LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap, Software
ZaměřeníFarmaceutická analýza, Klinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Studium metabolické osudy léků je klíčové pro posouzení jejich bezpečnosti a efektivity. Zachycování reaktivních metabolitů pomocí glutathionu (GSH) patří mezi základní postupy v rané fázi vývoje, protože identifikuje látky potenciálně toxické. Vysokorozlišující hmotnostní spektrometrie (HRAM) v kombinaci s LC umožňuje detekci a strukturní charakterizaci těchto konjugátů s vysokou citlivostí a selektivitou.Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo demonstrovat integrovaný přístup pro rychlou a spolehlivou identifikaci isotopově značených GSH konjugátů reaktivních metabolitů. Modelovou sloučeninou se stal antipsychotikum clozapin inkubované s mikrozomy jater. Metabolity byly zachyceny směsí neoznačeného a [13C2,15N] značeného GSH v poměru 1:1 a analyzovány pomocí LC-HRMS a pokročilé softwarové analýzy.Použitá metodika a instrumentace
Inkubační podmínky:- Clozapin 10 µM, mikrozomy potkaních jater 1 mg/mL, NADPH 1 mM
- GSH/[13C2,15N]-GSH 5 mM
- Ukončení reakce acetonitrilem s 0,1 % kyselinou mravenčí, srážení bílkovin
- Reverzní fázová chromatografie na C18 kolonce (2,5 µm, 100×2,1 mm)
- Orbitrap Exploris 240 MS, pozitivní režim, Full MS ddMS2
- Rozlišení 120 000 @ m/z 200 (full scan), 30 000 @ m/z 200 (MS2)
- Interní kalibrace EASY-IC, HCD s kročkovaným kolizním napětím 20/30/50 %
- Compound Discoverer 3.3 SP3 – uzlová workflow pro očekávané a neočekávané metabolity
- Moduly: Generate Expected Compounds, Pattern Scoring, Search Neutral Losses, FISh Scoring, Differential Analysis
Hlavní výsledky a diskuse
- Detekce osmi očekávaných GSH konjugátů clozapinu a jednoho neočekávaného pomocí kombinace cíleného a necíleného přístupu
- Pattern Scoring node zaflagoval dvojice iontů se zátěží 3,0037 Da odpovídající značenému GSH
- Search Neutral Losses node identifikoval charakteristický rozpad s úbytkem pyroglutamátu (m/z 129,0425)
- FISh Scoring umožnil automatickou anotaci fragmentů a upřesnění polohy oxidace či místa konjugace
- Filtrace výsledků snížila počet potenciálních složek z tisíců na stovky a ulehčila ruční ověřování
Přínosy a praktické využití metody
- Vyšší selektivita a citlivost díky kombinaci stabilně značeného GSH a HRAM MS/MS
- Rychlá dataří a vyhodnocení v jednom softwaru zkracuje dobu analýzy
- Strukturní informace podporují optimalizaci vedoucích sloučenin v raných fázích vývoje
- Workflow je přizpůsobitelný pro jiné malé molekuly a značkovací strategie
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace pokročilých algoritmů strojového učení pro automatizovanou interpretaci MS dat
- Rozšíření workflow o další izotopové značení a modifikace
- Propojení se systémy LIMS a cloudovými platformami pro škálovatelné zpracování dat
- Využití v toxikologii a metabolomice pro komplexní profilování biologických vzorků
Závěr
Propojením Orbitrap Exploris 240 MS s inteligentními nástroji Compound Discoverer bylo dosaženo efektivní a spolehlivé identifikace isotopově značených GSH konjugátů reaktivních metabolitů clozapinu. Workflow nabízí vysokou kvalitu dat, snižuje počet falešně pozitivních výsledků a je snadno adaptovatelný na široké spektrum aplikací v analytické chemii a farmaceutickém výzkumu.Reference
- Wang Z. et al. Rapid screening and characterization of glutathione-trapped reactive metabolites using a polarity switch-based approach on a high-resolution quadrupole orbitrap mass spectrometer. Anal Bioanal Chem. 2017;409(18):4273–4283. doi:10.1007/s00216-017-0814-8
- Zhu Y. et al. Enhanced Screening of Glutathione-Trapped Reactive Metabolites by In-Source Collision-Induced Dissociation and Extraction of Product Ion Using UHPLC-High Resolution Mass Spectrometry. Anal Chem. 2011;83(24):9516–9523. doi:10.1021/ac202280f
- Ma T. et al. Rapid Screening of glutathione-trapped reactive metabolites by linear ion trap mass spectrometry with isotope pattern-dependent scanning and post-acquisition data mining. Chem Res Toxicol. 2008;21(7):1477–1483.
- Mutlib AE. et al. Application of stable isotope labeled glutathione and rapid scanning mass spectrometers in detecting and characterizing reactive metabolites. Rapid Commun Mass Spectrom. 2005;19(26):3482–3492.
- Thermo Fisher Scientific. Confident drug metabolite identification using an intelligent data acquisition and processing workflow. Application Note 65953.
- Thermo Fisher Scientific. Detection and identification of labeled compounds from high resolution tandem mass spectrometry. Poster Note 64747.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.