Rapid Identification of Major Metabolites of Gefitinib Using Ion Mobility Enabled MS (HDMSE) with the SYNAPT XS

Význam tématu

Gefitinib je selektivní inhibitor EGFR používaný v terapii nemalobuněčného karcinomu plic. Profilování jeho metabolitů je zásadní pro posouzení bezpečnosti a účinnosti léčiv, protože umožňuje odhalit potenciálně toxické nebo neaktivní biotransformace. Ion mobility enabled HRMS spojuje vysoké rozlišení s rozlišením v plynném stavu na základě tvaru a velikosti iontů, což vede k čistším spektrům a přesnější identifikaci metabolitů.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje využití přístroje SYNAPT XS s technologií HDMSE a softwarovým řešením UNIFI Metabolite Identification Application Solution pro rychlou, citlivou a přesnou identifikaci metabolitů gefitinibu v myší plazmě. Cílem bylo snížit dobu analýzy na hodnotu kompatibilní s vysokopropustným screeningem a zároveň zachovat vysokou kvalitu dat.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky myší plazmy po intravenním a perorálním podání gefitinibu byly připraveny vysrážením proteinů metanolem s 0,1 % formiovou kyselinou a následnou centrifugací. Supernatant se naředil vodou a metanolem v poměru 1:1.

• LC systém: ACQUITY UPLC I-Class s kolónou BEH C18 2.1×100 mm, 1.7 µm, teplota kolony 60 °C
• Mobilní fáze A: 0.1 % HCOOH + 10 mM acetát amonný, B: 0.1 % HCOOH v acetonitrilu, gradient 5–50 % B za 2,9 min, flush 95 % B 1,5 min
• Objem injekce: 2 µL, průtok 650 µL/min, teplota vzorku 4 °C

• MS systém: SYNAPT XS High Resolution Mass Spectrometer
• Ionizace ESI+, rozsah 50–1200 m/z, režim HDMSE s driftovým plynem dusík
• Driftová vlna: výška 40 V, rychlost 650 m/s; kolizní energie LE 4 eV, HE ramp 20–40 eV
• Software: MassLynx v4.2 a UNIFI 1.9.4 pro automatizovanou identifikaci metabolit

Hlavní výsledky a diskuse

Pětiminutová LC-HDMSE metoda odhalila deset hlavních metabolitů elutujících mezi 1,72 a 2,51 min. Ion mobility separace odstranila koelutující interferující signály a umožnila získat čistá spektra, jak ilustruje o-desmethyl metabolit M523595. Identifikace využila přesnou hmotnost, typický izotopický vzor chloru a charakteristické fragmenty. Nejhojnějším metabolitem byl M523595, následovaný karbonylovým metabolitem M605211. Měřené CCS hodnoty potvrdily strukturu s průměrnou odchylkou 1,8 % oproti predikovaným hodnotám.

Přínosy a praktické využití metody

• Analýza za pouhých 5 min umožňuje vysokopropustné metabolitické studie
• Ion mobility zvyšuje specifičnost a kvalitu spekter díky odfiltrování koelutujících interferencí
• CCS data poskytují další parametr pro podporu přesné strukturální identifikace
• Softwarové workflow UNIFI zjednodušuje a urychluje interpretaci dat

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj strojového učení pro predikci CCS hodnot a pokročilá ion mobility technika rozšíří možnosti vysokopropustného testování metabolitů. Integrace krátkých chromatografických běhů, ion mobility separace a in silico predikce umožní komplexní toxikokinetické studie a rozšíří aplikaci v preklinickém testování bezpečnosti léčiv.

Závěr

Kombinace ion mobility enabled SYNAPT XS a softwaru UNIFI představuje efektivní řešení pro rychlou, citlivou a přesnou identifikaci metabolitů gefitinibu. Dodatečná separace v IMS buňce a měření CCS hodnot významně přispívají k důvěryhodnosti strukturálních závěrů.

Reference

• Schadt S. et al. Drug Metab Dispos. 2017, 46, 865-878
• McKillop D. et al. Xenobiotica. 2005, 4(4), 914-934
• Liu X. et al. Biochem Pharmacol. 2015, 97(1), 111-121
• Zhang Q. et al. Oncotarget. 2017, 8(42), 72447-72456
• Zhou Z. et al. Anal Chem. 2016, 88, 11084-11091
• Nye L.C. et al. J Chrom A. 2019, 1602, 386-396