Highly Sensitive LC-MS/MS Method for Quantification of Beclomethasone in Human Plasma

Význam tématu

Beclomethason dipropionát (BDP) je inhalovaný kortikosteroid široce užívaný v terapii astmatu a alergické rinitidy. Díky nízké systémové biologické dostupnosti po inhalaci jsou plazmatické koncentrace BDP extrémně nízké (pg/mL), což klade vysoké nároky na citlivost a robustnost bioanalytických metod. Spolehlivá kvantifikace BDP v malých objemech plazmy je klíčová pro farmakokinetické a bioekvivalenční studie generických i originálních léčiv.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a částečně validovat vysoce citlivou LC–MS/MS metodu pro kvantifikaci BDP v lidské plazmě s dolní hranicí kvantifikace (LLOQ) na úrovni 5,0 pg/mL. Metoda využívá deuterovaný interní standard BDP-D10, jednoduchou jednoetapovou extrakci na SPE a rozšířený kalibrační rozsah 5–2000 pg/mL pro minimalizaci nutnosti opakovaných analýz vzorků mimo kalibrační křivku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky plazmy (500 μL) byly spiked interním standardem (50 μL BDP-D10) a bufferem (400 μL), podrobeny hladinové SPE na reverzní fázi, eluovány acetonitrilem, zředěny vodou (1:1) a injikovány (25 μL) do chromatografu. Rozlišení bylo dosaženo na kolonce Shim-pack GIST C18 (50×2,1 mm, 3 μm) při teplotě 40 °C a průtoku 1,0 mL/min s gradientem 2 mM trifluorooctanu amonného/voda vs. acetonitril.

• Hmotnostní spektrometrie: Shimadzu LCMS-8045 s heated ESI a UF-Qarray technologiemi
• Ionizační režim: ESI pozitivní
• MRM přechody: BDP 521,40→411,30 (CE –9,0 V) a 521,40→319,10 (CE –18,0 V); BDP-D10 531,30→416,00 (CE –11,6 V)

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala lineární odezvu v rozsahu 5,0–2000,0 pg/mL (r > 0,99). LLOQ 5,0 pg/mL dosáhlo poměru signál/šum >15. Intra- a inter-denní preciznost (% RSD) byla <15 % (na úrovni LLOQ <20 %) a přesnost v rozmezí ±15 % (na úrovni LLOQ ±20 %). Průměrné zisky SPE se pohybovaly okolo 60 % s minimálním matričním efektem (IS normalizovaný faktor 1,05 při LQC, 0,96 při HQC). Nebyl zaznamenán carry-over ani interferenční signál v blank vzorcích.

Přínosy a praktické využití metody

Vyvinutá metoda nabízí:

• Vysokou citlivost a selektivitu pro nízké koncentrace BDP
• Jednoduchou a rychlou jednoetapovou extrakci s vysokou produktivitou
• Široký kalibrační rozsah minimalizující opakované analýzy
• Malou spotřebu plazmy a zvýšení životnosti přístroje

Metoda je ideální pro bioekvivalenční a farmakokinetické studie generických přípravků i preklinický výzkum.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje automatizaci přípravy vzorků, zlepšení citlivosti směrem k sub-pg/mL úrovni a rozšíření aplikace metody na multiplexní analýzu dalších kortikosteroidů. Integrace s vysoce výkonnými robotickými systémy a datovou analýzou strojového učení může dále zlepšit efektivitu a přesnost bioanalytických studií.

Závěr

Navržená LC–MS/MS metoda na platformě Shimadzu LCMS-8045 je plně validovaná podle FDA guidelinů a umožňuje spolehlivou kvantifikaci beclomethason dipropionátu v lidské plazmě na úrovni 5,0 pg/mL. Robustnost, jednoduchost a široký kalibrační rozsah z ní činí vhodný nástroj pro farmaceutický průmysl a výzkum.

Reference

1. DrugBank. Beclomethasone. https://www.drugbank.ca/drugs/DB00394 (accessed Mar 24, 2022).
2. PubChem. Beclomethasone. CID 20469. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/20469 (accessed Mar 24, 2022).
3. Guan F, Uboh C, Soma L, Hess A, Luo Y, Tsang DS. J Mass Spectrom. 2003;38(8):823–838.
4. Taylor RL, Grebe SK, Singh RJ. Clin Chem. 2004;50(12):2345–2352.
5. FDA. Bioanalytical Method Validation Guidance for Industry. 2018.