Progrese în bioanaliză: rolul LC - MS/MS în dezvoltarea medicamentelor oftalmice și studiile de umor apos și vitroase

Produse ifase

Cromatografie lichidă - Spectrometrie de masă în tandem (LC - MS/MS)

Cromatografie lichidă - Spectrometrie în masă în tandem (LC - MS/MS) este o tehnică analitică puternică care combină capacitățile de separare a cromatografiei lichide cu capacitățile de analiză a masei ale spectrometriei de masă în tandem. În LC - MS/MS, un amestec de eșantion este separat mai întâi prin cromatografie lichidă, unde componentele interacționează diferit cu o fază staționară și o fază mobilă, ceea ce duce la separarea lor pe măsură ce trec prin coloană. Componentele separate sunt apoi ionizate și analizate prin spectrometrie de masă în tandem, care fragmentează ioni în ioni de produs pentru o analiză structurală detaliată.

Aplicațiile LC - MS/MS în bioanaliză

Bioanalizăimplică măsurarea concentrațiilor de medicamente, a metaboliților și a altor compuși biologici în cadrul probelor biologice, cum ar fi sângele, plasma, urina și alteBiofluide. LC - MS/MS este deosebit de potrivit pentru aceste aplicații datorită sensibilității sale ridicate și capacității de a detecta concentrații scăzute de analize țintă în cadrul matricilor biologice complexe.

Tehnologia LC - MS/MS pentru analiza probelor biologice detectează atât substanțe exogene, cât și endogene. Cercetătorii au simulat probe reale prin adăugarea substanței pentru a fi măsurată la unMatricea necompletatăpentru a formula un eșantion de curbă standard cantitativ și un eșantion de control al calității. Concentrația substanței care trebuie măsurată într -un eșantion biologic este cuantificată printr -o curbă standard.

Substanțele endogene sunt substanțe care apar în mod natural în organism. Substanța endogenă - Medicamentele conexe au devenit o direcție importantă pentru dezvoltarea de medicamente noi în ultimii ani. Alături de nașterea unui număr mare de medicamente cu substanțe endogene, bioanaliza medicamentelor cu substanțe endogene a devenit din ce în ce mai importantă. Cu toate acestea, în prezent, validarea metodelor de analiză a eșantionului biologic de către FDA și alte organizații de revizuire a medicamentelor interne și străine se concentrează în principal pe substanțe exogene, inclusiv precizie, precizie, efect matricial, rata de recuperare și stabilitate. Deoarece detectarea substanțelor endogene duce la probleme în rezultatele detectării din cauza efectului propriu la obținerea matricei necompletate pentru a simula eșantionul real, apariția alternativeiMatricea biologică necompletată (matrice biologică artificială necompletată) rezolvă această problemă.

Tabelul 1: Descrierea selectivității în industria mainstream metodologia bioanalitică Ghiduri de validare

Dezvoltarea metodei analitice și validarea metodei analitice

În bioanaliză, asigurarea fiabilității și reproductibilității rezultatelor analitice este esențială. Acest lucru necesită dezvoltarea riguroasă șiValidarea analiticămetode.

Dezvoltarea metodei analiticeimplică crearea de proceduri optimizate pentru detectarea și cuantificarea analitelor de interes. Aceasta include selectarea condițiilor cromatografice adecvate (de exemplu, faza staționară, faza mobilă, debitul) și parametrii MS (de exemplu, tehnica de ionizare, energia de coliziune) pentru a obține sensibilitate optimă, rezoluție și selectivitate. În plus, metoda trebuie să fie capabilă să cuantifice cu exactitate analitele în prezența unor matrici biologice complexe și variabile, care sunt adesea formate din proteine, lipide și alți compuși care pot interfera cu analiza.

Odată ce o metodă este dezvoltată, trebuie să fie supusăValidarea metodei analiticepentru a se asigura că îndeplinește criterii de performanță predefinite. Acest proces de validare este necesar pentru a confirma că metoda este potrivită pentru scopul propus și respectă cerințele de reglementare. Pentru metodele bioanalitice, validarea include de obicei mai mulți parametri cheie:

• - Precizie și precizie:Asigurarea că metoda oferă rezultate corecte și consecvente.
• - Sensibilitate:Capacitatea de a detecta concentrații scăzute ale analitului.
• - Selectivitate:Capacitatea metodei de a distinge analitul de alți compuși din matrice.
• - Recuperare:Eficiența cu care analitul este extras din eșantionul biologic.
• - Stabilitate:Stabilitatea analitului în diferite condiții de stocare și manipulare.
• - Liniaritate:Capacitatea metodei de a produce rezultate care sunt direct proporționale cu concentrația de analit pe un interval specificat.

Matricea biologică necompletată și matricea necompletată joacă roluri critice în acest proces de validare. Aceste probe de control, care nu conțin analitul de interes, sunt esențiale pentru identificarea efectelor sau interferențelor matrice potențiale în timpul analizei. Acestea ajută la stabilirea nivelurilor de bază pentru analite și se asigură că matricea în sine nu contribuie la contaminarea sau suprimarea semnalului. În mod similar, utilizareadroguri - matrice gratuiteeste crucial pentru validarea faptului că nu sunt prezente medicamente reziduale sau metaboliți în eșantionul care ar putea scădea rezultatele.

Bioanaliza medicamentelor oftalmice

Peretele globului ocular este împărțit în trei straturi, stratul exterior este membrana fibroasă; Membrana mijlocie este membrana pigmentului, membrana vasculară sau Uvea; iar membrana interioară este retina. Globul ocular este împărțit în două părți, regiunile anterioare și posterioare ale ochiului, delimitate de spatele lentilei.

Figura 1. Anatomia ochiului uman.

Structurile majore implicate în metabolismul medicamentelor includ:

• Cornee- Site -ul principal pentru absorbția topică a medicamentului, conținând esteraze și enzime citocrom P450 (CYP) care metabolizează prodrogurile.
• Conjunctivă- bogat în droguri - Metabolizarea enzimelor (de exemplu, esteraze și CYP), contribuind la prima metabolism - trece înainte de absorbția sistemică.
• Umor apos- Activitate metabolică limitată, dar joacă un rol în distribuția și eliberarea medicamentelor.
• Vitros- Injecția intravitreală poate acționa direct asupra retinei și poate reduce toxicitatea în circulația somatică. Medicamentele cu molecule mici se difuzează rapid, iar medicamentele cu molecule mari au o jumătate de viață mai lungă. Modificările vitroase cu vârsta afectează farmacocinetica.
• Sclera- Sclera este mai permeabilă la medicamentele cu molecule mari, iar trecerea medicamentelor prin sclera este afectată în principal de dimensiunea moleculară. Injecțiile de subconjunctiv permit să intre medicamente în coroid, dar procesul este complicat. Melanina sclerală leagă medicamentul și afectează eliberarea și durata acțiunii sale.
• Regiunea ochilor posteriori- Țesuturile retrooculare sunt bogate în fluxuri de sânge, iar medicamentele pot fi eliminate prin circulația sau limfa corpului. Hiperpermeabilitatea vasculară coroidală permite medicamentelor să intre cu ușurință în spațiul exterior, dar este dificil să traversezi epiteliul pigmentului retinian, ceea ce afectează eficacitatea și duce la pierderi. Melanina - Medicamentele de legare pot prelungi durata acțiunii.

Umor apos și umor vitros

Theumor aposşiumor vitrossunt lichide oculare esențiale care joacă roluri critice în menținerea presiunii intraoculare, furnizarea de nutrienți și facilitarea clarității optice. Umorul apos este lichidul subțire, limpede, apos, care umple atât camerele anterioare, cât și cele posterioare ale ochiului, conținând ioni, proteine, carbohidrați și oxigen. Cea mai mare parte a umorului apos produs de corpul ciliar, iese din ochiul în unghiul format de joncțiunea irisului și corneei. Aceste fluide variază în funcție de specii, inclusiv oameni, maimuțe, iepuri și alte primate non -umane. De obicei, au colectat cu dimensiuni mari de lot de la animale sau bazine individuale.

Umor apos în specii

Umor apos uman

Theumor apos umaneste un fluid limpede, nutritiv - bogat, care menține presiunea intraoculară și susține funcțiile metabolice ale corneei și obiectivului. Este produs de corpul ciliar și curge prin camera anterioară înainte de a se drena prin intermediul ochiului trabecular.

Monkey Umor apos

TheMonkey Umor aposseamănă îndeaproape cu cea a oamenilor în compoziție și dinamică. Având în vedere asemănările anatomice dintre primate și oameni,Non - umor apos primat umanServește ca referință esențială pentru studiile oftalmice.

Iepure umor apos

Theiepure umor aposdiferă semnificativ de cea a primatelor, în special în concentrația de proteine ​​și rata cifrei de afaceri. Iepurii sunt utilizați în mod obișnuit în cercetarea oculară, deși trebuie luate în considerare speciile - variații specifice.

Umor vitros între specii

Umor vitros uman

TheUmor vitros umaneste un gel - ca substanța compusă în principal din apă, colagen și acid hialuronic. Menține forma oculară, absoarbe șocurile și servește ca o conductă pentru transportul nutrienților.

Humor vitros maimuță

TheHumor vitros maimuțăîmpărtășește o compoziție similară cu umorul vitros uman, făcândUmor vitros primat umanUn model de neprețuit pentru studierea vârstei - Degenerare vitroasă legată și patologii conexe.

Umor vitros de iepure

TheUmor vitros de iepureeste diferit din punct de vedere structural, fiind mai lichid - Like și având o densitate mai mică a colagenului. Aceste diferențe influențează răspunsul său la intervenții chirurgicale și tratamente farmacologice.

Dezvoltarea fluidelor oculare artificiale și simulate

Umor vitros apos și artificial apos artificial

Umor apos artificialşiUmor vitros artificialsunt înlocuitori proiectați proiectați pentru utilizare în intervenții chirurgicale oftalmice, administrarea de medicamente și aplicații de cercetare. Aceste fluide sintetice imită proprietățile biochimice și fizice ale omologilor lor naturali.

Simulat umor vitros apos și simulat

Umor apos simulatşiUmor vitros simulatsunt soluții preparate de laborator utilizate pentru experimentarea in vitro și modelarea fiziologiei oculare. Ele facilitează studiile controlate fără constrângerile etice asociate cu probele de animale sau umane.

Concluzie

Utilizarea cromatografiei lichide - Spectrometria de masă în tandem (LC - MS/MS) în bioanaliză reprezintă un avans crucial în tehnicile analitice pentru detectarea și cuantificarea compușilor biologici, inclusiv medicamente și metaboliți în matrice biologice. Sensibilitatea ridicată, precizia și selectivitatea metodei o fac de neprețuit atât în ​​analiza substanțelor exogene, cât și în cele endogene, în special în dezvoltarea medicamentelor oftalmice. Înțelegerea detaliată a anatomiei oculare și rolul fluidelor, cum ar fi umorul apos și vitros, evidențiază importanța acestor componente ale corpului în sistemele de administrare a medicamentelor. Mai mult decât atât, dezvoltarea lichidelor oculare artificiale și simulate favorizează posibilitățile de cercetare, asigurând în același timp considerente etice. Pe măsură ce validarea metodei analitice continuă să evolueze, asigură fiabilitatea și reproductibilitatea necesare aplicațiilor clinice eficiente, în special în oftalmologie.

Keywords: LC-MS/MS, Blank Biological Matrix, Blank Matrix, Drug-free Matrix, Biofluids, Bioanalysis, Biological Analysis, Validation of Analytical, Analytical Method Validation, Analytical Method Development, Human Aqueous Humor, Monkey Aqueous Humor, Rabbit Aqueous Humor, Non-human Primate Aqueous Humor, Human Vitreous Humor, Monkey Vitreous Humor, Umor vitros de iepure, umor vitros primat uman, uman,Umor apos simulat, umor vitros simulat, umor apos artificial, umor vitros artificial.

Referinţă

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G., & Ricken, T. (2023). Modelarea matematică a răspunsului dinamic al unui senzor de presiune capacitivă de glaucom capacitiv implantabil.Măsurare: senzori, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936