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液相色谱-串联质谱法分析猴血浆中的前列腺素E2类似物和选择性EP3激动剂硫前列酮

期刊:journal of chromatography bDOI:10.1016/j.jchromb.2018.05.034

本文档属于类型a(单篇原创研究论文报告),以下是针对该研究的学术报告:


Y. Shi等学者在《Journal of Chromatography B》发表猴血浆中前列腺素E2类似物Sulprostone的LC-MS/MS定量分析方法研究

作者及机构
第一作者Yifan Shi与团队来自强生公司杨森研发中心(Janssen Research & Development, Johnson & Johnson)的药代动力学与代谢部门(Department of Pharmacokinetics, Dynamics, and Metabolism)及心血管与代谢部门(Department of Cardiovascular and Metabolism)。论文于2018年5月发表在《Journal of Chromatography B》(卷1092,页码51-57)。


学术背景

研究领域
本研究属于生物分析化学与药代动力学交叉领域,聚焦于前列腺素E2(PGE2)类似物Sulprostone的定量检测方法开发。Sulprostone是一种选择性EP3受体激动剂(EP3 agonist),具有抗溃疡潜力,并广泛用于EP3受体拮抗剂的研究。

研究动机
既往Sulprostone的定量依赖放射性标记(如氚或碳-14标记)结合HPLC或GC/MS技术,存在操作繁琐、特异性不足等问题。本研究旨在开发一种高灵敏度、高选择性的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)方法,以支持其药代动力学(PK)和药效学(PD)研究。


研究流程与方法

1. 质谱条件优化

  • 研究对象:Sulprostone及其两种候选内标(Latanoprost和Misoprostol)。
  • 关键步骤
    • 对比正负离子模式:发现Sulprostone在正离子模式下形成铵加合物([M+NH4]+,m/z 483→354),灵敏度比负离子模式([M-H]-)高7倍。
    • 内标选择:最终选用PGF2α类似物Latanoprost([M+H]+,m/z 433→105),因其不受基质抑制干扰。
    • 温度稳定性测试:通过调节离子源温度(200–600°C),验证铵加合物形成的重现性。

2. 色谱分离优化

  • 色谱柱:采用2.6 μm核壳型PFP(五氟苯基)固定相色谱柱(Kinetex PFP,3×50 mm),以10 mM甲酸铵(含0.1%甲酸)-乙腈为流动相,梯度洗脱。
  • 分离效果:Sulprostone与内标保留时间分别为1.4 min和2.0 min,信噪比(S/N)>10,动态范围为2–4000 ng/mL。

3. 血浆样本处理与稳定性研究

  • 样本处理:25 μL猴血浆经乙腈蛋白沉淀法提取,湿冰条件下操作以抑制降解。
  • 酯酶抑制剂筛选:测试5种抑制剂(NaF、PMSF、DFP、对氧磷、敌敌畏)对Sulprostone的稳定作用。结果显示,敌敌畏(Dichlorvos)可完全抑制降解(4小时内无损失)。

4. 方法学验证

  • 线性与精度:校准曲线(1/x²加权)线性良好(R²=0.995),日内精度(CV%)≤10.8%,准确度91.2–110%。
  • 稳定性:湿冰条件下4小时或3次冻融循环后,浓度偏差<15%。

5. 药代动力学应用

  • 动物实验:食蟹猴静脉注射0.5 mg/kg Sulprostone,采集0–4小时血浆样本。
  • PK参数:消除半衰期(t1/2)0.451小时,稳态分布容积(Vss)0.583 L/kg,清除率(CL)56.0 mL/min/kg,显示快速分布与清除特性。

主要结果与逻辑关联

  1. 质谱灵敏度提升:铵加合物的发现解决了前列腺素类化合物电离效率低的问题,为低浓度检测奠定基础。
  2. 色谱分离特异性:PFP色谱柱有效排除血浆中其他前列腺素干扰,确保定量准确性。
  3. 稳定性控制:敌敌畏的稳定作用为后续临床样本处理提供优化方向。
  4. PK参数解析:短半衰期和高清除率提示Sulprostone需频繁给药或结构修饰以延长作用时间。

研究结论与价值

科学价值
- 首次建立Sulprostone的LC-MS/MS定量方法,灵敏度达2 ng/mL,填补了非放射性检测技术的空白。
- 揭示了铵加合物在提高前列腺素类化合物质谱响应中的普适性潜力。

应用价值
- 为EP3受体靶点药物的PK/PD研究提供标准化分析工具。
- 敌敌畏的稳定方案可推广至其他酯类药物的生物样本处理。


研究亮点

  1. 方法学创新:通过铵加合物策略将灵敏度提升7倍,优于传统负离子模式。
  2. 稳定性突破:首次系统评估酯酶抑制剂对Sulprostone的保护作用,明确敌敌畏为最优选择。
  3. 跨学科意义:将核心壳色谱技术与生物分析结合,解决复杂基质干扰问题。

其他有价值内容

  • 局限性:未使用稳定同位素内标,可能影响长期分析的准确性。
  • 未来方向:可扩展至其他前列腺素类似物的定量分析,或探索EP3受体激动剂的构效关系。

(全文约2000字)

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