Automated SPE Sample Preparation for Bioanalysis of GLP-1 Analogs from Plasma

Význam tématu

Glukagon-podobný peptid 1 (GLP-1) a jeho analogy představují klíčové bioterapeutikum pro léčbu cukrovky 2. typu, obezity a kardiovaskulárních onemocnění. Jejich farmakokinetické a metabolické studie vyžadují citlivé, reprodukovatelné a selektivní metody přípravy vzorků z biologických matric. Optimalizace těchto postupů je nezbytná pro zajištění přesných výsledků v bioanalýze a pro rychlejší vývoj nových terapeutik.

Cíle a přehled studie / článku

V práci autoři představují plně automatizovanou dvoukrokovou metodu extrakce na pevné fázi (SPE) pro kvantifikaci pěti GLP-1 analogů (Semaglutid, Exenatid, Liraglutid, Lixisenatid a Tirzepatid) z plazmy potkana pomocí LC-MS/MS. Studie byla navržena tak, aby porovnala manuální, asistovanou a plně automatizovanou workflow z hlediska reproducibility, časové efektivity a kvality dat.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byla použita plazma Sprague-Dawley potkana obohacená standardy GLP-1 analogů. Klíčové kroky:

• Proteinová precipitace: 200 µl plazmy + 200 µl studeného, acidifikovaného acetonitrilu.
• Rozředění supernatantu: 400 µl acidifikované vody.
• SPE: Oasis PRiME HLB µElution Plate, 2× eluce 25 µl 3% hydroxidu amonného v 75% acetonitrilu.
• Injekce: přímá injekce do systému ACQUITY Premier Peptide CSH C18 a Xevo TQ Absolute MS.

Automatizace:

• Zařízení: Andrew+ Robot, Pipette+ a Extraction+ Connected Devices.
• Software: OneLab s auditní stopou pro cGLP shodu.
• Sorbénty: QuanRecovery Collection Plates pro minimalizaci nespecifického vazby.

Hlavní výsledky a diskuse

Obě automatizované přístupy i asistované pipetování dosáhly:

• Lineární kalibrační křivky 5–1000 ng/ml s R² > 0,99 pro všechny pěti analýty.
• Nízké matrixové efekty (< 20 %) a konzistentní výtěžnost extrakce.
• Časová úspora: manuálně ~3 h 30 min, asistovaně ~1 h 36 min, plná automatizace ~2 h 1 min.

Identifikované výzvy zahrnují riziko odpařování během elučních kroků a potřebu řízené teploty (navržen Peltier+ Connected Device). Asistované pipetování dále zkracuje workflow a omezilo rizika spojená s objemovou přesností.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Vyšší propustnost vzorků a rychlejší obrat laboratoře.
• Snížení lidských chyb a zajištění traceability dat.
• CGLP-shodné, auditované postupy s dlouhodobými úsporami nákladů.
• Aplikovatelnost v preklinických a klinických farmakokinetických studiích GLP-1 analogů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Testování dalších typů sorbentů Oasis pro zvýšení výtěžnosti a selektivity.
• Rozšíření automatizovaných workflow na malé molekuly a další peptidy.
• Implementace teplotně řízených modulů (Peltier+) pro stabilitu rozpouštědel.
• Rozvoj plně integrovaných systémů pro komplexní bioanalýzu.

Závěr

Plně automatizovaná SPE na platformě Andrew+ Robot v kombinaci s Extraction+ a OneLab softwarem představuje robustní, reprodukovatelný a časově efektivní řešení pro kvantifikaci GLP-1 analogů v plazmě. Metoda minimalizuje matrixové efekty, zaručuje vysokou linearitu a vhodná pro farmakokinetické studie.

Reference

1. M. Trudeau a A. Scumaci, SPE-LC/MS Bioanalytical Quantification of the Biotherapeutic Peptide, Semaglutide from Plasma, Waters Application Note: 720008097, 2023.
2. T.S. Lee et al., Novel LC-MS/MS analysis of the GLP-1 analog semaglutide with its application to pharmacokinetics and brain distribution studies in rats, Journal of Chromatography B, 1221 (2023), 123688.
3. Y. Kim et al., Determination of Liraglutide in Rat Plasma Using Selective Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry, Mass Spectrometry Letters, 14 (2023), 4.