High-Throughput In Vitro ADME Analysis with Agilent RapidFire/MS Systems: Permeability Assays

Význam tématu

Permeabilitní testy Caco-2 a PAMPA jsou zásadní pro hodnocení absorpčních vlastností kandidátních léčiv v raných fázích vývoje. Rychlá a spolehlivá analytika umožňuje výběr molekul s optimální biologickou dostupností a minimalizuje náklady i zátěž laboratoře při zpracování rozsáhlých sad vzorků.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikované poznámky je demonstrovat možnosti vysokopropustné analýzy in vitro ADME (permeability assays) za použití systému Agilent RapidFire/MS ve spojení s triple kvadrupólem (QQQ) nebo časem letu (TOF) MS. Studie porovnává rychlost a přesnost měření s konvenčními LC/MS/MS metodami na příkladu Caco-2 a PAMPA testů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro spektrální stanovení byly použity:

• Agilent RapidFire High-Throughput Mass Spectrometry System
• Triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr (QQQ)
• Time-of-Flight hmotnostní spektrometr (TOF) s vysokým rozlišením a přesným měřením hmotnosti

Vzorky pro PAMPA a Caco-2 testy prošly přípravou pomocí solid-phase extraction (SPE). Každý vzorek byl analyzován během méně než 10 sekund, přičemž u LC/MS/MS metod bylo potřeba individuální optimalizace MRM pro každou sloučeninu.

Hlavní výsledky a diskuse

Pro 81 sloučenin při třech hodnotách pH (4, 6,8 a 8) ukázalo srovnání mezi RapidFire/TOF a konvenční LC/MS/MS:

• Silná korelace permeability: R2 od 0,735 do 0,935.
• Výrazné zkrácení doby analýzy (>10× rychlejší cyklus než LC/MS/MS).

V druhé části porovnání Caco-2 testů (110 experimentů) dosáhlo vyhodnocení PAPP koeficientů korelace R2 = 0,969. U PAMPA (35 experimentů) byla korelace R2 = 0,891. Výsledky ukazují, že RapidFire/MS/MS zachovává integritu dat a současně dramaticky zvyšuje propustnost analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace RapidFire systému přináší:

• Zvýšení propustnosti laboratoře až desetkrát.
• Odstranění časově náročné optimalizace MRM metod.
• Úsporu nákladů na spotřební materiál a práci.
• Možnost rychlého screeningu rozsáhlých knihoven sloučenin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další integrace vysokorozlišujícího HRAM spektrometru pro zlepšení selektivity, využití umělé inteligence a strojového učení pro automatizovanou interpretaci dat a expanze metodiky do dalších ADME testů, včetně metabolismu a plazmatické stability. Miniaturizace a spojení s mikrofluidikou mohou zvýšit efektivitu a snížit spotřebu vzorku.

Závěr

Systém Agilent RapidFire v kombinaci s QQQ nebo TOF MS poskytuje srovnatelné výsledky permeability s konvenčními LC/MS/MS metodami, přičemž dosahuje až desetinásobné rychlosti zpracování. Tato technologie významně zjednodušuje workflow a zkracuje dobu rozhodování v raných fázích objevu léčiv.

Reference

1. Hatsis P. et al. Reducing Bottlenecks in ADME Sample Analysis using Solid Phase Extraction with a Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometer. Podium talk by Novartis/Biocius at the 2010 ASMS meeting.
2. Luippold A. et al. Application of a Rapid and Integrated Analysis System (RIAS) as a High-Throughput Processing Tool for In Vitro ADME Samples by Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry. J. Biomol. Screen 2011, 16(3), 370–377.