Προόδους στη βιοανάλυση: Ο ρόλος της LC - MS/MS στην ανάπτυξη οφθαλμικών φαρμάκων και στις υδατικές και υαλώδεις μελέτες χιούμορ

Προϊόντα iPhase

Υγρή χρωματογραφία - Διαδοχική φασματομετρία μάζας (LC - MS/MS)

Υγρή χρωματογραφία - Διαδοχική φασματομετρία μάζας (LC - MS/MS) είναι μια ισχυρή αναλυτική τεχνική που συνδυάζει τις δυνατότητες διαχωρισμού της υγρής χρωματογραφίας με τις δυνατότητες ανάλυσης μάζας της φασματομετρίας μάζας διαδοχικής μάζας. Στο LC - MS/MS, ένα μείγμα δείγματος διαχωρίζεται αρχικά με υγρή χρωματογραφία, όπου τα συστατικά αλληλεπιδρούν διαφορετικά με μια στατική φάση και μια κινητή φάση, οδηγώντας στον διαχωρισμό τους καθώς περνούν από τη στήλη. Τα διαχωρισμένα συστατικά στη συνέχεια ιονίζονται και αναλύονται με διαδοχική φασματομετρία μάζας, τα οποία θραύσουν ιόντα σε ιόντα προϊόντων για λεπτομερή δομική ανάλυση.

Εφαρμογές LC - MS/MS στη βιοανάλυση

Βιοανάλυσηπεριλαμβάνει τη μέτρηση των συγκεντρώσεων φαρμάκων, των μεταβολιτών και άλλων βιολογικών ενώσεων εντός βιολογικών δειγμάτων, όπως αίμα, πλάσμα, ούρα και άλλαβιοφλουδικά. Το LC - MS/MS είναι ιδιαίτερα καλά - κατάλληλο για αυτές τις εφαρμογές λόγω της υψηλής ευαισθησίας και της ικανότητάς του να ανιχνεύει χαμηλές συγκεντρώσεις αναλυτών στόχων εντός σύνθετων βιολογικών πινάκων.

Η τεχνολογία LC - MS/MS για την ανάλυση βιολογικών δειγμάτων ανιχνεύει τόσο εξωγενή όσο και ενδογενή ουσίες. Οι ερευνητές προσομοίωσαν τα πραγματικά δείγματα προσθέτοντας την ουσία που θα μετρηθεί σε ακενός μήτραςΓια να διατυπώσετε ένα ποσοτικό πρότυπο δείγμα καμπύλης και ένα δείγμα ελέγχου ποιότητας. Η συγκέντρωση της ουσίας που πρέπει να μετρηθεί σε ένα βιολογικό δείγμα ποσοτικοποιείται με μια τυπική καμπύλη.

Οι ενδογενείς ουσίες είναι ουσίες που εμφανίζονται φυσικά στο σώμα. Ενδογενής ουσία - Τα σχετικά φάρμακα έχουν γίνει μια σημαντική κατεύθυνση για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων τα τελευταία χρόνια. Μαζί με τη γέννηση ενός μεγάλου αριθμού φαρμάκων με ενδογενείς ουσίες, η βιοανάλυση φαρμάκων με ενδογενείς ουσίες έχει γίνει όλο και πιο σημαντικό. Ωστόσο, επί του παρόντος, η επικύρωση των μεθόδων ανάλυσης βιολογικών δειγμάτων από την FDA και άλλους οργανισμούς επανεξέτασης εγχώριων και ξένων φαρμάκων επικεντρώνεται κυρίως σε εξωγενές ουσίες, συμπεριλαμβανομένης της ακρίβειας, της ακρίβειας, του αποτελέσματος της μήτρας, του ποσοστού ανάκτησης και της σταθερότητας. Δεδομένου ότι η ανίχνευση ενδογενών ουσιών οδηγεί σε προβλήματα στα αποτελέσματα της ανίχνευσης λόγω της δικής του επίδρασης κατά την απόκτηση κενής μήτρας για την προσομοίωση του πραγματικού δείγματος, η εμφάνιση της εναλλακτικήςκενή βιολογική μήτρα (τεχνητή κενή βιολογική μήτρα) λύνει αυτό το πρόβλημα.

Πίνακας 1: Περιγραφή της επιλεκτικότητας στις οδηγίες επικύρωσης βιοαναλυτικής μεθοδολογίας της βιομηχανίας

Ανάπτυξη αναλυτικής μεθόδου και επικύρωση αναλυτικής μεθόδου

Στη βιοανάλυση, η εξασφάλιση της αξιοπιστίας και της αναπαραγωγιμότητας των αναλυτικών αποτελεσμάτων είναι πρωταρχική. Αυτό απαιτεί την αυστηρή εξέλιξη καιεπικύρωση του αναλυτικούμέθοδοι.

Ανάπτυξη αναλυτικής μεθόδουπεριλαμβάνει τη δημιουργία βελτιστοποιημένων διαδικασιών για την ανίχνευση και την ποσοτικοποίηση των αναλυτών ενδιαφέροντος. Αυτό περιλαμβάνει την επιλογή των κατάλληλων χρωματογραφικών συνθηκών (π.χ. στατική φάση, κινητής φάσης, ρυθμό ροής) και παραμέτρους MS (π.χ. τεχνική ιονισμού, ενέργεια σύγκρουσης) για την επίτευξη της βέλτιστης ευαισθησίας, ανάλυσης και επιλεκτικότητας. Επιπλέον, η μέθοδος πρέπει να είναι ικανή να ποσοτικοποιήσει με ακρίβεια τους αναλυτές παρουσία σύνθετων και μεταβλητών βιολογικών πινάκων, οι οποίες συχνά αποτελούνται από πρωτεΐνες, λιπίδια και άλλες ενώσεις που μπορεί να παρεμβαίνουν στην ανάλυση.

Μόλις αναπτυχθεί μια μέθοδος, πρέπει να υποβληθείΕπικύρωση αναλυτικής μεθόδουγια να διασφαλιστεί ότι πληροί τα προκαθορισμένα κριτήρια απόδοσης. Αυτή η διαδικασία επικύρωσης είναι απαραίτητη για να επιβεβαιωθεί ότι η μέθοδος είναι κατάλληλη για τον επιδιωκόμενο σκοπό της και συμμορφώνεται με τις κανονιστικές απαιτήσεις. Για τις βιοαναλυτικές μεθόδους, η επικύρωση περιλαμβάνει συνήθως αρκετές βασικές παραμέτρους:

• - Ακρίβεια και ακρίβεια:Η διασφάλιση της μεθόδου παρέχει σωστά και συνεπή αποτελέσματα.
• - Ευαισθησία:Την ικανότητα ανίχνευσης χαμηλών συγκεντρώσεων του αναλύτη.
• - Επιλεκτικότητα:Η ικανότητα της μεθόδου να διακρίνει τον αναλύτη από άλλες ενώσεις στη μήτρα.
• - Ανάκτηση:Η αποτελεσματικότητα με την οποία ο αναλύτης εξάγεται από το βιολογικό δείγμα.
• - Σταθερότητα:Τη σταθερότητα του αναλύτη υπό διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης και χειρισμού.
• Γραμμικότητα:Η ικανότητα της μεθόδου να παράγει αποτελέσματα που είναι άμεσα ανάλογα με τη συγκέντρωση του αναλύτη σε ένα συγκεκριμένο εύρος.

Η κενή βιολογική μήτρα και η κενή μήτρα παίζουν κρίσιμους ρόλους σε αυτή τη διαδικασία επικύρωσης. Αυτά τα δείγματα ελέγχου, τα οποία δεν περιέχουν τον αναλυτή ενδιαφέροντος, είναι απαραίτητα για τον εντοπισμό πιθανών επιδράσεων μήτρας ή παρεμβολών κατά τη διάρκεια της ανάλυσης. Βοηθούν στη δημιουργία βασικών επιπέδων για τους αναλυτές και διασφαλίζουν ότι η ίδια η μήτρα δεν συμβάλλει στη μόλυνση ή την καταστολή του σήματος. Ομοίως, η χρήση τουναρκωτικό - ελεύθερες μήτρεςείναι ζωτικής σημασίας για την επικύρωση ότι δεν υπάρχουν υπολειμματικά φάρμακα ή μεταβολίτες στο δείγμα που θα μπορούσε να παραβιάσει τα αποτελέσματα.

Βιοανάλυση οφθαλμικών φαρμάκων

Ο τοίχος του βολβού χωρίζεται σε τρία στρώματα, το εξωτερικό στρώμα είναι η ινώδη μεμβράνη. Η μεσαία μεμβράνη είναι η μεμβράνη χρωστικής, η αγγειακή μεμβράνη ή η uvea. Και η εσωτερική μεμβράνη είναι ο αμφιβληστροειδής. Το βολβό χωρίζεται σε δύο μέρη, τις πρόσθιες και οπίσθιες περιοχές του ματιού, που οριοθετούνται από το πίσω μέρος του φακού.

Εικόνα 1. Ανατομία του ανθρώπινου ματιού.

Οι κύριες δομές που εμπλέκονται στο μεταβολισμό των φαρμάκων περιλαμβάνουν:

• Κερατοειδής χιτών- Η κύρια θέση για την απορρόφηση τοπικού φαρμάκου, που περιέχει εστεράσες και ένζυμα κυτοχρώματος Ρ450 (CYP) που μεταβολίζουν τα προφαρμάκια.
• Εσωτερική μεμβράνη των βλεφάρων- Πλούσια σε φάρμακο - Μεταβολισμός των ενζύμων (π.χ. εστεράσες και CYPs), συμβάλλοντας στον πρώτο μεταβολισμό πριν από τη συστηματική απορρόφηση.
• Υδατικό χιούμορ- Περιορισμένη μεταβολική δραστηριότητα, αλλά παίζει ρόλο στην κατανομή και την εκκαθάριση των φαρμάκων.
• Υαλώδης- Η ενδοϋαλική ένεση μπορεί να δράσει απευθείας στον αμφιβληστροειδή και να μειώσει την τοξικότητα στην σωματική κυκλοφορία. Τα φάρμακα μικρού μορίου διαχέονται γρήγορα και τα φάρμακα μεγάλου μορίου έχουν μεγαλύτερο μισό - ζωή. Οι μεταβολές του υαλοειδούς με την ηλικία επηρεάζουν τη φαρμακοκινητική.
• Σκληρό σκληρό- Ο σκληρός σκληρός είναι πιο διαπερατός σε φάρμακα μεγάλου μορίου και η διέλευση φαρμάκων μέσω του σκληρού σκλήρυνση επηρεάζεται κυρίως από το μοριακό μέγεθος. Οι ενέσεις υπο -επιτόκιο επιτρέπουν στα ναρκωτικά να εισέλθουν στο χοριοειδές, αλλά η διαδικασία είναι περίπλοκη. Η σκληρυντική μελανίνη δεσμεύει το φάρμακο και επηρεάζει την απελευθέρωσή του και τη διάρκεια της δράσης.
• Οπίσθια περιοχή ματιών- Οι αναδρομικοί ιστοί είναι πλούσιοι σε ροή αίματος και τα φάρμακα μπορούν να εξαλειφθούν μέσω της κυκλοφορίας του σώματος ή της λεμφαδένων. Η χοριοειδή αγγειακή υπερπερατότητα επιτρέπει στα φάρμακα να εισέρχονται εύκολα στον εξωτερικό χώρο, αλλά είναι δύσκολο να διασχίσει το επιθήλιο της χρωστικής του αμφιβληστροειδούς, το οποίο επηρεάζει την αποτελεσματικότητα και οδηγεί σε απώλεια. Τα φάρμακα δέσμευσης μελανίνης μπορούν να παρατείνουν τη διάρκεια της δράσης.

Υδατικό χιούμορ και υαλώδες χιούμορ

Ουδατικό χιούμορκαιυαλώδης χιούμορείναι βασικά οφθαλμικά υγρά που διαδραματίζουν κρίσιμους ρόλους στη διατήρηση της ενδοφθάλμιας πίεσης, την παροχή θρεπτικών ουσιών και τη διευκόλυνση της οπτικής σαφήνειας. Το υδατικό χιούμορ είναι το λεπτό, καθαρό, υδατικό υγρό που γεμίζει τόσο τους πρόσθιους όσο και τους οπίσθιους θαλάμους του ματιού, που περιέχουν ιόντα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και οξυγόνο. Το μεγαλύτερο μέρος του υδατικού χιούμορ που παράγεται από το ακτινωτό σώμα, εξέρχεται από το μάτι στη γωνία που σχηματίζεται από τη διασταύρωση της ίριδας και του κερατοειδούς. Αυτά τα υγρά ποικίλλουν μεταξύ των ειδών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, των πιθήκων, των κουνελιών και άλλων μη ανθρώπινων πρωτευόντων. Συνήθως συλλέγονται με μεγάλα μεγέθη παρτίδων από μεμονωμένα ζώα ή πισίνες.

Υδατικό χιούμορ σε είδη

Ανθρώπινο υδατικό χιούμορ

Οανθρώπινο υδατικό χιούμορείναι ένα σαφές, θρεπτικό συστατικό - πλούσιο υγρό που διατηρεί ενδοφθάλμια πίεση και υποστηρίζει μεταβολικές λειτουργίες του κερατοειδούς και του φακού. Παράγεται από το ακτινωτό σώμα και ρέει μέσω του πρόσθιου θαλάμου πριν αποστραγγιστεί μέσω του δοκιδωτού πλέγματος.

Υδατικό χιούμορ μαϊμού

ΟΥδατικό χιούμορ μαϊμούμοιάζει πολύ με εκείνη των ανθρώπων στη σύνθεση και τη δυναμική. Λαμβάνοντας υπόψη τις ανατομικές ομοιότητες μεταξύ πρωτευόντων και ανθρώπων,Μη - Ανθρώπινο υδατικό χιούμορχρησιμεύει ως ουσιαστική αναφορά για οφθαλμικές μελέτες.

Υδατικό χιούμορ κουνελιού

ΟΥδατικό χιούμορ κουνελιούδιαφέρει σημαντικά από εκείνη των πρωτευόντων, ιδιαίτερα στη συγκέντρωση πρωτεΐνης και τον ρυθμό του κύκλου εργασιών. Τα κουνέλια χρησιμοποιούνται συνήθως στην οφθαλμική έρευνα, αν και πρέπει να ληφθούν υπόψη ειδικές παραλλαγές.

Υαλοειδές χιούμορ σε είδη

Ανθρώπινο υαλώδες χιούμορ

Οανθρώπινο υαλώδες χιούμορείναι μια πηκτή - όπως η ουσία που αποτελείται κυρίως από νερό, κολλαγόνο και υαλουρονικό οξύ. Διατηρεί οφθαλμικό σχήμα, απορροφά σοκ και χρησιμεύει ως αγωγός για τη μεταφορά θρεπτικών ουσιών.

Χιούμορ με πιθήκους

Οχιούμορ με πιθήκουςμοιράζεται παρόμοια σύνθεση με το ανθρώπινο υαλώδες χιούμορ, κάνονταςΜη - Ανθρώπινο πρωτεύον χιούμορΈνα ανεκτίμητο μοντέλο για τη μελέτη της ηλικίας - που σχετίζεται με τον εκφυλισμό του υαλοειδούς και τις σχετικές παθολογίες.

Χιούμορ με κουνέλι

Οχιούμορ με κουνέλιείναι δομικά διαφορετική, είναι πιο υγρή - όπως και έχει χαμηλότερη πυκνότητα κολλαγόνου. Αυτές οι διαφορές επηρεάζουν την ανταπόκρισή της σε χειρουργικές επεμβάσεις και φαρμακολογικές θεραπείες.

Ανάπτυξη τεχνητών και προσομοιωμένων οφθαλμικών υγρών

Τεχνητό υδατικό και τεχνητό υδατικό χιούμορ

Τεχνητό υδατικό χιούμορκαιτεχνητό υαλώδες χιούμορείναι μηχανικά υποκατάστατα που έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε οφθαλμικές χειρουργικές επεμβάσεις, παράδοση φαρμάκων και ερευνητικές εφαρμογές. Αυτά τα συνθετικά υγρά μιμούνται τις βιοχημικές και φυσικές ιδιότητες των φυσικών ομολόγων τους.

Προσομοιωμένο υδατικό και προσομοιωμένο υαλοειδές χιούμορ

Προσομοιωμένο υδατικό χιούμορκαιπροσομοιωμένο υαλώδες χιούμορείναι εργαστηριακά - Προετοιμασμένες λύσεις που χρησιμοποιούνται για in vitro πειραματισμό και μοντελοποίηση οφθαλμικής φυσιολογίας. Διευκολύνουν ελεγχόμενες μελέτες χωρίς τους δεοντολογικούς περιορισμούς που σχετίζονται με δείγματα ζώων ή ανθρώπινων.

Σύναψη

Η χρήση υγρής χρωματογραφίας - φασματομετρία μάζας διαδοχικής μάζας (LC - MS/MS) στη βιοανάλυση αντιπροσωπεύει μια κρίσιμη πρόοδο στις αναλυτικές τεχνικές για την ανίχνευση και την ποσοτικοποίηση των βιολογικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων των φαρμάκων και των μεταβολιτών σε βιολογικούς μήτρες. Η υψηλή ευαισθησία, η ακρίβεια και η επιλεκτικότητα της μεθόδου την καθιστούν ανεκτίμητη τόσο στην εξωγενή όσο και στην ενδογενή ανάλυση ουσιών, ειδικά στην ανάπτυξη οφθαλμικών φαρμάκων. Η λεπτομερής κατανόηση της οφθαλμικής ανατομίας και ο ρόλος των υγρών όπως το υδατικό και υαλώδες χιούμορ υπογραμμίζει τη σημασία αυτών των συστατικών του σώματος στα συστήματα χορήγησης φαρμάκων. Επιπλέον, η ανάπτυξη τεχνητών και προσομοιωμένων οφθαλμικών υγρών προωθεί τις ερευνητικές δυνατότητες, εξασφαλίζοντας ταυτόχρονα την ικανοποίηση των ηθικών εκτιμήσεων. Καθώς η επικύρωση της αναλυτικής μεθόδου συνεχίζει να εξελίσσεται, εξασφαλίζει την αξιοπιστία και την αναπαραγωγιμότητα που απαιτείται για αποτελεσματικές κλινικές εφαρμογές, ιδιαίτερα στην οφθαλμολογία.

Λέξεις -κλειδιά: LC - MS/MS, κενή βιολογική μήτρα, κενή μήτρα, φάρμακο - Ελεύθερη μήτρα, βιοφθοειδές, βιοανάλυση, βιολογική ανάλυση, επικύρωση του αναλυτικού, ανθρώπινο Vitreous Humory Humory Humory Humare Humare, Το χιούμορ του υαλοειδούς, το μη ανθρώπινο χιούμορ του υαλοειδούς,Προσομοιωμένο υδατικό χιούμορ, προσομοιωμένο υαλοειδές χιούμορ, τεχνητό υδατικό χιούμορ, τεχνητό υαλώδες χιούμορ.

Αναφορά

Seyedpour, S. Μ., Lambers, L., Rezazadeh, G., & Ricken, Τ. (2023). Μαθηματική μοντελοποίηση της δυναμικής απόκρισης ενός εμφυτεύσιμου ενισχυμένου χωρητικού αισθητήρα πίεσης γλαυκώματος.Μέτρηση: αισθητήρες, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936