An automated method to study the rapid intramolecular transacylation of drug acyl glucuronides using Cyclic Ion Mobility Spectrometry-Mass Spectrometry

Význam tématu

Acyl glukuronidy jsou běžnými metabolity léčiv s potenciálem hepatotoxicity. Tradiční LC-MS metody pro sledování jejich intramolekulární transacylace vyžadují časově náročný vývoj metod a analýzu samostatných vzorků.

Cíle a přehled studie

Využití přístroje SELECT SERIES Cyclic IMS ve spojení s automatizovanou inkubací pro rychlé a kontinuální sledování transacylace 1-β-O-acyl naproxen glukuronidu (sNAG).

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava 100 μM roztoku sNAG v MeCN/H2O + 0,1% HCOOH a 10 mM NH4Ac (pH 7,4)
• Automatická inkubace při 37 °C v dávkovači LC autosampler
• Flow injection analysis (FIA) při 40 μL/min, odběry každé 2 minuty po dobu 1,5 hodiny
• Separation and detection: Waters ACQUITY UPLC I-Class PLUS a SELECT SERIES Cyclic IMS (cIM-MS)
• LC kolona: ACQUITY UPLC HSS T3 (100x2,1 mm, 1,8 μm), fáze A: 10 mM NH4Ac, B: acetonitril; gradient 2–95 % B za 15 min
• MS v režimu ESI negativní ionizace, rozsah m/z 50–1200, ion mobility separace 81 ms při více průchodech

Hlavní výsledky a diskuse

Sledování arrival time distributions pro m/z 405 [M−H]− umožnilo rozlišení 1-β-O izomeru od produktů transacylace. Integrované plochy signálu ukázaly klesající koncentraci výchozího izomeru a nárůst nových forem, z čehož byla vypočtena poločasová hodnota transacylace. Metoda poskytuje podstatně rychlejší odezvu než standardní LC-MS.

Přínosy a praktické využití metody

Možnost real-time monitorování acyl migrace bez náročného vývoje LC metod. Zvýšení laboratorní efektivity a spolehlivosti při hodnocení stability acyl glukuronidů v raných fázích vývoje léčiv.

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace prediktivních modelů kolizních průřezů (CCS) pro optimalizaci separace dalších izomerů. Rozšíření na různé acyl glukuronidy a další metabolity. Potenciál pro vysokopropustné screeningové studie v preklinickém výzkumu.

Závěr

Popsaná automatizovaná metoda s využitím Cyclic IMS-MS nabízí rychlé a spolehlivé sledování intramolekulární transacylace acyl glukuronidů. Umožňuje stanovení kinetiky reakce v reálném čase a významně zkracuje dobu analýzy.

Reference

1. FDA. Safety Testing of Drug Metabolites, 2016.
2. Bradshaw P. R. et al. Acyl Glucuronide Reactivity in Perspective. Drug Discovery Today 2020, 25, 1639–1650.
3. Johnson H. et al. Integrated HPLC-MS and 1H-NMR Spectroscopic Studies on Acyl Migration Reaction Kinetics. Xenobiotica 2010, 40, 9–23.
4. Higton D. et al. Use of cIM-MS to Study the Intramolecular Transacylation of Diclofenac Acyl Glucuronide. Anal Chem 2021, 93, 7413–7421.
5. Broeckling C. et al. Application of Predicted Collisional Cross Section to Metabolome Databases. J Am Soc Mass Spectrom 2021, 32, 661–669.