LC-MS Analysis of Underivatized Bisphosphonate Drugs Using Mixed-Mode Reversed-Phase/Anion-Exchange Chromatography

Význam tématu

Bisfosfonáty jsou klíčové léky pro léčbu ztráty kostní hmoty, ale jejich silná polarita a kyselost ztěžují přímou analýzu metodami LC-MS bez derivatizace.

Cíle a přehled studie / článku

Tato práce si klade za cíl vyvinout rychlou šestiminutovou LC-MS metodu pro detekci čtyř běžných bisfosfonátů bez nutnosti derivatizace vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda kombinuje opačno-fázovou a aniontově-výměnnou chromatografii na koloně Atlantis Premier BEH C18 AX s technologií MaxPeak HPS. Použity jsou mobilní fáze: voda, methanol a 200 mM amonium formiát (pH 3). Analýza probíhá na systému ACQUITY UPLC H-Class Plus s detektorem ACQUITY QDa v režimu ESI- negativní, SIR. Data jsou zpracována v Empower CDS.

Použitá instrumentace

• ACQUITY UPLC H-Class Plus System s HPS přípojkami
• Atlantis Premier BEH C18 AX Column 1,7 µm, 2,1×50 mm s MaxPeak HPS povrchem
• Atlantis BEH C18 AX 1,7 µm, 2,1×50 mm (nerezová ocel) pro srovnání
• ACQUITY QDa Detector (ESI-, SIR)
• Empower Chromatography Data System

Hlavní výsledky a diskuse

Smíšený režim RP/AX umožnil účinné zadržení a rozdělení bisfosfonátů bez derivatizace. Kolona s MaxPeak HPS prokázala až dvojnásobné plošné signály (např. zoledronová kyselina) a výrazně nižší %RSD oproti nerezovému provedení. Nerezová kolona vyžadovala dlouhé kondicionování a vykazovala nižší citlivost a horší opakovatelnost.

Přínosy a praktické využití metody

• Odstranění kroku derivatizace a iontových párů
• Rychlý analýzní cyklus (6 min)
• Přímá kompatibilita s LC-MS pro QA/QC a výzkumné laboratoře

Budoucí trendy a možnosti využití

Rostoucí zájem o nové generace bisfosfonátů a rozšíření jejich lékařských aplikací (protizánětlivá léčba, fixace implantátů, antiparazitika) vyžaduje rychlé a citlivé analytické postupy. Další optimalizace pH a analýza ve složitých biologických matricích mohou metodu dále rozšířit.

Závěr

Vyvinutá smíšená LC-MS metoda bez derivatizace nabízí robustní a citlivou analýzu bisfosfonátů. MaxPeak HPS technologie minimalizuje nespecifickou adsorpci, zvyšuje signál a zlepšuje přesnost, čímž odstraňuje potřebu složité přípravy vzorku a dlouhého kondicionování kolony.

Reference

1. Graham R., Russell G. Bisphosphonates: The first 40 years. Bone. 2011;49(1):2–19.
2. Chen M. et al. Trimethylsilyldiazomethane Derivatization Coupled with Solid-Phase Extraction for the Determination of Alendronate in Human Plasma by LC-MS/MS. Anal Bioanal Chem. 2012;402(2):791–798.
3. Popov K. et al. Bisphosphonates: Synthesis, Structures, Properties, Medical and Industrial Applications. J Mol Liq. 2022;351:118619.
4. Walter TH. et al. Characterization of a highly stable mixed-mode reversed-phase/weak anion-exchange stationary phase. J Sep Sci. 2021;44(5):1005–1014.
5. Meng X., Zhenwei W. A mixed-mode reversed-phase/strong-anion-exchange stationary phase. J Chromatogr A. 2024;1722:464871.
6. DeLano M. et al. Using Hybrid Organic-Inorganic Surface Technology to Mitigate Analyte Interactions with Metal Surfaces in UHPLC. Anal Chem. 2021;93:5773–5781.
7. Berthelette KD. et al. Correlation Between the Adsorption of Acidic Analytes on Stainless Steel Columns and Their Ionic Charge. Waters App Note. 2025.
8. Smith K. et al. Sensitive and Reproducible MS-Compatible RP-UHPLC Analysis of TCA Cycle Metabolites. Anal Chem. 2021;93:1009–1015.