Development of Un-targeted Screening Method for Detection of Synthetic PDE-5 Inhibitors and Analogues Adulterated in Health Supplements on LCMS-IT-TOF

Význam tématu

Adulterace syntetických inhibitorů fosfodiesterázy typu 5 (PDE-5) ve výživových doplňcích představuje významné riziko pro spotřebitele. Tyto látky nejsou oficiálně schváleny pro volný prodej a jejich nepřiznaná přítomnost může mít závažné zdravotní dopady. Pro efektivní kontrolu kvality je proto nezbytný robustní analytický přístup schopný detekovat nejen známé sloučeniny, ale i jejich neočekávané analogy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout un-targeted screeningovou metodu pro detekci syntetických inhibitorů PDE-5 a jejich analogů ve zdravotních doplňcích, bez předchozí znalosti konkrétních adulterantů. Metoda byla založena na vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrii typu LCMS-IT-TOF ve spojení s programovým balíkem MetID Solution, využívajícím databázové vyhledávání přes 32 referenčních standardů.

Použitá metodika a instrumentace

Manipulace se vzorky:

• Odběr 1 g prášku z kapslí, extrakce v 10 mL metanolu, sonikace 20 min, filtrace 0,2 µm PTFE.
• Srovnávací spiky standardů PDE-5 inhibitorů (100 a 10 ppm) a příprava matrix-matched vzorků (0,1 a 0,5 ppm).

Chromatografie a hmotová spektrometrie:

• UHPLC Shimadzu UFLC se stacionární fází Shim-pack C18 (150 × 2,0 mm, 5 µm).
• Mobilní fáze A: voda s 0,1 % FA; fáze B: acetonitril s 0,1 % FA; gradient 10 % B→75 % B (0,01–20 min), návrat na 10 % B (20,01–25 min).
• LCMS-IT-TOF v ESI+ režimu, multi-event TIC akvizice po pásmech 50 Da (m/z 200–600) pro zvýšení citlivosti.
• Software MetID Solution pro neomezené vyhledávání přes databázi přesných m/z (±5 ppm), detekce stop a generování seznamu kandidátů.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání multi-event a single-event TIC potvrdilo dvojnásobný nárůst plochy signálu u většiny ze 32 sledovaných sloučenin při koncentraci 0,1 ppm. Un-targeted screening metodika prokázala spolehlivou detekci všech 32 látek ve vzorcích spikovaných na 0,5 ppm ve všech pěti matricích (M, C, PP, TA, RK). Při nižší úrovni 0,1 ppm byly kvůli silnému matričnímu efektu některé komponenty hůře detekovatelné. Matriční efekty se lišily v rozmezí 5–105 % v závislosti na typu doplňku. Dále byla úspěšně ilustrována screeningová detekce analogové rodiny tadalafilů – bylo detekováno šest odvozených sloučenin bez nutnosti znalosti jejich retenčních časů.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda umožňuje rychlou a citlivou neúčelovou kontrolu zdravotních doplňků na přítomnost skrytých chemických adulterantů. Umožňuje chromatografické oddělení široké škály známých i neznámých analogů PDE-5, poskytuje vysokou selektivitu díky HR MS detekci a usnadňuje screeningové řízení kvality ve farmacii a potravinářství.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření databáze o další neočekávané analogy a metabolity.
• Integrace pokročilých algoritmů strojového učení pro automatizované vyhodnocení signálů a snížení falešných poplachů.
• Optimalizace pro kvantitativní analýzu a validace mezinárodních norem.
• Využití dalších ionizačních technik (APCI, MALDI) pro doplnění ESI režimu.
• Adaptace metody pro jiné třídy nelegálních doplňků a dopingových látek.

Závěr

Vyvinutá un-targeted screeningová metoda na LCMS-IT-TOF s multi-event datovou akvizicí a databázovým vyhledáváním v programu MetID Solution prokázala vysokou citlivost i selektivitu pro detekci známých i neznámých PDE-5 inhibitorů ve vzorcích potravinových doplňků. Kritickým faktorem je matriční efekt, který stanovuje praktický detekční limit kolem 0,5 ppm. Metoda představuje cenný nástroj pro kontrolu kvality a ochranu spotřebitele.

Reference

• Venhuis B.J., Kaste D. „Development and validation of LC-MS methods for PDE-5 inhibitors in supplements.“ J. Pharm. Biomed. Anal., 69 (2012) 196–208.
• Patel D.N. a kol. „Screening of PDE-5 inhibitors and analogues by LC-MS/MS in health products.“ J. Pharm. Biomed. Anal., 87 (2014) 176–190.
• Lee J.H. a kol. „Un-targeted detection of counterfeit ED supplements containing PDE-5 analogues.“ Food Addit. Contam. A, 30 (2013) 1849–1857.