Ultra-Sensitive Quantification of Tirzepatide in Human Plasma Using Xevo TQ Absolute Mass Spectrometry with waters_connect Quantitation Software

Význam tématu

Peptid tirzepatid představuje inovativní terapeutickou látku pro léčbu diabetu 2. typu a obezity díky svému působení na receptory GIP a GLP-1 s dlouhodobým farmakokinetickým profilem podporujícím týdenní aplikaci. Kvantifikace tohoto nízkomolekulárního, ale klinicky významného analyta v lidské plasmě vyžaduje extrémně citlivou, selektivní a reprodukovatelnou bioanalytickou metodu. Spolehlivá kvantifikace tirzepatidu je klíčová pro farmakokinetické, bioekvivalenční a klinické studie, které musí přesně sledovat koncentrace od ultra­stopových hodnot až po vysoké koncentrace po podání dávky.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo vyvinout a validovat vysoce citlivou metodiku založenou na kapalinové chromatografii spojené s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC–MS/MS) pro stanovení tirzepatidu v lidské plasmě v koncentracích od 0,125 do 55 ng/mL s dolní mezí kvantifikace 0,25 ng/mL. Pro zvýšení přesnosti a efektivity analýzy byl využit systém Xevo TQ Absolute s pozitivní elektrospray ionizací a softwarové řešení waters_connect pro automatizované získávání a vyhodnocení dat.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byla kombinována proteinová precipitace acetonitrilem a následná pevná fáze extrakce (SPE) na cartridgích Waters WCX (30 mg), což zajistilo selektivní obohacení peptidu a redukci interferencí plazmatických matric. Chromatografické oddělení probíhalo na ACQUITY Premier Peptide BEH C18 kolonce (2.1×100 mm, 1.7 μm, 300 Å) při teplotě 60 °C za gradientní eluce vodou a acetonitrilem s 0,2 % kyseliny mravenčí. Hmotnostní spektrometr Xevo TQ Absolute v režimu MRM monitoroval tranzice nejintenzivnějšího čtyřnásobně nabitého iontu [M+4H]4+ (m/z 1204,3→396,3). Ladicí parametry jako napětí na kónusu, kolizní energie a teploty zdroje byly optimalizovány v softwaru waters_connect pro maximální citlivost a stabilitu signálu.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala vynikající selektivitu bez interferencí v blank plasmatických vzorcích. Retenční čas tirzepatidu byl stabilní (tR = 5,26 min) s vysoce symetrickými piky. Dolní mez kvantifikace 0,25 ng/mL poskytla poměr signál/šum >10 bez dalšího vyhlazování. Lineární rozsah od 0,125 do 55 ng/mL vykázal korelační koeficient 0,997 (1/x vážení). Mezidenní i denní precizita (RSD) všech QC úrovní byla <10 % a přesnost v rozmezí 92–115 %, v souladu s M10 FDA guidelines. Průměrné zotavení analyta ze SPE činilo přibližně 55 % a matrixové efekty byly eliminovány použitím zmíšeného režimu extrakce.

Přínosy a praktické využití metody

• Extrémně citlivá a selektivní kvantifikace tirzepatidu pro PK/PD studie, bioekvivalenci a klinický výzkum.
• Reprodukovatelné výsledky díky optimalizované SPE a standardizované chromatografii.
• Automatizované zpracování dat a rychlá analýza podporující vysokou propustnost vzorků.
• Schopnost měřit ultra­trace koncentrace ve fázích eliminace i vysoké špičkové hladiny po podání.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj může zahrnovat zavedení stabilně izotopově značeného interního standardu pro odstranění vlivu vnější kalibrace, rozšíření metody o multiplexní analýzu dalších peptidových léků či aplikaci high-resolution MS pro zvýšení specificity. Integrace pokročilých datových platforem a umělé inteligence může dále zrychlit vyhodnocování a diagnostiku. Metoda je také perspektivní pro rozšíření do oblasti terapeutického monitoringu a personalizované medicíny.

Závěr

Vyvinutá LC–MS/MS metoda založená na Xevo TQ Absolute a waters_connect softwaru nabízí robustní, vysoce citlivou a reprodukovatelnou kvantifikaci tirzepatidu v lidské plasmě. Validace prokázala výborné analytické parametry, čímž se metoda stává silným nástrojem pro farmakokinetické, bioekvivalenční a klinické studie peptidových léčiv.

Reference

1. Chavda VP, Ajabiya J, Teli D, Bojarska J, Apostolopoulos V. Tirzepatide, a new era of dual-targeted treatment for diabetes and obesity: a mini-review. Molecules. 2022 Jul;27(13):4315.
2. Nauck MA, D’Alessio DA. Tirzepatide, a dual GIP/GLP-1 receptor co-agonist for the treatment of type 2 diabetes with unmatched effectiveness regarding glycaemic control and body weight reduction. Cardiovasc Diabetol. 2022 Dec;21(1):1-6.
3. Jastreboff AM et al. Tirzepatide Once Weekly for the Treatment of Obesity. N Engl J Med. 2022 Jun.
4. PubChem. National Library of Medicine (US), National Center for Biotechnology Information; Compound Summary for CID 156588324, Tirzepatide.
5. Erni F. Use of high-performance liquid chromatography in the pharmaceutical industry. J Chromatogr A. 1990 May 16;507:141-9.
6. Nikolin B, Imamović B, Medanhodzić-Vuk S, Sober M. High performance liquid chromatography in pharmaceutical analyses. Bosn J Basic Med Sci. 2004 May;4(2):5-9.
7. Alam S et al. Diabetes mellitus: Insights from epidemiology, biochemistry, risk factors, diagnosis, complications and comprehensive management. Diabetology. 2021;2:36-50.
8. Sun H et al. IDF Diabetes Atlas: Global, regional and country-level data on diabetes prevalence and trends.
9. FDA. FDA Approves New Medication for Chronic Weight Management. FDA Press Announcement. 2025.