LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ, 2D-LC
ZaměřeníFarmaceutická analýza, Metabolomika
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Enantiomery chirálních léčiv vykazují rozdílné farmakokinetické a farmakodynamické vlastnosti. Propranolol a jeho hydroxylované metabolity jsou významným příkladem, kde selektivní rozlišení R a S formy napomáhá lepšímu pochopení enantioselektivní metabolizace a vylučování u lidí.
Cíle a přehled studie
Cílem aplikace bylo kvantitativně sledovat chiralitu propranololu a jeho hydroxy metabolitů v lidském moči po podání racemické směsi. Použit byl online 2D-LC/MS/MS přístup kombinující achirální první dimenzi a chirální druhou dimenzi bez nutnosti frakčního sběru.
Použitá instrumentace
- Agilent 1290 Infinity II 2D-LC System: dva vysokotlaké pumpy, dvě termostaty, dva ventily s modulací, multisampler s chlazením
- Chromatografické kolony: Poroshell 120 Phenyl-Hexyl (2.1×100 mm, 2.7 µm) a Poroshell 120 Chiral-T (4.6×100 mm, 2.7 µm)
- Agilent 6495 triple quadrupole LC/MS s Jet Stream ESI zdrojem
- Software: OpenLab CDS ChemStation, MassHunter Workstation (Data Acquisition, Quantitative Analysis), 2D Chromatogram Creator
Použitá metodika
Vzorky moči se ředily metanolem, centrifugovaly a aplikovaly do 2D-LC. První dimenze s gradientem na achirální kolóně vyčlenila pěti minutové eluční pásma cílových sloučenin. Srdcová sekce byla přepnuta na druhou dimenzi s chirální kolónou, kde proběhlo enantiomerické rozlišení. Detekce probíhala současně UV při 230 a 290 nm a MS v MRM módu s charakteristickými přechody pro propranolol a hydroxy sloučeniny.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda zajistila baseline oddělení enantiomerů pro propranolol a tři ring-hydroxylované metabolity s rozlišením Rs 2.4 až 3.1 během jednoho běhu. Retenční časy byly vysoce stabilní (RSD ≤ 0.11 %). Matricky kalibrované křivky vykazovaly koeficient determinace nad 0.97, LOD v rozmezí 8–47 pg/mL a LOQ 48–265 pg/mL. V moči sledované po 5,1 hodinách se prokázaly výrazné enantiomerní posuny v exkreci: (S)-enantiomer propranololu dominoval s poměrem S/R až 2,4, zatímco hydroxymetabolity vykazovaly nižší poměry (S/R < 0.13 pro 5-HOPL a 7-HOPL). Maximální vylučovací rychlost propranololu dosáhla 281 ng/min pro (S) formu a 237 ng/min pro (R) formu.
Přínosy a praktické využití metody
Online 2D-LC/MS/MS významně zkracuje dobu analýzy a eliminuje manuální manipulaci s frakcemi. Metoda umožňuje spolehlivý profiling enantiomerů i při nízkých koncentracích v biologických matricích a poskytuje data využitelná ve farmakokinetických studiích i v regulovaných QA/QC laboratořích.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření 2D-LC přístupu na další chirální farmakologické sloučeniny a jejich metabolity
- Automatizace přípravy vzorků a integrované datové workflow pro vysokoprůtokové studie
- Využití HRMS pro doplnění kvantitativních dat o strukturní informace v reálném čase
Závěr
Vyvinutá online 2D-LC/MS/MS metoda pro propranolol a jeho hydroxy metabolity nabízí efektivní enantiomerické rozlišení, vysokou citlivost a reprodukovatelnost. Umožňuje detailní sledování enantioselektivní metabolizace v lidské moči s potenciálem pro široké farmakometabolomické aplikace.
Reference
- EMA. Investigation of Chiral Active Substances, 1993.
- FDA. Development of New Stereoisomeric Drug, 1992.
- Woiwode U. et al. Enantioselective Multiple Heartcut Two-Dimensional Ultra-High-Performance Liquid Chromatography Method With a Coreshell Chiral Stationary Phase in the Second Dimension for Analysis of All Proteinogenic Amino Acids in a Single Run. Journal of Chromatography A, 2018, 1562, 69–77.
- Joseph S., Subramanian M., Khera S. Simultaneous and Stereospecific Analysis of Warfarin Oxidative Metabolism Using 2D LC/Q-TOF. Bioanalysis, 2015, 7, 2297–2309.
- Harps L.C. et al. Two Dimensional Chromatography Mass Spectrometry: Quantitation of Chiral Shifts in Metabolism of Propranolol in Bioanalysis. Journal of Chromatography A, 2019, in press.
- Bichara N. et al. Propranolol Hydroxylation and N-Desisopropylation by Cytochrome P4502D6: Studies Using the Yeast-Expressed Enzyme and NADPH/O2 and Cumene Hydroperoxide-Supported Reactions. Drug Metabolism and Disposition, 1996, 24, 112–118.
- Yoshimoto K. et al. Identification of Human CYP Isoforms Involved in the Metabolism of Propranolol Enantiomers—N-Desisopropylation Is Mediated Mainly by CYP1A2. British Journal of Clinical Pharmacology, 1995, 39, 421–431.
- Masubuchi Y. et al. Cytochrome P450 Isozymes Involved in Propranolol Metabolism in Human Liver Microsomes. Drug Metabolism and Disposition, 1994, 22, 909–915.
- Narimatsu S. et al. Species Difference in Enantioselectivity for The Oxidation of Propranolol by Cytochrome P450 2D Enzymes. Chemico-Biological Interactions, 2000, 127, 73–90.
- Gu H. Selecting the Correct Weighting Factors for Linear and Quadratic Calibration Curves with Least-Squares Regression Algorithm in Bioanalytical LCMS/MS Assays and Impacts of Using Incorrect Weighting Factors on Curve Stability, Data Quality, and Assay Performance. Analytical Chemistry, 2014, 86, 8959–8966.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.