Напредък в биоанализата: Ролята на LC - MS/MS в офталмологичното развитие на лекарствата и водни и стъкловидно -хуморски изследвания

Афизни продукти

Течна хроматография - Тандемна масспектрометрия (LC - MS/MS)

Течна хроматография - Тандемна масспектрометрия (LC - MS/MS) е мощна аналитична техника, която комбинира възможностите за разделяне на течната хроматография с възможностите за масов анализ на тандемната масспектрометрия. В LC - MS/MS, сместа от пробата първо се разделя чрез течна хроматография, където компонентите взаимодействат по различен начин със стационарна фаза и подвижна фаза, което води до тяхното разделяне, докато преминават през колоната. След това отделените компоненти се йонизират и анализират чрез тандемна масспектрометрия, която фрагментира йони в продуктови йони за подробен структурен анализ.

Приложения на LC - MS/MS при биоанализа

Биоанализавключва измерване на концентрации на лекарства, метаболити и други биологични съединения в биологични проби, като кръв, плазма, урина и другибиофлуиди. LC - MS/MS е особено добре - подходящ за тези приложения поради нейната висока чувствителност и способност за откриване на ниски концентрации на целеви аналити в сложни биологични матрици.

LC - MS/MS технология за анализ на биологични проби открива както екзогенни, така и ендогенни вещества. Изследователите симулират действителни проби, като добавят веществото, което трябва да бъде измерено към aпразна матрицаЗа формулиране на количествена стандартна проба за крива и проба за контрол на качеството. Концентрацията на веществото, което се измерва в биологична проба, се определя количествено чрез стандартна крива.

Ендогенните вещества са вещества, които се срещат естествено в тялото. Ендогенното вещество - Свързаните лекарства се превърнаха в важна посока за развитието на новите лекарства през последните години. Наред с раждането на голям брой лекарства с ендогенни вещества, биоанализата на лекарства с ендогенни вещества става все по -важна. Понастоящем обаче валидирането на методите за анализ на биологични проби от FDA и други вътрешни и чуждестранни организации за преглед на лекарства се фокусира главно върху екзогенни вещества, включително прецизност, точност, матричен ефект, скорост на възстановяване и стабилност. Тъй като откриването на ендогенни вещества води до проблеми в резултатите от откриването поради собствения си ефект при получаване на празна матрица за симулиране на действителната проба, появата на алтернативаПразна биологична матрица (изкуствена празна биологична матрица) решава този проблем.

Таблица 1: Описание на селективността в основните указания за валидиране на биоаналитичната методология на индустрията

Разработка на аналитичен метод и валидиране на аналитичния метод

При биоанализата гарантирането на надеждността и възпроизводимостта на аналитичните резултати е от първостепенно значение. Това изисква строгото развитие иВалидиране на аналитичниМетоди.

Разработване на аналитичен методвключва създаването на оптимизирани процедури за откриване и количествено определяне на анализи от интерес. Това включва избора на подходящи хроматографски условия (например стационарна фаза, мобилна фаза, дебит) и MS параметри (например, техника на йонизация, енергия на сблъсък) за постигане на оптимална чувствителност, разделителна способност и селективност. Освен това, методът трябва да е в състояние да определи точно количествено определяне на аналитите при наличие на сложни и променливи биологични матрици, които често са съставени от протеини, липиди и други съединения, които могат да пречат на анализа.

След като се разработи метод, той трябва да се подложиВалидиране на аналитичен методЗа да се гарантира, че той отговаря на предварително зададени критерии за изпълнение. Този процес на валидиране е необходим, за да се потвърди, че методът е подходящ за предназначението си и отговаря на регулаторните изисквания. За биоаналитични методи валидирането обикновено включва няколко ключови параметъра:

• - Точност и прецизност:Осигуряване на метода предоставя правилни и последователни резултати.
• - Чувствителност:Способността за откриване на ниски концентрации на аналита.
• - Селективност:Способността на метода да различава аналита от други съединения в матрицата.
• - Възстановяване:Ефективността, с която аналитът се извлича от биологичната проба.
• - Стабилност:Стабилността на аналита при различни условия за съхранение и обработка.
• - Линейност:Способността на метода да произвежда резултати, които са пряко пропорционални на концентрацията на аналита в определен диапазон.

Празната биологична матрица и празна матрица играят критична роля в този процес на валидиране. Тези контролни проби, които не съдържат интереса на аналита, са от съществено значение за идентифициране на потенциални матрични ефекти или смущения по време на анализа. Те помагат за установяване на базовите нива на аналитите и гарантират, че самата матрица не допринася за замърсяване или потискане на сигнала. По същия начин, използването наЛекарство - Безплатни матрицие от решаващо значение за валидиране, че в извадката няма остатъчни лекарства или метаболити, които могат да изкривят резултатите.

Биоанализа на офталмологични лекарства

Стената на очната ябълка е разделена на три слоя, външният слой е влакнестата мембрана; Средната мембрана е пигментната мембрана, съдовата мембрана или UVEA; А вътрешната мембрана е ретината. Очната ябълка е разделена на две части, предните и задните области на окото, ограничена от гърба на обектива.

Фигура 1. Анатомия на човешкото око.

Основните структури, участващи в метаболизма на лекарствата, включват:

• Роговица- Основното място за локална абсорбция на лекарството, съдържащо естерази и цитохром Р450 (CYP) ензими, които метаболизират пролекарства.
• Конюнктива- Богати на лекарства - Метаболизиращи ензими (например, естерази и CYP), допринасяйки за първо - преминават метаболизъм преди системната абсорбция.
• Воден хумор- Ограничена метаболитна активност, но играе роля в разпределението на лекарствата и изчистването.
• Стъкловидно- Интравитреалната инжекция може да действа директно върху ретината и да намали токсичността в соматичната циркулация. Малките молекулни лекарства дифундират бързо, а лекарствата с големи молекули имат по -дълга половина - живот. Промените в стъкловидното тяло с възрастта влияят на фармакокинетиката.
• Склера- Склерата е по -пропусклива за лекарства с големи молекули и преминаване на лекарства през склерата се влияе главно от молекулен размер. Инжекциите на субконюнктивацията позволяват на лекарствата да влязат в хороида, но процесът е сложен. Склералният меланин свързва лекарството и влияе върху освобождаването и продължителността на действието.
• Задната област на очите- Ретроокуларните тъкани са богати на притока на кръв и лекарствата могат да бъдат елиминирани чрез циркулацията на тялото или лимфата. Хороидалната съдова хиперпропускливост позволява на лекарствата лесно да влязат в космическото пространство, но е трудно да се пресече ретиналният пигментен епител, което влияе върху ефикасността и води до загуба. Меланин - свързващи лекарства могат да удължат продължителността на действието.

Воден хумор и стъкловиден хумор

Theводен хумористъкловиден хуморса основни очни течности, които играят критична роля за поддържане на вътреочно налягане, осигуряване на хранителни вещества и улесняване на оптичната яснота. Водният хумор е тънката, бистра, водниста течност, която изпълва както предната, така и задната камера на окото, съдържаща йони, протеини, въглехидрати и кислород. По -голямата част от водния хумор, произведен от цилиарното тяло, излиза от окото под ъгъла, образуван от кръстовището на ириса и роговицата. Тези течности варират в различните видове, включително хора, маймуни, зайци и други не - човешки примати. Те обикновено се събират с големи размери на партиди от отделни животни или басейни.

Воден хумор между видовете

Човешки воден хумор

TheЧовешки воден хуморе ясна, хранителна течност, която поддържа вътреочно налягане и поддържа метаболитни функции на роговицата и лещата. Произвежда се от цилиарното тяло и тече през предната камера, преди да се изтощи през трабекуларната мрежа.

Маймунски воден хумор

Theмаймунски воден хуморНалично прилича на този на хората в състава и динамиката. Предвид анатомичните прилики между приматите и хората,не - човешки примати воден хуморслужи като съществена справка за офталмологичните изследвания.

Заешки воден хумор

TheЗаешки воден хуморсе различава значително от тези на примати, особено в концентрацията на протеини и скоростта на оборот. Зайците обикновено се използват при очни изследвания, въпреки че трябва да се вземат предвид видовете - Специфични вариации.

Стъкловиден хумор между видовете

Човешки стъкловиден хумор

TheЧовешки стъкловиден хуморе гел - Подобно вещество, съставено предимно от вода, колаген и хиалуронова киселина. Той поддържа очна форма, поглъща шокове и служи като проводник за транспортиране на хранителни вещества.

Маймунски стъкловиден хумор

TheМаймунски стъкловиден хуморсподеля подобен състав на човешкия хумор, който правиНе - човешки приматилен хуморБезценен модел за изучаване на възрастта - свързани дегенерация на стъкловидното тяло и свързани патологии.

Заешки стъкловиден хумор

TheЗаешки стъкловиден хуморе структурно различен, като е по -течен - като и с по -ниска плътност на колагена. Тези различия влияят на неговия отговор на хирургически интервенции и фармакологични лечения.

Развитие на изкуствени и симулирани очни течности

Изкуствен воден и изкуствен воден стъкловиден хумор

Изкуствен воден хумориизкуствен стъкловиден хуморса инженерни заместители, предназначени за употреба при офталмологични операции, доставка на лекарства и изследователски приложения. Тези синтетични течности имитират биохимичните и физическите свойства на техните естествени колеги.

Симулиран воден и симулиран стъкловиден хумор

Симулиран воден хумориСимулиран стъкловиден хуморса лаборатория - подготвени разтвори, използвани за in vitro експерименти и моделиране на очна физиология. Те улесняват контролираните проучвания без етичните ограничения, свързани с проби от животни или хора.

Заключение

Използването на течна хроматография - тандемна масспектрометрия (LC - MS/MS) в биоанализата представлява решаващ напредък в аналитичните техники за откриване и количествено определяне на биологичните съединения, включително лекарства и метаболити в биологичните матрици. Високата чувствителност, прецизност и селективност на метода го правят безценен както при екзогенния, така и при ендогенния анализ на вещества, особено при развитието на офталмологичните лекарства. Подробното разбиране на очната анатомия и ролята на течности като водния и стъкловидния хумор подчертава значението на тези компоненти на тялото в системите за доставяне на лекарства. Нещо повече, развитието на изкуствени и симулирани очни течности допълва възможностите за изследване, като същевременно гарантира, че са изпълнени етичните съображения. Тъй като валидирането на аналитичен метод продължава да се развива, той гарантира надеждността и възпроизводимостта, необходими за ефективни клинични приложения, особено в офталмологията.

Ключови думи: LC - MS/MS, Празна биологична матрица, празна матрица, лекарство - Безплатна матрица, биофлуиди, биоанализа, биологичен анализ, валидиране на аналитичен, аналитичен метод валидиране, развитие на аналитичен метод, човешки воден хумор, маймунски воден хумор, заек водният хумор, нон на човешкия приматен Воен хумор, хумор на майстор, маймун, който не е в човешкия приматен хумор, хумор, въртящ се хумор, нон - Стъкловиден хумор, не - човешки приматилен хумор,Симулиран воден хумор, симулиран стъкловиден хумор, изкуствен воден хумор, изкуствен стъкловиден хумор.

Справка

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G., & Ricken, T. (2023). Математическо моделиране на динамичния отговор на имплантируем сензор за усилено капацитивно глаукома.Измерване: Сензори, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936