Rapid, Sensitive and Direct Quantitation of Tiotropium at sub-pg/mL in Plasma using Shimadzu LCMS-8060NX

Význam tématu

Tiotropium je dlouhodobě působící anticholinergikum používané k úlevě a udržovací léčbě u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí (CHOPN). Vzhledem k nízké systémové biologické dostupnosti po inhalačním podání dosahují hladiny tiotropia v plasmě velmi nízkých koncentrací v rozsahu jednotek pg/mL až sub-pg/mL. Pro farmakokinetické studie, monitorování adherence a hodnocení biologických vzorků je proto nezbytný vysoce citlivý, selektivní a reprodukovatelný bioanalytický postup pro kvantifikaci tiotropia v lidském plazmatickém matričním prostředí.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout rychlou a citlivou metodu pro přímé stanovení tiotropia v lidské plazmě při úrovních až sub-pg/mL. Autoři demonstrují validaci této metody na triple kvadrupólovém hmotnostním spektrometru Shimadzu LCMS-8060NX spojeném s UHPLC Nexera X2.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byl použit kalibrantní a QC roztok v lidské plazmě s koncentracemi od 0,20 do 200 pg/mL (kalibrace) a 0,20 až 150 pg/mL (QC). Extrakce proběhla pomocí gelových SPE cartridge kondicionovaných methanolem a vodou. Analyty byly eluovány 50 % methanolem v aqueous a následně analyzovány:

• UHPLC systém: Shimadzu Nexera X2
• Kolonka: Shim-pack Velox C18, 100×2,1 mm, částice 2,7 μm
• Mobilní fáze: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě (A) a v methanolu (B), gradientní eluce, průtok 0,2 mL/min, teplota 50 °C
• Hmotnostní spektrometrie: Shimadzu LCMS-8060NX, ESI rozhraní, MRM režim
• MRM přechody: specifické ionty tiotropium a interního standardu Tiotropium-D3 bromid

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala vysokou selektivitu v šesti různých plazmatických lotů bez interferencí při LLOQ 0,20 pg/mL. Kalibrační křivka byla lineární v rozsahu 0,20–200 pg/mL s regresním koeficientem >0,99 při váhování 1/x2. Intra-denní a mezi-denní přesnost a přesnost (%RSD, %accuracy) se pohybovaly v přijatelných mezích (<15 % u QC úrovní, <20 % u LLOQ). Matriční efekt hodnocený jako normalizovaný faktor maticového efektu byl 0,85–0,87. Celková procentuální návratnost tiotropia činila v průměru 57,6 % při RSD <15 %. Nebyl zjištěn žádný přenos analyty (carry-over) v extrahovaných blank vzorcích.

Přínosy a praktické využití metody

Tato metoda umožňuje kvantifikaci tiotropia při ultranízkých koncentracích pod 1 pg/mL v lidské plazmě s vysokou citlivostí a selektivitou. Je ideální pro farmakokinetické studie, bioekvivalentní testy a monitorování expozice pacientů. Díky rychlé analýze a minimální spotřebě mobilní fáze zkracuje čas analýzy a náklady na provoz laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj technologických platforem se zvýšenou citlivostí a rychlostí analýzy. Integrace automatizovaných systémů pro vysokokapacitní screening, použití HRMS pro nedestruktivní metabolomickou analýzu a rozšíření metodiky na další inhalační léčiva otevírají nové možnosti v oblasti klinické a farmaceutické bioanalytiky.

Závěr

Popsaná UHPLC-MS/MS metoda na systému Shimadzu LCMS-8060NX/Nexera X2 splňuje náročné požadavky na citlivost, selektivitu a robustnost pro stanovení tiotropia v plazmě při sub-pg/mL koncentracích. Díky rychlé přípravě vzorků a přímé kvantifikaci představuje moderní nástroj pro výzkum i rutinní bioanalytické laboratoře.

Reference

• DrugBank: Tiotropium bromide, DB01409, přístup 02.01.2020
• Wikipedia: Tiotropium bromide, přístup 02.01.2020