METHODOLOGY FOR DETECTION AND STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF PHOSPHODIESTERASE-5 (PDE-5) INHIBITOR ADULTERANTS IN AN HERBAL COFFEE PRODUCT

Význam tématu

Rostoucí poptávka spotřebitelů po „přírodních“ funkčních potravinách zvyšuje riziko neoznačeného přídavku farmakologicky účinných látek. PDE-5 inhibitory, používané k léčbě erektilní dysfunkce, se mohou objevovat jako nelegální přísady v bylinných kávových produktech. Jejich skrytá přítomnost bez lékařského dohledu představuje závažné zdravotní riziko zejména u pacientů užívajících nitrátová léčiva.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout robustní analytickou metodiku pro rychlou detekci a detailní strukturální charakterizaci nelegálních PDE-5 inhibitorů v bylinné kávě. Práce kombinuje ambientní ionizaci DART se single-quad QDa pro screening a následné potvrzení pomocí UPLC-PDA-HRMS, řady softwarových nástrojů pro identifikaci a klasifikační databází a izolační techniky pro NMR analýzu.

Použitá instrumentace

• DART/QDa (Waters ACQUITY QDa s DART zdrojem)
• UPLC-PDA-HRMS (ACQUITY H-Class + Xevo G2-XS QTof, UNIFI Scientific Information System)
• Prep-SFC (hromadná superkritická fluidní chromatografie)
• 1H a 13C NMR spektrometrie
• Software MassLynx, UNIFI, ChemSpider databáze

Metodika

Vzorky kávy byly analyzovány přímo DART/QDa v pozitivním módu bez předchozí přípravy pro rychlý screening charakteristických m/z 195 (kofein), 390 (tadalafil) a 475 (sildenafil). Pro potvrzení byly extrahovány mzdou acetonitril/voda, analyzovány UPLC-PDA-HRMS v režimu MSE (současný sběr nízkých a vysokých CE spekter) a porovnávány s autentickými standardy a databázovými záznamy. Neukázaný signál m/z 505 byl izolován preparativní SFC a podroben 1H/13C NMR a UV analýze.

Hlavní výsledky a diskuse

• Ve vzorcích byly potvrzeny sildenafil a tadalafil prostřednictvím charakteristických fragmentů m/z 283, 311, 377 a UV absorpčního maxima.
• Nevyhlášený signál m/z 505 odpovídal analogickému PDE-5 inhibitoru thiohomosildenafil (C23H32N6O3S2), potvrzeno 34 fragmenty v UNIFI Fragment Match, NMR a UV spektrem.
• Kvantitativně byl analog přítomen v dávce cca 60 mg na sáček, což odpovídá terapeutické dávce sildenafil citelně ohrožující konzumenta.
• Databázové vyhledávání v ChemSpider zkrátilo čas potřebný k návrhu struktury a MSE akvizice minimalizovala falešné pozitivní výsledky.

Přínosy a praktické využití metody

Metodika umožňuje ultrarychlý screening bez chromatografie, efektivní identifikaci známých i neznámých analogů díky kombinaci ambientní ionizace, vysokorozlišovací MS a spektrálních knihoven. Izolace pomocí SFC a následná NMR analýza poskytují definitvní strukturální potvrzení.\

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření spektrálních knihoven o nové PDE-5 analogy a jejich modifikace.
• Integrace umělé inteligence pro automatizovanou interpretaci MSE spekter a předvídání fragmen­tace.
• Miniaturizace ionizačních zdrojů pro přímo­pol­ní screening v terénu.
• Rozvoj přípravné chromatografie pro rychlejší izolaci stopových látek.

Závěr

Navržená metodika spojuje rychlost DART/QDa screeningu s přesností UPLC-PDA-HRMS a NMR analýzy, což umožňuje spolehlivou detekci, kvantifikaci a strukturální charakterizaci PDE-5 inhibitorů v bylinných kávách. Tato multi-dvounástrojová strategie významně zvyšuje bezpečnostní dohled nad funkčními potravinami.

Reference

1. Euromonitor. What the New Health and Wellness Data is Telling Us: A Look into Latest Trends. Blog Euromonitor, 2018.
2. Donato-Capel L.D., Garcia-Rodenas C.L., Pouteau E. a kol. Food Structures Digestion and Health. Chapter 14, 2014.
3. Twohig M., Plumb R., Fujimoto G. a kol. Counterfeit Medicines Detection II, ILM Publications, 2013.
4. Twohig M., Fujimoto G., Ellor N.J., Plumb R. Rapid Detection and Identification of Synthetic Phosphodiesterase Type-5 Inhibitors. Drug Testing and Analysis, 2010.
5. Singh S., Prasad B., Savaliya A.A. a kol. Strategies for characterizing sildenafil, vardenafil, tadalafil and analogues. Trends in Analytical Chemistry, 2009.
6. Kee C.L., Ge X., Gilard V., Malet-Martino M., Low M.Y. A review of synthetic PDE-5 inhibitors in dietary supplements. J. Pharm. Biomed. Anal., 2018.
7. Reepmeyer J.C., Andre d’Avignon D. Structure elucidation of thioketone analogues of sildenafil. J. Pharm. Biomed. Anal., 2009.
8. Zou P., Hou P., Oh S.S.-Y. a kol. Isolation and structural elucidation using preparative SFC. J. Pharm. Biomed. Anal., 2008.
9. ChemSpider. The Royal Society of Chemistry.