Optimization of Supercritical Fluid Extraction Parameters for Vitamins D2, D3, and K1 from Pharmaceutical Preparations

Význam tématu

Vitamíny D2, D3 a K1 představují nezbytné živiny pro lidský organismus a jejich přesné stanovení v lékových formách je klíčové pro zabezpečení kvality a dodržení legislativních požadavků. Tradiční extrakční metody často používají toxická organická rozpouštědla, což zvyšuje poptávku po ekologických alternativách, jako je superkritická fluidní extrakce (SFE).

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo optimalizovat parametry SFE pro extrakci vitamínů D2, D3 a K1 z komerčních farmaceutických přípravků a následně kvantifikovat získané analyty pomocí HPLC-PDA. Testovány byly tři vzorky (kapsle a tablety) s rozdílným obsahem vitamínů.

Použitá metodika a instrumentace

• Superkritická fluidní extrakce probíhala na systému Shimadzu Nexera UC vybaveném moduly CBM-40, SFE-30A, LC-30ADSF (CO2 pumpa), LC-40D (modifikátor a make-up pumpa), SFC-30A (regulátor tlaku) a FRC-40 (odběrač frakcí). Kombinována byla statická (1 min) a dynamická extrakce (3–18 min).
• Jako hlavní extrakční činidlo sloužil CO2 doplňovaný modifikátory MeOH, EtOH a jejich směsí s vodou (90:10, v/v).
• HPLC-PDA analýzy se prováděly na Prominence LC-20A (Shimadzu) s kolonkou Shim-pack GIS C18-P (25 cm × 4,6 mm, 5 µm), izokratickým elučním režimem 100 % MeOH, průtokem 1,5 mL/min, injekčním objemem 5 µL, teplotou 40 °C a detekcí při 265 nm.

Hlavní výsledky a diskuse

• U vitamínů D3 a K1 (vzorek S1) se nejvyšší výtěžky (až 99 % pro D3, 98 % pro K1) dosáhly při 50 °C, 350 bar, průtoku 2 mL/min, modifikátoru MeOH:H2O (90:10) a celkové extrakci 1+18 min.
• Pro vitamín D2 (vzorek S2) byla dosažena maximální výtěžnost 77 % při 50 °C, 250 bar, 2 mL/min a stejném vodou bohatém modifikátoru.
• U vzorku S3 obsahujícího pouze D3 byla nejlepší extrakce (87 %) při 50 °C, 250 bar, 1 mL/min a modifikátoru EtOH:H2O (90:10).
• Výsledky potvrdily silnou závislost výtěžnosti na složení matrice a optimálních parametrech tlaku, teploty a složení modifikátoru.

Přínosy a praktické využití metody

• Ekologičtější přístup oproti klasické extrakci s organickými rozpouštědly.
• Vysoké výtěžky a reprodukovatelnost umožňují spolehlivou kontrolu kvality farmaceutických přípravků.
• Minimalizace spotřeby toxických chemikálií a zlepšení bezpečnosti práce v laboratoři.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření techniky SFE o další přídatné modifikátory a optimalizace pro jiné vitamíny a bioaktivní látky.
• Integrace SFE s pokročilými detektory (MS, HRMS) pro komplexní profilaci doplňků stravy.
• Automatizace a škálování procesu pro průmyslové aplikace v potravinářství a farmaceutickém průmyslu.

Závěr

Optimalizace superkritické fluidní extrakce s použitím vodou obohacených modifikátorů významně zvýšila výtěžky vitamínů D2, D3 a K1 z farmaceutických forem. Metoda prokázala ekologickou i analytickou efektivitu, avšak její aplikace vyžaduje individuální nastavení podle složení matrice.

Reference

• [1] M.T. Melfi, D. Nardiello, N. Cicco, V. Candido, D. Centonze. Simultaneous determination of water- and fat-soluble vitamins, lycopene and beta-carotene in tomato samples and pharmaceutical formulations: Double injection single run by reverse-phase liquid chromatography with UV detection. Journal of Food Composition and Analysis 2018; DOI 10.1016/j.jfca.2018.04.002.
• [2] A. Abu Saaleek, A. Alshishani, L. Shaghlil, J.S. Aljariri Alhesan, Y. Al-ebini. Determination of vitamin D3 in pharmaceutical products using salting-out assisted liquid–liquid extraction coupled with reversed phase liquid chromatography. Microchemical Journal 2023; DOI 10.1016/j.microc.2023.109077.