Framsteg inom bioanalys: LC - MS/MS i oftalmisk läkemedelsutveckling och vattenhaltiga och glasartade humorstudier

IPhase -produkter

Liquid Chromatography - Tandem masspektrometri (LC - MS/MS)

Flytande kromatografi - tandemmasspektrometri (LC - MS/MS) är en kraftfull analytisk teknik som kombinerar separationsfunktionerna för vätskekromatografi med massanalysfunktionerna för tandemmasspektrometri. I LC - MS/MS separeras en provblandning först genom vätskekromatografi, där komponenter interagerar annorlunda med en stationär fas och en mobil fas, vilket leder till deras separation när de passerar genom kolonnen. De separerade komponenterna joniseras sedan och analyseras med tandemmasspektrometri, som fragmentsjoner till produktjoner för detaljerad strukturell analys.

Tillämpningar av LC - MS/MS i bioanalys

Bioanalysinvolverar mätning av läkemedelskoncentrationer, metaboliter och andra biologiska föreningar inom biologiska prover, såsom blod, plasma, urin och andrabiofluider. LC - MS/MS är särskilt väl lämpad för dessa tillämpningar på grund av dess höga känslighet och förmåga att upptäcka låga koncentrationer av målanalyser inom komplexa biologiska matriser.

LC - MS/MS -teknik för analys av biologiska prover upptäcker både exogena och endogena ämnen. Forskarna simulerade faktiska prover genom att lägga till ämnet som ska mätas till enblank matrisFör att formulera ett kvantitativt standardkurvprov och ett kvalitetskontrollprov. Koncentrationen av ämnet som ska mätas i ett biologiskt prov kvantifieras med en standardkurva.

Endogena ämnen är ämnen som förekommer naturligt i kroppen. Endogena substans - Relaterade läkemedel har blivit en viktig riktning för ny läkemedelsutveckling under de senaste åren. Tillsammans med födelsen av ett stort antal läkemedel med endogena ämnen har bioanalysen av läkemedel med endogena ämnen blivit viktigare. För närvarande fokuserar emellertid valideringen av biologiska provanalysmetoder av FDA och andra inhemska och utländska läkemedelsgranskningsorganisationer huvudsakligen på exogena ämnen, inklusive precision, noggrannhet, matriseffekt, återhämtningsgrad och stabilitet. Eftersom detekteringen av endogena ämnen leder till problem i detekteringsresultaten på grund av sin egen effekt när man får tom matris för att simulera det faktiska provet, uppkomsten av alternativblank biologisk matris (Konstgjord tom biologisk matris) löser detta problem.

Tabell 1: Beskrivning av selektivitet i branschens mainstream bioanalytiska metodikvalideringsriktlinjer

Analytisk metodutveckling och validering av analysmetod

Vid bioanalys är det viktigt att säkerställa tillförlitligheten och reproducerbarheten av analytiska resultat. Detta kräver den stränga utvecklingen ochvalidering av analytiskmetoder.

Analytisk metodutvecklingInnebär skapandet av optimerade procedurer för att upptäcka och kvantifiera analyser av intresse. Detta inkluderar att välja lämpliga kromatografiska tillstånd (t.ex. stationär fas, mobil fas, flödeshastighet) och MS -parametrar (t.ex. joniseringsteknik, kollisionsenergi) för att uppnå optimal känslighet, upplösning och selektivitet. Dessutom måste metoden kunna exakt kvantifiera analyser i närvaro av komplexa och variabla biologiska matriser, som ofta består av proteiner, lipider och andra föreningar som kan störa analysen.

När en metod har utvecklats måste den genomgåValidering av analytisk metodFör att säkerställa att det uppfyller fördefinierade prestandakriterier. Denna valideringsprocess är nödvändig för att bekräfta att metoden är lämplig för dess avsedda syfte och uppfyller lagstiftningskraven. För bioanalytiska metoder inkluderar validering vanligtvis flera viktiga parametrar:

• - Noggrannhet och precision:Att säkerställa metoden ger korrekta och konsekventa resultat.
• - Känslighet:Förmågan att upptäcka låga koncentrationer av analyt.
• - Selektivitet:Metodens förmåga att skilja analyt från andra föreningar i matrisen.
• - Återhämtning:Effektiviteten med vilken analyten extraheras från det biologiska provet.
• - Stabilitet:Analytens stabilitet under olika lagrings- och hanteringsförhållanden.
• - Linearitet:Metodens förmåga att producera resultat som är direkt proportionella mot analytkoncentrationen över ett specifikt intervall.

Tom biologisk matris och tom matris spelar kritiska roller i denna valideringsprocess. Dessa kontrollprover, som inte innehåller analyt av intresse, är väsentliga för att identifiera potentiella matriseffekter eller störningar under analysen. De hjälper till att fastställa basnivåer för analytterna och säkerställa att matrisen själv inte bidrar till signalförorening eller undertryckning. På samma sätt användningen avläkemedel - gratis matriserär avgörande för att validera att inga återstående läkemedel eller metaboliter finns i provet som kan skeva resultaten.

Bioanalys av oftalmiska mediciner

Ögonglobens vägg är uppdelad i tre lager, det yttre skiktet är det fibrösa membranet; Det mellersta membranet är pigmentmembranet, vaskulärt membran eller uvea; Och det inre membranet är näthinnan. Ögongloben är uppdelad i två delar, de främre och bakre regionerna i ögat, avgränsat av baksidan av linsen.

Figur 1. Anatomi av mänskligt öga.

De viktigaste strukturerna som är involverade i läkemedelsmetabolismen inkluderar:

• Hornhinnan- Det primära stället för topisk läkemedelsabsorption, som innehåller esteraser och cytokrom P450 (CYP) enzymer som metaboliserar prodrugs.
• Konjunktiva- Rik på läkemedel - Metaboliserande enzymer (t.ex. esteraser och CYP), vilket bidrar till första - passera metabolism före systemisk absorption.
• Vattenhaltig humor- Begränsad metabolisk aktivitet men spelar en roll i läkemedelsdistribution och clearance.
• Glas-- Intravitreal injektion kan verka direkt på näthinnan och minska toxiciteten i den somatiska cirkulationen. Små molekylläkemedel diffunderar snabbt och stora molekylläkemedel har en längre hälften - Livet. Glasösa förändringar med ålder påverkar farmakokinetik.
• Sclera- Sclera är mer permeabel för stora molekylläkemedel och läkemedelspassage genom sklera påverkas huvudsakligen av molekylstorlek. Subconjunctival -injektioner gör det möjligt för läkemedel att komma in i koroiden, men processen är komplicerad. Scleral melanin binder läkemedlet och påverkar dess frisättning och varaktighet.
• Bakre ögonregion- De retrookulära vävnaderna är rika på blodflöde och läkemedel kan elimineras via kroppscirkulationen eller lymfen. Koroidal vaskulär hyperpermeabilitet gör att läkemedel enkelt kan komma in i det yttre rymden, men det är svårt att korsa retinalpigmentepitelet, vilket påverkar effektiviteten och leder till förlust. Melanin - Bindande läkemedel kan förlänga verkningstiden.

Vattenhaltig humor och glasögon

Devattenhaltig humorochglashoppär viktiga okulära vätskor som spelar kritiska roller för att upprätthålla intraokulärt tryck, tillhandahålla näringsämnen och underlätta optisk tydlighet. Den vattenhaltiga humorn är den tunna, klara, vattniga vätskan som fyller både de främre och bakre kamrarna i ögat, som innehåller joner, proteiner, kolhydrater och syre. Det mesta av den vattenhaltiga humor som produceras av ciliary -kroppen, lämnar ögat i vinkeln som bildas av korsningen mellan iris och hornhinnan. Dessa vätskor varierar över arter, inklusive människor, apor, kaniner och andra icke -mänskliga primater. De samlades vanligtvis med stora partiets storlekar från enskilda djur eller pooler.

Vattenhaltig humor över arter

Mänsklig vattenhaltig humor

Demänsklig vattenhaltig humorär ett tydligt, näringsrika vätska som upprätthåller intraokulärt tryck och stöder metaboliska funktioner i hornhinnan och linsen. Den produceras av ciliary -kroppen och flyter genom den främre kammaren innan den dränerar via det trabekulära nätverket.

Aquehaltig humor

Deaquehaltig humorliknar nära människor i sammansättning och dynamik. Med tanke på de anatomiska likheterna mellan primater och människor,icke - mänsklig primat vattenhaltig humorTjänar som en väsentlig referens för oftalmiska studier.

Vattenhaltig humor

Devattenhaltig humorskiljer sig väsentligt från primaternas, särskilt i dess proteinkoncentration och omsättningshastighet. Kaniner används ofta i okulär forskning, även om arter - specifika variationer måste beaktas.

Glasögon över arter över arter

Mänsklig glasögon

Demänsklig glasögonär en gel - som substans som främst består av vatten, kollagen och hyaluronsyra. Den upprätthåller okulär form, absorberar chocker och fungerar som en ledning för näringstransport.

Monkey vitreous humor

DeMonkey vitreous humordelar en liknande sammansättning som mänsklig glasögon, att göraicke - Mänsklig primatglasig humorEn ovärderlig modell för att studera ålder - Relaterad glasös degeneration och relaterade patologier.

Kanin

Dekaninär strukturellt annorlunda, att vara mer flytande - som och har lägre kollagentäthet. Dessa skillnader påverkar dess svar på kirurgiska ingrepp och farmakologiska behandlingar.

Utveckling av konstgjorda och simulerade okulära vätskor

Konstgjord vattenhaltig och konstgjord vattenhaltig glasögon

Konstgjord vattenhaltig humorochkonstglasig humorär konstruerade ersättare utformade för användning i oftalmiska operationer, läkemedelsleverans och forskningsapplikationer. Dessa syntetiska vätskor efterliknar de biokemiska och fysiska egenskaperna hos deras naturliga motsvarigheter.

Simulerad vattenhaltig och simulerad glasös humor

Simulerad vattenhaltig humorochsimulerad glasögonär laboratorium - beredda lösningar som används för in vitro -experiment och modellering av okulär fysiologi. De underlättar kontrollerade studier utan de etiska begränsningarna förknippade med djur- eller mänskliga prover.

Slutsats

Användningen av vätskekromatografi - tandemmasspektrometri (LC - MS/MS) vid bioanalys representerar en avgörande framsteg i analytiska tekniker för att upptäcka och kvantifiera biologiska föreningar, inklusive läkemedel och metaboliter i biologiska matriser. Metodens höga känslighet, precision och selektivitet gör den ovärderlig i både exogen och endogen substansanalys, särskilt i oftalmisk läkemedelsutveckling. Den detaljerade förståelsen av okulär anatomi och vätskans roll såsom den vattenhaltiga och vilda humoren belyser vikten av dessa kroppskomponenter i läkemedelsleveranssystem. Dessutom främjar utvecklingen av konstgjorda och simulerade okulära vätskor forskningsmöjligheter samtidigt som etiska överväganden är uppfyllda. När validering av analytisk metod fortsätter att utvecklas säkerställer det tillförlitligheten och reproducerbarheten som är nödvändig för effektiva kliniska tillämpningar, särskilt inom oftalmologi.

Nyckelord: LC - MS/MS, tom biologisk matris, tom matris, läkemedel - Gratis matris, biofluider, bioanalys, biologisk analys, validering av analytisk, analytisk metodvalidering, analytisk metod, human aqueous humor, monkey aqueous humor, rabbit aqueous humor, non - human prime aqueous himeous humor Icke - Mänsklig primatglasig humor,Simulerad vattenhaltig humor, simulerad glasär humor, konstgjord vattenhaltig humor, konstgjord vitre humor.

Hänvisning

Seyedpour, S. M., Lambers, L., Rezazadeh, G., & Ricken, T. (2023). Matematisk modellering av det dynamiska svaret hos en implanterbar förbättrad kapacitiv glaukomtryckssensor.Mätning: sensorer, 30, 100936. Https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100936