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Method Article
Here we describe a high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) assay to quantify the immunosuppressant tacrolimus in dried blood spots using a simple manual protein precipitation step and online column extraction.
O tacrolimus inibidor da calcineurina é a pedra angular da maioria dos protocolos de tratamento imunossupressores após transplante de órgão sólido nos Estados Unidos. Tacrolimus é uma droga estreito índice terapêutico e, como tal, exige monitorização terapêutica e ajuste de dose com base em toda a sua concentrações mínimas no sangue. Para facilitar casa droga terapêutica e monitoramento da adesão, a coleta de gotas de sangue seco é um conceito atraente. Depois de uma picada no dedo, o paciente recebe uma gota de sangue em papel de filtro em casa. Depois de o sangue é seca, que é enviado para o laboratório de análises, onde o tacrolimus é quantificada usando espectrometria de massa líquida de alta eficiência A cromatografia-tandem (HPLC-MS / MS), em combinação com um manual simples passo de precipitação de proteína e de extracção em linha da coluna.
Para a análise de tacrolimus, um disco de 6 mm é perfurado a partir do centro do local saturada de sangue. A mancha de sangue é homogeneizada utilizando um misturador de uma balaND, em seguida, as proteínas são precipitadas com metanol / 0,2 M ZnSO4 contendo o padrão interno D 2, 13 C-tacrolimus. Após agitação em vórtice e centrifugação, 100 ul de sobrenadante foi injectada numa coluna de extracção em linha e lavou-se com 5 mL / min de ácido fórmico a 0,1 / acetonitrilo (7: 3, v: v) durante 1 min. Daqui por diante, a válvula de comutação é activada e os analitos são back-lavada na coluna analítica (e separados utilizando um gradiente de ácido fórmico / acetonitrilo a 0,1%). O tacrolimus é quantificada no modo positivo de multi reacção (MRM) usando um espectrómetro de massa em tandem.
O ensaio é linear de 1 a 50 ng / ml. A variabilidade inter-ensaio (3,6% -6,1%) e precisão (91,7% -101,6%), avaliada durante 20 dias satisfazer os critérios de aceitação. A recuperação média de extração é de 95,5%. Não há carry-over, interferências de matriz e efeitos de matriz relevante. O tacrolimus é estável em manchas de sangue seco em temperatura ambiente e a +4 ° C durante 1 semana. Amostras extraídas doamostrador automático são estáveis a 4 ° C durante pelo menos 72 h.
O tacrolimus é um potente immonosuppressant 1-7 que tem uma estrutura de macrólido 8 (Figura 1). Devido a cis - isomerismo trans das ligações NC que forma dois rotâmeros em solução 9 que podem ser separados por cromatografia líquida de alta eficiência de fase inversa (HPLC) Tacrolimus é lipofilico e solúvel em álcoois (metanol: 653 g / L, etanol: 355 g / L), hidrocarbonetos halogenados (clorofórmio: 573 g / L) e éter. É moderadamente solúvel em hidrocarbonetos alifáticos (hexano: 0,1 g / L e de água (pH 3:. 0,0047 g / L) 9 A molécula não contém quaisquer cromóforo e o seu máximo de absorção de UV de 192 nm tacrolimus actua através da inibição da calcineurina. . O seu mecanismo de acção foi revisto em referências 10,11. Ele é actualmente utilizado em mais de 80% dos pacientes de transplante de órgãos sólidos nos Estados Unidos 12.
O índice terapêutico de tacrolimus é considerád para ser estreita 13. Além disso, a correlação entre doses de tacrolimus e as concentrações sanguíneas é pobre e farmacocinética é variável 14,15. A monitorização terapêutica para orientar a dosagem tacrolimus em doentes transplantados é a prática clínica, pois, em geral 16-20. O objectivo é manter as concentrações sanguíneas de tacrolimus dentro de uma gama terapêutica pré-definido. Concentrações sanguíneas Tacrolimus abaixo da gama terapêutica pode resultar numa actividade aumentada de reacções alo-imune crónica ou aguda, enquanto que as concentrações acima da janela terapêutica aumentar o risco de sobre-imunossupressão, cancro e toxicidade, como nefrotoxicidade, neurotoxicidade, hipertensão, e diabetes. A alta variabilidade intra-individual de farmacocinética de tacrolimus pode ser prejudicial tanto para órgãos transplantados e sobrevida do paciente 21,22. Enquanto a variabilidade inter-individual na farmacocinética do tacrolimus é causada principalmente por polimorfismos CYP3A5, razões para intra-individualvariabilidade incluem, mas não estão limitados a, fármaco-fármaco, com a doença da droga e droga-alimento interacções 14,15. Também a falta de adesão ao regime de imunossupressão terapêutica medicamentosa é um fator contribuinte e uma das principais razões para a perda do enxerto 23,24.
Estas considerações sugerem que casa freqüente de drogas terapêuticas e monitoramento da adesão de concentrações de tacrolimus no sangue total pode ser benéfica para garantir que os pacientes têm uma exposição de tacrolímus dentro da janela terapêutica desejada em todos os momentos. No entanto, a logística e os custos de monitorização mais frequente da terapêutica medicamentosa, pois é atual prática clínica 15 é proibitivo. Uma das razões é que o paciente tem de ver uma flebotomia para ter a amostra de sangue venoso necessária desenhada. Manchas de sangue seco surgiram recentemente como um conceito atraente 25-28. Depois de um dedo simples furar o paciente coleta uma gota de sangue em um cartão de papel de filtro especial e após o ponto de sangue tem dRied, pode ser enviado para um laboratório central para análise de tacrolimus e qualquer outro imunossupressor que o paciente possa estar a tomar actualmente. Isto tornou-se possível devido ao desenvolvimento de ensaios de LC-MS / MS altamente sensíveis e específicos para a quantificação de tacrolimus e outros imunossupressores no sangue em volumes muito pequenos, tais como manchas de sangue seco (tipicamente 20 ul de sangue 25,29-43). Outra vantagem é que os baixos estratégias de cobrança minimamente invasivas, amostra de volume, tais como manchas de sangue seco facilitar muito monitorização terapêutica e estudos farmacocinéticos em crianças pequenas 28.
Tacrolimus geralmente é medido em toda EDTA sangue venoso 15. As razões são que o tacrolimus é extensamente distribuída a células do sangue e que os estudos clínicos relataram melhor correlação entre as concentrações de tacrolimus calha no sangue do que em plasma com eventos clínicos 15,18. Em comparação, a análise de TAcrolimus em manchas de sangue seco é baseado no sangue capilar que é misturado com a matriz de papel de filtro. Isso apresenta desafios em termos de solubilização de tacrolimus e potenciais interferências com a análise LC-MS / MS. Aqui apresenta-se um ensaio estabelecido e validado com base na homogeneização da mancha de sangue seco usando um misturador de bala em combinação com um alto fluxo de amostra de coluna em linha limpar procedimento e análise por LC-MS / MS. Até hoje, este ensaio tem sido usado com sucesso para a quantificação de mais de cinco mil amostras de sangue para monitorização de tacrolimus seca aderência em ensaios clínicos.
Amostras de sangue identificadas-de de indivíduos saudáveis eram do Hospital da Universidade de Colorado (Aurora, Colorado). O uso de amostras de banco de sangue identificou-de para estudos de validação, bem como para a preparação dos calibradores e amostras de controle de qualidade foi considerada "isentos" pelo Conselho Colorado Multi-institucional Análises (COMIRB, Aurora, Colorado).
1. Preparação de Referências e Soluções
2. Extração de Tacrolimus secas amostras de sangue
3. LC-MS / MS Análise
4. Quantificação
Procedimentos de validação 5.
Cromatogramas iónicos representativos de uma amostra em branco, uma amostra enriquecida para o limite inferior de quantificação e uma amostra do paciente são apresentados na Figura 3.
As curvas de calibração
O limite inferior de detecção foi de 0,5 ng / ml e o limite inferior de quantificação foi de 1,0 ng / ml. Cinquenta ng / ml foi escolhido como o mais alto calibrador como concentrações mais elevadas não são susc...
Embora, como acima mencionado, o conceito de fármaco terapêutico e monitorização aderência do tacrolimus com base em manchas de sangue seco é atraente, existem desafios analíticos que ultrapassam aquelas tipicamente associados com a análise por LC-MS / MS do tacrolimus em EDTA venoso amostras de sangue inteiro. Estes incluem, mas não estão limitados a, o facto de a matriz capilar é sangue completo embebido no material de fibras de algodão do material de cartão de filtro usado aqui e o baixo volume de sangue...
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by the United States Federal Drug Administration (FDA) contract HHSF223201310224C and the United States National Institutes of Health/FDA grant 1U01FD004573-01.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Tacrolimus | U.S. Pharmacopeial Convention | 1642802 | |
D2,13C-Tacrolimus | Toronto Research Chemicals Inc. | F370002 | |
Red blood cells | University of Colorado Hospital | W20091305500 V | |
Plasma | University of Colorado Hospital | W2017130556300Q | |
Acetone CHROMASOLV, HPLC, ≥99,9% | Sigma-Aldrich | 439126-4 L | |
Acetonitrile Optima LC/MS, UHPLC-UV | Thermo Fisher Scientific | A955-4 | |
Isopropanol 99.9%, HPLC | Fisher Scientific | BP2632-4 | |
Methanol Optima LC/MS | Thermo Fisher Scientific | A452-4 | |
Water Optima LC/MS, UHPLC-UV | Thermo Fisher Scientific | W6-4 | |
Formic acid | Thermo Fisher Scientific | A118P-500 | |
Phosphate-buffered saline (PBS) | Sigma-Aldrich | D8537 | |
Zinc sulfate | Thermo Fisher Scientific | Z68-500 | |
0.5 – 10 µl pipet, VoluMate LIQUISYSTEMS | Mettler Toledo | 17008649 | |
1.5 ml Eppendorf tube | Thermo Fisher Scientific | 02-682-550 | |
10 – 100 µl pipet, VoluMate LIQUISYSTEMS | Mettler Toledo | 17008651 | |
10 μl pipet tips with filter, sterile | Neptune | BT 10XLS3 | |
100 – 1,000 µl pipet, VoluMate LIQUISYSTEMS | Mettler Toledo | 17008653 | |
100 μl pipet tips with filter, sterile | Neptune | BT 100 | |
1,000 μl pipet tips with filter, sterile | Multimax | 2940 | |
2 – 20 µl pipet, VoluMate LIQUISYSTEMS | Mettler Toledo | 17008650 | |
2 ml Eppendorf tube | Thermo Fisher Scientific | 02-681-258 | |
20 – 200 µl pipet, VoluMate LIQUISYSTEMS | Mettler Toledo | 17008652 | |
20 μl pipet tips with filter, sterile | GeneMate | P-1237-20 | |
200 μl pipet tips with filter | Multimax | 2938T | |
200 μl pipet tips with filter, sterile | Multimax | 2936J | |
50 ml Falcon tube | BD Falcon | 352070 | |
300 μl inserts for HPLC vials | Phenomenex | ARO-9973-13 | |
Balance PR2002 | Mettler Toledo | 1117050723 | |
Balances AX205 Delta Range | Mettler Toledo | 1119343379 | |
Bullet Blender Homogenizer | Next Advance | BBX24 | |
Centrifuge Biofuge Fresco | Heraeus | 290395 | |
Disposable Wipes | PDI | Q55172 | |
Glass v ials, 4 ml | Thermo Fisher Scientific | 14-955-334 | |
Glass vials, 20 ml | Thermo Fisher Scientific | B7800-20 | |
Gloves, nitrile | Titan Brand Gloves | 44-100S | |
HPLC vials, 9 mm, 2 ml, clear | Phenomenex | ARO- 9921-13 | |
Lids for HPLC vials | Phenomenex | ARO- 8952-13-B | |
Needle, 18 G 1.5 | Precision Glide | 305196 | |
Rack for Eppendorf tubes | Thermo Fisher Scientific | 03-448-11 | |
Rack for HPLC Vials | Thermo Fisher Scientific | 05-541-29 | |
Steel beads 0.9 – 2 mm | Next Advance | SSB14B | |
Storage boxes for freezers / refrigerators | Thermo Fisher Scientific | 03-395-464 | |
Standard multi-tube vortexer | VWR Scientific Products | 658816-115 | |
Whatman Paper, 903 Protein Saver US 100/PK | GE Whatman | 2016-05 | |
Autosampler | CTC PAL | PAL.HTCABIx1 | |
Binary pump, Agilent 1260 Infinity | Agilent Technologies | 1260 G1312B | |
Binary pump, Agilent 1290 Infinity | Agilent Technologies | 1290 G4220A | |
Micro vacuum degasser, Agilent 1260 | Agilent Technologies | 1260 G13798 | |
Column oven, Agilent 1290 with 2 position | Agilent Technologies | 1290 G1216C | |
Thermostated column compartment with integrated 6 port switching valve | Agilent Technologies | 1290 G1316C | |
HPLC pre-column cartridge, Zorbax XDB C8 (5 µm particle size), 4.6 · 12.5 mm | Phenomenex | 820950-926 | |
HPLC analytical column, Zorbax Eclipse-XDB-C8 (5 µm particle size), 4.6 · 150 mm | Phenomenex | 993967-906 | |
Tandem Mass Spectrometer | |||
API5000 MS/MS with TurboIonspray source | AB Sciex | 4364257 | |
Mass spectrometry software | AB Sciex | Analyst 1.5.1 |
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