Nootropik ilaç pirasetamın tablet formülasyonunda yeni bir yeşil HPLC yöntemi ile analizi
Analysis of the nootropic drug piracetamine in tablet formulation by a new green HPLC method
Yazar: ÜLKÜNUR TUNÇBAŞ
Danışman: PROF. DR. ŞULE DİNÇ ZOR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Pirasetam (PIR), GABA'nın siklik türevlerinden türetilmiş racetam grubuna dahil bir ilaç etkin maddesidir. Kimyasal adı 2-okso-1-pirolidin asetamiddir. Etki mekanizması tam anlamıyla çözülememiş olsa da günümüzde zihinsel performansı artırıcı olarak bilinen nootropik ilaçlar sınıfına dahildir. Literatürde PIR'ın analizi için birçok yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) tekniği geliştirilmiş olmasına rağmen, çevre ve insan sağlığı için minimum düzeyde toksik çözücüler kullanan sıvı kromatografisi yöntemlerine ihtiyaç vardır.
Bu çalışmada, piracetam etkin maddesinin miktar tayini analizi için çevre dostu bir yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) yöntemi optimize edilmiştir. Optimizasyon aşamasında zaman ve maliyetten tasarruf edilmesi amacıyla deneysel tasarım yöntemlerinden Box-Behnken tasarımı kullanılmıştır. Tasarımda +1, -1, 0 olmak üzere üç seviyede 15 deney gerçekleştirilmiştir. Deney tasarımındaki bağımsız değişkenler olarak mobil fazın pH değeri, akış hızı ve mobil fazdaki etanol oranı seçilmiştir. Cevap değişkenleri ise piracetamın teorik plaka sayısı, pik alanı ve alıkonma zamanı olarak belirlenmiştir.
Tüm cevaplar, Derringer istenilebilirlik fonksiyonu kullanılarak eş zamanlı olarak optimize edilmiştir ve faktörlerin tek başına ve birbiriyle olan etkileri incelenmiştir. Optimize edilmiş metodun alıkonma süresinin minimum, teorik plaka sayısının ve pik alanlarının maksimum olması hedeflenmiştir. Aynı zamanda yeşil bir HPLC metodu olabilmesi için az miktarda toksik ürün ve çözücü kullanımı göz önünde bulundurulmuştur. Mobil faz pH 'sının 5.0, akış hızının 1.0 mL/dak ve mobil fazdaki etanol oranının % 4 olduğu koşulların optimum olduğu belirlenmiştir.
Optimize edilmiş HPLC yönteminin analitik validasyonu, ilgili otoriteler tarafından belirlenen doğrusallık, tekrarlanabilirlik, doğruluk, tanıma limiti ve tayin limiti gibi parametreler kapsamında değerlendirilmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda elde edilen veriler, belirtilen kriterler doğrultusunda kabul edilebilir sınırlar içerisinde bulunmuştur.
Ayrıca, validasyonu gerçekleştirilen metodun yeşil kimya prensiplerine uygunluğu, yeşil kimya uygulamalarının bir değerlendirme aracı olan Eko-Skala ile analiz edilmiştir. Yapılan değerlendirme sonucunda, ceza puanları hesaplandığında, yöntemin 88 puanlık bir yeşil HPLC metodu olduğu belirlenmiştir. Bu bulgular, optimize edilmiş HPLC yönteminin çevre dostu kimya kriterlerine uygun bir analitik metot olduğunu bilimsel olarak doğrulamaktadır.

Abstract:
Piracetam (PIR) is an active pharmaceutical ingredient included in the racetam group, derived from the cyclic derivatives of GABA. Its chemical name is 2-oxo-1-pyrrolidine acetamide. Although its mechanism of action is not fully understood, it is classified as a nootropic drug, known for enhancing cognitive performance. In the literature, many high-performance liquid chromatography (HPLC) techniques have been developed for the analysis of PIR; however, there is a need for liquid chromatography methods that use minimally toxic solvents to ensure safety for both the environment and human health.
In this study, an environmentally friendly high-performance liquid chromatography (HPLC) method was optimized for the quantitative analysis of piracetam. To save time and cost during the optimization phase, the Box-Behnken design, a type of experimental design method, was utilized. In the design, 15 experiments were conducted at three levels: +1, -1, and 0. The independent variables in the experimental design were the pH of the mobile phase, flow rate, and ethanol ratio in the mobile phase. The response variables were determined as the theoretical plate number, peak area, and retention time of piracetam.
All responses were simultaneously optimized using the Derringer desirability function, and the individual and interaction effects of the factors were examined. The goal was to minimize the retention time and maximize the theoretical plate number and peak areas of the optimized method. Additionally, to ensure the method qualified as a green HPLC method, the use of minimal toxic products and solvents was considered. The optimum conditions were identified as a mobile phase pH of 5.0, a flow rate of 1.0 mL/min, and an ethanol ratio of 4% in the mobile phase.
The analytical validation of the optimized HPLC method was conducted in accordance with parameters specified by relevant authorities, including linearity, repeatability, accuracy, limit of detection (LOD), and limit of quantitation (LOQ). The results obtained were within acceptable limits based on these criteria.
Furthermore, the compliance of the validated method with green chemistry principles was assessed using the Eco-Scale, a green chemistry evaluation tool. The assessment revealed that the method scored 88 points, indicating that it is a green HPLC method. These findings scientifically confirm that the optimized HPLC method is a suitable analytical technique aligned with green chemistry criteria.