Highly Sensitive and Selective Method for Estimation of Formoterol at Sub-pg/mL in Human Plasma Using Shimadzu LCMS-8060NX

Význam tématu

Formoterol je dlouhodobě působící beta2-agonista používaný k léčbě astmatu a CHOPN. Díky nízké biologické dostupnosti ve formě inhalace je kritické vyvinout vysoce citlivou analytickou metodu umožňující detekci sub-pg/mL koncentrací ve vzorcích lidské plazmy. Takový postup podporuje farmakokinetické studie a zajišťuje spolehlivé sledování terapeutických i toxikologických parametrů.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo navrhnout a částečně validovat kvantitativní LC-MS/MS metodu pro stanovení formoterolu v lidské plazmě s limitem kvantifikace 0,2 pg/mL. Studie se zaměřila na zjednodušení vzorkové přípravy, zvýšení citlivosti a krátkou dobu analýzy vhodnou pro vysokoproduktivní provoz.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky plazmy byly upraveny pomocí pevné fáze (SPE) za následujících kroků:

• Vokuování 200 µL plazmy s extrakčním pufrem (20 % methanol) pro disociaci proteiny-vázaného formoterolu.
• Podmínění a ekvilibrace SPE kolonek: 1 mL methanolu, poté 1 mL vody.
• Naložení vzorku, oplach 0,05 % amoniaku ve vodě a následně vodou.
• Eluce 10 % acetonitrilu ve vodě a převedení eluátu do HPLC vialek.

Chromatografie byla prováděna na sloupci Shim-pack Velox C18 (2.1×100 mm, 2.7 µm) při 50 °C s gradientem mezi 0,1 % formiátem v 5 mM acetátu amonném a 0,1 % formiátem v acetonitrilu. Tok 0,3 mL/min, objem injekce 20 µL. Detekce probíhala na přístroji Shimadzu Nexera X2 spojeném s LCMS-8060NX v režimu pozitivní ESI s MRM přechody m/z 345.35 → 149.1 (formoterol) a 351 → 152 (interní standard D6).

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda vykázala:

• Lineární kalibrační křivku v rozsahu 0,2–100 pg/mL (r2 = 0,9967).
• Intra-denní přesnost a přesnost (LLOQ až HQC): 95,9–108,8 % (CV ≤ 4,8 %).
• Mezi-denní přesnost a přesnost: 98,8–101,4 % (CV ≤ 11,6 %).
• Průměrná obnova formoterolu z plazmy ~62 % (CV ≤ 5,8 %).
• Matrix effect pro analyty a interní standard je zanedbatelný (normalizovaný faktor ~1,03, CV ≤ 7,5 %).

Chromatografické špičky byly ostré, bez interferencí v retenčním čase analyz a IS. Metoda tedy splňuje kritéria selektivity, citlivosti i robustnosti podle hlavních mezinárodních norem.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Extrémně nízký LLOQ (0,2 pg/mL) pro studium farmakokinetiky formoterolu u malých objemů plazmy.
• Rychlou přípravu vzorků s minimálním počtem kroků, což zvyšuje produktivitu laboratoře.
• Kratší dobu analýzy (7 minut) vhodnou pro vysokoprocesní systémy.
• Vysokou selektivitu a omezený vliv biologické matrice.

Budoucí trendy a možnosti využití

V následujících letech lze očekávat:

• Další zmenšování spotřeby vzorku a reagencií díky mikrosömulacím.
• Integraci s automatizovanými platformami pro vysokokapacitní screening.
• Rozšíření na multisložkové farmakokinetické studie simultánním stanovením více beta-agonistů.
• Využití pokročilých datových nástrojů a strojového učení pro analýzu a predikci farmakokinetiky.

Závěr

Vyvinutá LC-MS/MS metoda na platformě Shimadzu LCMS-8060NX přináší jedinečnou kombinaci extrémní citlivosti, selektivity a rychlosti analýzy pro stanovení formoterolu v lidské plazmě. Částečná validace potvrdila splnění klíčových analytických parametrů, což umožňuje její nasazení ve farmakokinetických a toxikologických studiích s vysokou efektivitou.

Reference

• https://www.chemspider.com/Chemical-Structure.2340731.html (accessed Feb 13, 2024)