Postępy w bioanalizie: rola LC - MS/MS w opracowywaniu leków okulistycznych oraz badania humoru wodnego i szklistego

Produkty iPhase

Chromatografia cieczowa - Tandemowa spektrometria masowa (LC - MS/MS)

Chromatografia cieczowa - Tandemowa spektrometria masowa (LC - MS/MS) jest potężną techniką analityczną, która łączy możliwości separacji chromatografii cieczowej z możliwościami analizy masy tandemowej spektrometrii mas. W LC - MS/MS mieszanina próbki jest najpierw oddzielona chromatografią cieczową, w której komponenty oddziałują inaczej z fazą stacjonarną i fazą ruchomą, prowadząc do ich separacji podczas przechodzenia przez kolumnę. Oddzielone komponenty są następnie jonizowane i analizowane za pomocą tandemowej spektrometrii mas, która fragmenty jony na jony produktu w celu szczegółowej analizy strukturalnej.

Zastosowania LC - MS/MS w bioanalizie

Bioanalizaobejmuje pomiar stężenia leku, metabolitów i innych związków biologicznych w próbkach biologicznych, takich jak krew, w osoczu, mocz i inneBiofluids. LC - MS/MS jest szczególnie dobrze dostosowany do tych zastosowań ze względu na jego wysoką wrażliwość i zdolność do wykrywania niskich stężeń analitów docelowych w złożonych matrycach biologicznych.

Technologia LC - MS/MS do analizy próbek biologicznych wykrywa zarówno substancje egzogenne, jak i endogenne. Naukowcy symulowali rzeczywiste próbki, dodając substancję do zmierzenia doPusta macierzw celu sformułowania ilościowej próbki krzywej standardowej i próbki kontroli jakości. Stężenie substancji mierzonej w próbce biologicznej jest określone ilościowo za pomocą krzywej standardowej.

Substancje endogenne to substancje, które występują naturalnie w ciele. Substancja endogenna - Powiązane leki stały się ważnym kierunkiem dla nowego leku w ostatnich latach. Wraz z narodzinami dużej liczby leków z substancjami endogennymi, bioanaliza leków z substancjami endogennymi staje się coraz ważniejsza. Jednak obecnie walidacja metod analizy próbek biologicznych przez FDA i innych krajowych i zagranicznych organizacji przeglądu leków koncentruje się głównie na substancjach egzogennych, w tym precyzji, dokładności, efekcie matrycy, wskaźnikach odzyskiwania i stabilności. Ponieważ wykrywanie substancji endogennych prowadzi do problemów w wynikach wykrywania ze względu na własny efekt przy uzyskiwaniu macierzy pustej w celu symulacji rzeczywistej próbki, pojawienie się alternatywnejpusta matryca biologiczna (Sztuczna pusta matryca biologiczna) rozwiązuje ten problem.

Tabela 1: Opis selektywności w głównym nurcie bioanalitycznych wytycznych walidacji metodologii bioanalitycznej

Rozwój metod analitycznych i walidacja metody analitycznej

W bioanalizie zapewnianie niezawodności i odtwarzalności wyników analitycznych jest najważniejsze. To wymaga rygorystycznego rozwoju iWalidacja analitycznegometody.

Rozwój metody analitycznejobejmuje tworzenie zoptymalizowanych procedur wykrywania i kwantyfikacji analitów zainteresowania. Obejmuje to wybór odpowiednich warunków chromatograficznych (np. Faza stacjonarna, faza mobilna, szybkość przepływu) i parametry MS (np. Technika jonizacji, energia zderzenia) w celu osiągnięcia optymalnej wrażliwości, rozdzielczości i selektywności. Ponadto metoda musi być zdolna do dokładnego kwantyfikacji analitów w obecności złożonych i zmiennych macierzy biologicznych, które często składają się z białek, lipidów i innych związków, które mogą zakłócać analizę.

Po opracowaniu metody musi ona przejśćWalidacja metody analitycznejAby upewnić się, że spełnia predefiniowane kryteria wydajności. Ten proces walidacji jest niezbędny do potwierdzenia, że ​​metoda jest odpowiednia dla jej zamierzonego celu i jest zgodna z wymogami regulacyjnymi. W przypadku metod bioanalitycznych sprawdzanie poprawności zwykle zawiera kilka kluczowych parametrów:

• - Dokładność i precyzja:Zapewnienie metody zapewnia prawidłowe i spójne wyniki.
• - Wrażliwość:Zdolność do wykrywania niskich stężeń analitu.
• - Selektywność:Zdolność metody do odróżnienia analitu od innych związków w matrycy.
• - Odzyskiwanie:Wydajność, z jaką analit jest ekstrahowany z próbki biologicznej.
• - Stabilność:Stabilność analitu w różnych warunkach przechowywania i obsługi.
• - Liniowość:Zdolność metody do tworzenia wyników, które są bezpośrednio proporcjonalne do stężenia analitu w określonym zakresie.

Pusta matryca biologiczna i pusta macierz odgrywają krytyczną rolę w tym procesie walidacji. Te próbki kontrolne, które nie zawierają interesującego analitu, są niezbędne do identyfikacji potencjalnych efektów macierzy lub zakłóceń podczas analizy. Pomagają ustalić poziomy wyjściowe dla analitów i zapewniają, że sama matryca nie przyczynia się do zanieczyszczenia lub tłumienia sygnałowego. Podobnie użycieLek - darmowe macierzema kluczowe znaczenie dla walidacji, że w próbce nie występują żadne leki resztkowe lub metabolity, które mogłyby wypaczyć wyniki.

Bioanaliza leków okulistycznych

Ściana gałki ocznej jest podzielona na trzy warstwy, zewnętrzna warstwa jest błoną włóknistą; Środkowa membrana to błona pigmentowa, błona naczyniowa lub Uvea; a wewnętrzna membrana to siatkówka. Gałka oczna jest podzielona na dwie części, przednie i tylne regiony oka, ograniczone tyłem soczewki.

Rycina 1. Anatomia ludzkiego oka.

Główne struktury zaangażowane w metabolizm narkotyków obejmują:

• Rogówka- Główne miejsce do wchłaniania leków miejscowych, zawierające esterazy i enzymy cytochromu P450 (CYP), które metabolizują proleki.
• Spojówka- bogate w enzymy metabolizujące leki (np. Esterazy i CYP), przyczyniając się do metabolizmu pierwszego -
• Humor wodny- Ograniczona aktywność metaboliczna, ale odgrywa rolę w dystrybucji i przeliczeniu leków.
• Szklisty-. Wtrysk do wewnątrzgałkowego może działać bezpośrednio na siatkówkę i zmniejszać toksyczność w krążeniu somatycznym. Leki o małych cząsteczkach szybko rozpraszają, a duże leki cząsteczki mają dłuższą połowę - Zmiany szkliste wraz z wiekiem wpływają na farmakokinetykę.
• Twardówka- Twardzina jest bardziej przepuszczalna dla dużych leków cząsteczkowych, a przejście leków przez twardówkę wpływa głównie wielkość molekularna. Wstrzyknięcia podwykonawów pozwalają lekom wejść do naczyniówki, ale proces jest skomplikowany. Melanina skleral wiąże lek i wpływa na jego uwalnianie i czas działania.
• Obszar oczu z tyłu-. Tkanki retroukularne są bogate w przepływ krwi, a leki można wyeliminować za pomocą krążenia ciała lub limfy. Naczyniówka naczyniowa nadpermeabilizacja pozwala lekom łatwo wejść do przestrzeni kosmicznej, ale trudno jest przekroczyć nabłonek pigmentu siatkówki, co wpływa na skuteczność i prowadzi do utraty. Leki wiążące do melaniny mogą przedłużyć czas działania.

Wodny humor i szklisty humor

.Humor wodnyIszklisty humorsą niezbędnymi płynami oka, które odgrywają kluczową rolę w utrzymywaniu ciśnienia wewnątrzgałkowego, zapewnianiu składników odżywczych i ułatwiającej przejrzystość optyczną. Humor wodny to cienki, czysty, wodnisty płyn, który wypełnia zarówno przednie, jak i tylne komory oka, zawierające jony, białka, węglowodany i tlen. Większość wodnego humoru wytwarzanego przez ciało rzęskowe wychodzi z oka pod kątem utworzonym przez połączenie tęczówki i rogówki. Płyny te różnią się w zależności od gatunków, w tym ludzi, małp, królików i innych nie -ludzkich naczelnych. Zwykle zbierają duże wielkości partii od poszczególnych zwierząt lub basenów.

Humor wodny w różnych gatunkach

Humor wodny ludzki

.Humor wodny ludzkijest wyraźnym, bogatym w składniki odżywcze, który utrzymuje ciśnienie wewnątrzgałkowe i wspiera funkcje metaboliczne rogówki i soczewki. Jest wytwarzany przez korpus rzęskowy i przepływa przez przednią komorę przed wyczerpaniem przez siatkę beleczkową.

Humor wodny małpy

.Humor wodny małpybardzo przypomina ludzi w kompozycji i dynamice. Biorąc pod uwagę anatomiczne podobieństwa między naczelnymi i ludźmi,Humor wodny non - ludzki naczelnysłuży jako niezbędne odniesienie do badań okulistycznych.

Królik wodny humor

.Królik wodny humorróżni się znacząco od stężenia naczelnych, szczególnie pod względem stężenia białka i szybkości obrotu. Króliki są powszechnie stosowane w badaniach oka, chociaż należy wziąć pod uwagę gatunki - specyficzne zmiany.

Szklisty humor w różnych gatunkach

Ludzki szklisty humor

.ludzki szklisty humorjest żelem - Podobnie jak substancja składająca się głównie z wody, kolagenu i kwasu hialuronowego. Utrzymuje kształt oka, pochłania wstrząsy i służy jako kanał transportu składników odżywczych.

Szklisty humor

.szklisty humorma podobny skład do ludzkiego szklistego humoru, tworzącHumor szklistego naczelnego człowiekaNieoceniony model badania wieku - Powiązane zwyrodnienie szkliste i powiązane patologie.

Szklisty humor królika

.szklisty humor królikajest strukturalnie inny, jest bardziej płynny - lubi niższą gęstość kolagenu. Różnice te wpływają na jego odpowiedź na interwencje chirurgiczne i zabiegi farmakologiczne.

Opracowanie sztucznych i symulowanych płynów oka

Sztuczny wodny i sztuczny wodny humor szklisty

Sztuczny humor wodnyISztuczny szklisty humorsą zaprojektowanymi substytutami przeznaczonymi do stosowania w operacjach okulistycznych, dostarczaniu leku i zastosowaniach badawczych. Te syntetyczne płyny naśladują właściwości biochemiczne i fizyczne ich naturalnych odpowiedników.

Symulowany wodny i symulowany szklisty humor

Symulowany humor wodnyISymulowany szklisty humorCzy laboratoryjne - przygotowane roztwory stosowane do eksperymentów in vitro i modelowanie fizjologii oka. Ułatwiają kontrolowane badania bez ograniczeń etycznych związanych z próbkami zwierząt lub ludzkich.

Wniosek

Zastosowanie chromatografii cieczowej - Tandemowa spektrometria masowa (LC - MS/MS) w bioanalizie stanowi kluczowy postęp w technikach analitycznych do wykrywania i kwantyfikacji związków biologicznych, w tym leków i metabolitów w matrycach biologicznych. Wysoka wrażliwość, precyzja i selektywność metody sprawiają, że jest nieoceniona zarówno w analizie substancji egzogennej, jak i endogennej, szczególnie w opracowywaniu leków okulistycznych. Szczegółowe zrozumienie anatomii oka i rola płynów, takich jak humor wodny i szklisty, podkreśla znaczenie tych składników ciała w systemach dostarczania leków. Ponadto rozwój sztucznych i symulowanych płynów ocznych sprzyja możliwościom badawczym przy jednoczesnym osiągnięciu rozważań etycznych. W miarę ewolucji walidacji metody analitycznej zapewnia ona wiarygodność i odtwarzalność niezbędną do skutecznych zastosowań klinicznych, szczególnie w okulistyce.

Słowa kluczowe: LC - MS/MS, pusta matryca biologiczna, macierz pusta, leku - Matryca wolna, biofluidy, bioanaliza, analiza biologiczna, walidacja analitycznej walidacji metody analitycznej, rozwój metody analitycznej, ludzki humor wodny, monkey wodny humor, królicze humor, króliczkowy humor, humor króliki, królicze humor. Humor, nie - ludzki humor naczelny,Symulowany wodny humor, symulowany szklisty humor, sztuczny wodny humor, sztuczny szklisty humor.

Odniesienie

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G., i Ricken, T. (2023). Modelowanie matematyczne dynamicznej odpowiedzi implanowanego wzmocnionego pojemnościowego czujnika ciśnienia jaskra.Pomiar: czujniki, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936