High Sensitivity Bioanalysis for Small Drug-Like Compounds in Human Plasma using Microflow LC and High Resolution Mass Spectrometry

Význam tématu

Bioanalytická kvantifikace malých, účinných farmaceutických sloučenin v lidské plazmě je klíčová pro sledování farmakokinetiky a farmakodynamiky v preklinickém i klinickém výzkumu. Tradiční analytické postupy často narážejí na limity citlivosti a spotřeby vzorku i rozpouštědla.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyhodnotit výkonnost integrovaného mikroflow LC/MS systému ionKey/MS spojeného s vysoce rozlišovacím Xevo G2-XS QTof hmotnostním spektrometrem pro stanovení nízkých hladin malých drogových sloučenin v lidské plazmě. Studie posuzovala jak přímou injekci, tak trap-and-elute konfiguraci pro zvýšení objemu analyzovaného vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Systém AQUITY M-Class UPLC s mikroflow modulací ionKey/MS byl spojen s Xevo G2-XS QTof HRMS. Separace probíhala na iKey HSS T3 kolonce (1,8 μm, 150 μm×50 mm) při 45 °C s gradientem 5–60 % B během 3,5 min při průtoku 3 μl/min (A: voda + 0,1 % kyseliny mravenčí; B: acetonitril + 0,1 % kyseliny mravenčí). Pro trap-and-elute byla použita předřazená HSS T3 kolonka (1,8 μm, 300 μm×50 mm).

Hlavní výsledky a diskuse

V režimu přímé injekce dosáhly LLOQ hodnot 0,8–3,0 fg na column pro testované sloučeniny (verapamil, clopidogrel, propranolol, buspiron) s poměry signál/šum 9–79 a výbornou linearitou (R2 > 0,998). V trap-and-elute režimu bylo možné aplikovat injekční objemy až 20 μl (ekvivalent 4 ml na analytické kolonce 2,1×50 mm) bez zhoršení tvaru piků či rozlišení. Získaná lineární odezva (R2 = 0,9987) potvrzuje kompletní zotavení vzorku i při vysokém obsahu acetonitrilu.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné snížení spotřeby vzorku i organického rozpouštědla (až o 90 %).
• Vysoká citlivost umožňující měření v ultra nízkých koncentracích.
• Flexibilní konfigurace přímé injekce nebo trap-and-elute pro různé objemy vzorku.
• Dobrá reprodukovatelnost a robustnost vhodná pro rutinní bioanalytiku.

Budoucí trendy a možnosti využití

Předpokládá se další rozvoj mikroflow technologií, integrace s automatizovanými robotickými systémy a využití pokročilých algoritmů pro zpracování dat z HRMS. Potenciál má také aplikace v terapia drug monitoring (TDM) a v toxikologii s cílem zvýšit throughput i redukovat náklady.

Závěr

Spojení mikroflow LC separace s vysokým rozlišením HRMS představuje vysoce citlivou a efektivní platformu pro kvantifikaci drogových sloučenin v biologických matricích. Trap-and-elute konfigurace dále rozšiřuje analytické možnosti při zachování vynikajících separačních parametrů.

Reference

• Yun Wang Alelyunas, Mark Wrona, Jim Murphy, Kelly Doering. High Sensitivity Bioanalysis for Small Drug-Like Compounds in Human Plasma using Microflow LC and High Resolution Mass Spectrometry. Waters Corporation, Milford, Massachusetts, USA.