VITATOX: Citlivé elektroforetické stanovení farmaceutik a metabolitů v klinických vzorcích s acetonitrilovým zaostřením

Význam tématu

Kapilární elektroforéza (CE) s organickým rozpouštědlem pro stacking představuje citlivou a univerzální metodu pro stanovení farmaceutik a jejich metabolitů v klinických vzorcích. Díky vysoké separační účinnosti, minimálnímu objemu vzorku a rychlému času analýzy umožňuje spolehlivé monitorování farmakokinetiky i mikrodialyzátů in vivo.

Cíle a přehled studie / článku

Autor popisuje optimalizaci acetonitrilového stackingového protokolu pro analýzu léčiv a neurotransmiterů v biologických matricích. Studie kombinuje off-line deproteinizaci s on-line prekoncentrací a hydrodynamickou injekcí vzorku, přičemž demonstruje aplikace na různé farmaceutické třídy i neurochemické markery.

Použitá metodika a instrumentace

Pro stacking se využívá přídavek organického rozpouštědla (acetonitril, aceton, isopropanol) a silné kyseliny (sulfosalicylová, HClO₄). Zejména acetonitrilové zaostření významně zvyšuje rozdíl elektroosmotických vlastností mezi vzorkem a separačním pufrem (BGE).
On-line prekoncentrace se provádí hydrodynamickým tlakem. Kapiláry jsou často kovalentně potaženy polyakrylamidovými nebo trimethylamoniovými sloučeninami pro snížení adsorpce biomolekul. Detekce probíhá UV, fluorescenčně (FD) nebo vodivostně (C4D).

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické limity detekce (LOD) se pohybují v rozmezí od jednotek nM (neurotransmitery GABA, glycin, glutamát) až po desítky nM či nízké µM pro farmaka v krvi. Stacking v 75 % ACN vedl ke 10–100násobnému zlepšení citlivosti. On-line spojení mikrodialýzy a CE umožnilo sekvenční monitoring metabolitů v reálném čase. Protisměrná elektroforéza zajistila separaci optických izomerů ketaminů. Modularita a kompaktní provedení přístroje spolu s mikroinjektorem (0,2 µL) rozšiřuje možnosti terénní analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální spotřeba vzorku (< 10 µL) ideální pro mikrodialyzáty a modely malých zvířat.
• Rychlá separace (5–15 min) vhodná pro velké soubory pacientů.
• Univerzální prekoncentrace různých analytů ve složitých matricích.
• Možnost on-line integrace mikropreparativních kroků s CE analýzou.
• Přenosné CE systémy pro klinická a environmentální měření.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj nanostrukturovaných povrchových úprav kapilár, automatizace přenosných CE jednotek a integrace s hmotnostní spektrometrií. In vivo CE mikrodialýza s okamžitou detekcí by mohla přinést nové poznatky v neurochemii a farmakodynamice. Vývoj flow‐gating rozhraní umožní simultánní vícekanálové stanovení.

Závěr

Organickým stackingem v kapilární elektroforéze lze dosáhnout výrazného zlepšení citlivosti a selektivity pro stanovení farmaceutik a metabolitů v klinických vzorcích. Kombinace deproteinizace, hydrodynamické prekoncentrace a pokročilých kapilárních povrchových úprav poskytuje robustní platformu pro terénní i laboratorní aplikace.

Reference

1. Tůma P. et al. Electrophoresis 2009, 30, 3436–3441.
2. Tůma P. et al. J. Pharm. Biomed. Anal. 2018, 160, 368–373.
3. Tůma P. et al. Electrophoresis 2018, 39, 2605–2611.
4. Tůma P. et al. J. Chrom. A 2013, 1303, 94–99.
5. Tůma P., Sommerová B., Šiklová M. Talanta 2019, 192, 380–386.
6. Tůma P. Clinical Applications of Capillary Electrophoresis 2018, Springer.
7. Opekar F., Tůma P. Anal. Chim. Acta 2018, 1042, 133–140.
8. Opekar F., Tůma P. Electrophoresis 2019, 40, 1–5.