生体分析の進歩：眼科薬の発達と水性および硝子体液の研究におけるLC - MS/MSの役割

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液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析（LC - MS/MS）

液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析（LC - MS/MS）は、液体クロマトグラフィーの分離能力とタンデム質量分析の質量解析能力を組み合わせた強力な分析手法です。 LC - MS/MSでは、サンプル混合物は最初に液体クロマトグラフィーによって分離されます。このクロマトグラフィーでは、コンポーネントは固定相と移動相とは異なる相互作用を行い、カラムを通過する際に分離します。次に、分離された成分はイオン化され、タンデム質量分析により分析されます。タンデム質量分析は、詳細な構造解析のためにイオンイオンを産物イオンに断片化します。

生体分析におけるLc - MS/MSの応用

生体分析血液、血漿、尿などの生物サンプル内の薬物濃度、代謝産物、およびその他の生物化合物の測定を含むバイオ流体。 LC - MS/MSは、その高感度と複雑な生物学的マトリックス内の低濃度の標的分析物を検出する能力により、これらのアプリケーションに特に適しています。

LC - MS/MSテクノロジー生物サンプルの分析は、外因性と内因性の両方の物質を検出します。研究者は、測定する物質を追加することにより、実際のサンプルをシミュレートしましたブランクマトリックス定量的標準曲線サンプルと品質制御サンプルを策定します。生物学的サンプルで測定する物質の濃度は、標準曲線によって定量化されます。

内因性物質は、体内で自然に発生する物質です。内因性物質-関連する薬物は、近年新薬開発の重要な方向になっています。内因性物質を含む多数の薬物の誕生に加えて、内因性物質を含む薬物の生体分析はますます重要になっています。ただし、現在、FDAおよびその他の国内および外国の薬物レビュー組織による生物学的サンプル分析方法の検証は、主に精度、精度、マトリックス効果、回収率、安定性などの外因性物質に焦点を当てています。内因性物質の検出は、実際のサンプルをシミュレートするために空白のマトリックスを取得する際に独自の効果により検出結果の問題をもたらすため、代替の出現は空白の生物学的マトリックス (人工空白の生物学的マトリックス）この問題を解決します。

表1：業界の主流の生物分析方法の検証ガイドラインにおける選択性の説明

分析方法の開発と分析方法の検証

生体分析では、分析結果の信頼性と再現性を確保することが最重要です。これには厳密な開発が必要です分析の検証方法。

分析方法開発関心のある分析物を検出および定量化するための最適化された手順の作成が含まれます。これには、最適な感度、解像度、および選択性を実現するために、適切なクロマトグラフィー条件（定常相、移動相、流量）およびMSパラメーター（イオン化技術、衝突エネルギーなど）の選択が含まれます。さらに、この方法は、分析に干渉する可能性のあるタンパク質、脂質、および他の化合物で構成される複雑で可変の生物学的マトリックスの存在下で、分析物を正確に定量化できる必要があります。

メソッドが開発されたら、受ける必要があります分析方法検証事前定義されたパフォーマンス基準を満たすことを確認します。この検証プロセスは、この方法が意図された目的に適しており、規制要件に準拠していることを確認するために必要です。生体分析的方法の場合、検証には通常、いくつかの重要なパラメーターが含まれます。

• -精度と精度：メソッドが正しく一貫した結果を提供することを保証します。
• -感度：分析物の低濃度を検出する能力。
• -選択性：マトリックス内の他の化合物と分析物を区別する方法の能力。
• -回復：生物学的サンプルから分析物が抽出される効率。
• -安定性：さまざまな保管条件と取り扱い条件下での分析物の安定性。
• -線形性：指定された範囲にわたる分析物濃度に直接比例する結果を生成する方法の能力。

空白の生物学的マトリックスとブランクマトリックスは、この検証プロセスで重要な役割を果たします。対象の分析物を含まないこれらのコントロールサンプルは、分析中に潜在的なマトリックス効果または干渉を特定するために不可欠です。それらは、分析物のベースラインレベルを確立するのに役立ち、マトリックス自体がシグナルの汚染や抑制に寄与しないようにします。同様に、の使用薬物-フリーマトリックス結果を歪める可能性のある残留薬物または代謝物がサンプルに存在しないことを検証するためには重要です。

眼科薬の生体分析

眼球の壁は3つの層に分かれており、外層は繊維膜です。中膜は、色素膜、血管膜、または紫外線です。内膜は網膜です。眼球は、レンズの背面に囲まれた目の前部と後部領域の2つの部分に分かれています。

図1。人間の目の解剖学。

薬物代謝に関与する主要な構造は次のとおりです。

• 角膜 - プロドラッグを代謝するエステラーゼとシトクロムP450（CYP）酵素を含む局所薬物吸収の主要部位。
• 結膜 - 薬物が豊富で、代謝酵素（エステラーゼやCYPなど）は、全身吸収の前に最初の代謝に寄与します。
• 水性ユーモア - 代謝活動は限られていますが、薬物の分布とクリアランスに役割を果たします。
• 硝子体-硝子体内注射は、網膜に直接作用し、体性循環の毒性を減らすことができます。小分子薬はすぐに拡散し、大分子薬物は半分の寿命を持っています。年齢による硝子体の変化は、薬物動態に影響します。
• 強膜-強膜は大きな分子薬により透過性があり、強膜を通る薬物の通過は主に分子サイズの影響を受けます。結合下注射により、薬物は脈絡膜に入ることができますが、プロセスは複雑です。強膜メラニンは薬物に結合し、その放出と作用期間に影響を与えます。
• 後目領域-レトルクラー組織は血流が豊富で、薬物は体循環またはリンパを介して排除できます。脈絡膜の血管性透過性により、薬物は宇宙空間に簡単に入ることができますが、有効性に影響を及ぼし、損失につながる網膜色素上皮を通過することは困難です。メラニン-結合薬は作用期間を延長する可能性があります。

水性ユーモアと硝子体ユーモア

The水性ユーモアそして硝子体ユーモア眼圧を維持し、栄養素を提供し、光学的透明度を促進する上で重要な役割を果たす重要な眼液です。水性ユーモアは、イオン、タンパク質、炭水化物、酸素を含む眼の前部と後部の両方のチャンバーを満たす薄くて透明で水っぽい液体です。毛様体によって生成される水性ユーモアのほとんどは、虹彩と角膜の接合部によって形成された角度で目を出ます。これらの液体は、人間、猿、ウサギ、その他の非霊長類を含む種によって異なります。彼らは通常、個々の動物やプールから大きなロットサイズで収集されます。

種を横切る水性ユーモア

人間の水ユーモア

The人間の水ユーモア眼圧を維持し、角膜とレンズの代謝機能をサポートする透明で栄養素-豊富な液体です。それは毛様体によって生成され、骨梁のメッシュワークを介して排出する前に前室を流れます。

モンキー水性ユーモア

Theモンキー水性ユーモア構成とダイナミクスにおける人間のそれによく似ています。霊長類と人間の間の解剖学的類似性を考えると、非-人間の霊長類の水性ユーモア眼科研究の重要な参照として機能します。

ウサギ水ユーモア

Theウサギ水ユーモア霊長類の濃度と代謝回転速度において、霊長類のそれとは大きく異なります。ウサギは一般的に眼研究で使用されますが、種-特定のバリエーションを考慮する必要があります。

種の硝子体ユーモア

人間の硝子体ユーモア

The人間の硝子体ユーモア主に水、コラーゲン、ヒアルロン酸で構成される物質のようなゲルです。眼の形を維持し、衝撃を吸収し、栄養輸送の導管として機能します。

猿の硝子体ユーモア

The猿の硝子体ユーモア人間の硝子体ユーモアと同様の構成を共有し、作ります非-人間の霊長類の硝子体ユーモア年齢を研究するための貴重なモデル-関連する硝子体変性および関連する病理。

ウサギの硝子体ユーモア

Theウサギの硝子体ユーモア構造的には異なり、より液体であり、コラーゲン密度が低くなります。これらの違いは、外科的介入と薬理学的治療に対する反応に影響します。

人工およびシミュレートされた眼液の開発

人工水および人工水性硝子体液

人工水気そして人工硝子体ユーモア眼科、薬物送達、および研究アプリケーションで使用するために設計されたエンジニアリング代替品です。これらの合成液は、自然の対応物の生化学的および物理的特性を模倣しています。

シミュレートされた水およびシミュレートされた硝子体ユーモア

シミュレートされた水ユーモアそしてシミュレートされた硝子体ユーモア実験室です- in vitro実験と眼の生理学のモデリングに使用される準備されたソリューション。それらは、動物または人間のサンプルに関連する倫理的制約なしに、対照研究を促進します。

結論

生体分析における液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析（LC - MS/MS）の使用は、生物学的マトリックスの薬物や代謝産物を含む生物学的化合物を検出および定量化するための分析技術における重要な進歩を表しています。この方法の高感度、精度、および選択性により、特に眼科薬の発達において、外因性および内因性の物質分析の両方で非常に貴重になります。眼の解剖学的構造の詳細な理解と水性や硝子体型などの液体の役割は、薬物送達システムにおけるこれらの体成分の重要性を強調しています。さらに、人工的およびシミュレートされた眼液の開発は、倫理的な考慮事項を確実に満たしながら、研究の可能性を促進します。分析方法の検証が進化し続けるにつれて、特に眼科で効果的な臨床応用に必要な信頼性と再現性が保証されます。

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参照

Seyedpour、S。M.、Lambers、L.、Rezazadeh、G。、＆Ricken、T。（2023）。埋め込み可能な強化容量性緑内障圧センサーの動的応答の数学的モデリング。測定：センサー, 30、100936。https：//doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936