Σύγκριση διαφορετικών ειδών πειραματικών σχεδιασμών για την ανάπτυξη ισοκρατικών μεθόδων HPLC για τον ταυτόχρονο προσδιορισμό υδροχλωροθειαζιδίου, αμλοδιπίνης και βαλσαρτάνης

Στην παρούσα εργασία επιτεύχθηκε η ανάπτυξη νέων μεθόδων προσδιορισμού τριών αντιϋπερτασικών ουσιών (υδροχλωροθειαζίδιο-HCTZ, αμλοδιπίνη-AML, βαλσαρτάνη-VAL), με RP-HPLC/UV, κάτω από ισοκρατικές συνθήκες και με τη χρήση C8 και C18 στηλών. Η βελτιστοποίηση της κινητής φάσης επιτεύχθηκε με τη χρήση τριών πειραματικών σχεδιασμών, τον Box-Behnken (στήλη C8), τον Κεντρικό Σύνθετο Σχεδιασμό-CCD (στήλη C18) και τον σχεδιασμό D-Optimal (C8,C18), ενώ τo λογισμικό μοντελοποίησης που χρησιμοποιήθηκε ήταν το Design Expert 10 trial version. Από τον κάθε πειραματικό σχεδιασμό, οι οποίοι μεταξύ τους παρουσιάζουν διαφορές ως προς τα δομικά τους χαρακτηριστικά (αριθμό πειραμάτων, επίπεδα των παραγόντων κτλ), προτάθηκαν δύο βέλτιστες λύσεις της κινητής φάσης ανάλογα με τη σειρά έκλουσης των ουσιών AML-VAL (α=1,30) ή VAL-AML (α=0,77). Εξαίρεση αποτελεί ο Box-Behnken, στον οποίο δεν παρουσιάστηκε αντιστροφή στη σειρά έκλουσης για τo εύρος pH που χρησιμοποιήθηκε στη συγκεκριμένη περίπτωση. Η βέλτιστη κινητή φάση για τον Box-Behnken χαρακτηρίστηκε από ποσοστό ACN 34,0%, ακραία τιμή του pH στο 4,46 και συγκέντρωση άλατος 56,0 mM (μη σημαντικός παράγοντας). Για τον CCD και για τιμές εκλεκτικότητας α=1,30 και α=0,77, το ποσοστό ACN ήταν υψηλότερο στο 38,6% και 41,2%, το ποσοστό MeOH ήταν 2,0% (χαμηλότερη ακραία τιμή), τιμές pH 3,87 και 4,18, συγκέντρωση άλατος 57,0 mM και 26,0 mM, αντίστοιχα. Όσον αφορά τον D-Optimal, το ποσοστό ACN ήταν χαμηλότερο 33,1%, ποσοστό MeOH στο 0,0%, τιμές pH 4,41 και 4,70, συγκέντρωση άλατος 60,0 mM και 55,0 mM, για α=1,30 και α=0,77 αντίστοιχα, με βέλτιστη στήλη την C8 και στις δύο περιπτώσεις. Και οι τρεις σχεδιασμοί απέδωσαν ικανοποιητική βελτιστοποίηση, η οποία οδηγεί σε πολύ καλό διαχωρισμό των ουσιών, καλές χρωματογραφικές κορυφές και μικρό χρόνο ανάλυσης. Ο συνολικός χρόνος ανάλυσης κυμάνθηκε από 6,15 min έως 8,40 min. Βασικό συμπέρασμα της σύγκρισής τους είναι πως από τον Box-Behnken η βέλτιστη λύση προέκυψε με μικρό αριθμό πειραμάτων και παρουσίασε το μικρότερο χρόνο ανάλυσης, άρα προκύπτει ως συμφερότερος οικονομικά και χρονικά. Ο CCD, όμως, παρουσίασε την μέγιστη επιθυμητότητα και ο D-Optimal την καλύτερη ικανότητα πρόβλεψης για τoν παράγοντα χωρητικότητας του υδροχλωροθειαζιδίου. Συνολικά, αναπτύχθηκαν νέες μέθοδοι προσδιορισμού υδροχλωροθειαζιδίου, αμλοδιπίνης και βαλσαρτάνης με χρήση στηλών C8 και C18, για τις οποίες εκκρεμεί η επικύρωση μεθόδου.In the present study, new methods for the determination of three antihypertensive substances (hydrochlorothiazide-HCTZ, amlodipine-AML, valsartan-VAL) were achieved by RP-HPLC/UV, under isocratic conditions and using C8 and C18 columns. Mobile phase optimization was completed using three different experimental designs, Box-Behnken design (C8 column), Central Composite Design-CCD (C18 column) and D-Optimal design (C8, C18). The software model that was used was the trial version of Design Expert 10. From each experimental design, which differ in their structural characteristics (number of experiments, levels of factors, etc.), two optimal solutions of the mobile phase were proposed depending on the elution order of the substances AML-VAL (α=1,3) or VAL-AML (α=0,77). Box-Behnken design is an exception as there was no reversal in the elution order in the pH range used in this case. The optimum mobile phase for Box-Behnken design was characterized by ACN percentage 34,0%, an extreme pH value of 4,46 and salt concentration 56,0 mM (non-significant factor). For CCD and for selectivity factors α = 1,30 and α = 0,77, ACN percentage was higher at 38,6% and 41,2%, MeOH percentage 2,0% (lowest extreme value), pH values 3,87 and 4,18, salt concentration 57,0 mM and 26,0 mM, respectively. For D-Optimal, ACN percentage was lower 33,0%, MeOH percentage at zero, pH values 4,41 and 4,70, salt concentration 60,0 mM and 55,0 mM, for α = 1,30 and α = 0,77 respectively, with an optimal C8 column in both cases. All three designs yielded optimal conditions, which lead to very good separation of substances, good chromatographic peaks and short time analysis. Total time analysis ranged from 6,15 min to 8,40 min. The main conclusion of their comparison is that the optimal solution for Box-Behnken design resulted with a small number of experiments and presented the shortest time analysis, so it appears as a more economical and time-consuming one. The CCD, however, showed maximum desirability and D-Optimal had the best predictive ability for the capacity factor of hydrochlorothiazide. In total, new methods of determination of hydrochlorothiazide, amlodipine and valsartan were developed using C8 and C18 columns, for which method validation is pending

Air Force Institute of Technology Research Report 2014

This report summarizes the research activities of the Air Force Institute of Technology’s Graduate School of Engineering and Management. It describes research interests and faculty expertise; lists student theses/dissertations; identifies research sponsors and contributions; and outlines the procedures for contacting the school. Included in the report are: faculty publications, conference presentations, consultations, and funded research projects. Research was conducted in the areas of Aeronautical and Astronautical Engineering, Electrical Engineering and Electro-Optics, Computer Engineering and Computer Science, Systems Engineering and Management, Operational Sciences, Mathematics, Statistics and Engineering Physics