Simultaneous Separation and Quantification of Aminoglycosides Using Liquid Chromatography and Mass Spectrometry

Význam tématu

Analýza aminoglykosidových antibiotik je v praxi náročná vzhledem k jejich vysoké polaritě, neživosti a absenci silných chromoforů. Vývoj rychlé a citlivé metody bez nutnosti derivatizace či použití iontově párných činidel umožňuje efektivní kontrolu kvality v pharmaceutickém průmyslu a klinických laboratořích.

Cíle a přehled studie

Práce si klade za cíl ověřit, že kombinace nového BEH Z-HILIC kolonového materiálu se single-quadrupólovým detektorem QDa zajistí simultánní separaci, detekci a kvantifikaci aminoglykosidů v jediném zkráceném chromatografickém běhu s širokým dynamickým rozsahem.

Použitá instrumentace

• ULC systém: ACQUITY UPLC H-Class s Quaternary Solvent Manager, Sample Manager a Column Manager
• Kolona: Atlantis Premier BEH Z-HILIC (1,7 μm, 2,1×100 mm) při 50 °C
• Detektory: PDA + QDa Mass Detector (ESI+)
• Software: Empower 3 CDS

Použitá metodika

Separace využívá gradientní HILIC mobilní fáze A (0,1 % formiátu amonného ve vodě, pH ~3,0) a B (0,1 % kyseliny mravenčí v acetonitrilu) při průtoku 0,5 mL/min. Injektováno bylo 3 μL vzorku o koncentracích 0,5–250 μg/mL. QDa pracuje v režimu Selected Ion Recording (SIR) s rozsahy m/z 300–630, kapilární napětí 0,8 kV, zdroj 400 °C, kužel 15 V.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizované podmínky pro pH, koncentraci soli a teplotu detektoru vedly k plné separaci šesti vybraných aminoglykosidů (spectinomycin, streptomycin, amikacin, kanamycin, neamine, sisomicin). Lineární rozsah q 0,5–250 μg/mL pro všechny analyty vykázal R2 > 0,99. Limity detekce dosahují až 0,5 μg/mL. Použití SIR dramaticky zlepšilo poměr signál/šum a zvýšilo citlivost analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nevyžaduje derivatizaci ani iontově párné činidlo, snižuje počet nutných analýz pro různá antibiotika a zkracuje dobu běhu, což přináší úsporu času a nákladů v rutině QC laboratoří. Díky jednoduché obsluze a nízkým nárokům na údržbu je QDa detektor optimálním řešením pro středně pokročilá pracoviště.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další třídy vysoce polárních látek či metabolit
• Integrace mobilních a automatizovaných platforem pro vysokoprůchodovou analýzu
• Vývoj softwarových řešení pro plnou validaci a sledování kvality dat v reálném čase
• Možnost kombinace s jinými ionizačními technikami nebo vícekanálovým detektorem pro širší rozsah m/z

Závěr

Vyvinutá HILIC-UPLC metoda s QDa detektorem představuje robustní, rychlé a citlivé řešení pro simultánní separaci a kvantifikaci aminoglykosidů bez složitých příprav. Splňuje požadavky QC laboratoří na jednoduchost, nákladovou efektivitu i analytický výkon.

Reference

1. T. Hermann, Aminoglycoside antibiotics: Old Drugs and New Therapeutic Approaches, Cellular and Molecular Life Sciences 64(14) (2007) 1841–1852.
2. J.E. Davies, Aminoglycosides: Ancient and Modern, J. Antibiot. 59(9) (2006) 529–532.
3. R.R. Bailey, The Aminoglycosides, Drugs 22(4) (1981) 321–327.
4. L. Šoltés, Aminoglycoside Antibiotics—Two Decades of Their HPLC Bioanalysis, Biomed. Chromatogr. 13(1) (1999) 3–10.
5. S. Joshi, HPLC Separation of Antibiotics Present in Formulated and Unformulated Samples, J. Pharm. Biomed. Anal. 28(5) (2002) 795–809.
6. C. Díez et al., Aminoglycoside Analysis in Food of Animal Origin with Zwitterionic Stationary Phase and LC–MS/MS, Anal. Chim. Acta 882 (2015) 127–139.
7. J. Yang, P.D. Rainville, Analysis of Aminoglycosides in Foods Using Zwitterionic Stationary Phase and LC–MS/MS, Waters Application Note 720007442 (2021).