Fremskridt i bioanalyse: Rollen af ​​LC - MS/MS i oftalmisk lægemiddeludvikling og vandige og glasagtige humorundersøgelser

IPhase -produkter

Flydende kromatografi - Tandem Mass Spectrometry (LC - MS/MS)

Flydende kromatografi - Tandem Mass Spectrometry (LC - MS/MS) er en kraftfuld analytisk teknik, der kombinerer adskillelsesfunktionerne i væskekromatografi med masseanalysefunktionerne i tandem -massespektrometri. I LC - MS/MS adskilles en prøveblanding først ved væskekromatografi, hvor komponenter interagerer forskelligt med en stationær fase og en mobil fase, hvilket fører til deres adskillelse, når de passerer gennem søjlen. De adskilte komponenter ioniseres og analyseres derefter ved tandem -massespektrometri, som fragmenter ioner i produktioner til detaljeret strukturanalyse.

Anvendelser af LC - MS/MS i bioanalyse

Bioanalyseinvolverer måling af lægemiddelkoncentrationer, metabolitter og andre biologiske forbindelser inden for biologiske prøver, såsom blod, plasma, urin og andetBiofluider. LC - MS/MS er især godt - egnet til disse applikationer på grund af dens høje følsomhed og evne til at detektere lave koncentrationer af målanalyser inden for komplekse biologiske matrixer.

LC - MS/MS -teknologi til analyse af biologiske prøver detekterer både eksogene og endogene stoffer. Forskerne simulerede faktiske prøver ved at tilføje det stof, der skal måles til enblank matrixSådan formuleres en kvantitativ standardkurveprøve og en kvalitetskontrolprøve. Koncentrationen af ​​det stof, der skal måles i en biologisk prøve, kvantificeres ved en standardkurve.

Endogene stoffer er stoffer, der forekommer naturligt i kroppen. Endogent stof - Relaterede medikamenter er blevet en vigtig retning for ny lægemiddeludvikling i de senere år. Sammen med fødslen af ​​et stort antal medikamenter med endogene stoffer er bioanalysen af ​​medikamenter med endogene stoffer blevet mere og mere vigtigt. På nuværende tidspunkt fokuserer valideringen af ​​biologiske prøvemetoder fra FDA og andre indenlandske og udenlandske lægemiddelanmeldelsesorganisationer hovedsageligt på eksogene stoffer, herunder præcision, nøjagtighed, matrixeffekt, gendannelsesgrad og stabilitet. Da påvisning af endogene stoffer fører til problemer i detektionsresultaterne på grund af sin egen virkning, når man får tom matrix for at simulere den faktiske prøve, fremkommer fremkomsten af ​​alternativblank biologisk matrix (Kunstig blank biologisk matrix) løser dette problem.

Tabel 1: Beskrivelse af selektivitet i branchens mainstream bioanalytiske metodologiske valideringsretningslinjer

Udvikling af analytisk metode og validering af analytisk metode

Ved bioanalyse er det vigtigt at sikre pålideligheden og reproducerbarheden af ​​analytiske resultater. Dette kræver den strenge udvikling ogValidering af analytiskmetoder.

Udvikling af analytisk metodeinvolverer oprettelse af optimerede procedurer til påvisning og kvantificering af analytter af interesse. Dette inkluderer valg af de passende kromatografiske forhold (f.eks. Stationær fase, mobil fase, strømningshastighed) og MS -parametre (f.eks. Ioniseringsteknik, kollisionsenergi) for at opnå optimal følsomhed, opløsning og selektivitet. Derudover skal metoden være i stand til nøjagtigt at kvantificere analyser i nærvær af komplekse og variable biologiske matrixer, som ofte består af proteiner, lipider og andre forbindelser, der kan forstyrre analysen.

Når en metode er udviklet, skal den gennemgåAnalytisk metodevalideringfor at sikre, at det opfylder foruddefinerede præstationskriterier. Denne valideringsproces er nødvendig for at bekræfte, at metoden er velegnet til dens tilsigtede formål og overholder lovgivningsmæssige krav. For bioanalytiske metoder inkluderer validering typisk flere nøgleparametre:

• - Nøjagtighed og præcision:At sikre, at metoden giver korrekte og konsistente resultater.
• - Følsomhed:Evnen til at detektere lave koncentrationer af analytten.
• - Selektivitet:Metodens evne til at skelne analytten fra andre forbindelser i matrixen.
• - Gendannelse:Effektiviteten, som analytten ekstraheres fra den biologiske prøve.
• - Stabilitet:Analysens stabilitet under forskellige opbevarings- og håndteringsbetingelser.
• - Linearitet:Metodens evne til at producere resultater, der er direkte proportional med analytkoncentrationen over et specificeret interval.

Blank biologisk matrix og blank matrix spiller kritiske roller i denne valideringsproces. Disse kontrolprøver, som ikke indeholder analyt af interesse, er vigtige for at identificere potentielle matrixeffekter eller interferenser under analysen. De hjælper med at etablere baseline -niveauer for analytterne og sikrer, at selve matrixen ikke bidrager til signalforurening eller undertrykkelse. Tilsvarende brugen afLægemiddel - Gratis matrixerer afgørende for validering af, at der ikke er nogen resterende lægemidler eller metabolitter til stede i prøven, der kan skjule resultaterne.

Bioanalyse af oftalmiske medicin

Eyebols væg er opdelt i tre lag, det ydre lag er den fibrøse membran; Den midterste membran er pigmentmembranen, vaskulær membran eller UVEA; Og den indre membran er nethinden. Eyeball er opdelt i to dele, de forreste og bageste regioner i øjet, afgrænset af bagsiden af ​​linsen.

Figur 1. Anatomi af menneskeligt øje.

De vigtigste strukturer, der er involveret i lægemiddelmetabolisme, inkluderer:

• Hornhinde- Det primære sted for topisk lægemiddelabsorption, der indeholder esteraser og cytochrome P450 (CYP) enzymer, der metaboliserer prodrugs.
• Conjunctiva- Rig på lægemiddel - metaboliserende enzymer (f.eks. Esteraser og CYP'er), hvilket bidrager til først - PASS -metabolismen før systemisk absorption.
• Vandig humor- Begrænset metabolisk aktivitet, men spiller en rolle i lægemiddelfordeling og clearance.
• Glasagtig- Intravitreal injektion kan virke direkte på nethinden og reducere toksiciteten i den somatiske cirkulation. Små molekyle medikamenter diffunderer hurtigt, og store molekylemediciner har et længere halvt - liv. Glasagtige ændringer med alder påvirker farmakokinetikken.
• Sclera- Sclera er mere permeabel for store molekylemedicin og lægemiddelpassage gennem scleraen påvirkes hovedsageligt af molekylstørrelse. Underkonjunktivalinjektioner giver lægemidler mulighed for at komme ind i choroid, men processen er kompliceret. Scleral melanin binder lægemidlet og påvirker dets frigivelse og varighed af handlingen.
• Posterior Eye Region- De retrookulære væv er rige på blodgennemstrømning, og medikamenter kan fjernes via kropscirkulationen eller lymfen. Choroidal vaskulær hyperpermeabilitet giver lægemidler mulighed for let at komme ind i det ydre rum, men det er vanskeligt at krydse nethindepigmentepitel, hvilket påvirker effektiviteten og fører til tab. Melanin - bindende medikamenter kan forlænge handlingens varighed.

Vandig humor og glasagtig humor

DeVandig humorogglasagtig humorer væsentlige okulære væsker, der spiller kritiske roller i at opretholde intraokulært tryk, tilvejebringe næringsstoffer og lette optisk klarhed. Den vandige humor er den tynde, klare, vandige væske, der fylder både de forreste og bageste kamre i øjet, der indeholder ioner, proteiner, kulhydrater og ilt. Det meste af den vandige humor, der er produceret af ciliærlegemet, forlader øjet i vinklen dannet af krydset mellem iris og hornhinde. Disse væsker varierer på tværs af arter, herunder mennesker, aber, kaniner og andre ikke - menneskelige primater. De indsamlede normalt med store partistørrelser fra individuelle dyr eller puljer.

Vandig humor på tværs af arter

Human vandig humor

DeHuman vandig humorer en klar, næringsstof - rig væske, der opretholder det intraokulære tryk og understøtter metaboliske funktioner i hornhinden og linsen. Det produceres af ciliærlegemet og strømmer gennem det forreste kammer, før det drænes via det trabecular meshwork.

Abe vandig humor

DeAbe vandig humorligner tæt mennesker i sammensætning og dynamik. I betragtning af de anatomiske ligheder mellem primater og mennesker,ikke - menneskelig primat vandig humorTjener som en væsentlig reference til oftalmiske studier.

Kanin vandig humor

DeKanin vandig humoradskiller sig markant fra primaterne, især i dens proteinkoncentration og omsætningshastighed. Kaniner bruges ofte i okulær forskning, skønt arter - specifikke variationer skal overvejes.

Glasagtig humor på tværs af arter

Menneskelig glasagtig humor

Demenneskelig glasagtig humorer en gel - som stof sammensat primært af vand, kollagen og hyaluronsyre. Den opretholder okulær form, absorberer chok og fungerer som en ledning til næringsstoftransport.

Monkey glasagtig humor

DeMonkey glasagtig humordeler en lignende sammensætning som menneskelig glasagtig humor, der skaberikke - menneskelig primat glasagtig humorEn uvurderlig model til undersøgelse af alder - Relateret glasagtig degeneration og relaterede patologier.

Kanin glasagtig humor

DeKanin glasagtig humorer strukturelt anderledes, at være mere flydende - som og have lavere kollagentæthed. Disse forskelle påvirker dens respons på kirurgiske interventioner og farmakologiske behandlinger.

Udvikling af kunstige og simulerede okulære væsker

Kunstig vandig og kunstig vandig glasagtig humor

Kunstig vandig humorogKunstig glasagtig humorer konstruerede erstatninger designet til brug i oftalmiske operationer, lægemiddelafgivelse og forskningsapplikationer. Disse syntetiske væsker efterligner de biokemiske og fysiske egenskaber ved deres naturlige kolleger.

Simuleret vandig og simuleret glasagtig humor

Simuleret vandig humorogSimuleret glasagtig humorer laboratorium - forberedte løsninger, der bruges til in vitro -eksperimentering og modellering af okulær fysiologi. De letter kontrollerede studier uden de etiske begrænsninger forbundet med dyr eller menneskelige prøver.

Konklusion

Anvendelsen af ​​væskekromatografi - Tandem -massespektrometri (LC - MS/MS) i bioanalyse repræsenterer en afgørende fremskridt i analytiske teknikker til påvisning og kvantificering af biologiske forbindelser, herunder lægemidler og metabolitter i biologiske matrixer. Metodens høje følsomhed, præcision og selektivitet gør den uvurderlig i både eksogen og endogen stofanalyse, især i oftalmisk lægemiddeludvikling. Den detaljerede forståelse af okulær anatomi og væskernes rolle som den vandige og glasagtige humor fremhæver vigtigheden af ​​disse kropskomponenter i lægemiddelafgivelsessystemer. Desuden fremmer udviklingen af ​​kunstige og simulerede okulære væsker forskningsmuligheder, mens de sikrer, at etiske overvejelser er opfyldt. Efterhånden som den analytiske metodevalidering fortsætter med at udvikle sig, sikrer den pålidelighed og reproducerbarhed, der er nødvendig for effektive kliniske anvendelser, især inden for oftalmologi.

Nøgleord: LC - MS/MS, Blank Biologisk Matrix, Blank Matrix, Drug - Gratis matrix, biofluider, bioanalyse, biologisk analyse, validering af analytisk, analytisk metode Validering, analytisk metodeudvikling, human vandig humor, aqueous humor, kanin Aqueous humor, ikke Glasagtig humor, ikke - menneskelig primat glasagtig humor,Simuleret vandig humor, simuleret glasagtig humor, kunstig vandig humor, kunstig glasagtig humor.

Reference

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G., & Ricken, T. (2023). Matematisk modellering af den dynamiske respons af en implanterbar forbedret kapacitiv glaukomtryksensor.Måling: sensorer, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936