Обнаружение ионов лития в фармацевтических препаратах с помощью MALDI

Размещено: 22 февраля 2023 г. | Ахмад Амини, Йохан Карлссон | Пока без коментариев

Здесь Ахмад Амини и Йохан Карлссон из Шведского агентства медицинской продукции обсуждают использование времяпролетной масс-спектрометрии с матричной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-TOF MS) для идентификации лития в фармацевтических препаратах.

Литий (Li) — третий элемент периодической таблицы, принадлежащий к группе щелочных металлов. Он был открыт Иоганном Августом Арфведсоном в начале 1800-х годов в минерале петалите. Считается, что это объясняет происхождение названия элемента; от литоса (по-гречески камень). Он встречается в виде различных солей, таких как сульфат, ацетат и хлорид. Литий имеет девять известных изотопов, из которых два стабильны – 6Li и 7Li, содержание которых составляет 7,5 процента и 92,5 процента соответственно.1

Литий в высоких концентрациях токсичен для людей, животных и растений, например, проглатывание 5 г LiCl может вызвать смертельную токсичность».

Литий, в зависимости от его концентрации или воздействия, может быть биологически важным для живых организмов.2,3 Литий в концентрациях от низких до средних уже более 50 лет используется в качестве терапевтического средства для лечения биполярного расстройства.4 Однако Литий в высоких концентрациях токсичен для людей, животных и растений, например, проглатывание 5 г LiCl может вызвать смертельную токсичность.5 Литий также показал себя эффективным катионизирующим агентом для MALDI-анализа, например, эфиров натуральных восков, сфинголипидов, углеводы, липиды и полимеры.6-8.

Циклодекстрины представляют собой семейство циклических олигомеров, получаемых из крахмала посредством ферментативного расщепления.9 Наиболее распространенными природными циклодекстринами являются α-ЦД, β-ЦД и γ-ЦД, включающие соответственно шесть, семь и восемь глюкопиранозных единиц. Они имеют форму, похожую на полый тор, с разной полярностью на внутренней и внешней поверхности; т.е. гидрофобная внутренняя полость и гидрофильная внешняя часть.10

Внутренняя часть циклодекстринов легко связывается с различными органическими молекулами с образованием комплексов включения.10,11 Гидроксильные группы в устье полости ЦД образуют супрамолекулярные комплексы за счет водородных связей или электростатических взаимодействий.12 Такие свойства способствуют образованию комплексов хозяин-гость. , с неорганическими солями металлов.13,14 Движущие силы, лежащие в основе образования комплекса включения хозяин-гость ЦД и отдельной молекулы гостя, включают электростатические, водородные связи, ван-дер-ваальсовые и гидрофобные взаимодействия.15-17

Методы мягкой ионизации, такие как MALDI-TOF MS и ионизация электрораспылением, предоставили возможность исследовать нековалентные комплексы CD.9,18,19

В настоящем исследовании образование аддукта между α-ЦД и ионами лития использовалось для обнаружения лития в фармацевтических препаратах.

α-циклодекстрин, как и другие циклодекстрины, такие как β-ЦД, обладает высоким сродством к образованию пар с различными щелочными металлами в матрице образца с образованием различных аддуктов. Как показано вРисунок 1 анализ MALDI в режиме положительных ионов α-CD и β-CD генерирует ионные формы аддуктов щелочных металлов, например, [α-CD-Li]+, [α-CD-Na]+ и [α-CD-K]+ . α-ЦД (ММ = 792,8 г/моль), α-ЦД, в отличие от β-ЦД, имеет высокую растворимость в воде, т. е. более 100 г на литр воды при 25°С. CD представляет собой коматрицу и действует как сток щелочного металла, захватывая ионы металлов, т.е. Li+, Na+ и K+. Это связано с высоким сродством сахаров к образованию аддуктов ионов щелочных металлов в масс-спектрометрии.20

Рисунок 1 : Катионизация α-ЦД (А) и β-ЦД (В) катионами лития, натрия и калия. Хлорид лития растворяли в 50 мг/мл α-ЦД и 10 мг/мл β-ЦД в концентрации 200 мкг/мл. Анализы проводили в режиме рефлектрона, используя в качестве матрицы MALDI раствор ACHCA в ацетонитриле и трифторуксусную кислоту.

Ассоциация с ионами щелочных металлов и, таким образом, образование катионизированного ЦД зависит от сродства ЦД к ионам этих металлов, соотношения ЦД/металл, а также свойств катионов металлов, таких как радиус иона и электронная конфигурация.13