התקדמות בביו -אנליזה: תפקידה של LC - MS/MS בפיתוח תרופות עיניים ומחקרי הומור מימיים וזגוגיים

מוצרי iphase

כרומטוגרפיה נוזלית - ספקטרומטריה המונית של טנדם (LC - MS/MS)

כרומטוגרפיה נוזלית - ספקטרומטריה המונית של טנדם (LC - MS/MS) היא טכניקה אנליטית עוצמתית המשלבת את יכולות ההפרדה של כרומטוגרפיה נוזלית עם יכולות ניתוח המוני של ספקטרומטריה המונית טנדם. ב- LC - MS/MS, תערובת מדגם מופרדת לראשונה על ידי כרומטוגרפיה נוזלית, שם רכיבים מתקשרים באופן שונה עם שלב נייח ושלב נייד, מה שמוביל להפרדתם כאשר הם עוברים בעמוד. לאחר מכן מיוננים ומנותחים את הרכיבים המופרדים על ידי ספקטרומטריה המונית של טנדם, אשר מפריע יונים ליוני מוצרים לניתוח מבני מפורט.

יישומים של LC - MS/MS בביו -אנליזה

ביו -אנליזהכרוך במדידת ריכוזי תרופות, מטבוליטים ותרכובות ביולוגיות אחרות בתוך דגימות ביולוגיות, כמו דם, פלזמה, שתן ואחריםביו -פלואידיםו LC - MS/MS היטב מתאים במיוחד ליישומים אלה בגלל הרגישות הגבוהה והיכולת שלו לאתר ריכוזים נמוכים של אנליטי יעד בתוך מטריצות ביולוגיות מורכבות.

טכנולוגיית LC - MS/MS לניתוח דגימות ביולוגיות מגלה חומרים אקסוגניים ואנדוגניים כאחד. החוקרים הדמו דגימות בפועל על ידי הוספת החומר שיש למדוד ל-מטריצה ​​ריקהכדי לנסח מדגם עקומה סטנדרטי כמותי ומדגם בקרת איכות. ריכוז החומר שיימדד במדגם ביולוגי מכמת על ידי עקומה סטנדרטית.

חומרים אנדוגניים הם חומרים המופיעים באופן טבעי בגוף. חומר אנדוגני - תרופות קשורות הפכו לכיוון חשוב להתפתחות תרופות חדשה בשנים האחרונות. יחד עם לידת מספר גדול של תרופות עם חומרים אנדוגניים, הביואנליזה של תרופות עם חומרים אנדוגניים הפכה חשובה יותר ויותר. עם זאת, נכון לעכשיו, אימות שיטות ניתוח מדגמים ביולוגיים על ידי FDA וארגוני סקירת תרופות מקומיים וזרים אחרים מתמקד בעיקר בחומרים אקסוגניים, כולל דיוק, דיוק, אפקט מטריצה, שיעור התאוששות ויציבות. מכיוון שגילוי חומרים אנדוגניים מוביל לבעיות בתוצאות הגילוי כתוצאה מהשפעתו שלו בעת קבלת מטריצה ​​ריקה כדי לדמות את המדגם בפועל, הופעתו של אלטרנטיבהמטריצה ​​ביולוגית ריקה (מטריצה ​​ביולוגית ריקה מלאכותית) פותר בעיה זו.

טבלה 1: תיאור הסלקטיביות בהנחיות אימות המתודולוגיה הביולוגית המיינסטרית של הענף

פיתוח שיטות אנליטיות ואימות שיטות אנליטיות

בביו -אנליזה, הבטחת האמינות וההתרבות של תוצאות אנליטיות היא בעלת חשיבות עליונה. זה דורש את ההתפתחות הקפדנית ואימות אנליטישיטות.

פיתוח שיטה אנליטיתכרוך ביצירת נהלים מותאמים לגילוי וכימות אנליטי עניין. זה כולל בחירת התנאים הכרומטוגרפיים המתאימים (למשל, שלב נייח, שלב נייד, קצב זרימה) ופרמטרים של MS (למשל, טכניקת יינון, אנרגיה התנגשות) כדי להשיג רגישות, רזולוציה וסלקטיביות מיטבית. בנוסף, השיטה חייבת להיות מסוגלת לכמת במדויק אנליטים בנוכחות מטריצות ביולוגיות מורכבות ומשתנות, אשר לרוב מורכבות מחלבונים, ליפידים ותרכובות אחרות העלולות להפריע לניתוח.

לאחר פיתוח שיטה, היא חייבת לעבוראימות שיטה אנליטיתכדי להבטיח שהוא עומד בקריטריוני ביצועים מוגדרים מראש. תהליך אימות זה נחוץ כדי לאשר שהשיטה מתאימה למטרתה המיועדת ועומדת בדרישות הרגולציה. לשיטות ביו -אנליטיות, האימות כולל בדרך כלל מספר פרמטרים עיקריים:

• - דיוק ודיוק:הבטחת השיטה מספקת תוצאות נכונות ועקביות.
• - רגישות:היכולת לאתר ריכוזים נמוכים של האנליטי.
• - סלקטיביות:היכולת של השיטה להבחין בין האנליטי מתרכובות אחרות במטריקס.
• - התאוששות:היעילות שבה מופק האנליט מהמדגם הביולוגי.
• - יציבות:היציבות של האנליטי בתנאי אחסון וטיפול שונים.
• - ליניאריות:היכולת של השיטה לייצר תוצאות ביחס ישיר לריכוז האנליטי בטווח מוגדר.

מטריצה ​​ביולוגית ריקה ומטריקס ריק ממלאים תפקידים קריטיים בתהליך אימות זה. דגימות בקרה אלה, שאינן מכילות אנליטי העניין, חיוניות לזיהוי השפעות או הפרעות של מטריצות פוטנציאליות במהלך הניתוח. הם עוזרים לקבוע רמות בסיס עבור האנליטים ומבטיחים כי המטריצה ​​עצמה לא תורם לזיהום או דיכוי איתותים. באופן דומה, השימוש בסמים - מטריצות בחינםהוא חיוני לאימות כי אין תרופות או מטבוליטים שנותרו במדגם שעלולים להטיל את התוצאות.

ביו -אנליזה של תרופות לרפואת עיניים

קיר גלגל העין מחולק לשלוש שכבות, השכבה החיצונית היא הממברנה הסיבית; הממברנה האמצעית היא קרום הפיגמנט, הממברנה כלי הדם או UVEA; והקרום הפנימי הוא הרשתית. גלגל העין מחולק לשני חלקים, האזורים הקדמיים והאחוריים של העין, מוגבלים בחלק האחורי של העדשה.

איור 1. אנטומיה של העין האנושית.

המבנים העיקריים המעורבים במטבוליזם של תרופות כוללים:

• קַרנִית- האתר העיקרי לספיגת תרופות אקטואליות, המכיל אסתרזות ואנזימים של ציטוכרום P450 (CYP) המטבוליזציה של תרופות.
• לַחמִית- עשיר בתרופות - אנזימים מטבוליזציה (למשל, אסטרזות ו- CYPs), תורם למטבוליזם הראשון - לעבור לפני ספיגה מערכתית.
• הומור מימי- פעילות מטבולית מוגבלת אך ממלאת תפקיד בהפצת תרופות ופינוי.
• זְגוּגִי- הזרקה תוך -ויטראלית יכולה לפעול ישירות על הרשתית ולהפחית את הרעילות במחזור הסומטי. תרופות מולקולות קטנות מתפזרות במהירות, ולתרופות מולקולות גדולות יש חצי ארוך יותר - חיים. שינויים זגוגיים עם הגיל משפיעים על פרמקוקינטיקה.
• Sclera- Sclera חדיר יותר לתרופות מולקולות גדולות ומעבר תרופות דרך הסקלרה מושפע בעיקר מגודל מולקולרי. זריקות תת -קונקונקטיביות מאפשרות לתרופות להיכנס לכורואיד, אך התהליך מסובך. מלנין סקלרלי קושר את התרופה ומשפיע על שחרורה ומשך הפעולה שלה.
• אזור עיניים אחורי- הרקמות הרטרוקולריות עשירות בזרימת הדם וניתן לבטל תרופות דרך זרימת הגוף או הלימפה. היפר -זבוב של כלי הדם הכורואידי מאפשר לתרופות להיכנס בקלות לחלל החיצון, אך קשה לחצות את אפיתל פיגמנט הרשתית, המשפיע על היעילות ומוביל לאובדן. מלנין - תרופות מחייבות יכולות להאריך את משך הפעולה.

הומור מימי והומור זגוגי

THEהומור מימיוכןהומור זגוגיהם נוזלים עיניים חיוניים הממלאים תפקידים קריטיים בשמירה על לחץ תוך עיני, מספקים חומרים מזינים ומאפשרים בהירות אופטית. ההומור המימי הוא הנוזל הדק, הצלול והמימי שממלא את התאים הקדמיים והאחוריים של העין, המכיל יונים, חלבונים, פחמימות וחמצן. מרבית ההומור המימי המיוצר על ידי הגוף המוצרי, יוצא מהעין בזווית שנוצרה על ידי צומת הקשתית והקרנית. נוזלים אלה משתנים בין מינים, כולל בני אדם, קופים, ארנבים ופרימטים אנושיים אחרים שאינם - בדרך כלל הם נאספו בגדלי מגרשים גדולים מבעלי חיים או בריכות בודדות.

הומור מימי על פני מינים

הומור מימי אנושי

THEהומור מימי אנושיהוא נוזל עשיר ברורה, עשירה, השומר על לחץ תוך עיני ותומך בתפקודים מטבוליים של הקרנית והעדשה. הוא מיוצר על ידי הגוף המוצרי וזורם דרך החדר הקדמי לפני שמתנקז דרך עבודת הרשת הטראבקולרית.

הומור מימי של קוף

THEהומור מימי של קוףדומה מאוד לזה של בני אדם בהרכב ובדינמיקה. בהתחשב בדמיון האנטומי בין פרימטים לבני אדם,הומור מימי של פרמטים אנושייםמשמש התייחסות חיונית למחקרים עיניים.

הומור מימי של ארנב

THEהומור מימי של ארנבשונה באופן משמעותי מזה של פרימטים, במיוחד בריכוז החלבון שלו ובקצב המחזור. ארבנים משמשים בדרך כלל במחקר עיניים, אם כי יש לקחת בחשבון מינים - וריאציות ספציפיות.

הומור זגוגי על פני מינים

הומור זגוגי אנושי

THEהומור זגוגי אנושיהוא ג'ל - כמו חומר המורכב בעיקר ממים, קולגן וחומצה היאלורונית. הוא שומר על צורת עיניים, סופג זעזועים ומשמש כצינור להובלה תזונתית.

הומור זגוגי של קוף

THEהומור זגוגי של קוףחולק קומפוזיציה דומה להומור זגוגי אנושי, מייצרהומור זגוגי של פרמטים אנושייםמודל שלא יסולא בפז ללימוד גיל ניוון זגוגי קשור ופתולוגיות קשורות.

הומור זגוגי של ארנב

THEהומור זגוגי של ארנבשונה מבחינה מבנית, בהיותו נוזלי יותר - כמו וצפיפות קולגן נמוכה יותר. הבדלים אלה משפיעים על תגובתו להתערבויות כירורגיות וטיפולים פרמקולוגיים.

פיתוח נוזלי עיניים מלאכותיים ומדומים

הומור זגוגי מימי ומלאכותי מלאכותי

הומור מימי מלאכותיוכןהומור זגוגי מלאכותיהם תחליפים מהונדסים המיועדים לשימוש בניתוחים עיניים, מסירת תרופות ויישומי מחקר. נוזלים סינתטיים אלה מחקים את התכונות הביוכימיות והפיזיות של עמיתיהם הטבעיים.

הומור זגוגי מימי ומדומה

הומור מימי מדומהוכןהומור זגוגי מדומההם מעבדה - פתרונות מוכנים המשמשים לניסויים חוץ גופיים ולמודלים פיזיולוגיה עינית. הם מקלים על מחקרים מבוקרים ללא האילוצים האתיים הקשורים לדגימות של בעלי חיים או אנושיים.

מַסְקָנָה

השימוש בכרומטוגרפיה נוזלית - ספקטרומטריה המונית של טנדם (LC - MS/MS) בביו -אנליזה מייצג התקדמות מכריעה בטכניקות אנליטיות לגילוי וכימות תרכובות ביולוגיות, כולל תרופות ומטבוליטים במטריצות ביולוגיות. הרגישות הגבוהה, הדיוק והסלקטיביות הגבוהים של השיטה הופכים אותה לא יסולא בפז בניתוח חומרים אקסוגני ואנדוגני, במיוחד בהתפתחות התרופות העיניים. ההבנה המפורטת של האנטומיה העינית ותפקיד נוזלים כמו ההומור המימי והזגוגי מדגיש את חשיבותם של רכיבי גוף אלה במערכות מסירת תרופות. יתר על כן, פיתוח נוזלי עיניים מלאכותיים ומדומים מעצים את אפשרויות המחקר תוך הבטחת שיקולים אתיים. ככל שאימות השיטה האנליטית ממשיך להתפתח, הוא מבטיח את האמינות וההתרבות הנחוצים ליישומים קליניים יעילים, במיוחד ברפואת עיניים.

מילות מפתח: LC - MS/MS, מטריצה ​​ביולוגית ריקה, מטריצה ​​ריקה, תרופה - מטריצה ​​חופשית, ביופוזלים, ביו -אנליזה, ניתוח ביולוגי, אימות של תוקף שיטה אנליטי, אנליטי, התפתחות שיטה אנליטית, הומור הומור הומור הומור אנושי, הומור הומור הומור הומור אנושי, הומור זגוגי של ארנב, הומור זגוגי פרימטים אנושי, אנושי,הומור מימי מדומה, הומור זגוגי מדומה, הומור מימי מלאכותי, הומור זגוגי מלאכותי.

הַפנָיָה

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G., & Ricken, T. (2023). דוגמנות מתמטית של התגובה הדינאמית של חיישן לחץ גלאוקומה קיבולי משופר.מדידה: חיישנים, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936