Chimica Analitica a Colori: Svelati Metodi Eco-Friendly per Analizzare Farmaci Oculari!

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo dell’analisi farmaceutica, un campo dove precisione e affidabilità sono fondamentali, ma dove, sempre più spesso, cerchiamo anche la sostenibilità. Avete mai pensato a quanto sia complesso assicurarsi che un farmaco, magari un semplice collirio, contenga esattamente le giuste quantità di principi attivi? E se potessimo farlo in modo più “verde”, più pratico e più efficiente? Beh, è proprio quello che abbiamo cercato di fare!

Nel nostro mirino sono finiti due composti molto usati, spesso insieme, nei colliri per trattare le congiuntiviti: il Cloramfenicolo (CHL), un antibiotico ad ampio spettro, e il Dexametasone Sodio Fosfato (DSP), un potente anti-infiammatorio. Li trovate, ad esempio, nel collirio Spersadex comp®. Analizzarli insieme, però, non è una passeggiata, soprattutto perché i loro “segnali” quando li guardiamo con uno spettrofotometro (uno strumento che misura come le sostanze assorbono la luce) tendono a sovrapporsi.

La Sfida: Separare l’Inseparabile (o Quasi!)

Immaginate di avere due colori molto simili e di dover capire quanto c’è di ciascuno in una miscela guardandola controluce. Complicato, vero? Ecco, la spettrofotometria UV-Vis a volte ci mette di fronte a sfide simili. La letteratura scientifica ci diceva che esistevano già metodi, soprattutto cromatografici (che sono potenti ma spesso richiedono solventi non proprio amici dell’ambiente e procedure lunghe), e solo uno studio spettrofotometrico precedente per questa coppia di farmaci. Ma nessuno si era mai preoccupato di valutare quanto questi metodi fossero davvero “verdi” o pratici.

La Nostra Soluzione: Cinque Assi nella Manica Spettrofotometrici

Ed è qui che entriamo in gioco noi! Abbiamo pensato: perché non sviluppare dei metodi spettrofotometrici UV che siano non solo accurati e precisi, ma anche semplici, veloci ed eco-compatibili? E così abbiamo fatto, mettendo a punto ben cinque tecniche diverse:

• Zero Order (D0): Il più diretto. Fortunatamente, a una certa lunghezza d’onda (292.0 nm), solo il Cloramfenicolo assorbe luce, mentre il Dexametasone se ne sta buono. Perfetto per misurare il CHL senza interferenze!
• Induce Dual Wavelength (IDW): Un trucchetto matematico. Scegliamo due lunghezze d’onda (239.0 e 254.0 nm) e applichiamo un “fattore di correzione” per annullare il segnale del CHL e misurare solo il DSP.
• Fourier Self-Deconvolution (FSD): Qui entra in gioco un po’ di “magia” matematica (la trasformata di Fourier!) per “scomporre” lo spettro sovrapposto e isolare il segnale del DSP a 242.0 nm.
• Ratio Difference (RD): Dividiamo lo spettro della miscela per quello del CHL (usato come “divisore”) e poi misuriamo la differenza di segnale tra due punti specifici (225.0 e 240.0 nm) dove il DSP “risponde” e il CHL no.
• Derivative Ratio (DD1): Simile al precedente, ma dopo la divisione calcoliamo la “derivata prima” dello spettro risultante. Questo esalta il segnale del DSP a 249.0 nm, rendendolo facilmente misurabile.

Abbiamo usato etanolo come solvente, una scelta relativamente “verde”, e uno spettrofotometro Jasco V-630, uno strumento comune in molti laboratori.

Validazione e Confronto: La Prova del Nove

Ovviamente, non basta inventare metodi. Bisogna dimostrare che funzionano! Abbiamo seguito le rigorose linee guida internazionali ICH per validare ogni aspetto: linearità (quanto bene il segnale corrisponde alla concentrazione), accuratezza (quanto i risultati si avvicinano al valore vero), precisione (quanto i risultati sono ripetibili), limiti di rilevabilità (LOD) e quantificazione (LOQ). I risultati? Ottimi per tutti e cinque i metodi! (Trovate i dettagli nelle tabelle dello studio originale, se siete curiosi!).

Poi abbiamo fatto il confronto statistico con un metodo HPLC già pubblicato. Usando test come il t-test di Student, il test F e l’ANOVA, abbiamo dimostrato che i nostri metodi danno risultati statisticamente indistinguibili da quelli del metodo HPLC. Quindi, sono altrettanto affidabili dal punto di vista analitico. Ma la vera domanda era: sono migliori sotto altri aspetti?

La Rivoluzione “Colorata”: Verde, Blu e Bianco nell’Analisi

Ed eccoci al cuore della novità! Per la prima volta per questa coppia di farmaci, abbiamo valutato i nostri metodi (e quello HPLC di riferimento) usando tre approcci innovativi che vanno oltre la semplice accuratezza:

* Greenness (Verde): Quanto è ecologico il metodo? Abbiamo usato tre strumenti:
* Analytical Eco-Scale: Assegna un punteggio da 0 a 100 (100 = metodo perfettamente verde). Più alto è il punteggio, meno impattante è il metodo in termini di reagenti usati, energia consumata, rifiuti prodotti e rischi. I nostri metodi hanno ottenuto 93 punti, contro i 90 del metodo HPLC!
* GAPI (Green Analytical Procedure Index): Un pittogramma colorato che valuta 15 aspetti del processo analitico. Più verde c’è, meglio è. I nostri metodi hanno mostrato un profilo più “verde” (meno zone rosse e gialle) rispetto all’HPLC.
* AGREE (Analytical GREEnness metric): Un altro strumento che dà un punteggio da 0 a 1, basato sui 12 principi della Chimica Analitica Verde. Abbiamo ottenuto 0.71 contro 0.53 dell’HPLC. Decisamente più verdi!

* Blueness (Blu): Quanto è pratico e applicabile il metodo? Qui entra in gioco il BAGI (Blue Applicability Grade Index). Valuta aspetti come la velocità, l’automazione, la semplicità della preparazione del campione, il numero di campioni analizzabili. Anche qui, i nostri metodi spettrofotometrici hanno superato l’HPLC (77.5 contro 72.5), dimostrandosi più pratici e user-friendly.

* Whiteness (Bianco): L’approccio olistico. La White Analytical Chemistry (WAC), con il suo modello RGB12, cerca di bilanciare gli aspetti analitici (rossi: accuratezza, precisione, etc.), quelli ecologici (verdi: tossicità, rifiuti, energia) e quelli pratici (blu: costo, tempo, semplicità). L’obiettivo è la “bianchezza”, cioè l’equilibrio perfetto. E indovinate un po’? I nostri metodi hanno raggiunto un punteggio di “bianchezza” di 96.9, superiore al 93.6 dell’HPLC, indicando un miglior bilanciamento complessivo.

Cosa Portiamo a Casa?

Quindi, cosa significa tutto questo? Significa che abbiamo sviluppato e validato cinque metodi spettrofotometrici UV che sono:

• Semplici e Veloci: Richiedono meno passaggi e meno tempo rispetto alla cromatografia.
• Accurati e Precisi: Forniscono risultati affidabili per l’analisi di Cloramfenicolo e Dexametasone Sodio Fosfato, anche in miscela e nel prodotto farmaceutico reale (collirio).
• Eco-compatibili (Più Verdi): Usano meno solventi potenzialmente dannosi, generano meno rifiuti e consumano meno energia.
• Pratici (Più Blu): Sono più facili da implementare e gestire in un laboratorio.
• Olisticamente Superiori (Più Bianchi): Offrono un miglior equilibrio tra performance analitica, impatto ambientale e praticità d’uso.

È stata una bella soddisfazione dimostrare che si può fare analisi chimica di alta qualità in modo più sostenibile e intelligente. Questi metodi rappresentano un passo avanti, offrendo alternative valide, efficienti e più rispettose dell’ambiente per il controllo qualità di formulazioni farmaceutiche comuni come i colliri. E chissà, magari questo approccio “colorato” all’analisi diventerà sempre più la norma!

Fonte: Springer