Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Aquí presentamos un protocolo de masa basado en la espectrometría de tándem para la cuantificación de los antibióticos utilizados en unidades de cuidados intensivos, es decir, cefepime, meropenem, ciprofloxacina, moxifloxacina, linezolid y piperacilina.
Hay una demanda creciente para el monitoreo de drogas terapéuticas de antibióticos en muchas instalaciones clínicas, particularmente con respecto a la implementación de programas de administración de antibióticos del hospital.
En el presente trabajo, presentamos un protocolo multiplex alto rendimiento líquido cromatografía-espectrometría total en tándem (HPLC-MS/MS) para la cuantificación de cefepime, meropenem, ciprofloxacina, moxifloxacina, linezolid y piperacilina, utilizados antibióticos en unidades de cuidados intensivos. El método comprensivo anteriormente se validó según la pauta de la Agencia Europea de medicamentos.
Después de una limpieza rápida de la muestra, los analitos son separados en una columna HPLC de fase reversa C8 dentro de 4 minutos y cuantificados con el correspondientes estables isótopo-etiquetada estándares internos en espectrometría de masas por electrospray ionización (ESI +) en reacción de múltiples tiempo control (MRM). El método presentado utiliza una instrumentación simple ajuste con condiciones cromatográficas uniforme, lo que permite el seguimiento diario y robusto antibiótico terapéutico en los laboratorios clínicos. La curva de calibración extiende el rango de concentración farmacocinética, así como antibióticos cantidades cerca de la concentración inhibitoria mínima (CIM) de las bacterias susceptibles y las concentraciones máximas (Cmax) que se obtienen con bolo regímenes de administración. Sin la necesidad de la dilución de suero antes de la limpieza de la muestra, puede obtenerse el área bajo la curva para un antibiótico administrado a través de mediciones múltiples.
Aunque los antibióticos han revolucionado la práctica de la medicina, graves infecciones bacterianas siguen siendo una causa importante de morbilidad y mortalidad en enfermedades graves1. En este sentido, la administración pronta de un antiinfeccioso adecuado en una dosis adecuada es de importancia superior para el control de la enfermedad2.
Un creciente cuerpo de evidencia demuestra que el tratamiento empírico con antibióticos de amplio espectro se está convirtiendo en cada vez más problemático con la complejidad de las poblaciones de pacientes. Esto es especialmente cierto para unidades de cuidados intensivos (UCI), donde una enorme variabilidad interindividual de los parámetros farmacocinéticos claves del (PK) con frecuencia se observa3,4. En consecuencia, pacientes de la UCI están en riesgo inminente de niveles sub-terapéuticos con el peligro de un escaso éxito terapéutico5,6. Por otra parte, pacientes exponen innecesariamente a excesivamente altas concentraciones de antibióticos que pueden resultar en eventos adversos graves con ningún beneficios clínicos7. El mal uso de antibióticos y la dosificación insuficiente también han impulsado la difusión de la resistencia a los antibióticos, que se está convirtiendo en una amenaza creciente para la salud pública8.
Para mejorar el uso de antibióticos y para preservar su effectivenessas tiempo como sea posible, la Organización Mundial de la salud ha puesto en marcha un plan de acción global sobre resistencia a los antimicrobianos en 20159. Los programas de administración de antibióticos constituyen una piedra angular esencial de uso prudente de antimicrobiano en la salud pública nacional estrategias10, ayudando a los médicos a mejorar significativamente la calidad de atención del paciente11 y, al mismo tiempo, la reducción de la resistencia a los antibióticos12. Antimicrobiano dosis en pacientes individuales a través de la aplicación de drogas terapéuticas (TDM) el monitoreo es un instrumento clave en este contexto13.
Hasta la fecha, disponible en el mercado TDM ensayos sólo están disponibles para los antibióticos glucopéptidos y aminoglucósidos. La cuantificación de sustancias de otras clases comúnmente requiere un desarrollo interno o validación que puede resultar engorroso. Por lo tanto, presentamos en detalle el protocolo para un ensayo basada en espectrometría de masa sólido que puede ser utilizado para la cuantificación de los principales antibióticos en UCI dentro de sus rangos de concentración relevante clínica14. El método fue establecido recientemente en nuestro centro de espectrometría de masas y se ha aplicado para la rutina de TDM en UCI desde entonces. El procedimiento utiliza un marco analítico sencillo y simple con una limpieza uniforme de la muestra, lo que permite la rápida aplicación de antibiótico TDM en muchas instalaciones con capacidades de espectrometría de masas.
El protocolo descrito aquí fue optimizado para la cuantificación de cefepime, meropenem, ciprofloxacina, moxifloxacina, linezolid y piperacilina en suero humano, usando la cromatografía de líquidos de dilución isotópica (LC) en combinación con un tándem masa Espectrometría (MS/MS). Para la dilución del isótopo metodología LC-MS/MS, compuestos marcados con isótopos estables se añaden a una muestra de interés con una matriz específica (p. ej., suero). Normas de marcado con el isótopo pueden distinguirse de sus contrapartes sin etiqueta, es decir el analito de interés, debido a distintos pesos moleculares de la molécula natural y sus productos de fragmentación, como una transición de padres-ion a hija-ion. Compuestos marcados con isótopos tienen un comportamiento general fisicoquímico idéntico en comparación con su contraparte sin etiqueta, son normas internas ideal para MS/MS, lo que permite una cuantificación del analito casi independiente de la matriz con un alto grado de precisión15. Hoy en día, muchos estables isótopo-etiquetada estándares internos que pueden utilizarse para la cuantificación de moléculas pequeñas, como el TDM de antimicrobianos, están disponibles en el mercado.
La separación cromatográfica de los analitos antibióticos en el protocolo descrito se realiza con una columna de fase inversa de longitud de la cadena alquil C8 analítica (100 mm x 2,1 mm, 3 μm tamaño de las partículas). Durante el desarrollo del método, los factores internos estándar matriz normalizada para todos los analitos fue entre 94,6% y 105,4%, con un coeficiente de variación de ≤8.3%14.
Nota: Se recomienda para trabajar en una campana de humos al manipular disolventes orgánicos, como el metanol. Preparar todos los búferes y fases móviles en matraces aforados. Si no indique lo contrario, las soluciones se pueden almacenar a temperatura ambiente hasta 1 mes después de la preparación.
1. preparación de los calibradores y las muestras de Control de calidad
Nota: Una hoja de análisis de datos correspondientes para la preparación de soluciones stock y spike se da en el Archivo suplementario. Por razones de trazabilidad, inserte el fabricante, número de catálogo y mucho número de cada antibiótico en las columnas correspondientes. Disolver todos los antibióticos en una cámara frigorífica a 4 ° C y mantener el tiempo de trabajo tan corto como sea posible.
2. preparación de la mezcla de estándares internos
Nota: Los estándares internos son contrapartes marcada con isótopo de los analitos de interés que se añaden a una muestra durante la limpieza de la muestra. Como las normas internas tienen casi idénticas propiedades físico-químicas en general a sus homólogos sin etiqueta, compensan los efectos de la matriz de una muestra determinada.
3. paciente almacenamiento
Nota: Asegúrese de que el suero se obtiene tan rápido como sea posible y que se mantenga la cadena de frío de las muestras congeladas.
4. preparación tampón para cromatografía
5. instrumento Tuning
Nota: Este paso se realiza para el establecimiento del método en un espectrómetro de masas específico.
6. configuración HPLC-MS/MS
Nota: Cuenta del espectrómetro de masas, HPLC sistema (incluyendo el inyector automático) y el software correspondiente dependen del fabricante. Adaptar los parámetros del espectrómetro de masas y el procedimiento de lavado según las recomendaciones del fabricante.
7. muestra medición Master File
Nota: Con el 'ejemplo de archivo de medición principal ', se especifican las muestras de pacientes, el análisis de HPLC-MS/MS se inicia y se realiza la evaluación de datos. Se generan dos archivos de plantilla separados, incluyendo un par de control de baja y alta calidad; una plantilla incluye control de calidad par A y C, el otro un par de control de calidad B y D.
8. limpieza y análisis de HPLC-MS/MS de la muestra
Nota: Por cada lote de muestras, un control de calidad vinculado con una concentración de antibiótica alta y baja (aire acondicionado de control de calidad o control de calidad B/D) es procesado y analizado. Entre diversas hornadas, las muestras pareadas de control de calidad se utilizan en una secuencia alternativa (p. ej., el día 1, seleccione el 'muestra medición maestra de archivos ' incluyendo control de calidad par aire acond., en el día 2, seleccionar el par de control de calidad incluyendo una B/D. El procesamiento de las muestras de suero se ilustra en la figura 1.
Figura 1: representación esquemática de la limpieza de la muestra. Precipitación de proteínas en la alta fuerza centrífuga da un pellet denso y claro sobrenadante, indicando eso precipitación de la proteína fue completa. Todo el tiempo de procesamiento es aproximadamente 30 minutos, incluyendo el análisis MS/MS, la limpieza de la muestra y la separación cromatográfica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
9. cuantificación y evaluación de la calidad
Utilizando el protocolo descrito, un cromatograma típico se muestra en la figura 2. Según el United States Pharmacopeia (USP) cromatografía directrices16, se determinó el volumen muerto de la columna en el sistema actual con ~0.22 mL y el volumen de la columna extra (incluyendo los conectores, inyector y tubería) con ~0.08 mL, dando un volumen de retención de ~0.30 mL. Los factores de retención calculado para todos los analitos ...
En este manuscrito, se presenta el protocolo para un método de masa basado en la espectrometría de tándem sencillo y robusto para la cuantificación de los antibióticos utilizados en el ICU19, es decir, cefepime, meropenem, ciprofloxacina, moxifloxacina, linezolid, y piperacilina14. Una hoja de cálculo acompaña el manuscrito para la preparación de soluciones stock de antibióticos, calibradores y controles de calidad, teniendo en cuenta la pureza de los antibióticos...
Los autores no tienen nada que revelar.
Los autores agradecen a Dr. Schütze por su ayuda a establecer el método presentado y Dr. Zoller por el valioso aporte con respecto a la gama de calibración apropiada. Los autores reconocen también el personal técnico de las instalaciones de la espectrometría de masas.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
cefepime hydrochloride | Sigma-Aldrich | 1097636 | USP Reference Standard |
meropenem trihydrate | Sigma-Aldrich | Y0001252 | EP Reference Standard |
ciprofloxacin | Sigma-Aldrich | 17850 | |
moxifloxacin hydrochloride | Sigma-Aldrich | SML1581 | |
linezolid | Toronto Research Chemicals | L466500 | |
piperacillin sodium salt | Sigma-Aldrich | 93129 | |
cefepime-13C12D3 sulfate | Alsachim | C1297 | Isotope labelled internal standard for cefepime |
meropenem-D6 | Toronto Research Chemicals | M225617 | Isotope labelled internal standard for meropenem |
ciprofloxacin-D8 | Toronto Research Chemicals | C482501 | Isotope labelled internal standard for ciprofloxacin |
moxifloxacin-13C1D3 hydrochloride | Toronto Research Chemicals | M745003 | Isotope labelled internal standard for moxifloxacin |
linezolid-D3 | Toronto Research Chemicals | L466502 | Isotope labelled internal standard for linezolid |
piperacillin-D5 | Toronto Research Chemicals | P479952 | Isotope labelled internal standard for piperacillin |
methanol | JT Baker | 8402 | |
HPLC grade water | JT Baker | 4218 | |
formic acid | Biosolve | 6914132 | |
acetic acid | Biosolve | 1070501 | |
ammonium formate | Sigma-Aldrich | 70221-25G-F | |
tert-Butyl methyl ether | Merck | 101845 | |
Fortis 3 μm C8 100 * 2.1 mm | Fortis | F08-020503 | |
Ti-PEEK-encased Prifilter (2 μm) | Chromsystems | 15011 | |
2795 Alliance HPLC system | Waters | 176000491 | |
Quattro micro API Tandem Quadrupole System | Waters | 720000338 | |
QuanLynx 4.1 software | Waters | / | Data evaluation software provided by the mass spectrometer manufacturer |
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este JoVE artículos
Solicitar permisoThis article has been published
Video Coming Soon
ACERCA DE JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados