Progressi nella bioanalisi: il ruolo di LC - MS/MS nello sviluppo di farmaci oftalmici e studi di umorismo acquoso e vitreo

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Cromatografia liquida - Spettrometria di massa in tandem (LC - MS/MS)

Cromatografia liquida - Spettrometria di massa tandem (LC - MS/MS) è una potente tecnica analitica che combina le capacità di separazione della cromatografia liquida con le capacità di analisi di massa della spettrometria di massa tandem. In LC - MS/MS, una miscela di campionamento viene prima separata dalla cromatografia liquida, in cui i componenti interagiscono in modo diverso con una fase stazionaria e una fase mobile, portando alla loro separazione mentre passano attraverso la colonna. I componenti separati vengono quindi ionizzati e analizzati dalla spettrometria di massa in tandem, che frammenti gli ioni negli ioni di prodotto per un'analisi strutturale dettagliata.

Applicazioni di LC - MS/MS in bioanalisi

Bioanalisiimplica la misurazione di concentrazioni di farmaci, metaboliti e altri composti biologici all'interno di campioni biologici, come sangue, plasma, urina e altroBiofluidi. LC - MS/MS è particolarmente ben adatto per queste applicazioni a causa della sua elevata sensibilità e capacità di rilevare basse concentrazioni di analiti target all'interno di matrici biologiche complesse.

La tecnologia LC - MS/MS per l'analisi dei campioni biologici rileva sostanze sia esogene che endogene. I ricercatori hanno simulato campioni effettivi aggiungendo la sostanza da misurare a amatrice vuotaPer formulare un campione di curva standard quantitativa e un campione di controllo di qualità. La concentrazione della sostanza da misurare in un campione biologico è quantificata da una curva standard.

Le sostanze endogene sono sostanze che si verificano naturalmente nel corpo. Sostanza endogena - I farmaci correlati sono diventati una direzione importante per lo sviluppo di nuovi farmaci negli ultimi anni. Insieme alla nascita di un gran numero di farmaci con sostanze endogene, la bioanalisi dei farmaci con sostanze endogene è diventata sempre più importante. Tuttavia, al momento, la convalida dei metodi di analisi dei campioni biologici da parte di FDA e altre organizzazioni di revisione dei farmaci nazionali e straniere si concentra principalmente su sostanze esogene, tra cui precisione, precisione, effetto matrice, tasso di recupero e stabilità. Poiché il rilevamento di sostanze endogene porta a problemi nei risultati di rilevamento a causa del proprio effetto quando si ottiene la matrice vuota per simulare il campione effettivo, l'emergere di alternativamatrice biologica vuota (matrice biologica vuota artificiale) risolve questo problema.

Tabella 1: Descrizione della selettività nelle linee guida di validazione della metodologia bioanalitica tradizionale del settore

Sviluppo del metodo analitico e validazione del metodo analitico

Nella bioanalisi, garantire l'affidabilità e la riproducibilità dei risultati analitici è fondamentale. Ciò richiede lo sviluppo rigoroso eConvalida dell'analiticometodi.

Sviluppo del metodo analiticoimplica la creazione di procedure ottimizzate per rilevare e quantificare gli analiti di interesse. Ciò include la selezione delle condizioni cromatografiche appropriate (ad es. Fase stazionaria, fase mobile, portata) e parametri MS (ad es. Tecnica di ionizzazione, energia di collisione) per ottenere una sensibilità, risoluzione e selettività ottimali. Inoltre, il metodo deve essere in grado di quantificare accuratamente analiti in presenza di matrici biologiche complesse e variabili, che sono spesso costituite da proteine, lipidi e altri composti che possono interferire con l'analisi.

Una volta sviluppato un metodo, deve subireConvalida del metodo analiticoper garantire che soddisfi criteri di prestazione predefiniti. Questo processo di validazione è necessario per confermare che il metodo è adatto allo scopo previsto e rispetta i requisiti normativi. Per i metodi bioanalitici, la validazione include in genere diversi parametri chiave:

• - Precisione e precisione:Garantire che il metodo fornisca risultati corretti e coerenti.
• - Sensibilità:La capacità di rilevare basse concentrazioni dell'analita.
• - Selettività:La capacità del metodo di distinguere l'analita dagli altri composti nella matrice.
• - Recovery:L'efficienza con cui l'analita viene estratto dal campione biologico.
• - Stabilità:La stabilità dell'analita in diverse condizioni di archiviazione e gestione.
• - Linearità:La capacità del metodo di produrre risultati direttamente proporzionali alla concentrazione dell'analita su un intervallo specificato.

La matrice biologica vuota e la matrice vuota svolgono ruoli critici in questo processo di validazione. Questi campioni di controllo, che non contengono l'analita di interesse, sono essenziali per identificare potenziali effetti o interferenze della matrice durante l'analisi. Aiutano a stabilire i livelli di base per gli analiti e garantiscono che la matrice stessa non contribuisca alla contaminazione o alla soppressione del segnale. Allo stesso modo, l'uso didroga - Matrici libereè fondamentale per convalidare il fatto che non sono presenti farmaci residui o metaboliti nel campione che potrebbero distorcere i risultati.

Bioanalisi dei farmaci oftalmici

Il muro del bulbo oculare è diviso in tre strati, lo strato esterno è la membrana fibrosa; La membrana media è la membrana del pigmento, la membrana vascolare o l'UVEA; E la membrana interna è la retina. Il bulbo oculare è diviso in due parti, le regioni anteriori e posteriori dell'occhio, delimitate dalla parte posteriore della lente.

Figura 1. Anatomia dell'occhio umano.

Le principali strutture coinvolte nel metabolismo dei farmaci includono:

• Cornea- Il sito primario per l'assorbimento di farmaci topici, contenente esterasi e enzimi P450 (CYP) che metabolizzano i profarmaci.
• Congiuntiva- Rich di droghe - enzimi metabolizzanti (ad es. Esterasi e CYP), contribuendo al primo - Passare il metabolismo prima dell'assorbimento sistemico.
• Umorismo acquoso- Attività metabolica limitata ma svolge un ruolo nella distribuzione e nella clearance dei farmaci.
• Vitreo- L'iniezione intravitreale può agire direttamente sulla retina e ridurre la tossicità nella circolazione somatica. I farmaci di piccole molecole si diffondono rapidamente e i farmaci a molecole di grandi dimensioni hanno una metà più lunga. I cambiamenti vitrei con l'età influenzano la farmacocinetica.
• Sclera- La sclera è più permeabile ai grandi farmaci molecole e al passaggio del farmaco attraverso la sclera è principalmente influenzato dalla dimensione molecolare. Le iniezioni subcongiuntivali consentono ai farmaci di entrare nella coroide, ma il processo è complicato. La melanina sclerale lega il farmaco e influenza il suo rilascio e la durata dell'azione.
• Regione degli occhi posteriori- I tessuti retrooculari sono ricchi di flusso sanguigno e i farmaci possono essere eliminati attraverso la circolazione corporea o la linfa. L'iperpermeabilità vascolare coroidale consente ai farmaci di entrare facilmente nello spazio esterno, ma è difficile attraversare l'epitelio del pigmento retinico, che colpisce l'efficacia e porta alla perdita. La melanina - i farmaci leganti possono prolungare la durata dell'azione.

Umorismo acquoso e umorismo vitreo

ILumorismo acquosoEumorismo vitreosono fluidi oculari essenziali che svolgono ruoli critici nel mantenimento della pressione intraoculare, fornendo nutrienti e facilitando la chiarezza ottica. L'umorismo acquoso è il fluido sottile, chiaro e acquoso che riempie sia le camere anteriori che quella posteriore dell'occhio, contenenti ioni, proteine, carboidrati e ossigeno. La maggior parte dell'umorismo acquoso prodotto dal corpo ciliare, esce dall'occhio all'angolo formato dalla giunzione dell'iride e della cornea. Questi fluidi variano tra le specie, tra cui esseri umani, scimmie, conigli e altri primati non - Di solito si raccolgono con grandi dimensioni di singoli animali o piscine.

Umorismo acquoso attraverso le specie

Umorismo acquoso umano

ILumorismo acquoso umanoè un fluido chiaro e nutriente - ricco che mantiene la pressione intraoculare e supporta le funzioni metaboliche della cornea e della lente. È prodotto dal corpo ciliare e scorre attraverso la camera anteriore prima di drenare attraverso la rete trabecolare.

Umorismo acquoso di scimmia

ILUmorismo acquoso di scimmiaAssomiglia da vicino a quello degli esseri umani nella composizione e nelle dinamiche. Date le somiglianze anatomiche tra primati e umani,Umorismo acquoso di primati non -Serve come riferimento essenziale per gli studi oftalmici.

Umorismo acquoso di coniglio

ILUmorismo acquoso di conigliodifferisce in modo significativo da quello dei primati, in particolare nella sua concentrazione proteica e tasso di turnover. I conigli sono comunemente usati nella ricerca oculare, sebbene si debbano prendere in considerazione le specie - variazioni specifiche.

Umorismo vitreo tra le specie

Umorismo vitreo umano

ILumorismo vitreo umanoè un gel - simile a sostanza composta principalmente da acqua, collagene e acido ialuronico. Mantiene la forma oculare, assorbe gli shock e funge da condotto per il trasporto di nutrienti.

Umorismo vitreo di scimmia

ILUmorismo vitreo di scimmiacondivide una composizione simile all'umorismo vitreo umano, facendoUmorismo vitreo non - Primate umanoUn modello inestimabile per lo studio dell'età - degenerazione vitrea correlata e patologie correlate.

Umorismo vitreo di coniglio

ILUmorismo vitreo di coniglioè strutturalmente diverso, essere più liquido - come e avere una densità di collagene inferiore. Queste differenze influenzano la sua risposta agli interventi chirurgici e ai trattamenti farmacologici.

Sviluppo di fluidi oculari artificiali e simulati

Umorismo vitreo acquoso acquoso e artificiale artificiale

Umorismo acquoso artificialeEumorismo vitreo artificialesono sostituti ingegnerizzati progettati per l'uso in interventi di intervento oftalmico, consegna di farmaci e applicazioni di ricerca. Questi fluidi sintetici imitano le proprietà biochimiche e fisiche delle loro controparti naturali.

Simulato umorismo vetroso acquoso e simulato

Umorismo acquoso simulatoEumorismo vitreo simulatosono laboratorio - soluzioni preparate utilizzate per la sperimentazione in vitro e la modellizzazione della fisiologia oculare. Facilitano studi controllati senza i vincoli etici associati a campioni animali o umani.

Conclusione

L'uso di cromatografia liquida - spettrometria di massa tandem (LC - MS/MS) nella bioanalisi rappresenta un progresso cruciale nelle tecniche analitiche per rilevare e quantificare i composti biologici, inclusi farmaci e metaboliti nelle matrici biologiche. L'elevata sensibilità, la precisione e la selettività del metodo lo rendono prezioso nell'analisi di sostanze sia esogene che endogene, in particolare nello sviluppo di farmaci oftalmici. La comprensione dettagliata dell'anatomia oculare e il ruolo dei fluidi come l'umorismo acquoso e vitreo evidenzia l'importanza di questi componenti corporei nei sistemi di rilascio di farmaci. Inoltre, lo sviluppo di fluidi oculari artificiali e simulati favorisce le possibilità di ricerca, garantendo al contempo considerazioni etiche. Poiché la validazione del metodo analitico continua a evolversi, garantisce l'affidabilità e la riproducibilità necessarie per applicazioni cliniche efficaci, in particolare in oftalmologia.

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Riferimento

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G. e Ricken, T. (2023). Modellistica matematica della risposta dinamica di un sensore di pressione del glaucoma capacitivo potenziato impiantabile.Misurazione: sensori, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936