Quantification of Semaglutide in Human Plasma Using a Benchtop Multi-reflecting Time-of-Flight Mass Spectrometer

Význam tématu

Agonisté GLP-1 receptoru jako semaglutid jsou stěžejní v terapii diabetu 2. typu a obezity, nabízejí prodlouženou účinnost a zlepšenou metabolickou kontrolu. Pro vývoj a rutinní kontrolu těchto peptidů je nutná citlivá, selektivní a rychlá analytická metoda schopná spolehlivě kvantifikovat účinnou látku v biologických vzorcích.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo etablovat LC-HRMS postup s celkovou dobou analýzy necelé 3 minuty pro stanovení semaglutidu v lidské plazmě. Metoda využívá benchtop víceodrazový časový letový spektrometr Xevo MRT a přináší čtyřnásobné zvýšení produktivity oproti klasickému gradientu a poloviční spotřebu organického rozpouštědla.

Použitá instrumentace

• Chromatografický systém Waters ACQUITY Premier
• Analytický sloupec ACQUITY Premier Peptide CSH C18, 2.1×150 mm, 1.7 µm
• Benchtop MRT časový letový spektrometr Xevo MRT
• Software waters_connect a UNIFI pro akvizici a zpracování dat

Metodika

• Příprava vzorků: precipitace proteinů 3:1 (plazma:acetonitril:methanol), centrifugace 14 000 rpm, 15 min
• Interní standard: liraglutid (0,45 µg/mL)
• Rychlý LC gradient: 0–2,5 min, rychlost průtoku 0,8 mL/min
• MS podmínky: ESI+, m/z 50–1200, akviziční frekvence 20 Hz, teplota zdroje 120 °C, desolvační teplota 550 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje citlivosti 0,05 ng/mL v roztoku a 5 ng/mL v plazmě s linearitou přes 4 řády (R²>0,99). Selektivita potlačuje rušení signálem pod 0,1 % carry-over. Vzorky ve 4 °C zůstávají stabilní 96 h (variace <5 % pro semaglutid, <15 % pro interní standard).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda zvyšuje pracovní výkon laboratoře čtyřnásobně, snižuje spotřebu rozpouštědel o 50 % a minimalizuje dobu analýzy, což umožňuje efektivní rutinní kontrolu semaglutidu a dalších peptidů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rychlé HRMS postupy lze adaptovat na další GLP-1 analogy a peptidová léčiva. Další optimalizace směruje k zelenější analytice a propojení kvalitativních i kvantitativních dat v jednom workflow.

Závěr

Nová LC-HRMS metoda na Xevo MRT nabízí vysokou citlivost, selektivitu i robustnost pro kvantifikaci semaglutidu v plazmě při extrémně krátkém čase analýzy. Výrazně zvyšuje produktivitu a snižuje náklady, což ji činí ideální pro rutinní i výzkumné aplikace.

Reference

1. Zheng Z, Zong Y, Ma Y et al. Glucagon-like peptide-1 receptor: mechanisms and advances in therapy. Signal Transduct Target Ther. 2024;9:234.
2. Ferries S. Comprehensive Workflow for the Quantification of Peptides and Proteins in Plasma: Semaglutide a Case Study. Waters Application Note 720008600;2024.
3. Campbell JE, Drucker DJ. Pharmacology, physiology, and mechanisms of incretin hormone action. Cell Metab. 2013;17:819–837.
4. Deacon CF. Circulation and degradation of GIP and GLP-1. Horm Metab Res. 2004;36:761–765.
5. Gong B, Yao Z, Zhou C et al. Glucagon-like peptide-1 analogs: Miracle drugs are blooming? Eur J Med Chem. 2024;256:116342.
6. Yu M, Benjamin M, Srinivasan S et al. Battle of GLP-1 delivery technologies. Adv Drug Deliv Rev. 2018;130:113–130.
7. Tan Q, Akindehin S, Orsso C et al. Recent Advances in Incretin-Based Pharmacotherapies for the Treatment of Obesity and Diabetes. Front Endocrinol. 2022;13:83841.
8. Hicks M, Farrell W, Aurigemma C et al. Introduction of the analytical method greenness score (AMGS) calculator. Green Chem. 2019;21:1816.