Napredek v bioanalizi: vloga LC - MS/MS pri razvoju oftalmičnih zdravil ter vodnih in steklastih študijah humorja

IPHASE IZDELKI

Tekoča kromatografija - tandemska masna spektrometrija (LC - MS/MS)

Tekoča kromatografija - tandemska masna spektrometrija (LC - MS/MS) je močna analitična tehnika, ki združuje ločitvene zmogljivosti tekoče kromatografije z zmogljivostmi masne analize masne spektrometrije tandem. V LC - MS/MS se vzorčna zmes najprej loči s tekočinsko kromatografijo, kjer komponente drugače medsebojno delujejo s stacionarno fazo in mobilno fazo, kar vodi do njihove ločitve, ko gredo skozi stolpec. Ločene komponente se nato ionizirajo in analizirajo s tandemsko masno spektrometrijo, ki za podrobno strukturno analizo razdeli ione v produktne ione.

Uporaba LC - MS/MS v bioanalizi

Bioanalizavključuje merjenje koncentracij zdravil, presnovkov in drugih bioloških spojin znotraj bioloških vzorcev, kot so kri, plazma, urin in drugiBiofluidi. LC - MS/MS je še posebej primeren za te aplikacije zaradi njegove visoke občutljivosti in sposobnosti zaznavanja nizkih koncentracij ciljnih analitov znotraj zapletenih bioloških matric.

LC - MS/MS tehnologija za analizo bioloških vzorcev zazna tako eksogene kot endogene snovi. Raziskovalci so simulirali dejanske vzorce z dodajanjem snovi, ki jo je treba izmeriti v aprazna matricaZa oblikovanje kvantitativnega standardnega vzorca krivulje in vzorca nadzora kakovosti. Koncentracija snovi, ki jo je treba izmeriti v biološkem vzorcu, je količinsko opredeljeno s standardno krivuljo.

Endogene snovi so snovi, ki se v telesu pojavljajo naravno. Endogena snov - Zdravila, povezana z zdravili, so v zadnjih letih postala pomembna smer za razvoj novih zdravil. Skupaj z rojstvom velikega števila zdravil z endogenimi snovmi je bioanaliza zdravil z endogenimi snovmi vse bolj pomembna. Vendar se trenutno validacija metod biološke analize bioloških vzorcev s strani FDA in drugih organizacij za revizijo domačih in tujih zdravil osredotoča predvsem na eksogene snovi, vključno z natančnostjo, natančnostjo, matričnim učinkom, stopnjo okrevanja in stabilnostjo. Ker odkrivanje endogenih snovi vodi do težav pri rezultatih odkrivanja zaradi lastnega učinka pri pridobivanju prazne matrice za simulacijo dejanskega vzorca, nastanek alternativeprazna biološka matrica (Umetna prazna biološka matrica) reši to težavo.

Tabela 1: Opis selektivnosti v smernicah za preverjanje bioanalitične metodologije v industriji

Razvoj analitične metode in potrjevanje analitične metode

Pri bioanalizi je zagotavljanje zanesljivosti in obnovljivosti analitičnih rezultatov najpomembnejše. To zahteva strog razvoj inValidacija analitičnegametode.

Razvoj analitičnih metodvključuje ustvarjanje optimiziranih postopkov za odkrivanje in količinsko opredelitev analitov, ki vas zanimajo. To vključuje izbiro ustreznih kromatografskih pogojev (npr. Stacionarne faze, mobilna faza, pretok) in parametri MS (npr. Ionizacijska tehnika, energija trka) za doseganje optimalne občutljivosti, ločljivosti in selektivnosti. Poleg tega mora biti metoda sposobna natančno količinsko določiti analitike v prisotnosti zapletenih in spremenljivih bioloških matric, ki jih pogosto sestavljajo beljakovine, lipidi in druge spojine, ki lahko ovirajo analizo.

Ko je metoda razvita, mora opravitiAnalitična validacija metodezagotoviti, da izpolnjuje vnaprej določena merila uspešnosti. Ta postopek validacije je potreben za potrditev, da je metoda primerna za predvideni namen in je v skladu z regulativnimi zahtevami. Za bioanalitične metode validacija običajno vključuje več ključnih parametrov:

• - Natančnost in natančnost:Zagotavljanje metode zagotavlja pravilne in dosledne rezultate.
• - Občutljivost:Sposobnost zaznavanja nizkih koncentracij analita.
• - Selektivnost:Sposobnost metode za razlikovanje analita od drugih spojin v matrici.
• - Obnovitev:Učinkovitost, s katero se analit pridobiva iz biološkega vzorca.
• - Stabilnost:Stabilnost analita v različnih pogojih shranjevanja in ravnanja.
• - Linearnost:Sposobnost metode, da ustvari rezultate, ki so neposredno sorazmerni s koncentracijo analita v določenem območju.

Prazna biološka matrica in prazna matrica igrata kritične vloge v tem postopku validacije. Ti kontrolni vzorci, ki ne vsebujejo zanimanja, so bistveni za prepoznavanje potencialnih matričnih učinkov ali motenj med analizo. Pomagajo vzpostaviti izhodiščno raven za analize in zagotovijo, da matrika sama ne prispeva k kontaminaciji ali zatiranju signala. Podobno je uporabadroga - brezplačne matrikeje ključnega pomena za potrjevanje, da v vzorcu ni preostalih zdravil ali presnovkov, ki bi lahko prekrivali rezultate.

Bioanaliza oftalmičnih zdravil

Stena zrkla je razdeljena na tri plasti, zunanja plast je vlaknasta membrana; Srednja membrana je pigmentna membrana, žilna membrana ali Uvea; In notranja membrana je mrežnica. Očesnico je razdeljeno na dva dela, sprednja in zadnja območja očesa, ki jih omejuje zadnji del leče.

Slika 1. Anatomija človeškega očesa.

Glavne strukture, ki sodelujejo pri presnovi drog, vključujejo:

• Cornea- Primarno mesto za lokalno absorpcijo zdravil, ki vsebuje encime esteraz in citokroma P450 (CYP), ki presnavljajo predzdravitve.
• Conjunctiva- bogato z zdravilom - presnove encimov (npr. Esteraze in CYP -jev), ki prispevajo k presnovi prve - pred sistemsko absorpcijo.
• Vodni humor- Omejena presnovna aktivnost, vendar ima vlogo pri porazdelitvi in ​​očistku zdravil.
• Steklovino- Intravitrealna injekcija lahko deluje neposredno na mrežnici in zmanjša toksičnost v somatskem obtoku. Majhna molekularna zdravila se hitro razpršijo, velika molekularna zdravila pa imajo daljšo polovico - Spremembe stekla s starostjo vplivajo na farmakokinetiko.
• Sklera- Sclera je bolj prepustna za velike molekulske zdravila in prehod zdravil skozi sklero, na katero se vpliva predvsem molekularna velikost. Podkonjunktivne injekcije omogočajo, da zdravila vstopijo v horoid, vendar je postopek zapleten. Skleralni melanin veže zdravilo in vpliva na njegovo sproščanje in trajanje delovanja.
• Zadnje okolje za oči- Retrookularna tkiva so bogata s krvnim pretokom, zdravila pa lahko izločimo s telesnim obtokom ali limfo. Koroidna vaskularna hiperpermeabilnost omogoča, da zdravila zlahka vstopijo v vesolje, vendar je težko prečkati epitelij pigmenta mrežnice, ki vpliva na učinkovitost in vodi do izgube. Melanin - vezavna zdravila lahko podaljšajo trajanje delovanja.

Vodni humor in steklasti humor

TheVodni humorinSitreous humorso bistvene očesne tekočine, ki igrajo kritične vloge pri ohranjanju intraokularnega tlaka, zagotavljanju hranil in olajšanju optične jasnosti. Vodni humor je tanka, čista, vodna tekočina, ki napolni tako sprednjo kot zadnjo komoro očesa, ki vsebuje ione, beljakovine, ogljikove hidrate in kisik. Večina vodnega humorja, ki ga proizvaja ciliarno telo, zapusti oko pod kotom, ki ga tvori stičišče šarenice in roženice. Te tekočine se razlikujejo med vrstami, vključno z ljudmi, opicami, zajci in drugimi človeškimi primati. Običajno se zbirajo z velikimi velikosti posameznih živali ali bazenov.

Vodni humor med vrstami

Človeški vodni humor

TheČloveški vodni humorje jasna, hranilna - bogata tekočina, ki vzdržuje intraokularni tlak in podpira presnovne funkcije roženice in leče. Proizvaja ga ciliarno telo in teče skozi sprednjo komoro, preden se odteče po trabekularni mreži.

Opica vodni humor

Theopica vodni humorTesno spominja na ljudi v kompoziciji in dinamiki. Glede na anatomske podobnosti med primati in ljudmi,ne - človeški vodni humorsluži kot bistvena referenca za oftalmološke študije.

Zajčji vodni humor

TheZajčji vodni humorbistveno se razlikuje od primatov, zlasti po koncentraciji beljakovin in hitrosti prometa. Zajci se običajno uporabljajo pri očesnih raziskavah, čeprav je treba upoštevati vrste - posebne variacije.

Steklovi humor med vrstami

Človeški steklavi humor

TheČloveški steklavi humorje gel - kot snov, sestavljena predvsem iz vode, kolagena in hialuronske kisline. Ohranja očesno obliko, absorbira udarce in služi kot vodnik za transport hranil.

Opica steklovino humor

Theopica steklovino humordeli podobno sestavo kot človeški steklasti humor, ki ustvarjane - človeški primat steklavski humorNeprecenljiv model za preučevanje starosti - Povezana z degeneracijo stekla in povezanih patologij.

Zajček steklavi humor

TheZajček steklavi humorje strukturno drugačen, saj je bolj tekoč - všeč in ima nižjo gostoto kolagena. Te razlike vplivajo na njegov odziv na kirurške posege in farmakološka zdravljenja.

Razvoj umetnih in simuliranih očesnih tekočin

Umetni vodni in umetni vodni steklasti humor

Umetni vodni humorinUmetni steklasti humorso zasnovani nadomestki, namenjeni uporabi v oftalmičnih operacijah, dostavi drog in raziskovalnih aplikacijah. Te sintetične tekočine posnemajo biokemične in fizikalne lastnosti njihovih naravnih kolegov.

Simulirani vodni in simuliran steklavi humor

Simuliran vodni humorinSimulirani steklasti humorso laboratorijske - pripravljene rešitve, ki se uporabljajo za in vitro eksperimentiranje in modeliranje očesne fiziologije. Olajšajo nadzorovane študije brez etičnih omejitev, povezanih z vzorci živali ali ljudi.

Zaključek

Uporaba tekočine kromatografije - tandem masna spektrometrija (LC - MS/MS) v bioanalizi predstavlja ključni napredek v analitičnih tehnikah za odkrivanje in količinsko določanje bioloških spojin, vključno z zdravili in presnovki v bioloških matrikah. Visoka občutljivost, natančnost in selektivnost metode so neprecenljivi tako pri eksogeni kot pri analizi endogenih snovi, zlasti pri razvoju oftalmičnih zdravil. Podrobno razumevanje očesne anatomije in vloga tekočin, kot sta vodni in steklasti humor, poudarjajo pomen teh komponent telesa v sistemih za dajanje zdravil. Poleg tega razvoj umetnih in simuliranih očesnih tekočin še poveča možnosti raziskovanja, hkrati pa zagotavlja, da so izpolnjeni etični premisleki. Ker se validacija analitične metode še naprej razvija, zagotavlja zanesljivost in obnovljivost, potrebna za učinkovite klinične aplikacije, zlasti v oftalmologiji.

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, Rabbit Vitreous Humor, Non-human Primate Steklovi humor,Simulirani vodni humor, simuliran steklasti humor, umetni vodni humor, umetni steklasti humor.

Sklic

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G., & Ricken, T. (2023). Matematično modeliranje dinamičnega odziva implantabilnega kapacitivnega kapacitivnega glavkoma tlaka.Merjenje: senzorji, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936