Fortschritte in der Bioanalyse: Die Rolle von LC - MS/MS bei der Entwicklung von Ophthalmika sowie wässrige und Glaskörper -Humorstudien

IPhase -Produkte

Flüssigchromatographie - Tandem -Massenspektrometrie (LC - MS/MS)

Flüssigchromatographie - Tandem -Massenspektrometrie (LC - MS/MS) ist eine leistungsstarke analytische Technik, die die Trennungsfähigkeiten der Flüssigchromatographie mit den Massenanalysefunktionen der Tandem -Massenspektrometrie kombiniert. In LC - MS/MS wird zuerst eine Probenmischung durch Flüssigchromatographie getrennt, wobei Komponenten mit einer stationären Phase und einer mobilen Phase unterschiedlich interagieren, was zu ihrer Trennung führt, wenn sie die Säule durchlaufen. Die getrennten Komponenten werden dann durch Tandem -Massenspektrometrie ionisiert und analysiert, die für detaillierte strukturelle Analyse in Produktionen zerlegt werden.

Anwendungen von LC - MS/MS in der Bioanalyse

Bioanalysebeinhaltet die Messung von Arzneimittelkonzentrationen, Metaboliten und anderen biologischen Verbindungen in biologischen Proben wie Blut, Plasma, Urin und anderenBiofluide. LC - MS/MS ist für diese Anwendungen besonders gut geeignet, da hohe Empfindlichkeit und Fähigkeit, niedrige Konzentrationen von Zielanalyten in komplexen biologischen Matrizen zu erfassen, nachgewiesen werden.

LC - MS/MS -Technologie zur Analyse biologischer Proben erkennt sowohl exogene als auch endogene Substanzen. Die Forscher simulierten die tatsächlichen Proben, indem die Substanz zu a messen sollleere Matrixzur Formulierung einer quantitativen Standardkurvenprobe und einer Qualitätsregelungsprobe. Die Konzentration der Substanz, die in einer biologischen Probe gemessen werden soll, wird durch eine Standardkurve quantifiziert.

Endogene Substanzen sind Substanzen, die natürlich im Körper auftreten. Endogene Substanz - Verwandte Arzneimittel sind in den letzten Jahren zu einer wichtigen Richtung für die neue Arzneimittelentwicklung geworden. Neben der Geburt einer großen Anzahl von Arzneimitteln mit endogenen Substanzen ist die Bioanalyse von Arzneimitteln mit endogenen Substanzen immer wichtiger geworden. Derzeit konzentriert sich die Validierung biologischer Stichprobenanalysemethoden durch FDA und andere Organisationen für häusliche und fremde Drogenüberprüfungen hauptsächlich auf exogene Substanzen, einschließlich Präzision, Genauigkeit, Matrixeffekt, Wiederherstellungsrate und Stabilität. Da der Nachweis von endogenen Substanzen zu Problemen bei den Erkennungsergebnissen führtleere biologische Matrix (künstliche leere biologische Matrix) Löst dieses Problem.

Tabelle 1: Beschreibung der Selektivität in den Mainstream -Validierungsrichtlinien der bioanalytischen Methodik der Branche der Branche

Analytische Methodenentwicklung und analytische Methodenvalidierung

Bei der Bioanalyse ist die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der analytischen Ergebnisse von größter Bedeutung. Dies erfordert die strenge Entwicklung undValidierung von AnalyticalMethoden.

Analytische Methodenentwicklungbeinhaltet die Erstellung optimierter Verfahren zum Erkennen und Quantifizieren von interessierenden Analyten. Dies umfasst die Auswahl der entsprechenden chromatographischen Bedingungen (z. B. stationäre Phase, mobile Phase, Durchflussrate) und MS -Parameter (z. B. Ionisierungstechnik, Kollisionsenergie), um optimale Empfindlichkeit, Auflösung und Selektivität zu erreichen. Darüber hinaus muss die Methode in der Lage sein, Analyten in Gegenwart komplexer und variabler biologischer Matrizen genau zu quantifizieren, die häufig aus Proteinen, Lipiden und anderen Verbindungen bestehen, die die Analyse beeinträchtigen können.

Sobald eine Methode entwickelt wurde, muss sie unterzogen werdenAnalytische Methode ValidierungUm sicherzustellen, dass es vordefinierte Leistungskriterien erfüllt. Dieser Validierungsprozess ist erforderlich, um zu bestätigen, dass die Methode für ihren beabsichtigten Zweck geeignet ist und den regulatorischen Anforderungen entspricht. Für bioanalytische Methoden enthält die Validierung typischerweise mehrere Schlüsselparameter:

• - Genauigkeit und Präzision:Sicherstellen, dass die Methode korrekte und konsistente Ergebnisse liefert.
• - Empfindlichkeit:Die Fähigkeit, niedrige Konzentrationen des Analyten zu erkennen.
• - Selektivität:Die Fähigkeit der Methode, den Analyten von anderen Verbindungen in der Matrix zu unterscheiden.
• - Genesung:Die Effizienz, mit der der Analyte aus der biologischen Probe extrahiert wird.
• - Stabilität:Die Stabilität des Analytes unter verschiedenen Speicher- und Handhabungsbedingungen.
• - Linearität:Die Fähigkeit der Methode, Ergebnisse zu erzeugen, die direkt proportional zur Analytkonzentration über einen bestimmten Bereich sind.

Leere biologische Matrix und leere Matrix spielen in diesem Validierungsprozess eine kritische Rolle. Diese Kontrollproben, die den interessierenden Analyten nicht enthalten, sind für die Identifizierung potenzieller Matrixeffekte oder -störungen während der Analyse von wesentlicher Bedeutung. Sie tragen dazu bei, die Basiswerte für die Analyten festzulegen und sicherzustellen, dass die Matrix selbst nicht zur Signalkontamination oder -unterdrückung beiträgt. In ähnlicher Weise die Verwendung vonMedikament - freie Matrizenist entscheidend für die Validierung, dass in der Stichprobe keine Restmedikamente oder Metaboliten vorhanden sind, die die Ergebnisse verzerren könnten.

Bioanalyse von Augenmedikamenten

Die Wand des Augapfels ist in drei Schichten unterteilt, die äußere Schicht ist die faserige Membran; Die mittlere Membran ist die Pigmentmembran, die Gefäßmembran oder die Uvea; und die innere Membran ist die Netzhaut. Der Augapfel ist in zwei Teile unterteilt, die vorderen und hinteren Regionen des Auges, die vom Rückseite der Linse begrenzt sind.

Abbildung 1. Anatomie des menschlichen Auges.

Zu den wichtigsten Strukturen, die am Arzneimittelstoffwechsel beteiligt sind, gehören:

• Hornhaut- Die primäre Stelle für die topische Arzneimittelabsorption, die Esterasen und Cytochrom P450 (CYP) -Enzyme enthält, die Prodrugs metabolisieren.
• Bindehaut- reich an Arzneimitteln - metabolisierende Enzyme (z. B. Esterasen und CYPs), die vor der systemischen Absorption zum ersten - den Stoffwechsel beitragen.
• Wässriger Humor- Begrenzte Stoffwechselaktivität spielt jedoch eine Rolle bei der Verteilung und Clearance von Arzneimitteln.
• Glaskörper- Die intravitreale Injektion kann direkt auf die Netzhaut wirken und die Toxizität im somatischen Kreislauf verringern. Kleinmolekülmedikamente diffundieren schnell und große Molekülmedikamente haben eine längere halbe Lebensdauer. Glaskörperveränderungen mit dem Alter beeinflussen die Pharmakokinetik.
• Sklera- Sclera ist für große Molekülemedikamente durchführbarer und der Arzneimittelpassage durch die Sklera wird hauptsächlich von der molekularen Größe beeinflusst. Unterkonjunktivale Injektionen ermöglichen es, die Medikamente in den Aderhaut zu betreten, aber der Prozess ist kompliziert. Sklerales Melanin bindet das Arzneimittel und beeinflusst seine Freisetzung und Wirkdauer.
• Hintere Augenregion- Die Retrookulargewebe sind reich an Blutfluss und Medikamente können über den Körperzirkulation oder die Lymphe eliminiert werden. Die Hyperpermeabilität der choroidalen Gefäße ermöglicht es Medikamente, leicht in den äußeren Raum zu gelangen, aber es ist schwierig, das Netzhautpigmentpithel zu überqueren, was die Wirksamkeit beeinflusst und zu Verlust führt. Melanin - Bindungsmedikamente können die Wirkdauer verlängern.

Wässriger Humor und Glaskörper Humor

Derwässriger HumorUndGlaskörper HumorEs sind wesentliche Augenflüssigkeiten, die eine kritische Rolle bei der Aufrechterhaltung des intraokularen Drucks, der Bereitstellung von Nährstoffen und der Erleichterung der optischen Klarheit spielen. Der wässrige Humor ist die dünne, klare, wässrige Flüssigkeit, die sowohl die vorderen als auch die hinteren Kammern des Auges erfüllt, die Ionen, Proteine, Kohlenhydrate und Sauerstoff enthält. Der größte Teil des vom Ziliarkörper erzeugten wässrigen Humors verlässt das Auge im Winkel, der durch die Übergang von Iris und Hornhaut gebildet wird. Diese Flüssigkeiten variieren zwischen Arten, einschließlich Menschen, Affen, Kaninchen und anderen nicht menschlichen Primaten. Sie wurden normalerweise mit großen Losgrößen von einzelnen Tieren oder Pools gesammelt.

Wässriger Humor über Arten hinweg

Menschlicher wässriger Humor

Dermenschlicher wässriger Humorist ein klares, nährstoffreiches Flüssigkeit, das den intraokularen Druck aufrechterhält und die Stoffwechselfunktionen der Hornhaut und des Objektivs unterstützt. Es wird vom Ziliarkörper erzeugt und fließt durch die vordere Kammer, bevor er über das trabekuläre Netzwerk entleert wird.

Affen wässriger Humor

DerAffen wässriger Humorähnelt eng dem der Menschen in Zusammensetzung und Dynamik. Angesichts der anatomischen Ähnlichkeiten zwischen Primaten und Menschen,Nicht - menschlicher Primaten wässriger Humordient als wesentliche Referenz für Augenstudien.

Kaninchen wässriger Humor

DerKaninchen wässriger Humorunterscheidet sich signifikant von der von Primaten, insbesondere in seiner Proteinkonzentration und der Umsatzrate. Kaninchen werden häufig in der Augenforschung verwendet, obwohl Arten - spezifische Variationen berücksichtigt werden müssen.

Glaskörper Humor über Arten hinweg

Menschlicher Glaskörper Humor

Dermenschlicher Glaskörper Humorist ein Gel -ähnlicher Substanz, das hauptsächlich aus Wasser, Kollagen und Hyaluronsäure besteht. Es behält die Augenform auf, absorbiert Stoßdämpfer und dient als Leitung für den Nährstofftransport.

Monkey Glaskörper Humor

DerMonkey Glaskörper Humorteilt eine ähnliche Zusammensetzung dem menschlichen Glaskörper Humor, der machtNicht - menschlicher Primaten -Glaskörper HumorEin unschätzbares Modell für die Untersuchung von Alter - verwandter Glaskörperdegeneration und verwandte Pathologien.

Kaninchen -Glaskörper Humor

DerKaninchen -Glaskörper Humorist strukturell unterschiedlich, flüssiger ist und eine niedrigere Kollagendichte aufweist. Diese Unterschiede beeinflussen ihre Reaktion auf chirurgische Interventionen und pharmakologische Behandlungen.

Entwicklung künstlicher und simulierter Augenflüssigkeiten

Künstlicher wässriger und künstlicher wässriger Glaskörper Humor

Künstlicher wässriger HumorUndkünstlicher Glaskörper Humorsind ausgelöste Ersatzprodukte für die Verwendung bei Ophthalmieoperationen, Arzneimittelabgabe und Forschungsanwendungen. Diese synthetischen Flüssigkeiten ahmen die biochemischen und physikalischen Eigenschaften ihrer natürlichen Gegenstücke nach.

Simulierter wässriger und simulierter Glaskörper Humor

Simulierter wässriger HumorUndsimulierter Glaskörper Humorsind Labor - hergestellte Lösungen für In -vitro -Experimente und Modellierung der Augenphysiologie. Sie erleichtern kontrollierte Studien ohne die ethischen Einschränkungen, die mit tierischen oder menschlichen Proben verbunden sind.

Abschluss

Die Verwendung von Flüssigchromatographie - Tandem -Massenspektrometrie (LC - MS/MS) in der Bioanalyse stellt einen entscheidenden Fortschritt der analytischen Techniken zum Nachweis und Quantifizieren biologischer Verbindungen dar, einschließlich Arzneimittel und Metaboliten in biologischen Matrizen. Die hohe Empfindlichkeit, Präzision und Selektivität der Methode macht es sowohl bei einer exogenen als auch in der endogenen Substanzanalyse von unschätzbarem Wert, insbesondere bei der Entwicklung von Ophthalmika. Das detaillierte Verständnis der Augenanatomie und die Rolle von Flüssigkeiten wie dem wässrigen und des Glaskörper -Humors unterstreicht die Bedeutung dieser Körperkomponenten für Arzneimittelabgabesysteme. Darüber hinaus fördert die Entwicklung künstlicher und simulierter Augenflüssigkeiten die Forschungsmöglichkeiten und wird gleichzeitig sichergestellt, dass ethische Überlegungen erfüllt werden. Da sich die Validierung der analytischen Methode weiterentwickelt, sorgt sie für die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit, die für wirksame klinische Anwendungen erforderlich ist, insbesondere in der Augenheilkunde.

Keywords: LC-MS/MS, Blank Biological Matrix, Blank Matrix, Drug-free Matrix, Biofluids, Bioanalysis, Biological Analysis, Validation of Analytical, Analytical Method Validation, Analytical Method Development, Human Aqueous Humor, Monkey Aqueous Humor, Rabbit Aqueous Humor, Non-human Primate Aqueous Humor, Human Vitreous Humor, Monkey Vitreous Humor, Rabbit Glaskörper Humor, nicht - menschlicher Primaten -Glaskörper Humor,Simulierter wässriger Humor, simulierter Glaskörper Humor, künstlicher wässriger Humor, künstlicher Glaskörper Humor.

Referenz

S. M. Seyedpour, L. Lambers, G. Rezazadeh & T. Ricken (2023). Mathematische Modellierung der dynamischen Reaktion eines implantierbaren verstärkten kapazitiven Glaukomdrucksensors.Messung: Sensoren, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936