Detection and Characterization of Drug Metabolites in Biofluids Using Survey Scan MS/MS Functionality on Waters™ Tandem Quadrupole Mass Spectrometers

Význam tématu

Detekce a charakterizace metabolitů léčiv v biologických vzorcích umožňuje odhalit metabolické slabiny kandidátních léčiv, monitorovat potenciálně toxické produkty a optimalizovat farmakokinetiku. Rychlé a citlivé metody tak zkracují dobu vývoje nových léčiv a zajišťují bezpečnost ve fázích ADME a toxikokinetických studií.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři představují aplikaci režimu Survey Scan na tandemovém kvadrupólovém hmotnostním spektrometru Waters pro screening a charakterizaci metabolitů antihistaminika methapyrilenu v potkaních močí. Cílem bylo demonstrovat výhody Data Dependent Acquisition (DDA) s využitím precursor scan a constant neutral loss pro rychlou identifikaci více než 30 metabolitů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky moči potkanů se připravily s acetonitrilem, centrifugovaly a analyzovaly LC-MS/MS s lineárním gradientem na C18 kolonce při 40 °C. Detailní podmínky:

• LC systém: ACQUITY I-Class UPLC
• Detektor: Xevo TQ-XS
• Kolonka: CORTECS Premier T3, 2.1 x 100 mm, 2.7 µm
• Mobilní fáze: A – 0,1% kyseliny mravenčí ve vodě, B – 95% acetonitril s 0,1% kyseliny mravenčí
• Průtok: 600 µL/min, injekce 2 µL
• Režimy MS/MS: precursor ion scan (m/z 96.88, 119.17, 121.17, 133.07), constant neutral loss (176.12 a 80.1 Da)
• Software: MassLynx Ver. 4.2 pro akvizici a zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

Survey Scan DDA umožnil detekci a získání čistých MS/MS spekter pro více než 30 metabolitů methapyrilenu. Precursor scan odhalil oxidativní fáze (hydroxylace, dihydroxylace, N-oxidace), constant neutral loss detekoval glukuronidové konjugáty. Díky rychlému přepínání mezi MS a MS/MS režimy se dosáhlo vysoké citlivosti, selektivity a minimálního šumu.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednoduchá implementace DDA bez nutnosti složitého nastavení
• Současná akvizice prekurzorových i produktových iontů v jedné analýze
• Vysoká citlivost a selektivita screeningových režimů
• Rychlé mapování metabolitů v komplexních biofluidních vzorcích

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření integrace s technikami vysokého rozlišení (HRMS), iontové mobility a strojového učení pro automatizovanou identifikaci metabolitů. Další směry zahrnují aplikace na různé biologické matrice a detekci neznámých biotransformací.

Závěr

Režim Survey Scan na tandemových kvadrupólových spektrometrech Waters představuje efektivní nástroj pro rychlý, citlivý a selektivní screening metabolitů v biologických vzorcích. Metoda umožnila detekci přes 30 souvisejících metabolitů methapyrilenu, včetně dosud nepopisovaného N-O-glukuronidu.

Reference

1. Molloy B.J. et al. Rapid Determination of the Pharmacokinetics and Metabolic Fate of Gefitinib in the Mouse Using a Combination of UPLC/MS/MS, UPLC/QToF/MS, and Ion Mobility (IM)-Enabled UPLC/QToF/MS. Xenobiotica. 2021;51(4):434–446.
2. Lanz J. et al. Evaluation of Relative MS Response Factors of Drug Metabolites for Semi-Quantitative Assessment of Chemical Liabilities in Drug Discovery. J Mass Spectrom. 2017;52(4):210–217.
3. Ackermann B.L. et al. Recent Advances in Use of LC/MS/MS for Quantitative High-Throughput Bioanalytical Support of Drug Discovery. Curr Top Med Chem. 2002;2(1):53–66.
4. Geenen S. et al. HPLC-MS/MS Methods for the Quantitative Analysis of 5-Oxoproline (Pyroglutamate) in Rat Plasma and Hepatic Cell Line Culture Medium. J Pharm Biomed Anal. 2011;56(3):655–663.
5. Waters Application Note 720008016. Tandem Quadrupole Acquisition Modes in DMPK Studies.
6. Molloy B.J. et al. Investigation of the Pharmacokinetics and Metabolic Fate of Fasiglifam (Tak-875) in Male and Female Rats Following Oral and Intravenous Administration. Xenobiotica. 2023;53(2):93–105.