Improving a High Sensitivity Assay for the Quantification of Teriparatide in Human Plasma Using the ionKey/MS System

Význam tématu

Osteoporóza je závažné onemocnění s vysokým rizikem zlomenin. Teriparatid jako první anabolické léčivo stimuluje tvorbu nové kosti. Citlivá a selektivní analýza teriparatidu v plazmě je klíčová pro farmakokinetické studie a kontrolu léčby.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo přenést existující LC-MS/MS metodu pro teriparatid na ionKey/MS systém a dále zvýšit citlivost a snížit spotřebu vzorku. Studie proběhla ve dvou fázích: validace pro 200 µL vzorek s LOD 10 pg/mL a optimalizace pro 50 µL vzorek s polovičním injekčním objemem a vyšším poměrem signál/šum.

Použitá metodika

• Proteinová precipitace 1:1 s 5 % NH4OH v acetonitrilu pro odstranění bílkovin při zachování peptidu
• SPE Oasis HLB 96-well μElution plate s trap/back-flush strategií pro účinné čištění, koncentraci vzorku a minimalizaci ztrát
• UPLC separace na iKey Peptide BEH C18 130 Å, 1.7 µm, 150 µm×50 mm s gradientem 8–65 % B za 5 min
• MRM detekce na Xevo TQ-S v ESI pozitivním režimu s volením 6+ precursoru m/z 687.05 a fragmentu m/z 787.26
• Validace: lineární rozsah 10–3000 pg/mL, váha 1/x, R2 > 0.99, přesnost a preciznost splňující FDA kritéria

Použitá instrumentace

• ionKey/MS system (ACQUITY UPLC M-Class, ionKey Source, iKey Separation Device)
• Separace: iKey Peptide BEH C18 130 Å, 1.7 µm, 150 µm×50 mm
• Massový spektrometr: Xevo TQ-S
• SPE: Oasis HLB 96-well μElution Plate
• Software: MassLynx 4.1, TargetLynx

Hlavní výsledky a diskuse

• Fáze I s 200 µL vzorku dosáhla LOD 10 pg/mL, linearita R2 > 0.99, průměrná přesnost 102.9 %, preciznost 3.5 %
• Fáze II s 50 µL vzorku a injekcí 15 µL přinesla 4× vyšší poměr signál/šum oproti konvenční 2.1 mm metodě
• Integrování UPLC do ESI interfacy snížilo mrtvé objemy, zvýšilo citlivost a snížilo spotřebu rozpouštědel
• Vyšší m/z y ionty nad 700 zajišťují výraznou selektivitu a nižší pozadí

Přínosy a praktické využití metody

• Snížení spotřeby vzorku a organických rozpouštědel a souvisejících nákladů
• Možnost analýzy velmi citlivých PK vzorků s omezeným objemem
• Rychlá příprava vzorku bez nutnosti imunoadsorpce a snadná automatizace
• Robustnost, reprodukovatelnost a možnost opakovaných injekcí pro ISR

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na kvantifikaci dalších terapeutických peptidů a proteinů s ultra-nízkými koncentracemi
• Další miniaturizace a integrace mikrofluidních systémů pro multiplexní analýzy
• Online SPE a plně automatizované platformy pro vysokou průchodnost
• Využití v klinické praxi pro individuální dávkování a monitorování terapie

Závěr

Kombinace μElution SPE a ionKey/MS systému významně zlepšila citlivost a selektivitu kvantifikace teriparatidu v lidské plazmě. Metoda umožnila detekci od 10 pg/mL při minimalizovaném objemu vzorku, což je klíčové pro PK studie s omezeným materiálem.

Reference

• Eli Lilly and Company 2009 Teriparatide rhPTH(1–34) Forteo United States package insert
• Satterwhite J Heathman M Miller PD Marin F Glass EV Dobnig H Pharmacokinetics of teriparatide and calcium pharmacodynamics in postmenopausal women Calcif Tissue Int 2010 Dec 87(6):485–92
• Chambers E Lame M et al Journal of Chromatography B 938 (2013) 96–104
• Viswanathan CT Bansal S Booth B DeStefano AJ Rose MJ Sailstad J Shah VP Skelly JP Swann PG Weiner R Quantitative bioanalytical methods validation and implementation best practices Pharm Res 24 (2007) 1962–1973
• Bansal S DeStefano A Key elements of bioanalytical method validation for small molecules AAPS J 9 (2007) E109–114