Avancements en bioanalyse: le rôle de LC - MS / MS dans le développement de médicaments ophtalmiques et des études d'humour aqueuses et vitreuses

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Chromatographie liquide - spectrométrie de masse en tandem (LC - MS / MS)

Chromatographie liquide - spectrométrie de masse en tandem (LC - MS / MS) est une puissante technique analytique qui combine les capacités de séparation de la chromatographie liquide avec les capacités d'analyse de masse de la spectrométrie de masse en tandem. Dans LC - MS / MS, un mélange d'échantillons est d'abord séparé par chromatographie liquide, où les composants interagissent différemment avec une phase stationnaire et une phase mobile, conduisant à leur séparation lorsqu'ils traversent la colonne. Les composants séparés sont ensuite ionisés et analysés par spectrométrie de masse en tandem, qui fragmente les ions en ions de produits pour une analyse structurelle détaillée.

Applications de LC - MS / MS en bioanalyse

Bioanalyseimplique la mesure des concentrations de médicament, des métabolites et d'autres composés biologiques dans des échantillons biologiques, tels que le sang, le plasma, l'urine et d'autresbiofluides. LC - MS / MS est particulièrement bien - adapté à ces applications en raison de sa sensibilité élevée et de sa capacité à détecter de faibles concentrations d'analytes cibles dans des matrices biologiques complexes.

La technologie LC - MS / MS pour l'analyse des échantillons biologiques détecte les substances exogènes et endogènes. Les chercheurs ont simulé des échantillons réels en ajoutant la substance à mesurer à unmatrice viergePour formuler un échantillon de courbe standard quantitatif et un échantillon de contrôle de qualité. La concentration de la substance à mesurer dans un échantillon biologique est quantifiée par une courbe standard.

Les substances endogènes sont des substances qui se produisent naturellement dans le corps. Substance endogène - Les médicaments liés sont devenus une direction importante pour le développement de nouveaux médicaments ces dernières années. Parallèlement à la naissance d'un grand nombre de médicaments avec des substances endogènes, la bioanalyse des médicaments avec des substances endogènes est devenue de plus en plus importante. Cependant, à l'heure actuelle, la validation des méthodes d'analyse des échantillons biologiques par la FDA et d'autres organisations de revue de médicaments domestiques et étrangères se concentre principalement sur les substances exogènes, notamment la précision, la précision, l'effet matriciel, le taux de récupération et la stabilité. Étant donné que la détection de substances endogènes entraîne des problèmes dans les résultats de détection en raison de son propre effet lors de l'obtention d'une matrice vide pour simuler l'échantillon réel, l'émergence d'alternativematrice biologique vierge (matrice biologique vide artificielle) résout ce problème.

Tableau 1: Description de la sélectivité dans les directives de validation de la méthodologie bioanalytique de l'industrie

Développement de méthode analytique et validation des méthodes analytiques

En bioanalyse, assurer la fiabilité et la reproductibilité des résultats analytiques est primordial. Cela nécessite le développement rigoureux etvalidation de l'analyseMéthodes.

Développement de méthodes analytiquesImplique la création de procédures optimisées pour détecter et quantifier les analytes d'intérêt. Cela comprend la sélection des conditions chromatographiques appropriées (par exemple, phase stationnaire, phase mobile, débit) et paramètres MS (par exemple, technique d'ionisation, énergie de collision) pour obtenir une sensibilité, une résolution et une sélectivité optimales. De plus, la méthode doit être capable de quantifier avec précision les analytes en présence de matrices biologiques complexes et variables, qui sont souvent constituées de protéines, de lipides et d'autres composés qui peuvent interférer avec l'analyse.

Une fois une méthode développée, elle doit subirValidation de la méthode analytiquepour s'assurer qu'il répond aux critères de performance prédéfinis. Ce processus de validation est nécessaire pour confirmer que la méthode convient à son objectif prévu et est conforme aux exigences réglementaires. Pour les méthodes bioanalytiques, la validation comprend généralement plusieurs paramètres clés:

• - Précision et précision:Assurer la méthode fournit des résultats corrects et cohérents.
• - Sensibilité:La capacité de détecter de faibles concentrations de l'analyte.
• - Sélectivité:La capacité de la méthode à distinguer l'analyte des autres composés de la matrice.
• - Récupération:L'efficacité avec laquelle l'analyte est extraite de l'échantillon biologique.
• - Stabilité:La stabilité de l'analyte dans différentes conditions de stockage et de manutention.
• - Linéarité:La capacité de la méthode à produire des résultats directement proportionnels à la concentration d'analyte sur une plage spécifiée.

La matrice biologique vierge et la matrice vierge jouent des rôles critiques dans ce processus de validation. Ces échantillons de contrôle, qui ne contiennent pas l'analyte d'intérêt, sont essentiels pour identifier les effets de matrice potentiel ou les interférences pendant l'analyse. Ils aident à établir des niveaux de référence pour les analytes et s'assurent que la matrice elle-même ne contribue pas à la contamination ou à la suppression des signaux. De même, l'utilisation deMédicament - Matrices gratuitesest crucial pour valider qu'aucun médicament ou métabolite résiduel ne soit présent dans l'échantillon qui pourrait fausser les résultats.

Bioanalyse des médicaments ophtalmiques

Le mur du globe oculaire est divisé en trois couches, la couche externe est la membrane fibreuse; La membrane moyenne est la membrane pigmentaire, la membrane vasculaire ou les uvea; Et la membrane intérieure est la rétine. Le globe oculaire est divisé en deux parties, les régions antérieures et postérieures de l'œil, délimitées par l'arrière de l'objectif.

Figure 1. Anatomie de l'œil humain.

Les principales structures impliquées dans le métabolisme des médicaments comprennent:

• Cornée- Le site primaire pour l'absorption topique des médicaments, contenant des estérases et les enzymes du cytochrome P450 (CYP) qui métabolisent les promédicaments.
• Conjonctive- Rich en médicaments - enzymes métabolisantes (par exemple, estérases et CYPS), contribuant au premier - passer le métabolisme avant l'absorption systémique.
• Humour aqueux- Activité métabolique limitée mais joue un rôle dans la distribution et la clairance des médicaments.
• Vitreux- L'injection intravitréenne peut agir directement sur la rétine et réduire la toxicité dans la circulation somatique. Les médicaments à petites molécules diffusent rapidement et les grandes molécules ont une moitié plus longue. Les changements vitreux avec l'âge affectent la pharmacocinétique.
• Sclérotique- La sclérea est plus perméable aux grandes molécules et le passage du médicament à travers la sclérotique est principalement affecté par la taille moléculaire. Les injections sous-conjonctivales permettent aux médicaments d'entrer dans la choroïde, mais le processus est compliqué. La mélanine sclérale lie le médicament et affecte sa libération et sa durée d'action.
• Région oculaire postérieure- Les tissus rétrooculaires sont riches en flux sanguin et les médicaments peuvent être éliminés via la circulation corporelle ou la lymphe. L'hyperperméabilité vasculaire choroïdienne permet aux médicaments d'entrer facilement dans l'espace, mais il est difficile de traverser l'épithélium du pigment rétinien, ce qui affecte l'efficacité et entraîne une perte. Mélanine - Les médicaments de liaison peuvent prolonger la durée d'action.

Humour aqueux et humour vitreux

Lehumour aqueuxethumour vitreuxsont des fluides oculaires essentiels qui jouent un rôle critique dans le maintien de la pression intraoculaire, la fourniture de nutriments et la facilitation de la clarté optique. L'humour aqueux est le liquide mince, clair et aqueux qui remplit les chambres antérieures et postérieures de l'œil, contenant des ions, des protéines, des glucides et de l'oxygène. La plupart de l'humour aqueux produit par le corps ciliaire, quitte l'œil à l'angle formé par la jonction de l'iris et de la cornée. Ces fluides varient d'une espèce à l'autre, notamment les humains, les singes, les lapins et autres primates non - humains. Ils se sont généralement collectés avec de grandes tailles de lots à des animaux ou des piscines individuels.

Humour aqueux à travers les espèces

Humour aqueux humain

Lehumour aqueux humainest un liquide clair et nutritif qui maintient la pression intraoculaire et soutient les fonctions métaboliques de la cornée et de la lentille. Il est produit par le corps ciliaire et circule à travers la chambre antérieure avant de s'écouler via le maillage trabéculaire.

Humour aqueux de singe

LeHumour aqueux de singeressemble étroitement à celui des humains dans la composition et la dynamique. Étant donné les similitudes anatomiques entre les primates et les humains,Humour aqueux de primate humainsert de référence essentielle aux études ophtalmiques.

Humour aqueux de lapin

LeHumour aqueux de lapindiffère considérablement de celle des primates, en particulier dans sa concentration en protéines et son taux de renouvellement. Les lapins sont couramment utilisés dans la recherche oculaire, bien que les espèces - des variations spécifiques doivent être prises en compte.

Humour vitreux à travers les espèces

Humour vitreux humain

Lehumour vitreux humainest une substance de type gel composée principalement d'eau, de collagène et d'acide hyaluronique. Il maintient la forme oculaire, absorbe les chocs et sert de conduit pour le transport des nutriments.

Humour vitreux de singe

LeHumour vitreux de singepartage une composition similaire à l'humour vitreux humain, faisantHumour vitreux non - Primate humainUn modèle inestimable pour étudier l'âge - Dégénérescence vitreuse liée et pathologies connexes.

Rabbit Vitreous Humour

LeRabbit Vitreous Humourest structurellement différent, étant plus liquide - comme et ayant une densité de collagène plus faible. Ces différences influencent sa réponse aux interventions chirurgicales et aux traitements pharmacologiques.

Développement de fluides oculaires artificiels et simulés

Humour vitreux aqueux artificiel et artificiel

Humour aqueux artificielethumour vitreux artificielsont des substituts conçus conçus pour une utilisation dans les chirurgies ophtalmiques, la livraison de médicaments et les applications de recherche. Ces fluides synthétiques imitent les propriétés biochimiques et physiques de leurs homologues naturels.

Humour vitreux aqueux et simulé simulé

Humour aqueux simuléethumour vitreux simulésont des solutions de laboratoire - préparées utilisées pour l'expérimentation in vitro et la modélisation de la physiologie oculaire. Ils facilitent les études contrôlées sans les contraintes éthiques associées aux échantillons animaux ou humains.

Conclusion

L'utilisation de la chromatographie liquide - spectrométrie de masse en tandem (LC - MS / MS) en bioanalyse représente un progrès crucial dans les techniques analytiques pour détecter et quantifier les composés biologiques, y compris les médicaments et les métabolites dans les matrices biologiques. La haute sensibilité, la précision et la sélectivité de la méthode le rendent inestimable dans l'analyse des substances exogènes et endogènes, en particulier dans le développement de médicaments ophtalmiques. La compréhension détaillée de l'anatomie oculaire et le rôle des liquides tels que l'humour aqueux et vitreux met en évidence l'importance de ces composants corporels dans les systèmes d'administration de médicaments. De plus, le développement de fluides oculaires artificiels et simulés favorise les possibilités de recherche tout en garantissant des considérations éthiques. À mesure que la validation de la méthode analytique continue d'évoluer, elle garantit la fiabilité et la reproductibilité nécessaires aux applications cliniques efficaces, en particulier dans l'ophtalmologie.

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Référence

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G., et Ricken, T. (2023). Modélisation mathématique de la réponse dynamique d'un capteur de pression de glaucome capacitif amélioré implantable.Mesure: capteurs, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936