva máxima de absorción a 407 nm en la Fig. 2.

Espectro de absorción del producto derivado frente a un blanco de reactivo (20 µg/mL LNG).

Se eligieron muchos solventes como agua destilada, metanol, etanol y acetonitrilo para LNG y PDAB disueltos como solventes tanto para LNG como para PDAB respectivamente, y como posibles medios de dilución. Se encontró que el agua destilada y el metanol eran los disolventes óptimos tanto para LNG como para PDAB respectivamente, y se obtuvieron los valores de absorbancia más altos y la estabilidad de la base de Schiff formulada.

Se estudió la reacción entre el LNG y el aumento de diferentes concentraciones de PDAB (1-7% p/v). Se encontró que la absorbancia aumenta con el aumento de la concentración de PDAB y alcanza su valor máximo al usar el 5 % p/v del reactivo que se muestra en la Fig. 3a.

Optimización de las condiciones de Reacción. ( a ) Efecto de la concentración de PDAB (línea discontinua) y el volumen (línea de puntos) en la reacción de LNG con PDAB. (b) Efecto de la temperatura (línea punteada) y el tiempo (línea discontinua) en la reacción de LNG con PDAB. (c) Efecto del volumen de HCl en la reacción entre LNG (20 µg/mL) y PDAB 5%. (d) Estabilidad del producto de reacción.

El investigador estudió el volumen adecuado de PDAB en el rango de 0,5 a 3 ml, para encontrar el volumen adecuado de reactivo PDAB (5 % p/v). Entonces, el resultado mostró que la intensidad de absorción más alta se logró con un volumen de PDAB de 1 ml y luego disminuyó (Fig. 3b).

El investigador probó diferentes volúmenes de HCI al 37 % (1 a 3 ml) para seleccionar el volumen de medio ácido apropiado para la reacción de LNG y PDAB. Los mejores resultados se obtuvieron con 2 mL de HCl al 37% (Fig. 3c).

Para elegir la mejor temperatura que pueda lograr los objetivos de la investigación, se comprobaron muchos rangos de temperatura diferentes (25, 60–65, 70–75, 80–85 °C) en el baño de agua. Por lo tanto, es posible determinar que el mejor rango de temperatura fue de 70 a 75 °C (Fig. 3b).

El efecto del tiempo de calentamiento prolongado en esta reacción se controló monitoreando el desarrollo del color en diferentes intervalos de tiempo (10–60 min) a 70–75 °C. Los valores máximos de absorbancia se obtuvieron a los 35 min (Fig. 3b).

Para la estabilidad del producto derivado, se probó por intervalos de tiempo (5–130 min). Los resultados mostraron que el compuesto derivado necesita 15 min para alcanzar el gran valor de absorción y luego los valores se mantienen constantes durante una hora (Fig. 3d).

La velocidad de reacción cuantitativa se registró por el Método de Variaciones Continuas de Job y el método de la relación Molar14.

Preparación de Solución estándar de Linagliptina (2 × 10–3 mol/l) por peso de 94,5 mg de LNG en 100 mL de agua destilada.

La preparación de la solución de ρDAB (2 × 10–3 mol/l) disolviendo 29,8 mg en 100 ml de metanol con buena agitación, se preparó recientemente.

El gráfico de variación continua en la Fig. 4a indicó que una fracción molar de 0,5 significaba la relación 1:1 de LNG: complejo PDAB con 2 ml de HCl al 37 % para todos los matraces. Mientras que la gráfica de la relación molar en la Fig. 4b, la absorbancia más alta fue con la relación compleja LNG: PDAB = 1. Entonces, 1 mol de LNG interactúa con 1 mol de PDAB.

Estequiometría de reacción LNG y PDAB. (a) Método de Job de variaciones continuas entre LNG y PDAB. [GNL]: 2 × 10−3 M; [PDAB]: 2 × 10−3 M; [GNL] + [PDAB]: 4 mL + [HCl]: 2 mL. ( b ) Método de relación molar de estequiometría de la reacción entre LNG y PDAB. (c): Vía de reacción propuesta entre LNG y PDAB.

El esquema de reacción entre LNG y el reactivo se muestra en la Fig. 4c.

El método fue validado de acuerdo con los procedimientos descritos en las directrices de la ICH, que incluyeron linealidad, precisión, límite de cuantificación de exactitud y límite de detección15.

La linealidad se evaluó después de determinar las condiciones óptimas, utilizando la ley de Beer sobre la concentración, rangos de 5 a 45 μg/mL. La curva de calibración se formó por concentración versus absorbancia, mediante análisis de regresión lineal con un valor de R2 de 0.9989 y la ecuación de regresión fue y = 0,0265x + 0,0602.

El límite de detección (LOD) y el límite de cuantificación (LOQ) se calcularon de acuerdo con la siguiente fórmula:

donde: SD es la desviación estándar del blanco y b es la pendiente. Se encontró que el LOD y el LOQ eran 1.5815 y 4.7924 μg/mL, respectivamente (Tabla 1A)

La repetibilidad del método se estudió midiendo seis especímenes repetidos de una concentración (20 µg/mL) de LNG dentro de un día, con desviación estándar relativa RSD \(\le \hspace{0.17em}2\%\) .

Además, la precisión intermedia se evaluó analizando tres soluciones repetidas de LNG en tres concentraciones diferentes (10–20–30 µg/mL) durante el mismo día (intradía) y durante tres días sucesivos (interdía), donde no Se observó una diferencia significativa entre los valores de precisión intradía e interdiarios y los valores de porcentaje de RSD fueron inferiores a 2 (Tabla 1B).

Acerca de la precisión que se comprobó mediante el porcentaje de recuperación media y el % de RSD entre tres concentraciones de LNG (10–20–30 µg/mL). Tabla 1B.

El investigador había comprobado la interferencia de los excipientes que podrían formar la dosificación farmacéutica utilizando este método, con el fin de determinar la especificidad del método propuesto.

La muestra se preparó mezclando manitol 20 mg, almidón de maíz 30 mg, almidón pregelatinizado 30 mg, copovidona 5 mg y estearato de magnesio 4 mg16. Estos excipientes fueron analizados por el método propuesto. Los resultados referidos fueron buena recuperación 101.157% y RSD = 0.8387%. Esto significa que no hay interferencia entre los excipientes y la determinación de LNG en la dosificación farmacéutica por este método derivado.

Se examinó la solidez del método propuesto, los resultados indicaron que no hubo sesgo en las condiciones experimentales (concentración de variación de PDAB ∓ 0,2 % (p/v), volumen de PDAB y HCl ∓ 0,2 ml, tiempo de calentamiento ∓ 2 min, longitud de onda de medición (nm) ∓ 2 nm, mientras que otros parámetros eran constantes, por lo que la RSD era inferior al 2%.

La linagliptina es un nuevo antidiabético oral. El LNG no está disponible como método analítico específico en la farmacopea. LNG tiene muchos artículos que tienen como objetivo analizar LNG por HPLC, este método necesita solventes costosos y equipos específicos. Por lo tanto, en este artículo se describió un método analítico nuevo y simple que depende de la reacción de condensación entre GNL con PDAB como reactivo químico para la determinación de GNL a granel y dosis farmacéuticas. Se estudiaron las condiciones de condiciones óptimas de esta investigación analítica y se encontró que el agua destilada y el metanol fueron los mejores solventes tanto para LNG como para PDAB, 1 mL de PDAB 5% como reactivo derivado con 2 mL de HCl 37% como reactivo ácido medio con calentamiento a 70–75 ° C en un baño de agua durante 35 min para formar la base de Schiff amarilla con una longitud de onda de 407 nm y la estabilidad de la base de Schiff formada durante una hora. La validación del método propuesto mostró que esta reacción tiene una linealidad de 5–45 μg/mL, según el coeficiente de correlación R2 = 0,9989 con un porcentaje de recuperación (99,46–100,8 %) dentro de un criterio aceptado y la RSD fue inferior al 2 %, por lo que esta El método propuesto tiene buena exactitud y precisión y alta especificidad.

Además, la relación molar de esta reacción se seleccionó entre LNG y PDAB y fue compleja (1:1) dependiendo de dos métodos, el trabajo de variaciones continuas y la relación molar.

El método de derivación propuesto se caracterizó por el uso de un reactivo PDAB que es de fácil aplicación y no consume materiales costosos en comparación con otros métodos analíticos que requieren muchos dispositivos y materiales.

Los datos pueden estar disponibles previa solicitud razonable del autor de correspondencia.

ρ-dimetilaminobenzaldehído

Linagliptina

Hormonas incretinas péptido similar al glucagón-1

Polipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa

Administración de Alimentos y Medicamentos

farmacopea británica

Farmacopea de los Estados Unidos

Ultravioleta

Visible

Electroforesis capilar

Cromatografía líquida de alta resolución

ácido clorhídrico

Porcentaje de peso/volumen

Conferencia internacional de armonización

Desviación estándar relativa

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Departamento de Química Analítica y de Alimentos, Facultad de Farmacia, Universidad de Damasco, Damasco, Siria

lujain sahloul y maisam salami

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LS: Curaduría de datos; Investigación; Recursos; Validación; borrador original; Escritura—revisión y edición; Metodología; Administración de proyecto. EM: Investigación; Recursos; Validación; borrador original; Escritura—revisión y edición; Metodología; Supervisión; Administración de proyecto. Todos los autores han leido y aprobado el manuscrito.

Correspondencia a Lujain Sahloul.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Sahloul, L., Salami, M. Desarrollo y validación de un nuevo método analítico para la determinación de linagliptina a granel mediante espectrofotómetro visible. Informe científico 13, 4083 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31202-w

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Recibido: 21 julio 2022

Aceptado: 08 de marzo de 2023

Publicado: 11 de marzo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31202-w

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