Analysis of Drugs in Whole Blood by PaperSpray-FAIMS-MS/MS

Význam tématu

Přímá analýza léčiv v krevním vzorku vyžaduje vysokou citlivost, selektivitu a minimální čas na přípravu vzorku. Kombinace PaperSpray a FAIMS Pro umožňuje rychlou detekci imunosupresiv v celém krevním vzorku bez rozsáhlého čištění, čímž zefektivňuje terapeutické monitorování a farmakokinetické studie.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat konvenční PaperSpray-MS/MS s novou PaperSpray-FAIMS-MS/MS metodou pro stanovení Everolimu, Sirolimu, Takrolimu a Cyklosporinu A v lidské krvi. Studie hodnotila redukci pozadí, zlepšení poměru signál/šum, linearitu kalibračních křivek, meze detekce a kvantifikace.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek: 10 μl EDTA krve obohacené standardními koncentracemi imunosupresiv a příměstky izotopových interních standardů.
Úprava vzorku: Aplikace na papírové destičky VeriSpray a vysušení.
PaperSpray-MS/MS: TSQ Altis MS, zdroj VeriSpray, 15 aplikací methanolového rozpouštědla s octanem sodným, zdrojové napětí 2800 V.
PaperSpray-FAIMS-MS/MS: Navíc rozptylové napětí –5000 V, teploty elektrod 100/100 °C, optimalizované kompenzační napětí pro každý analyzát.
Data processing: TraceFinder pro integraci signálu, FreeStyle pro chronogramy, NumPy a Matplotlib pro váženou lineární regresi (CLSI EP17-A2 pro výpočet LOD/LOQ).

Hlavní výsledky a diskuse

Redukce pozadí: Snížení signálu pozadí vůči interním standardům o 67 až 100 % v závislosti na analyzátu.
Linearity: Koeficienty determinace r2 stouply u Everolimu z 0,965 na 0,995, u Sirolimu z 0,986 na 0,996. Takrolimus a Cyklosporin A si udržely vysokou linearitu kolem 0,995–1,000 s FAIMS.
Meze detekce LOQ/LOD: LOD Everolimu poklesla z 11,7 na 4,6 ng/ml, Sirolimu z 16,6 na 6,1 ng/ml, Takrolimu z 4,3 na 0,8 ng/ml, Cyklosporinu A z 25,4 na 1,7 ng/ml. LOQ se snížila 4× až 10×.
Přesnost a precizita: Zlepšení absolutních odchylek od očekávaných hodnot u Everolimu, Sirolimu a Takrolimu. Koeficienty variace zůstaly pod 20 % pro koncentrace nad LOQ.
Poměr signál/šum: Zlepšení S/B až 480× pro Cyklosporin A na nejvyšší úrovni standardu, 2× až 13× pro ostatní látky.

Přínosy a praktické využití metody

Úspora času a zjednodušení workflow díky minimální přípravě vzorku.
Vysoká selektivita a citlivost umožňuje spolehlivé stanovení imunosupresiv i při nízkých hladinách.
Možnost nasazení v klinických i průmyslových laboratořích pro terapeutické monitorování a kontrolu kvality.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření aplikace PaperSpray-FAIMS na další farmakologické a toxikologické analýzy.
Integrace do plně automatizovaných modulů pro vysokokapacitní screening.
Optimalizace pro jiné hmotnostní spektrometry a rozšíření kompenzačních napětí pro multiplexní stanovení.

Závěr

Implementace FAIMS Pro rozhraní s PaperSpray-MS/MS významně snižuje chemický hluk pozadí, zvyšuje citlivost, linearitu a spolehlivost kvantifikace imunosupresiv v celém krevním vzorku. Metoda nabízí rychlý a efektivní nástroj pro klinickou a průmyslovou analýzu s minimální přípravou vzorku.

Reference

1. Manicke N E Belford M Separation of opiate isomers using electrospray ionization and paper spray coupled to high field asymmetric waveform ion mobility spectrometry Journal of the American Society for Mass Spectrometry 2015 26 701-705
2. Wang H et al Paper spray for direct analysis of complex mixtures using mass spectrometry Angewandte Chemie International Edition 2010 49(5) 877-880
3. Pierson-Perry J F et al Evaluation of detection capability for clinical laboratory measurement procedures approved guideline CLSI 2012