Comparison of Electrospray and UniSpray for Pharmaceutical Compounds

Význam tématu

Ionizační techniky představují klíčový krok v analýze pomocí hmotové spektrometrie. Vývoj nových zdrojů ionizace umožňuje zlepšit citlivost, robustnost a rozšířit aplikační možnosti, zejména v oblasti farmaceutické analýzy, kde je nutná spolehlivá detekce stopových koncentrací.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo porovnat novou metodu UniSpray (impactor ionizaci) a tradiční electrospray ionizaci (ESI) při analýze rozsáhlé knihovny lékových sloučenin a ověřit jejich dlouhodobou stabilitu v modelovém biologickém matrice (lidském séru).

Použitá metodika a instrumentace

Testovaná knihovna obsahovala 156 farmaceutických sloučenin s molekulovými hmotnostmi 151–824 Da. Vzorky byly připraveny v rozpouštědle ACN/voda/kyselina mravenčí ve třech koncentracích (100 nM, 1 nM a 0,1 nM) a analyzovány na UPLC systému spojeném s trojitém kvadrupólem.

• Chromatografie: ACQUITY UPLC I-Class FTN se sloupcem BEH C18 (2,1×50 mm, 1,7 μm); gradient 1–95 % ACN/0,1 % form. kys. za 2 min; průtok 0,6 mL/min.
• Mass spectrometrie: Xevo TQ-S s ionizačními zdroji Electrospray (ESI) a UniSpray; režimy +/–; capilární napětí 1/2 kV; desolvační teplota 550 °C.
• Tuning UniSpray: optimalizace vyčnívání kapiláry a polohy vůči kovové špičce s využitím Coandă efektu pro stabilní a reprodukovatelný signál.

Hlavní výsledky a diskuse

Při srovnání více než 70 % sloučenin vykazovalo UniSpray vyšší nebo srovnatelnou intenzitu signálu oproti ESI. Poměr chromatografických ploch (USI/ESI) se pohyboval mezi 0,3 a 11,4, průměrně 2,1násobné zesílení. Nebyl pozorován žádný korelační trend s chemickými parametry jako pKa či LogP. Při nízkých koncentracích (0,1 nM) UniSpray prokázal výraznější ionizaci u vybraných látek (amantadin, amlodipin). Robustnost metody testovaná v acetonitritem precipitovaném lidském séru po 1800 vstupech (6 dnů) ukázala RSD v rozmezí 1,9–16 % v závislosti na koncentraci.

Přínosy a praktické využití metody

UniSpray nabízí:

• Vyšší citlivost pro většinu farmaceutických látek díky zlepšené desolvataci.
• Porovnatelnou selektivitu vůči tradiční ESI bez nutnosti zásadních změn chromatografických podmínek.
• Dobrou robustnost pro dlouhodobé analýzy v biologických matricích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další vývoj tuningu UniSpray pro cílené analýzy, aplikace v metabolomice a proteomice a integrace do vysokopropustných workflow v průmyslové a klinické praxi. Studium mechanismů ionizace a doplnění dat o vliv dalších fyzikálně-chemických parametrů může vést k dalšímu zlepšení citlivosti.

Závěr

UniSpray představuje výkonnou alternativu k ESI s potenciálem zlepšit citlivost a robustnost analýz farmaceutických sloučenin. Jeho nespornou výhodou je jednoduchá integrace do stávajících UPLC-MS konfigurací a schopnost dlouhodobé stabilní práce v matrikách jako lidské sérum.

Reference

• Lubin A, Bajic S, Cabooter D, Augustijns P, Cuyckens F. Atmospheric Pressure Ionization Using a High Voltage Target Compared to Electrospray Ionization. J Am Soc Mass Spectrom. 2017;28(2):286–293.